用JK触发器和门电路设计一个4位格雷码计数器.docx

福建农林大学金山学院
课程设计报告
课程名称：
数字逻辑
用 JK 触发器和门电路设计一个
4 位
课程设计题目：
格雷码计数器
姓
名：
系：
专 业：
年 级：
学 号：
指导教师：
职 称：
2011 年 6 月 29 日
用 JK 触发器和门电路设计一个 4 位格雷码计数器
一、实验目的
1、用 JK 触发器和门电路设计一个 4 位格雷码计数器。
2、加强对格雷码的认识。
3、熟悉对 JK 触发器的使用。
4、利用仿真软件 Multisim 对数字电路进行仿真和实现。
二、仿真软件 Multisim 介绍
（注：因为本课程设计用的是 2011 年的版本，所以对此进行简单的介绍）
⑴仿真软件 ：NI Multisim 软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的 EDA 工具软件。作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具， NI Multisim 是一个完整的集成化设计环境。 NI Multisim 计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。 学员可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来， 并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。 NI Multisim 软件绝对是电子学教学的首选软件工具。
⑵特点：①直观的图形界面。②丰富的元器件。③强大的仿真能力。④丰富
的测试仪器。⑤完备的分析手段。⑥独特的射频 (RF) 模块。⑦强大的 MCU模块。
⑧完善的后处理。⑨详细的报告。⑩兼容性好的信息转换。
三、实验步骤（包括设计过程、仿真结果和结果分析）
⒈设计过程
① 状态转换表如下：
计数顺序
电路状态
进位输出 C
Q3
Q2
Q1
Q0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
2
0
0
1
1
0
3
0
0
1
0
0
4
0
1
1
0
0
5
0
1
1
1
0
6
0
1
0
1
0
7
0
1
0
0
0
8
1
1
0
0
0
9
1
1
0
1
0
10
1
1
1
1
0
11
1
1
1
0
0
12
1
0
1
0
0
13
1
0
1
1
0
14
1
0
0
1
0
15
1
0
0
0
1
16
0
0
0
0
0
② 按状态转换表的计数顺序可得 Q* 3Q* 2Q* 1Q * 0 的卡诺图：
从而分别得出 Q* 3 、 Q * 2 、 Q* 1 、 Q* 0 、 C 的卡诺图：
③ 由卡诺图得出状态方程和输出方程：
Q* 3
Q3Q1
Q3Q0
Q2Q '1Q0'
(Q2Q '1Q '0 )Q '3
(Q ' 2Q '1Q '0 ) ' Q3
Q|* 2
Q2Q1
Q2Q0
Q '3Q1Q '0
(Q ' 3Q1Q '0 )Q '2
(Q3Q1Q '0 )' Q2
Q*
1
Q1Q0
Q '
3Q '
2Q0Q3Q2Q0
((Q2 Q3 )' Q0 )Q '1
(Q0 (Q3
Q2 ))' Q1
Q* 0
Q '3Q '2 Q '1
Q' 3Q2Q1 Q3Q2Q '1 Q3Q '2 Q1
(Q3
Q2 Q1 )' Q ' 0 (Q3 Q2 Q1 )' Q0
Q3Q '2Q '1Q '0
④ 又 JK 触发器的特性方程为： Q*
JQ'
K 'Q ,所以可得驱动方程：
J3
Q2Q
'1Q'0
， K
3
'2 '1