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：
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
、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 。
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 : 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真块。 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）

①状态转换表如下：
计数顺序
电路状态
Q3 Q2 Qi Qo
进位输出C
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
h
0
2
0
0
1
1
0
3
0
0
1
0
0
4
0
1
1
10
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
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
从而分别得出Q 3> Q 2 > Qi、Qo、C的卡诺图:
②按状态转换表的计数顺序可得Q*3Q*2Q*iQ\的卡诺图:
③ 由卡诺图得出状态方程和输出方程:
Q 3 Q3Q1 Q3Q0 Q2Q1Q0 (Q2Q1Q0)Q3
一'_ ' _ ' 、.一
(Q 2Q 1Q 0 ) Q3
I* ' ' ' ' ' ‘
Q 2 Q2Q1 Q2Q0 Q 3Q1Q 0 (Q 3Q1Q 0 )Q 2 (Q3Q1Q 0) Q2
* ' ' '
Q 1 Q1Q0 Q3Q2Q0 Q3Q2Q0 ((Q2 Q3) Q0)Q 1 (Q0(Q3 Q2)) Q1
* ' ' ' ' ' ' '
Q 0 Q 3Q 2Q 1 Q 3Q2Q1 Q3Q2Q 1 Q3Q 2Q1 (Q3 Q2 Q1) Q 0 (Q3 Q2 Q1) Q0
C 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 Q2Q1Q0 , K3 Q 2Q 1Q 0
J2
Q3Q1Q0, K2
Q3Q1Q 0
J1
(Q3 Q2)' Q0 ，
K1 (Q3 Q2)Q0
J0 (Q3 Q2 Q1)' , K0 Q3 Q2
⑤ 由驱动方程可画出逻辑电路图：

①原理图如下：
②部分波形图如下:
⑴0000~1101
口寸间保少）
(2)1101~0011
Tdi^cinJD
■ ih ।
Fifi-Hi ~ 1BFO
■J—-V
月曰
山『…”
③电路状态变化如下：
⑴ Q3Q2Q1Q0 0000 , C 0
⑵ Q3Q2Q1Q0 0001 , C 0
⑶ Q3Q2Q1Q0
0011, C
0

U-： L
T*fcK; 1 *TB_<V
4G口 MEM