实验五_时序电路测试及研究

时序电路实验报告一、实验目的（1）常用时序逻辑电路的分析及测试方法。

（2）用JK、D触发器构成的计数器、寄存器的工作原理及逻辑功能测试。

（3）MSI集成计数器（74LS192）、寄存器（74LS194）的测试方法与使用方法。

二、实验仪器与元器件（1）HBE硬件基础电路实验箱、双踪示波器；（2）元器件：74LS00、74LS112、74LS175、74LS192、74LS194。

三、实验内容1、JK触发器JK触发器74LS112,置位端SD、复位端RD及输入端J、K分别接“逻辑电平”开关，输出端Q和Q' 分别接“电平显示”发光二极管，VCC端和GND端分别接+5V电源的正负两极，CP端接手动单脉冲源。

连接电路完成后，接通电源完成测试，观察手动脉冲CP变化后触发器的状态，将测试结果记入表中。

74LS112具有J、K触发器逻辑功能，SD有效RD无效时，置1；SD无效RD有效时，置0；74LS112为下降沿触发，当J=0 K=0时，记忆；当J=0 K=1时，置0；当J=1 K=0时，置1；当J=1 K=1时，计数。

2、异步二进制加法计数器Q3 Q2 Q2按上图连接电路。

三个触发器的输出端Q1、Q2、Q3分别接电平显示，J、K端悬空，置位端SD和复位端RD接逻辑电平开关，CP端接手动单脉冲源，VCC和GND端分别接结论：组合电路具有3位二进制加法计数器功能。

3、移位寄存器按上图连接电路，三个触发器的输出端Q1、Q2、Q3分别接电平显示，第一级触发器F1的输入端D以及复位端RD接逻辑电平开关，CP端接手动单脉冲源，VCC和GND端分别接+5V电源的正负极。

连接电路完成后接通电源，先清零，在每一个手动CP单脉冲作用下，由D端分别输入高低电平“100”。

观察各触发器的输出状态，记入表格。

组合电路具有移位寄存器逻辑功能。

四、实验心得第一个电路图连起来还比较简单，第二个和第三个电路图就有点难了，经过和其他几个同学的商量最终才勉强做出来，实验原理有些还不是很清楚，这两天一定要搞明白。

实验五 时序电路测试及研究一、实验目的1.掌握常用时序电路分析、设计及测试方法。

2.训练独立进行试验的技能。

二、实验仪器及器件1.仪器：数字电路学习机，双踪示波器。

2.器件：74LS73 双J-K 触发器 2片 74LS175 四D 触发器 1片 74LS10 三输入端三与非门 1片 74LS00 二输入端四与非门 1片三、实验内容1.同步时序逻辑电路的功能测试 按图5.1构成一个同步时序电路。

测试电路的功能，并将结果画成状态转换图的形式。

Y 图5.1同步时序逻辑电路的分析步骤大致如下：1. 了解电路的组成。

包括确定输入输出信号，组合电路的结构，触发器的类型。

2 . 写出组合电路的输出逻辑表达式，触发器的驱动方程及状态方程。

3. 列出真值表。

包括组合电路的输入状态组合及输出状态，以及触发器的次态。

4. 由真值表作出状态图和状态表。

分析确定电路的逻辑功能和特点。

驱动方程：1J=（/Q 2n ）X ，1K=1，2J=Q 1n X ，2K=/X 组合电路的输出：Y=Q 2n X根据状态方程，得Q 1n+1=（/Q 2n ）X （/Q 1n ），Q 2n+1=Q 1n X （/Q 2n ）+XQ 2n因使用了2个触发器，所以设四个状态为S=Q 2Q 1。

其中S0=00，S1=01，S2=10，S3=11。

输入／输出＝Ｘ／Ｙ。

状态转换图为：比较S2和S3两个状态可以发现，在相同的输入条件下，将转换到相同的状态去，并得到相同的输出。

因此这两个状态我们称之为等价状态。

显然，等价状态是重复的，可以合并为一个状态。

所以新的状态转换图为：１／０ 根据状态转换图可以得出结论如下： 当Ｘ＝０时，Ｙ＝０ 状态为００当Ｘ＝１时，状态按 S0→S1→S2的顺序改变， 并且在S2状态时输出为1。

所以该电路的功能为111时，输出为 1。

其余情况下，输出均为0。

2.同步时序逻辑电路的设计图5.2为某同步时序逻辑电路的状态图。

实验5时序电路实验预习实验报告疑问：1、时序电路的组成原理和控制原理分别是什么？2、计算机中的周期，节拍和脉冲之间有什么关系？实验报告一、波形图：参数设置：Endtime:2.0us Gridsize:25.0ns信号设置：clk：时钟信号，设置周期为25ns占空比为50%。

reset: 重置信号，用于清除当前状态机的状态，二进制输入，高电平有效。

qd：启动信号，用于启动状态机，二进制输入，低电平有效。

tj：停机控制信号，用于使状态机保持当前状态，二进制输入，高电平有效。

dp：单拍执行信号，用于使状态机输出且仅输出一次脉冲，二进制输入，高电平有效。

t1，t2，t3，t4：节拍脉冲信号，二进制输出，高电平时有效。

仿真波形１．初始状态(0-25ns)：reset=1,qd=1,tj=0,dp=0，此时为初始化状态，无输出;２．启动(25-550ns)：保持reset=0,使qd=0，则四个节拍脉冲依次有效；３．停机(550-650ns)：保持tj=1，则节拍脉冲停留在t2的状态；４．单拍(650-1000ns)：恢复tj，使dp=1，则经过一个周期的节拍脉冲后不在产生节拍脉冲；５．单拍(1000-1750ns)：使qd=0再次启动状态机,保持dp=1,则输出一个周期的节拍脉冲后将不再有节拍脉冲输出，在单拍状态为结束时再次使qd=0，启动状态机，最后恢复dp，也不再有节拍脉冲出现，此时，节拍的出现主要由qd来控制。

６．重置(1750-2000ns)：使reset=1，此时，所有状态都恢复到初始值。

结论：本实验的设计能正确实现模拟状态机的重置，启动，停机，单拍功能，故电路设计正确。

二、实验日志预习疑问解答：1、 时序电路的组成原理和控制原理分别是什么？答：各种计算机的时序电路不同，但基本结构一样。

时序电路实验的功能就是产生一系列的节拍点位和节拍脉冲，它一般由时钟脉冲源，时序信号产生电路，节拍脉冲和读写时序译码逻辑，启停控制电路等部分组成。

时序实验报告总结时序实验报告总结时序实验是计算机科学中的一项重要实验，旨在通过设计和实现时序电路，来加深对数字电路和时序逻辑的理解。

本文将对我在时序实验中的学习和总结进行分享。

实验一：时序电路设计在时序电路设计实验中，我通过学习时序逻辑的基本概念和设计原理，成功完成了一个简单的时序电路设计。

通过该实验，我深入理解了时钟信号、触发器和状态机的概念，并学会了使用Verilog语言进行时序电路的建模和仿真。

实验二：时序电路优化时序电路优化实验是进一步提高时序电路设计能力的关键一步。

在该实验中，我通过对已有电路的分析和优化，实现了电路的性能提升。

通过优化电路的关键路径，我成功降低了电路的延迟，并提高了电路的工作速度。

实验三：时序电路测试时序电路测试是保证电路正确性的重要环节。

在该实验中，我学会了使用测试向量和模拟器对时序电路进行测试。

通过设计全面的测试用例和检查电路的输出波形，我成功发现和解决了电路中的一些问题，并提高了电路的稳定性和可靠性。

实验四：时序电路综合时序电路综合是将逻辑电路转化为物理电路的过程。

在该实验中，我学会了使用综合工具将Verilog代码转化为门级电路，并通过对综合结果的分析和优化，提高了电路的面积效率和功耗性能。

实验五：时序电路布局与布线时序电路布局与布线是将逻辑电路映射到芯片上的过程。

在该实验中，我学会了使用布局与布线工具对电路进行布局和布线，并通过对布局和布线结果的分析和优化，提高了电路的可靠性和稳定性。

实验六：时序电路验证时序电路验证是验证电路设计的正确性和可靠性的重要环节。

在该实验中，我学会了使用仿真和验证工具对电路进行验证，并通过对验证结果的分析和优化，提高了电路的正确性和稳定性。

通过以上实验，我深入了解了时序电路的设计、优化、测试、综合、布局与布线以及验证等方面的知识和技能。

通过实践和总结，我不仅提高了对时序电路的理解和掌握，还培养了问题解决和创新能力。

时序实验的学习过程中，我还遇到了一些挑战和困惑。

第1篇一、实验目的1. 理解时序电路的基本概念和组成，掌握时序电路的设计方法和分析方法。

2. 掌握计数器、寄存器、移位寄存器等时序电路的应用。

3. 熟悉FPGA开发环境，能够使用Quartus II设计工具进行时序电路的设计和仿真。

二、实验原理时序电路是数字电路中的一种重要电路，它能够根据输入信号的变化，产生一系列有序的输出信号。

时序电路主要由触发器、逻辑门和时钟信号组成。

1. 触发器：触发器是时序电路的基本单元，具有存储一个二进制信息的功能。

常见的触发器有D触发器、JK触发器、T触发器等。

2. 逻辑门：逻辑门用于实现基本的逻辑运算，如与、或、非、异或等。

3. 时钟信号：时钟信号是时序电路的同步信号，用于控制触发器的翻转。

三、实验内容1. 计数器设计（1）设计一个3位同步二进制加计数器。

（2）设计一个3位同步二进制减计数器。

2. 寄存器设计使用74LS74触发器设计一个双向移位寄存器。

3. 移位寄存器设计使用74LS74触发器设计一个单向移位寄存器。

4. 环形计数器设计使用74LS74触发器设计一个环形计数器。

5. 可控分频器设计使用Verilog HDL语言设计一个可控分频器，实现时钟信号的分频功能。

四、实验步骤1. 使用Quartus II设计工具创建工程，并添加所需的设计文件。

2. 根据实验原理，编写时序电路的Verilog HDL代码。

3. 编译代码，并生成测试平台。

4. 在测试平台上进行仿真，验证时序电路的功能。

5. 将设计下载到FPGA，进行硬件实验。

6. 记录实验结果，分析实验现象。

五、实验结果与分析1. 计数器实验结果（1）3位同步二进制加计数器：按照时钟信号的变化，计数器能够从000计数到111。

（2）3位同步二进制减计数器：按照时钟信号的变化，计数器能够从111减到000。

2. 寄存器实验结果使用74LS74触发器设计的双向移位寄存器，能够实现数据的左移和右移功能。

3. 移位寄存器实验结果使用74LS74触发器设计的单向移位寄存器，能够实现数据的左移功能。

时序电路测试及研究报告在现代电子技术领域中，时序电路扮演着至关重要的角色。

它是一种能够根据时间顺序来处理和存储信息的电路，广泛应用于计算机、通信、控制等众多领域。

为了确保时序电路的可靠性和性能，对其进行准确有效的测试是必不可少的环节。

本文将围绕时序电路的测试方法展开讨论，并对相关研究成果进行梳理和分析。

一、时序电路的基本概念和特点时序电路由组合逻辑电路和存储单元（如触发器、锁存器等）组成。

与组合电路不同，时序电路的输出不仅取决于当前的输入，还与过去的输入序列以及存储单元的状态有关。

这使得时序电路具有记忆功能，能够实现复杂的逻辑操作和状态转换。

常见的时序电路类型包括计数器、移位寄存器、有限状态机等。

它们在数字系统中承担着不同的任务，如计数、数据存储和传输、控制逻辑的实现等。

二、时序电路测试的重要性1、确保电路的正确性在设计和制造过程中，由于各种原因（如设计错误、制造缺陷、环境干扰等），时序电路可能存在故障。

通过测试，可以及时发现并纠正这些问题，保证电路能够按照预期的逻辑功能工作。

2、提高系统的可靠性在一些对可靠性要求极高的应用场景（如航空航天、医疗设备等）中，时序电路的故障可能会导致严重的后果。

有效的测试可以降低故障发生的概率，提高整个系统的可靠性和稳定性。

3、缩短产品开发周期早期发现和解决时序电路中的问题，可以避免在后续的开发阶段进行大规模的修改和返工，从而缩短产品的开发周期，降低成本。

三、时序电路测试的方法1、功能测试功能测试是最直观的测试方法，通过向电路输入一系列的测试向量，观察输出是否与预期的结果相符。

这种方法简单易行，但对于复杂的时序电路，可能需要大量的测试向量才能覆盖所有的功能情况。

2、时序测试时序测试主要关注电路的时序特性，如时钟频率、建立时间、保持时间等。

通过使用专业的测试设备（如逻辑分析仪、示波器等）来测量这些参数，以确保电路在时序方面满足设计要求。

3、故障模拟故障模拟是一种通过在电路模型中注入故障，然后分析测试向量对故障的检测能力的方法。

时序电路测试及研究实验报告一、实验目的1、掌握时序电路的基本概念和工作原理；2、学习时序电路的测试方法；3、实验对仿真结果验证，进一步了解和理解时序电路的性能。

二、实验仪器和材料1、示波器；2、信号发生器；3、逻辑分析仪；4、7400、7474、74163等数字集成电路芯片；5、电路板、连接线等。

三、实验原理时序电路是一种含有存储单元的组合电路，可以实现不同时刻的输入、输出和状态转移。

时序电路可以分为同步时序电路和异步时序电路两种类型。

同步时序电路是指每次时钟上升沿时，电路的状态都会根据当前的输入信号和存储器的状态进行更新，因此该电路的输出状态只与时钟信号有关。

常见的同步时序电路有触发器、寄存器、计数器等。

异步时序电路是指每次时钟上升沿时，电路的状态不仅根据当前的输入信号和存储器的状态进行更新，而且可能还受到外部输入信号的影响。

因此该电路的输出状态除了与时钟信号有关外，还与其他输入信号有关。

常见的异步时序电路有锁存器、触发器等。

时序电路的测试是指通过特定的输入序列，观察电路在不同时刻的输出状态，并对电路的正确性进行判断。

常见的时序电路测试方法有基本时序测试和边界值测试。

基本时序测试是指通过在不同时间点上施加不同的输入信号序列，观察电路的输出状态，通过比对期望的输出状态和实际的输出状态，判断电路是否正常工作。

边界值测试是指通过在输入信号中使用最大值、最小值、最大不稳定延迟和最小不稳定延迟等极限数据进行测试，以检测电路的极限工作条件下的正确性和可靠性。

四、实验步骤1、搭建基本的时序电路，如触发器、寄存器、计数器等；2、给电路施加不同的输入信号序列，观察电路的输出状态；3、利用逻辑分析仪、示波器等工具，对电路的输入信号和输出信号进行测试；4、对比实际的输出状态和期望的输出状态，判断电路是否正常工作；5、使用边界值测试方法，对电路的极限工作条件下的正确性和可靠性进行测试。

五、实验结果及分析在实验过程中，我们使用了不同的数字集成电路，包括7400、7474、74163等。

时序电路测试及研究实验报告总结时序电路是数字电路中的一种重要电路，用于在特定的时间顺序下控制电路的工作状态。

为了确保时序电路的正确性和可靠性，需要进行测试和研究。

本文将对时序电路测试及研究进行总结。

时序电路测试是为了验证时序电路的功能和性能是否符合设计要求，并发现可能存在的故障和缺陷。

测试的过程包括建立测试模型、编写测试程序、执行测试、对测试结果进行分析和评估等步骤。

测试模型是根据时序电路的逻辑功能和时序特性构建的，通过模拟输入信号和观察输出信号的方式进行测试。

测试程序是根据测试模型编写的，用于生成输入信号并对输出信号进行观测和分析。

执行测试时，需要将测试程序加载到测试平台上，并对时序电路进行测试。

测试结果的分析和评估可以通过比对预期输出和实际输出，检测故障和缺陷的位置和原因。

时序电路测试中常用的方法包括模拟仿真和硬件验证。

模拟仿真是利用计算机软件对时序电路进行逻辑仿真和时序仿真，通过模拟输入信号和观察输出信号来验证电路的功能和时序特性。

硬件验证是将时序电路实现在硬件平台上，通过实际输入信号和观察输出信号来验证电路的功能和时序特性。

模拟仿真具有成本低、测试周期短等优点，但无法完全覆盖复杂电路的所有状态和时序情况；硬件验证具有真实性强、能够全面测试等优点，但成本高、测试周期长。

因此，根据具体的需求和条件，选择合适的测试方法进行时序电路的测试。

时序电路研究是为了深入理解时序电路的工作原理和特性，提高电路的性能和可靠性。

研究的内容包括时序电路的设计方法、时序电路的优化技术、时序电路的故障诊断和容错技术等。

时序电路的设计方法可以通过逻辑综合和时序优化等技术，提高电路的性能和功耗；时序电路的优化技术可以通过时序约束和时钟校正等技术，提高电路的工作速度和稳定性；时序电路的故障诊断和容错技术可以通过故障模型和故障检测算法等技术，提高电路的可靠性和容错性。

时序电路测试及研究是保证时序电路功能和性能的重要手段。

通过测试，可以发现电路中可能存在的故障和缺陷，及时修复和改进电路；通过研究，可以深入理解电路的工作原理和特性，提高电路的性能和可靠性。

时序电路测试及研究实验报告总结时序电路测试及研究实验报告总结一、实验目的1. 理解时序电路的基本概念和原理；2. 学习时序电路的设计方法；3. 掌握时序电路测试方法。

二、实验器材1. 电源；2. 示波器；3. 函数发生器；4. 逻辑分析仪。

三、实验原理1. 时序电路的概念和分类：时序电路是指由触发器、计数器等组成的数字电路，按照信号传递时间顺序控制输出信号状态。

根据输入输出关系可分为同步时序电路和异步时序电路。

2. 触发器：触发器是一种用于存储二进制信息的数字元件，它可以将输入信号转换为稳定的输出信号，并能够保持该状态。

3. 计数器：计数器是一种用于计数的数字元件，它能够根据输入信号进行计数，并在达到设定值后产生输出信号。

四、实验步骤与结果1. D触发器测试：（1）连接D触发器并设置输入端口和输出端口；（2）使用函数发生器模拟输入脉冲，并使用示波器检测输出脉冲；（3）通过逻辑分析仪观察D触发器的时序波形。

结果：通过实验，我们得到了D触发器的时序波形，可以清晰地看到输入信号和输出信号的变化过程。

2. JK触发器测试：（1）连接JK触发器并设置输入端口和输出端口；（2）使用函数发生器模拟输入脉冲，并使用示波器检测输出脉冲；（3）通过逻辑分析仪观察JK触发器的时序波形。

结果：通过实验，我们得到了JK触发器的时序波形，可以清晰地看到输入信号和输出信号的变化过程。

3. T触发器测试：（1）连接T触发器并设置输入端口和输出端口；（2）使用函数发生器模拟输入脉冲，并使用示波器检测输出脉冲；（3）通过逻辑分析仪观察T触发器的时序波形。

结果：通过实验，我们得到了T触发器的时序波形，可以清晰地看到输入信号和输出信号的变化过程。

4. 计数器测试：（1）连接计数器并设置计数范围；（2）使用函数发生器模拟输入脉冲，并使用示波器检测计数范围内产生的输出信号；（3）通过逻辑分析仪观察计数器的时序波形。

结果：通过实验，我们得到了计数器的时序波形，可以清晰地看到输入信号和输出信号的变化过程。