数字电子线路时序逻辑电路的设计与分析

CMOS数字集成电路设计流程一、介绍CMOS数字集成电路设计是现代电子工程中的重要分支之一，涉及到数字逻辑、电子设计自动化、半导体器件物理和工艺等多个领域。

在数字集成电路的设计流程中，工程师需要进行功能分析、设计规划、逻辑综合、电路布局、版图设计、物理验证和后仿真等多个环节。

本文将就CMOS数字集成电路设计流程的各个环节进行详细介绍。

二、功能分析在进行CMOS数字集成电路设计之前，工程师需要首先完成功能分析。

在功能分析阶段，工程师需要明确电路的功能需求，包括各种逻辑门、寄存器、存储器等组件的功能与接口要求。

还需要对设计的电路进行规模估计，明确设计的规模和复杂度，为后续的设计规划和逻辑综合提供依据。

三、设计规划在完成功能分析之后，工程师需要进行设计规划。

设计规划阶段需要明确设计的总体结构、数据传输路径、时钟和控制信号的分配等。

还需要进行功耗和面积的预估，并确定设计的性能指标和约束条件等。

四、逻辑综合逻辑综合是数字集成电路设计的重要环节之一。

在逻辑综合过程中，工程师需要将设计的功能描述转换为门级网表，然后进行优化，包括面积优化、功耗优化、时序优化等。

逻辑综合的结果将是门级网表，为后续的电路布局和版图设计提供基础。

五、电路布局电路布局是数字集成电路设计的关键环节之一。

在电路布局过程中，工程师需要将逻辑综合的门级网表映射到物理结构上，并进行布线和布局设计。

电路布局需要考虑电路的面积、功耗、时序等多个方面的优化，并确保电路的稳定性和可靠性。

六、版图设计版图设计是数字集成电路设计中的重要环节之一。

在版图设计过程中，工程师需要将电路布局转换为实际的版图，并进行细化设计，包括晶体管布局、金属线路设计、接口电路设计等。

版图设计需要满足工艺规则和制约条件，确保设计的可制造性和可测试性。

七、物理验证物理验证是数字集成电路设计中不可或缺的一环。

在物理验证过程中，工程师需要进行电路的各种仿真和验证工作，包括静态时序分析、动态时序分析、功耗分析、布局抽取等。

数字逻辑实验指导书实验者须知一、明确实验目的实验是为了验证理论，巩固所学理论知识，同时学习工程技术中许多书本上学不到的东西，学生在实验过程中可以运用已学过的理论去分析解决问题。

再者为了训练学生的科学作风及不断提高实验技能等。

二、实验前的准备实验前学生必须仔细阅读本次实验的内容，弄清楚实验的目的、任务、及进行实验的步骤，复习有关的理论，以便提高实验效率。

三、实验要求1、遵守实验室规则，养成良好的实验作风；2、实验时学生根据书中要求，在指定的仪器上进行连线，连线后应自己首先认真地检查一遍无误后，经指导老师检查，方可通电进行实验，否则，造成仪器及元件的损坏由本人负责；3、在连线后出现一些故障这是难免的，学生此时要头脑冷静地检查原因，认真思考、判断，尽量独立地解决。

因为排除故障是学生综合运用所学理论，训练自己分析问题，解决问题的能力的好机会。

总之，不但要会分析正常线路的各点电位或波形，而且还要学会根据不正确的现象估计故障的可能性，通过对比进行观察，必要时可另行设置实验条件，判断问题所在，排除故障，以达到设计要求，提高实验能力；4、实验中如果发生异常现象，应立即断电，保留现场，请指导教师检查原因。

待教师允许继续进行实验时方可继续，不可私自处理；5、实验完毕整理好仪器、导线、芯片。

四、实验报告内容1、实验题目、任务、要求。

2、实验前进行理论分析、计算。

3、实验步骤，实验线路、实验记录。

4、电平及波形的分析、讨论。

5、结论(出现了故障如何排除的，通过实验有何体会与收获)写实验报告是一个综合运用所学理论解决实际问题的过程，它不仅可以对所学的理论加深理解，还可以培养学生分析问题，解决问题的能力，实验报告应当写的简明扼要，有事实，有分析，有结论。

成为一份科学实践的总结，不要写成实验指导书的复制品，更不要抄袭和伪造实验内容。

目录实验一门电路实验 ...................................................................... - 1 - 实验二全加器............................................................................... - 3 - 实验三组合逻辑电路的设计与测试 ........................................ - 6 - 实验四译码器及其应用.............................................................. - 8 - 实验五触发器及其应用............................................................ - 11 - 实验六计数器及其应用............................................................ - 17 - 实验七移位寄存器及其应用 ................................................... - 23 - 实验八时序逻辑电路的设计及其应用 .................................. - 28 - 实验九脉冲信号产生电路的研究........................................... - 31 - 实验十555时基电路及其应用 ................................................ - 34 - 实验十一数一模、模一数转换............................................... - 41 - 附录 .............................................................................................. - 46 -实验一门电路实验一、实验目的1、熟悉数字逻辑实验台的使用方法及注意事项。

逻辑电路模型概述逻辑电路模型是一种用来描述和分析数字电路的模型。

在数字电子系统中，信息以二进制形式进行存储和处理，逻辑电路模型用于描述数字电路中信号的逻辑关系和运算操作。

通过逻辑电路模型，可以实现各种数字功能，如加法、乘法、逻辑运算等。

逻辑门逻辑门是逻辑电路模型的基本组成单元，用于实现逻辑运算。

常见的逻辑门包括与门、或门、非门、与非门、或非门等，它们分别对应逻辑运算中的与、或、非等关系。

逻辑门有输入端和输出端，根据输入的信号进行逻辑运算，并将运算结果输出。

逻辑门可以通过电子元件（如晶体管）或集成电路来实现。

与门与门是一种逻辑门，它接受两个或多个输入信号，并当且仅当所有输入信号同时为高电平时，输出为高电平。

与门可用于实现逻辑乘法、逻辑与等功能。

真值表A B 输出0 0 00 1 01 0 01 1 1或门或门是一种逻辑门，它接受两个或多个输入信号，并当且仅当任意一个输入信号为高电平时，输出为高电平。

或门可用于实现逻辑加法、逻辑或等功能。

真值表A B 输出0 0 00 1 11 0 11 1 1非门非门是一种逻辑门，它接受一个输入信号，并将输入信号取反后输出。

非门可用于实现逻辑非等功能。

真值表A 输出0 11 0与非门与非门是一种逻辑门，它先对输入信号进行与运算，然后将运算结果取反后输出。

与非门可用于实现逻辑与非等功能。

真值表A B 输出0 0 10 1 11 0 01 1 1或非门或非门是一种逻辑门，它先对输入信号进行或运算，然后将运算结果取反后输出。

或非门可用于实现逻辑或非等功能。

真值表A B 输出0 0 10 1 01 0 01 1 0逻辑电路逻辑电路由逻辑门按特定的方式连接而成。

通过逻辑电路，可以实现复杂的数字功能，如加法器、减法器、乘法器、除法器等。

逻辑电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路组合逻辑电路的输出只取决于当前的输入信号，不受过去的输入信号或逻辑门的延迟影响。

常见的组合逻辑电路包括加法器、比较器、译码器等。

数字逻辑电路基础知识整理数字逻辑电路是由离散的数字信号构成的电子电路系统，主要用于处理和操作数字信息。

它是计算机和其他数字系统的基础。

以下是一些数字逻辑电路的基础知识的整理：1. 逻辑门：逻辑门是数字电路的基本构建单元。

它们根据输入信号的逻辑关系生成输出信号。

常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。

其中，与门输出仅当所有输入都为1时才为1；或门输出仅当至少一个输入为1时才为1；非门将输入信号取反；异或门输出仅当输入中的1的数量为奇数时才为1。

2. 逻辑运算：逻辑运算是对逻辑门的扩展，用于实现更复杂的逻辑功能。

常见的逻辑运算包括与运算、或运算、非运算、异或运算等。

与运算将多个输入信号进行AND操作，返回结果；或运算将多个输入信号进行OR操作，返回结果；非运算对输入信号进行取反操作；异或运算将多个输入信号进行异或操作，返回结果。

3. 编码器和解码器：编码器将多个输入信号转换为较少数量的输出信号，用于压缩信息；解码器则将较少数量的输入信号转换为较多数量的输出信号，用于还原信息。

常用的编码器有优先编码器和BCD编码器，常用的解码器有二进制-十进制解码器和译码器。

4. 多路选择器：多路选择器根据选择输入信号从多个输入信号中选择一个信号输出。

它通常有一个或多个选择输入信号和多个数据输入信号。

选择输入信号决定了从哪个数据输入信号中输出。

多路选择器可用于实现多路复用、数据选择和信号路由等功能。

5. 触发器和寄存器：触发器是存储单元，用于存储和传输信号。

常见的触发器有弗洛普触发器、D触发器、JK触发器等。

寄存器由多个触发器组成，用于存储和传输多个比特的数据。

6. 计数器和时序电路：计数器用于计数和生成递增或递减的序列。

它通过触发器和逻辑门组成。

时序电路在不同的时钟脉冲或控制信号下执行特定的操作。

常见的时序电路有时钟发生器、定时器和计数器。

7. 存储器：存储器用于存储和读取数据。

常见的存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

逻辑电路的基础知识一、逻辑电路的概念及分类逻辑电路是指由逻辑门组成的电路，其输入和输出信号只有两种状态：高电平和低电平。

逻辑电路按照功能可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路输出仅取决于输入，而时序逻辑电路的输出还受到时钟信号等因素的影响。

二、基本逻辑门1. 与门（AND Gate）：当所有输入都为高电平时，输出为高电平；否则输出为低电平。

2. 或门（OR Gate）：当任意一个输入为高电平时，输出为高电平；否则输出为低电平。

3. 非门（NOT Gate）：当输入为高电平时，输出为低电平；否则输出为高电平。

4. 异或门（XOR Gate）：当输入相同时，输出为低电平；否则输出为高电平。

三、逻辑运算符1. 与运算符（&&）：当且仅当两个条件都成立时返回true。

2. 或运算符（||）：只要有一个条件成立就返回true。

3. 非运算符（!）：如果条件成立，则返回false；否则返回true。

四、布尔代数布尔代数是一种数学分支，用于描述二进制变量之间的关系。

它包括基本运算（与、或、非）和衍生运算（异或、与非、或非等）。

布尔代数可以用来简化逻辑电路的设计。

五、Karnaugh图Karnaugh图是一种用于简化布尔代数的工具。

它将输入变量的所有可能取值表示为一个二维表格，然后将相邻的1合并为更大的区域，以减少逻辑门数量。

Karnaugh图可以用于组合逻辑电路的设计。

六、触发器触发器是时序逻辑电路中常用的元件，它可以存储一个二进制状态，并根据时钟信号进行状态转换。

常见的触发器包括SR触发器、D触发器、JK触发器等。

七、计数器计数器是一种常见的时序逻辑电路，它可以根据时钟信号进行计数操作。

常见的计数器包括二进制计数器和BCD计数器。

八、多路选择器多路选择器是一种组合逻辑电路，它可以根据控制信号从多个输入中选择一个输出。

常见的多路选择器包括2:1选择器和4:1选择器等。

九、总线总线是一种用于连接多个设备的通信线路，它可以传输数据和控制信息。

时序电路的作用1. 时序电路简介时序电路是指一类能够按照预定的时间顺序进行状态切换的电路。

它由各种触发器、计数器和时钟信号等组成，广泛应用于数字系统中，用于控制和调度各个部件的运行顺序。

时序电路在数字系统中起着至关重要的作用。

2. 时序电路的分类2.1 同步时序电路同步时序电路是指通过同步信号进行状态切换的电路。

同步时序电路中，各个触发器和计数器的状态变化是同步进行的，由时钟信号来驱动。

典型的同步时序电路包括时钟分频器和状态机等。

同步时序电路通过统一的时钟信号来保证各个部件的同步运行，能够提高系统的稳定性和可靠性。

2.2 异步时序电路异步时序电路是指通过异步信号进行状态切换的电路。

异步时序电路中，各个触发器和计数器的状态变化是独立进行的，不需要时钟信号来驱动。

典型的异步时序电路包括门闩电路和脉冲生成电路等。

异步时序电路能够根据特定的输入信号实时响应，具有较高的灵活性和响应速度。

3. 时序电路的作用时序电路在数字系统中发挥着重要的作用，具有以下几个方面的功能：3.1 控制信号的生成和延时时序电路能够根据时钟信号和输入信号生成各个部件的控制信号，并对信号进行延时处理。

通过时序电路可以实现复杂的控制逻辑，对各个部件的运行顺序和时序进行精确控制，确保数字系统的正常工作。

3.2 数据的存储和传递时序电路中的触发器和计数器等部件能够存储和传递数据。

触发器可以将输入的数据存储起来，并在时钟信号的作用下将数据传递给下一个触发器或计数器，从而实现数据的传输和处理。

时序电路可以在不同的时钟周期中完成各个数据操作，确保数据的正确性和稳定性。

3.3 状态的控制和转换时序电路中的状态机可以对系统的状态进行控制和转换。

状态机能够根据输入信号的变化和时钟信号的触发，按照预定的状态转移规则进行状态的切换。

通过状态机的设计，可以实现复杂的状态控制和决策逻辑，使系统能够按照特定的流程和顺序进行运行。

3.4 时序逻辑的实现时序电路能够实现各种时序逻辑的功能。

实验五触发器一、实验目的1. 掌握基本RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器的逻辑功能。

.2. 熟悉各类触发器之间逻辑功能的相互转换方法。

二、实验原理触发器是具有记忆功能的二进制信息存贮器件，是时序逻辑电路的基本单元之一。

触发器按逻辑功能可分RS、JK、D、T触发器；按电路触发方式可分为主从型触发器和边沿型触发器两大类。

图8—1所示电路由两个“与非”门交叉耦合而成的基本RS触发器，它是无时钟控制低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能，是组成各种功能触发器的最基本单元。

基本RS触发器也可以用两个“或非”门组成，它是高电平直接触发的触发器。

图8—1 图8—2JK触发器是一种逻辑功能完善，通用性强的集成触发器，在结构上可分为主从型JK触发器和边沿型JK触发器，在产品中应用较多的是下降边沿触发的边沿型JK触发器。

JK触发器的逻辑符号如图8—2所示。

它有三种不同功能的输入端，第一种是直接置位、复位输入端，用和表示。

在S=0，R=1或R=0，S=1时，触发器将不受其它输入端状态影响，使触发器强迫置“1”(或置“0”)，当不强迫置“1”(或置“0”)时，S、R都应置高电平。

第二种是时钟脉冲输入端，用来控制触发器触发翻转(或称作状态更新)，用CP表示(在国家标准符号中称作控制输入端，用C表示)，逻辑符号中CP端处若有小园圈，则表示触发器在时钟脉冲下降沿(或负边沿)发生翻转，若无小园圈，则表示触发器在时钟脉冲上升沿(或正边沿)发生翻转。

第三种是数据输入端，它是触发器状态更新的依据，用J、K表示。

JK触发器的状态方程为本实验采用74LS112型双JK 触发器，是下降边沿触发的边沿触发器，引脚排列如图8—3所示。

表8—1为其功能表。

图8—3 图8—4D 触发器是另一种使用广泛的触发器，它的基本结构多为维阻型。

D 触发器的逻辑符号如图8—4所示。

D 触发器是在CP 脉冲上升沿触发翻转，触发器的状态取决于CP 脉冲到来之前D 端的状态，状态方程为Q n+1 =D注: × −− 任意态; ↓ −− 高到低电平跳变 注: ↑ −− 低到高电平跳变 Q n (Q n ) −− 现态; −− 次态 ϕ −− 不定态本实验采用74LS74型双D 触发器, 是上升边沿触发的边沿触发器, 引脚排列如图8—5所示。

目录一、概述 (1)数字钟简介设计目的设计要求二、主要实验器材 (2)三、设计原理及方框图 (3)四、各部分的电路及实现 (5)振荡器电路计数器的设计六十进制电路整点报时电路校时电路五、总体电路图设计 (10)六、安装与调试 (12)七、收获与体会 (12)一、概述1.1数字钟简介20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。

由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，，因此在许多电子设备中被广泛使用。

电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。

多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。

具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。

电路装置十分小巧,安装使用也方便。

同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱设计目的（1）.让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；（2）. 进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；（3）. 提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；（4）.培养书写综合实验报告的能力设计要求（1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。

电子线路公开课教案第一章：电子线路概述1.1 电子线路的定义与分类解释电子线路的概念介绍模拟电子线路和数字电子线路的区别1.2 电子线路的基本元件介绍电阻、电容、电感等基本元件的作用和特性1.3 电子线路的设计与分析方法介绍电子线路设计的基本原则和方法介绍电子线路分析的基本理论和工具第二章：模拟电子线路基础2.1 放大器电路介绍放大器的作用和分类分析放大器的输入输出特性2.2 滤波器电路介绍滤波器的作用和分类分析滤波器的频率特性2.3 振荡器电路介绍振荡器的作用和分类分析振荡器的工作原理和稳定性第三章：数字电子线路基础3.1 数字逻辑门电路介绍逻辑门的作用和分类分析逻辑门的真值表和布尔表达式3.2 组合逻辑电路介绍组合逻辑电路的作用和分类分析组合逻辑电路的输入输出关系3.3 时序逻辑电路介绍时序逻辑电路的作用和分类分析时序逻辑电路的状态转换和输出信号第四章：电子线路仿真与实践4.1 电子线路仿真软件介绍介绍常用的电子线路仿真软件及其功能4.2 仿真实验指导设计简单的放大器、滤波器、振荡器等仿真实验4.3 实践操作指导设计简单的模拟电子线路和数字电子线路的实验第五章：电子线路应用案例分析5.1 音频放大器设计案例分析音频放大器的需求和设计过程5.2 无线通信模块设计案例分析无线通信模块的需求和设计过程5.3 智能家居控制系统设计案例分析智能家居控制系统的设计原则和过程第六章：电子测量与测试6.1 电子测量基础介绍电子测量的定义、目的和分类分析电子测量方法和技术6.2 测试仪器与设备介绍常用的测试仪器和设备的功能与使用方法6.3 电子线路测试与调试分析电子线路测试的方法和步骤指导电子线路的调试技巧第七章：Protel软件操作与应用7.1 Protel软件介绍介绍Protel软件的功能和特点7.2 Protel软件的基本操作讲解电路图设计、PCB设计的基本步骤和方法7.3 Protel软件的应用实例分析实际电路设计中Protel软件的应用案例第八章：电子线路的可靠性与防护8.1 电子线路的可靠性基础介绍电子线路可靠性的概念和指标8.2 电子线路的防护方法分析电子线路的抗干扰措施和防护方法8.3 电子线路的故障诊断与维修讲解电子线路故障诊断的方法和步骤介绍电子线路维修的基本技巧第九章：现代电子线路技术发展趋势9.1 集成电路技术介绍集成电路的类型、特点和应用领域9.2 嵌入式系统讲解嵌入式系统的组成、工作原理和应用案例9.3 电子线路设计的未来发展趋势分析电子线路设计在未来的发展方向和趋势第十章：课程总结与拓展学习10.1 课程总结回顾本门课程的主要内容和学习目标10.2 课程拓展学习推荐相关的学习资料和参考书籍10.3 课程实践与思考鼓励学生进行电子线路设计的实践操作引导学生思考电子线路在现实生活中的应用和价值第十一章：电源电路设计11.1 电源电路概述介绍电源电路的作用和分类分析电源电路的基本原理和设计要求11.2 线性电源与开关电源设计讲解线性电源和开关电源的设计方法和步骤比较两种电源的优缺点和应用场景11.3 电源保护与滤波电路设计分析电源保护电路的设计原则和方法介绍滤波电路的作用和设计要点第十二章：传感器与接口电路设计12.1 传感器概述介绍传感器的作用和分类分析传感器的基本原理和特性12.2 常用传感器接口电路设计讲解常用传感器的接口电路设计方法和步骤分析传感器信号处理电路的设计要点12.3 传感器在电子线路中的应用案例分析传感器在电子线路中的应用案例和实际效果第十三章：通信电路与接口技术13.1 通信电路概述介绍通信电路的作用和分类分析通信电路的基本原理和特性13.2 模拟通信电路与数字通信电路讲解模拟通信电路和数字通信电路的设计方法和步骤比较两种通信电路的优缺点和应用场景13.3 通信接口技术介绍通信接口的技术要求和设计方法分析通信接口电路的实现和应用案例第十四章：电子线路项目的管理与实践14.1 电子线路项目的管理介绍电子线路项目管理的任务和流程分析项目管理工具和方法在电子线路项目中的应用14.2 电子线路项目的实践操作指导电子线路项目的实施步骤和技巧分析电子线路项目实践中的常见问题和解决方法14.3 项目总结与评价回顾电子线路项目的实施过程和成果评价项目的优点和不足，提出改进措施第十五章：电子线路创新设计与实践15.1 电子线路创新设计的重要性强调电子线路创新设计对技术发展的意义15.2 电子线路创新设计的方法与步骤介绍电子线路创新设计的方法和步骤分析创新设计中的思维方法和技巧15.3 电子线路创新设计实践案例分析电子线路创新设计的实践案例和成果重点和难点解析本文主要介绍了电子线路的基本概念、设计方法、实践应用和未来发展趋势。

电子信息工程专业课程简介电子信息工程专业是一门广泛涉及电子技术、计算机技术、通信技术等多领域的工程学科。

随着信息时代的发展，电子信息工程专业受到越来越多年轻人的青睐。

那么，电子信息工程专业的课程设置是怎样的呢？下面，就为大家简单介绍一下该专业的课程设置。

1. 数字电路与逻辑设计数字电路与逻辑设计是电子信息工程专业中最基础的一门课程。

在该课程中，学生将学习数字电路基本理论，如逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等，并会通过实践掌握数字设计基础技能。

2. 程序设计语言与实践程序设计语言与实践是电子信息工程专业中的一门重要课程。

学生将学习C语言和Java语言等常用编程语言的基础知识、变量与常量、逻辑表达式、循环语句等并会通过实践掌握相关编程技能。

该课程对于培养学生编程思维，提高编程实践能力有着非常重要的作用。

3. 信息论与编码信息论与编码是电子信息工程专业在通信方向中的重要知识点。

学生在该课程中将学习信息的度量方法、熵、条件熵、信源编码、信道编码等专业知识，并会通过实践掌握信息论方法。

4. 数字信号处理数字信号处理是在通信、雷达、电力等领域中最为重要的技术之一，也是电子信息工程专业中最重要的课程之一。

在该课程中，学生将学习信号采样、量化、离散化、滤波、频域分析等知识，并通过MATLAB等软件掌握信号处理的基础技能。

5. 电子线路设计与EDA技术电子线路设计与EDA技术是电子信息工程专业中应用性最强的课程之一，也是学习电子电路学知识的必备课程。

在该课程中，学生将学习电子线路基础知识、实际电路设计过程中的问题及维护的知识和技能，熟悉EDA（Electronic Design Automation电子设计自动化）软件设计工具等。

6. 无线传感器网络技术随着科技的不断发展，无线传感器网络技术应用范围也不断扩大。

无线传感器网络技术是电子信息工程专业中的前沿课程之一。

学生在该课程中将学习无线传感器网络的体系结构、协议、组网技术、数据处理算法等相关知识，并会通过实践掌握应用无线传感器网络的基本技能。

课程设计报告题目：常用中规模集成电路的VHDL设计课程名称：数字逻辑实验专业班级：计算机科学与技术11级10班学号：U201114445姓名：王涛指导教师：熊自立报告日期：2013/6/18计算机科学与技术学院实验一：异步时序逻辑电路的设计一、实验目的熟悉并掌握脉冲异步时序逻辑电路的分析方法，加深对异步时序逻辑电路的理解。

掌握电平异步时序逻辑电路实验的设计方法及如何消除临界竞争。

二、实验设备与器件1.Basys2开发板2.JTAG下载电缆三、实验内容用电平异步时序逻辑电路实现下降沿出发的D触发器（无空翻）。

典型的输入输出时间图如下：X2(CP)X1(D)Z(Q)实验时先建立该电路的原始流程表及总态图。

四、实验步骤1.建立原始流程表：2.化简原始流程表：（1）隐含表找出相容行对（1，2）（1，3）（2，3）（3，4）（5，6）（6，7）（6，8）（2）作合并图，求最大相容行类：Array得最大相容类为｛（1，2，3），（3，4），（5，6，8），（6，7）｝；选择其中一个最小闭覆盖：｛（1，2，3），（4），（5，6，8），（7）｝，分别用A,B,C,D表示。

3.最简流程表状态相邻图：状态分配方案：可得二进制流程表如下：卡诺图化简得激励和输出函数的表达式：Y2的卡诺图 Y1的卡诺图Z的卡诺图5. ISPLEVER进行波形仿真发现该电路存在着竞争现象。

返回检查表达式，发现Y2、Y1都存在着“0”险象，用添加冗余项的方式消除竞争，修改其表达式如下：x1xx12+=1y2Y+2y2x1y22y1yx2+Y+=1y1x重新设计电路如下所示：用ISPLEVER仿真，得到如下波形：6.实验结果测试：下载到Basys2开发板上，按引脚连线，测试D触发器功能，D端接高电平“1”时，按下按钮给出一个下降沿时钟脉冲，输出端的灯变红，D端接低电平“0”时，按下按钮给出一个下降沿时钟脉冲，输出端的灯变绿。

与D触发器的逻辑功能吻合。