数字逻辑实验篇_logisim模拟

时间:2024-04-04 10:10:53

这篇博客记录数字逻辑实验的实验过程,解析自己遇到的所有知识和细节。
触发器
JK触发器
logisim上JK触发器有label,我们可以清楚的看到
数字逻辑实验篇_logisim模拟
JK触发器左侧三个连接端,J K连接端还有时钟端;
右侧两个连接端,Q 非Q 连接端;
下方三个连接端,置1端,使能控制端,置0端。
logisim上使能控制端默认为1,比较方便。

真值表:
J K Q
0 0 不变
0 1 0
1 0 1
1 1 反转
记清楚真值表哦,后面要用的。

芯片
74LS00
简单来说就是四个与非门,电源和接地端暂时不需要制作。
引脚图
数字逻辑实验篇_logisim模拟

电路图
数字逻辑实验篇_logisim模拟
74LS08
和74LS00类似,简单来说就是四个与门
引脚图
数字逻辑实验篇_logisim模拟
原理图
数字逻辑实验篇_logisim模拟
74LS90
从这里开始比较难,74LS90(分频器)在我们的实验中用作十进制计数器,其本质是用JK触发器构成的一个二进制计数器和一个五进制计数器,我们通过外部连接(没错,就是QA和INPUT B),可以把二进制计数器和五进制计数器连接在一起,构成一个十进制计数器,实际上也可以用作其他进制,资料可以自查。
引脚图
数字逻辑实验篇_logisim模拟
这张图看似复杂,我们将其分成两部分来看,从上到下四个JK触发器,我们不妨将其分别称为ABCD触发器。首先要声明的一点是,图中JK触发器连接端分布与logisim稍有不同,左侧J K CLOCK三个连接端,上侧为置一端,下侧置零端。不难看出A触发器并没有直接与其他三个触发器有直接联系,它就是我们的二进制计数器,且其仅被INPUT A控制,也就是说,下方BCD触发器构成一个五进制触发器,且其仅由INPUT B控制。
我们来分析五进制触发器,其必须表示0~4五个数字,也就是
000 001 010 011 100
当数字到达101时,必须跳转回000;
也正是这个原因,我们的BCD触发器之间连接的如此复杂。
当我们正常连接的时候,参考我们以前拼接的16进制计数器,当自己前面的触发器输出结果均为1,下一次+1时,自己的数位就会从0变成1,也就是发生反转,所以采用了用前面的J输出结果和与门来充当自己的J信号。五进制这里不同的是,在0~4这五个数字,触发器C的输出,当且仅当数字为4的时候为1,也就是如果我们把第三个触发器的输出连入第三个触发器的K,那么在数字0 ~ 3,K端恒为0,当且仅当数字为3时,J端为1,当数字+1,由JK触发器真值表得,J=1,K=0,Q置1,正确得到数字4,触发器BC得输出变为0。此时,触发器C的J端为0,输出为1,也就是K端为1,当数字+1时,自己的Q非信号0,传入到触发器B,使得触发器B置零,同时,因为自己的Q信号1传入K,使得自己的输出置0,完美清零。
当然,这个过程我们也可以通过与门来实现,多连几根线就可以了。

五进制计数器原理图(JK触发器版本)
数字逻辑实验篇_logisim模拟
六进制计数器原理图(与门控制版本)(五进制做成六进制 懒得改了·· 原理懂就行)
数字逻辑实验篇_logisim模拟
74LS90完整原理图
数字逻辑实验篇_logisim模拟
最后就是原理图中的R0和R9,分别表示把结果强制表示为0和9,很好理解。

74LS390
引脚图
数字逻辑实验篇_logisim模拟
其实就是两个74LS90拼接在一起
原理图
数字逻辑实验篇_logisim模拟
更改一下芯片外观
数字逻辑实验篇_logisim模拟
组件
半加器
全加器
CD4511
六十进制计数器