一.利用74LS138實現4-16譯碼器

設計要求：

· 用2片3-8 譯碼器拼接成4-16 譯碼器
· 仿真驗證電路的正確性
· 注意觀察輸出信號的毛刺（競爭冒險）

設計思路：

如下圖所示，我們讓最高位輸入IN_D接到片1的G2BN,接到片2的G1，這樣若IN_D=0，則上方的芯片被選中，下方芯片被禁用，若IN_D=1，則相反。
電路邏輯設計如下：

用QuartusⅡ進行功能性仿真后得：

用QuartusⅡ進行時序性仿真后得：

仿真結果符合預期，且出現了“毛刺”，即電路的冒險與競爭現象，這是由于邏輯門存在延遲以及信號的傳輸路徑不同造成的，當輸入信號電平發生瞬時變化時，電路就可能產生與穩態時不一致的錯誤輸出。

二.利用74LS161計數器芯片實現模12的計數器

設計要求：

用161計數器芯片，設計一個M=12的計數器

上電后，對CLK信號，從0順序計數到11，然后回繞到0

當計數值為11的CLK周期，溢出信號OV輸出一個高電平，其他周期OV信號輸出0

用波形仿真觀察電路結果

設計思路：

要實現模12的計數器，及從0到11，現在QD為高位，及從0000到1011，然后復位，再從0000開始循環計數。因為在一個計數周期中，QA,QB,QD都為1的時候只有在1011的時候才會出現，故利用這個特點，使QA,QB,QD相與非得到0，并把這個信號輸入到LDN端，使計數器置位回到0000的初始狀態，并且OV端會輸出高電平，表示一個計時周期的結束。
電路邏輯設計如下：

用QuartusⅡ進行功能性仿真后得：

用QuartusⅡ進行時序性仿真后得：

可見，時序仿真對信號的響應有一定的延遲。

三.利用74LS161計數器芯片實現模20的計數器

設計要求：

用161計數器芯片，設計一個M=20的計數器， 可以用多片

上電后，對CLK信號，從0順序計數到19，然后回繞到0

當計數值為19的CLK周期，溢出信號OV輸出一個高電平，其他周期OV信號輸出0

用波形仿真觀察電路結果

設計思路：

因為一片161最大只能實現模16的計數功能，故要用兩片161芯片級聯來實現這個功能，那么首先要解決的問題是如何使兩個161芯片協同工作呢，即要使第一片計數從0到15，然后再激活第二個芯片開始工作，這里把低位片的溢出端RCO,接到高位片的LND端，而使ENT端常為1，這樣當低位片一個周期計數結束之后，RCO產生高電平，會使高位片開始工作，即高位片輸出0001，但是下一個脈沖到來的時候，RCO就會變為低電平，此時高位片進入保持狀態，保持0001的狀態，直到00010011，然后復位開始下一個周期的循環。那么如何復位呢？
設兩個芯片的八個輸出位分別為QH,QG,QF,QE,QD,QC,QB,QA(從高位到低位)計數周期為00000000到00010011（0到19），通過觀察發現只有在一個周期結束的時候才會出現QA,QB,QE同時為1的情況，故可利用這一特性，讓3個信號相與非（得0）接到兩個161芯片的LND端，實現兩個計數器的復位。
電路邏輯設計如下：

用QuartusⅡ進行功能性仿真后得：

用QuartusⅡ進行時序性仿真后得：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的高速电路EDA设计第一次实验的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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