实验四用集成移位寄存器实现序列检测器_1101序列检测器

作者：weixin_40725706 | 2024-05-26 14:37:04

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1101序列检测器

用移位寄存器和与非门设计一个 1101 序列检测器。电路连续不停地工作，对串行输入的序列进行检测，当连续检测 4 个码元符合检测码 1101 时，检测器输出为 1 ，指示灯亮，其他情况下输出为 0 ，指示灯灭。

1 ． Mini-FPGA 开发板（ Cyclone IV 系列 EP4CE6F17C8 ）；

2 ．主要集成电路： 74LS194 双向移位寄存器、 2 输入与非门、 4 输入与非门

3 ．软件：Quartus II 13.1

工作原理：

本实验用到了 7474LS194 双向移位寄存器，因只进行序列检测，故只用到了同步移位功能。该实验中用到的移位功能为右移，因此将 S0,S1 分别接入 1 ， 0 ，同时序列输入端接在右移串口输入端，再接好时钟信号和清零端。

在输出端，由于要检测的序列为 1101 ，且当连续检测 4 个码元符合检测码 1101 时，检测器输出为 1 ，因而将输出端 $Q_{A}Q_{B}Q_{C}Q_{D}$ 接成 $F=Q_{A}Q_{B}\overline{Q_{C}}Q_{A}$

仿真电路图：

波形仿真及下载测试结果分析：

通过设计序列 XL 输入波形(0000110110100101111000)，测试 Q A Q B Q C Q D 对应所有可能输出(0000，0001,...,1111)时和序列 1101 重复输出时对应的输出效果效果，结果输出正常，符合实验要求。

波形仿真图（前半）

波形仿真图（后半）

下载测试时，将 XL 定位到 sw7 ， CLK 和 CR 分别定位到时钟信号(E1) 和 key0 ，注：这里的 CLK 时钟信号要经分配后( 本次实验为 25 分频 ) 再接入信号端，同时另接一个输出口定位到 LED2 ，用来观察其状态。

输出端 Q A Q B Q C Q D 分别定位到 LED6， LED5 ， LED4 ， LED3 ，用来观察当前输出序列。输出 F 定位到 LED7 。经测试，输出符合要求。

经过此次实验，一方面我对 quartus 软件的使用更加熟练，另一方面对 7474LS194 双向移位寄存器的功能更加清晰，同时对序列检测器的设计和波形仿真有了更全面的认识，理解了对序列重输出检测的波形设计。

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