摘要：本文先以环形计数器为分析对象，分析环形计数器的结构特征及其状态转换，分析环形计数器的局限，并通过逻辑分析对电路图进行修改，实现环形计数器的自启动功能。

再者，在环形计数器电路的基础上引入约翰逊（扭环形）计数器，本文主要设计对象为扭环形计数器，根据其设计规律来规划电路，并分析扭环形计数器的优缺点。环形计数器有效状态利用率低于约翰逊计数器，因此约翰逊计数器设计较为良好，但该电路仍存在一些缺陷，即无法自启动问题，进一步通过电路结构以及逻辑分析对扭环形电路进行修改，从而实现扭环形计数器的自启动。

本次设计均采用EDA工具cadence对电路图进行前端设计（设计原理图和前端仿真）以及后端设计（设计版图和后端仿真），根据电路仿真波形，分析数据，验证电路的可行性。

关键词:约翰逊计数器设计；仿真

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1 EDA技术-1

1.2 cadence介绍-1

1.3 设计任务及要求-2

2.设计原理-3

2.1环形计数器-3

2.1.1 环形计数器原理-3

2.1.2自启动环形计数器-4

2.2 扭环形计数器-7

2.2.1 扭环形计数器原理-7

2.2.2 自启动扭环形计数器原理-10

2.2.3 输出解码扭环形计数器-11

2.3 集成扭环形计数器及其应用拓展-14

3.电路设计和仿真-16

3.1 D触发器设计-16

3.2 信号接入设计-17

3.3 环形计数器设计-19

3.3.1 环形计数器前端设计-19

3.4 扭环形计数器设计-21

3.4.1 扭环形计数器前端设计-21

3.4.2 自启动扭环形计数器前端设计-22

3.5 扭环形计数器后端设计-24

3.5.1 扭环形计数器版图设计-24

3.5.2 扭环形计数器后端仿真-26

4.结论-27

致谢-28

参考文献-29