同步七进制加法计数器——数字电子技术,..
成绩评定表
课程设计任务书
目录
1.课程设计的目的 (2)
2.计数器设计的总体框图 (2)
3.计数器设计过程 (2)
4.序列脉冲设计的总体框图 (5)
5.脉冲序列设计过程 (5)
6.设计的仿真电路图 (10)
7.设计的芯片原理图 (11)
8.实验仪器 (12)
9.总结与体会 (12)
10.参考文献 (13)
1课程设计的目的
1.加深对教材的理解和思考，并通过实验设计、验证正是理论的正确性。
2.学习自行设计一定难度并有用途的计数器、加法器、寄存器等。
3.检测自己的数字电子技术掌握能力。
2．计数器设计的总体框图
下图为同步七进制加法计数器示意框图
图 1
3．计数器设计过程
七进制同步加法计数器，无效态为：111
①根据题意可画出该计数器状态图：
000 001 010 011 110 101 100 图 2
②选择触发器，求时钟方程，画出卡诺图。
a.触发器：JK 边沿触发器三个
b.时钟方程：由于是同步计数器，故CP 0=CP 1=CP 2= CP
c.卡诺图如下：
七进制同步加法计数器次态卡诺图：
Q
图 3
次态Q
n 12
+的卡诺图
n
n 图 4
次态Q n 1
1+的卡诺图
n n
图 5
次态
Q
n 10
+的卡诺图
Q
图 6
③根据卡诺图写出状态方程：
状态方程： Q
n+1 2= Q n 2Q n 1+Q n
2Q n 1Q n 0
Q n+1
1 = Q n 1Q n
0+ Q n
2Q n
1Q n
Q
n+1 0
= Q n 1Q n 0+ Q n 2Q
n 0
④求驱动方程：
JK 触发器特性方程为：1
n n n Q
JQ KQ +=+
由此可以得出驱动方程：
J 2=Q n 1
Q n 0
K 2=Q
n 1 J 1=Q n 0 K 1= Q n
2Q n
J 0=Q
n 1
Q n 2
K 0=1
⑤检查电路能否自启动：
将无效态（111）代入状态方程、输出方程进行计算，
111 000
,结果为有效态，故能自启动,其状态图为： 000 001 010 011
110 101 100 图
7
⑥下图为七进制加法计数器（无效态：111）的时序图
CP Q 2 Q 1
Q 0 图8
4.序列脉冲的总体设计框图
CP C
图9
5. 序列脉冲的设计过程
①根据题意可以列出如图10的状态图：
/1 /0 /1 /0 0000 0001 0010
0011 0100
/0 /1 1001 1000 0111 0110 0101 /1 /0 /1 /0
图 10
②选择触发器，求时钟方程，输出方程和状态方程。
a.触发器：JK 边沿触发器四个
b.时钟方程：由于是同步计数器，故CP 0=CP 1=CP 2= CP 3=CP
c.输出方程的卡诺图如下：
Q
图
11
由卡诺图可得到：
C= Q n
十进制同步加法计数器次态卡诺图
Q
图 12
次态Q n 13
的卡诺图
Q
图 13
次态Q n 1
2+的卡诺图
Q
图 14
次态Q n 1
1+的卡诺图
Q
图 15
次态Q n10 的卡诺图
Q
图16 根据卡诺图写出状态方程：
Q n+10= Q n
Q n+11=Q n
3Q n
1
Q n
+Q n
1
Q n
Q n+12=Q n
2Q n
1
Q n
+Q n
2
Q n
1
+Q n
2
Q n
Q n+13=Q n
2Q n
1
Q n
Q n
3
+ Q n
Q n
3
③求驱动方程：
由特征方程Q n+1 =J Q n+KQ n可得
J0=K0=1
J1=Q n
3Q n
K1=Q n
J2=K2=Q n
1Q n
J3=Q n
2Q n
1
Q n
K3= Q n
④检查电路能否自启动：
将无效状态1010~1111状态方程和输出方程进行计算，结果如下：
/1 /0 /1 /0
1010 1011 0100 1100 1011 0100
/1 /0
1110 1111 0000
可见，在CP操作下都能回到有效状态，电路能够自启动。
6.设计的逻辑电路图
1．同步七进制加法计数器
2.脉冲序列发生器（1010101010）
7.设计的芯片原理图
图17
图中为JK边沿触发器（下降沿）的引脚标号图，脉冲信号从图中1CLK和2CLK输入，PR、CLR分别为异步清零端和异步置数端。即当PR端输入高电平而CLR端输入低电平时，Q的次态被异步置为0；当PR端输入低电平而CLR端输入高电平时，Q的次态被异步置为1。
其输出特性为，，则J=1，K=0时，输出Q的次态被同步置1；J=0，K=1时，输出Q的次态被同步置为0；J=0。,K=0时，Q的次态和现态一致，保持状态；时，Q的次态和现态状态相反，翻转。
图18.1图18.2
上图中1,2为集成芯片中的两个与非门
图19
图19为两输入与门
8.实验仪器
集成芯片：74LS112芯片2个（每个芯片包含2个JK触发器），74LS00芯片1个（每个包含4个与非门电路），74LS08芯片一个（每个包含4个与门电路）。
数字原理教学系统试验台一台（含导线若干）。
9.总结与体会
经过本次课程设计，不仅使我学到了很多的知识而且大大的提升了我的动手实践能力，使我受益匪浅。比如，在设计过程中，稍有不慎就会出错，所以，我们一定要高度的重视，细心的去完成设计。接线过程是反映一个动手能力的平台，只要利用好它，对自己的动手能
力很有帮助。因此，我们一定要本着一丝不苟的精神来完成每次课设，抓住锻炼自己的机会，逐渐提升自己的能力。
10.参考文献
［1］清华大学电子学教研室组编 . 余孟尝主编. 数字电子技术基础简明教程. 3版. 北京：高等教育出版. 2006
［2］沈阳理工大学信息科学与技术学院数字逻辑实验室编. 张利萍，王向磊主编. 数字逻辑实验指导书. 1版. 沈阳：沈阳理工大学出版社. 2011
74ls90清零法实现8421码任意进制计数器
74ls90清零法实现8421码任意进制计数器 实验目的： 1.了解中规模集成电路的逻辑功能和各控制端的作用。 2.熟悉集成计数器74LS90的级联扩展。 3.掌握用集成计数器74LS90实现任意进制计数的方法。 实验原理： 74ls90的MR1.MR2管脚同时置一时，可实现异步清零。所以对2进制，最大显示数为1，Q1接MR1。MR2即可；3进制，Q1Q2接MR1MR2；四进制，Q2接MR1MR2；五进制，Q0Q2接MR1MR2；六进制，Q1Q2接MR1MR2;七进制不可；八进制，Q3接MR1MR2；九进制Q3Q0接MR1MR2 74LS90功能：十进制计数器（÷2 和÷5） 原理说明：本电路是由4 个主从触发器和用作除2 计数器及计数周期长度为除5 的3 位2 进制计数器所用的附加选通所组成。有选通的零复位和置9 输入。为了利用本计数器的最大计数长度（十进制），可将B 输入同QA 输出连接，输入计数脉冲可加到输入 A 上，此时输出就如相应的功能表上所要求的那样。LS90 可以获得对称的十分频计数，办法是将QD 输出接到A 输入端，并把输入计数脉冲加到B 输入端，在QA 输出端处产生对称的十分频方波。 反馈归零法(复位法)设计任意进制计数器的思路： (1) 10以内的M进制 (2) 10到100以内的M进制 a.由两片(个位和十位)74LS90扩展构成100进制; 扩展连接方法:两芯片均连接成十进制，时钟脉冲从个位CP0 进，个位的Q3与十位芯片的CP0相连即可。
b.把M 进制所对应的十位，个位芯片上输出为1的端相与后反馈到四个清零端，作为个位和十位的计数满整体清零信号。 实验电路： CKA 14 Q012CKB 1Q1 9Q2 8Q311 R0(1)2 R0(2)3 R9(1) 6 R9(2) 7U1 74LS90 实验运行结果：
74ls160构成n进制计数器应用
实验74ls160组成n进制计数器 一、实验内容 1．掌握集成计数器的功能测试及应用 2．用异步清零端设计6进制计数器，显示选用数码管完成。 二、演示电路 74LS160十进制计数器连线图如图1所示。 图1 74LS160十进制计数器连线图 74161的功能表如表1所示。由表1可知，74161具有以下功能： ①异步清零 当CR（CLR’）=0时，不管其他输入端的状态如何（包括时钟信号CP），计数器输出将被直接置零，称为异步清零。 ②同步并行预置数 在CR=1的条件下，当LD(LOAD’)=0、且有时钟脉冲CP 的上升沿作用时，D0、D1、D2、D3输入端的数据将分别被Q0～Q3所接收。由于这个置数操作要与CP 上升沿同步，且D0、D1、D2、D3的数据同时置入计数器，所以称为同步并行置数。 ③保持 在CR=LD=1的条件下,当EN T=EN P=0,即两个计数使能端中有0时,不管有无CP脉冲作用，计数器都将保持原有状态不变(停止计数)。需要说明的是，当EN P=0, EN T=1时，进位输出C也保持不变；而当ENT=0时，不管EN P状态如
何，进位输出RCO=0。 ④ 计数 当CR =LD =EN P =EN T =1时，74161处于计数状态,电路从0000状态开始，连续输入16个计数脉冲后，电路将从1111状态返回到0000状态，R CO 端从高电平跳变至低电平。可以利用R CO 端输出的高电平或下降沿作为进位输出信号。 连上十进制加法计数器160，电路如图1所示，给2管脚加矩形波，看数码管显示结果，并记录显示结果。 三、用160和与非门组成6进制加法计数器-用异步清零端设计 74160从0000状态开始计数，当输入第6个CP 脉冲（上升沿）时，输出Q 3 Q 2 Q 1 Q 0＝0110，此时03Q Q CR ==0，反馈给CR 端一个清零信号，立即使Q 3 Q 2 Q 1 Q 0返回0000状态，接着,CR 端的清零信号也随之消失，74160重新从0000状态开始新的计数周期。 反馈归零逻辑为代码中为1的Q 相与非。n n Q Q CR 12= 电路如图2所示，给2管脚加矩形波，看数码管显示结果，并记录显示结果。
同步十进制加法计数器优化设计
物理科学与技术学院课程设计 同步十进制加法计数器设计 班级： 指导老师： 学生：
集成电路设计愈发成为现代高科技的基石，尤其是芯片设计，几乎所有的电子系统都需要芯片，而在芯片逻辑功能中，计数器就显得非常重要。市场上多数同步十进制计数器多数采用JK触发器设计，而本设计采用D型主从触发器构成的同步十进制加法计数器。 本设计采用8421BCD码的编码方式来表示一位十进制数。设计中采用D型主从触发器构成T触发器来设计基本逻辑电路单元。本设计使用Microwind和Dsch软件完成原理图和版图设计。采用D型主从触发器，优化了同或门电路，大大减少MOS管数量，节省了版图面积，提高芯片性能。 关键词：同步十进制加法计数器Microwind Dsch D触发器T触发器
The integrated circuit design increasingly becomes the modern high tech the cornerstone, particularly the chip design, the nearly all electronic system needs the chip, but in the chip logical function, the counter appears very important. In the market the most synchronization decade counter uses the JK trigger design most, but this design uses D main the synchronized decimal base addition counter which constitutes from the trigger to compare the JK trigger to be possible to omit 80 MOS tubes. This design uses 8421BCD the code the encoding method to express a decimal digit. In the design uses D main to constitute the T trigger from the trigger to design the basic logic circuit unit. This design uses Microwind and the Dsch software completes the schematic diagram and the domain design. Uses D main from the trigger, optimized the same or gate electric circuit, reduces the MOS tube quantity greatly, has saved the domain area, enhances the chip performance. Keywords: Synchronized decimal base addition counter Microwind Dsch D trigger T trigger
计数进制可变的计数器设计
数字电子技术基础自主实验 班级：1201106 学号：1120110618 姓名: 陈振鑫
姓名班级学号 实验日期节次教师签字成绩 实验名称：计数进制可变的计数器设计 一、实验目的 利用74LS138（3线－8线译码器），74LS253（4选1数据选择器），74LS161（同步十进制加法计数器）三个芯片组合，利用清零法组成模数可以改变的加法计数器。 二、实验设备名称，型号 1.实验电路箱 2.直流稳压电源 3.74LS138、74LS253 、74LS161等芯片 4.导线若干 5.数字万用表 74ls138 74ls161
74ls253 三、实验电路图 四、设计思路及方案 设计思路：将计数器的输出作为译码器的输入端，译码数通过数据选择器，输出低点平，利用同步十进制加法计数器74LS161的清零端将计数器清零。 设计方案：电路图如图上图所示，74LS161计数器输出端QdQcQbQa分别与74LS138的输入端B0B1B2和输入使能端E2（高电平有效）相连，译码器的输出端Y0Y1Y6Y7与四选一数据
选择器输入端相连，输出端与计数器清零端相连。当E3＝1，B2B1B0从000到111变化时Y1～Y7分别被选中，当MN分别取00～11时，便可实现改变计数器当进制。 五、实验步骤 1.检查导线通断后按电路图连好电路，QdQcQbQa端接数码显示管，CP端接手动计数脉冲，MN端设为00，检查无误后接通电源； 2.接通电源连续发动计数脉冲至CP端，观察数码显示，使计数器进入主计数循环； 3.按表测量并记录数据； 4.分别设MN＝01，10，11，重复上述步骤； 5.分析实验结果。 六、仿真结果
同步二进制加法计数器
同步二进制加法计数器 F0302011 5030209303 刘冉 计数器是用来累计时钟脉冲（CP脉冲）个数的时序逻辑部件。它是数字系统中用途最广泛的基本部件之一，几乎在各种数字系统中都有计数器。它不仅可以计数，还可以对CP 脉冲分频，以及构成时间分配器或时序发生器，对数字系统进行定时、程序控制操作。此外，还能用它执行数字运算。 1、计数器的特点： 在数字电路中，把记忆输入CP脉冲个数的操作叫做计数，能实现计数状态的电子电路称为计数器。特点为（1）该电路一般为Moore型电路，输入端只有CP信号。 （2）从电路组成看，其主要组成单元是时钟触发器。 2、计数器分类 1) 按CP脉冲输入方式，计数器分为同步计数器和异步计数器两种。 同步计数器：计数脉冲引到所有触发器的时钟脉冲输入端，使应翻转的触发器在外接的CP脉冲作用下同时翻转。 异步计数器：计数脉冲并不引到所有触发器的时钟脉冲输入端，有的触发器的时钟脉冲输入端是其它触发器的输出，因此，触发器不是同时动作。 2) 按计数增减趋势，计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器三种。 加法计数器：计数器在CP脉冲作用下进行累加计数（每来一个CP脉冲，计数器加1）。 3) 按数制分为二进制计数器和非二进制计数器两类。 二进制计数器：按二进制规律计数。最常用的有四位二进制计数器，计数范围从0000到1111。 异步加法的缺点是运算速度慢，但是其电路比较简单，因此对运算速度要求不高的设备中，仍不失为一种可取的全加器。同步加法优点是速度快，虽然只比异步加法快千分之一甚至几千分之一秒，但对于计数器来讲，却是十分重要的。所以在这个高科技现代社会中，同步二进制计数器应用十分广泛。 下图为三位二进制加法计数器的电路图。 图1 三位二进制计数器 图示电路为对时钟信号计数的三位二进制加法计数器或称为八进制加法计数器。 该电路的经典分析过程: 1.根据电路写出输出方程、驱动方程和状态方程 2. 求出状态图 3.检查电路能否自启动 4.文字叙述逻辑功能 解：
电子技术基础(数字部分)74LS161计数功能实验
实验三 74LS161计数功能实验 实验目的： 掌握计数器74LS161功能。要求通过清零法用74LS161设计一个十二进制计数器，通过置数法用74LS161设计一个九进制计数器，并验证电路的正确性； 实验器材： 数字逻辑实验箱一个；数字万用表一个；5V 电源一个；导线若干； (1) 通过清零法用74LS161设计一个十二进制计数器。 实验原理图： 实验过程：通过输入脉冲，用发光二极管显示计数，并记录下显示结果。 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 74LS161 CR CP P 0 P 1 P 2 P 3 CEP GND V CC TC Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 CET PE 图1 74LS161引脚分布 3 & 1 74LS00 2 300 8.2K +5V K1 74LS244 300 LED 3 & 1 74LS00 2 74LS244 300 LED ... ... 1 1 1
实验结论： 观察发光二极管显示的计数，从0000计数到1011后自动回到0000，然后循环， 说明该逻辑电路是一个十二进制计数器。 （2）通过置数法用74LS161设计一个九进制计数器。 画出实验原理图 实验过程：通过输入脉冲，用发光二极管显示计数，并记录下显示结果。 实验结论： 观察发光二极管显示的计数，从0000计数到1000后自动回到0000，然后循环，说明该逻辑电路是一个九进制计数器。 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 74LS161 CR CP P 0 P 1 P 2 P 3 CEP GND V CC TC Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 CET PE 74LS244 300 LED 74LS244 300 LED ...... 300 8.2K +5V K1 0 1 1 3 & 1 74LS00 2
100进制同步计数器设计
实验名称：100进制同步计数器设计 专业班级：姓名：学号：实验日期： 一、实验目的： 1、掌握计数器的原理及设计方法； 2、设计一个0~100的计数器； 3、利用实验二的七段数码管电路进行显示； 二、实验要求： 1、用VHDL 语言进行描写； 2、有计数显示输出； 3、有清零端和计数使能端； 三、实验结果： 1. VHDL程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; PACKAGE my_pkg IS Component nd2 -- 或门 PORT (a,b: IN STD_LOGIC; c: OUT STD_LOGIC); END Component; Component led_decoder PORT (din:in std_logic_vector(3 downto 0 ); --四位二进制码输入 seg:out std_logic_vector(6 downto 0) ); --输出LED七段码 END Component; 1
Component CNT60 --2位BCD码60进制计数器 PORT ( CR:IN STD_LOGIC; EN:IN STD_LOGIC; CLK:IN STD_LOGIC; OUTLOW:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); OUTHIGH:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END Component; Component CNT100 --带使能和清零信号的100进制计数器PORT ( CLK:IN STD_LOGIC; EN:IN STD_LOGIC; CLR:IN STD_LOGIC; OUTLOW:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); OUTHIGH:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END Component; Component freq_div --50MHZ时钟分频出1Hz PORT ( clkinput : IN STD_LOGIC; output : OUT STD_LOGIC ); END Component;
多进制计数器的设计
学院：应用技术学院 专业；电子信息工程 班级：2009级3班 学号：200911513335 课程设计题目：用74160设计400进制计数器第一部分：题目分析及设计思路
计数器的概述 计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。计数器可以用来显示产品的工作状态，一般来说主要是用来表示产品已经完成了多少份的折页配页工作。它主要的指标在于计数器的位数，常见的有3位和4位的。很显然，3位数的计数器最大可以显示到999，4位数的最大可以显示到9999。 计数器作用 在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。但是并无法显示计算结果，一般都是要通过外接LCD或LED 屏才能显示。同步计数器的特点是，输入时钟脉冲同时作用各级触发器，所有触发器在同一时刻翻转。因而不会出现像一部计数器中因翻转有先后而产生的尖峰脉冲干扰。获得模数为M的同步计数器的方法也可以分为复位法和置位法两种，但因各种的芯片的结构不同，进行复位与置位的法亦不完全相同。大多数同步计数器都具有进位端和借位端，使得多片计数器级联时，比较方便。 计数器的种类 1、如果按照计数器中的触发器是否同时翻转分类，可将计数器分为同步计数器和异步计数器两种。 常见的同步计数器有74160系列,74LS190系列，常见的异步计数器有74LS290系列。
十进制4位加法计数器设计
洛阳理工学院 十 进 制 4 位 加 法 计 数 器 系别：电气工程与自动化系 姓名：李奇杰学号：B10041016
十进制4位加法计数器设计 设计要求： 设计一个十进制4位加法计数器设计 设计目的： 1.掌握EDA设计流程 2.熟练VHDL语法 3.理解层次化设计的内在含义和实现 设计原理 通过数电知识了解到十进制异步加法器的逻辑电路图如下 Q3 则可以通过对JK触发器以及与门的例化连接实现十进制异步加法器的设计 设计内容 JK JK触发器的VHDL文本描述实现： --JK触发器描述 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity jk_ff is
port( j,k,clk: in std_logic; q,qn:out std_logic ); end jk_ff; architecture one of jk_ff is signal q_s: std_logic; begin process(j,k,clk) begin if clk'event and clk='0' then if j='0' and k='0' then q_s <= q_s; elsif j='0' and k='1' then q_s <= '0'; elsif j='1' and k='0' then q_s <= '1'; elsif j='1' and k='1' then q_s <= not q_s; end if; end if; end process; q <= q_s; qn <= not q_s; end one; 元件门级电路： 与门VHDL文本描述实现： --与门描述library ieee; use ieee.std_logic_1164.all;
七进制加法计数器电路设计
信 息 工 程 分 院 课题名称：集成计数器及其应用 班级：14电子信息工程技术1班 学生姓名：邱荣荣 学 号： 18 指导教师：王连英 完成时间：2015年5月19日 设 计 报 告
七进制计数器电路设计 1.设计要求 a.分别采用反馈清零和反馈置数的方法 b.用同步十进制加法计数器74LS160(或同步4位二进制加法计数器74LS161)、三3输入与非门74LS10、4511、共阴七段数码LED 显示器设计七进制计数器。 2.设计原理 a.使用4位同步二进制计时器74LS161设计反馈清零加法计数器 由74LS160是模16加法计数器、M=16，要设计制作的是七进制加法计数器、N=7，M>N ，需一块74LS161,且74LS161具有异步清零(低电平有效)功能。 从初始状态开始，七进制加法计数器的有效循环状态:0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110等七个。其最后一个，在下一个状态所对应的数码是:0111。所以，异步清零的反馈数210)0110()7(===N S N 。利用74LS161的异步清零(低电平有效)功能有,反馈数012Q Q Q CR =。据此有反馈清零法，由74LS161七进制加法计数器循环转换状态换图2.1.1所示，仿真电路如图2.1.2所示。 2.1.1 反馈清零七进制加法计数器循环转状态换图
b.使用4位同步二进制计时器74LS161设计反馈置数加法计数器 对于74LS161而言，取七进制加法计数器的有效循环状态，是使用74LS161十个有效状态中任意连续的七个，例如是:0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000。设预置数输入端0123D D D D 则对应的预置数码0123d d d d 为0010，则从0010开始，其最后一个循环状态所对应的数码是:1000，所以此时，同步置数的反馈数2)1000(=S 。有,3Q LD =。 据此有，74LS160反馈置数法设计七进制加法计数器循环转换状态换图2.2.1所示，仿真电路如图2.2.2所示。———实验证据如图00所示 图2.1.2 反馈清零法七进制加法计数器仿真电路 2.2.1 反馈置数七进制加法计数器循环转状态换图
做一个五进制的加减法计数器
一、做一个五进制的加减法计数器，输入控制端为1时，做加法，为0时，做减法， 用J K 触发器实现。 第一步：根据要求进行逻辑抽象，得出电路的原始状态图。 取输入数据变量为X，检测的输出变量为乙该电路的功能是五进制计数器。当X=1时，计数器作加“ 1”运算，设初态为S o。状态由S o做加1运算，状态转为S i，输出为0;状态S i做加1运算，转为状态S2,输出为0;状态S2做加1运算，转为状态S3,输出为0；状态S3做加1运算，转为状态S4,输出为0；当状态S4继续做加1 运算时，状态由S4转到S0,输出为1。当X=0时，计数器作减“1”运算。状态由S0 做减1运算，此时产生借位，状态转为S4，输出为1；状态S4做减1运算，转为状态S3,输出为0；状态S3做减1运算，转为状态S2,输出为0；状态S2做减1运算，转为状态S1,输出为0;状态S1做减1运算，状态由S1转为状态 S0,输出为0。由此得出状态转换图： 第二步：状态编码。 该电路是五进制计数器，有五种不同的状态，分别用S0、S1、S2、S3、S4表示五种状态，这五种状态不能作状态化简。在状态编码时，依据2n+1 第三步：求出输出方程，状态方程和驱动方程（控制函数）。用 JK触发器构成逻辑电路，JK触发器的特性方程Q2n Q1n 00 01 Q n+1=J Q n+ K Q n。 XQ3n 00 01 11 10 1 000 0 X X X 1V X n 0000 00011110 (1) Q2n Q1n _________ (b) Q3n+1=X Q2 Q1n+ X Q3n Q2n Q1n 2n Q1n 00 01 11 10 1000 X X X 0X A X 00u0 状态转换表如下: 1 1 10 XQ3 00 01 11 10 Z=X Q n3 + X Q3 1n XQ3 目 录 1 课程设计的目的............................................................12 计数器设计的总体框图......................................................13 计数器设计过程 (1) 3.1根据题意可画出该计数器状态图：.......................................13.2选择触发器，求时钟方程，画出卡诺图：.................................13.3根据卡诺图写出状态方程：.............................................33.4求驱动方程：.........................................................33.5检查电路能否自启动：.................................................44 173进制加法计数器 (4) 4.1写出和的二进制代码.............................................41 N S N S 5 设计的逻辑电路图. (4) 5.1同步七进制加法计数器.................................................45.2 173进制加法计数器...................................................56 设计的芯片原理图..........................................................66 实验仪器..................................................................77 总结与体会. (7) 参考文献 (8) 100进制计数器设计报告 一、设计要求 1）设计的电路可以实现预置数，实现0~9的预置，并在七段字符显示电路上显示相应的0~9。 2）同时可完成100进制的计数，并从任意100以内数开始，要求计数器为同步计数，数码管以十进制的方式显示。 3）该电路的脉冲采用555定时器来实现，要求其频率f=1HZ 。 根据555定时器产生多谐波振荡器的频率f= 1.44()2A B C R R + =1HZ 10C F μ= 1442A B K R R ∴+=Ω 50,50A B K K R R =Ω=Ω取可调的电阻 三 、元件清单 2个74LS48, 1个74LS04反相器 2个74LS160, 1个74LS147, 1个555定时器，， 9个按键开关，2个自锁开关， 2个七段数码显示电路（共阴极） 2个10μF 的电容，导线若干电阻1K Ω的13个，1个50K Ω的电阻，1个50K Ω的可调电阻， 四、安装调试过程中遇到的问题与解决方法 在首次完成电路的焊接后，接上电源，经调试，发现七段数码管显示有误，重新查找资料发现七段数码管管脚连接有误，重新修改好再试，成功实现了数码显示。此外，后期调试发现，4与5在置数时，显示不正常，检查电路发现在74ls147的1、2管脚存在短路现象，经修改后重新接上电路，再次调试，发现该电路所需功能均已实现。 五、心得体会 通过本次实验，进一步加深了对74LS48，74LS04，74LS160，74LS147的逻辑功能的理解，并且对555定时电路的原理以及应用有了更为深刻的认识。在动手焊接电路时，无形中加深了自己的动手能力，在调试过程中培养了自我总结，发现问题解决问题的能力。 在数字系统中，常需要对时钟脉冲的个数进行计数，以实现测量、运算和控制等功能。具有计数功能的电路，称为计数器。 计数器是一种非常典型、应用很广的时序电路，计数器不仅能统计输入时钟脉冲的个数，还能用于分频、定时、产生节拍脉冲等。计数器的类型很多，按计数器时钟脉冲引入方式和触发器翻转时序的异同，可分为同步计数器和异步计数器；按计数体制的异同，可分为二进制计数器、二—十进制计数器和任意进制计数器；按计数器中的变化规律的异同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。 二进制加法计数器运用起来比较简洁方便，结构图和原理图也比其它进制的简单明了，但二进制表示一个数时，位数一般比较长。十进制是我们日常生活中经常用到的，不用转换，所以设计十进制加法计数器比设计二进制加法计数器应用广泛，加法器是以数据的累加过程，日常生活中，数据的累加普遍存在，有时候需要一种计数器对累加过程进行运算处理，所以设计十进制加法计数器应广大人们生活的需要，对我们的生活有一个积极地促进作用，解决了生活中许多问题，所以会设计十进制加法计数器使我们对数字电路的理论和实践知识的充分结合，也使我们对电子技术基础有了深刻的了解，而且增强了我们对电子技术基础产生了浓厚的兴趣，这次课程设计使我受益匪浅！ 一、设计题目 (3) 二、设计目的 (3) 三、设计依据 (3) 四、设计内容 (3) 五、设计思路 (4) 六、设计方案 (7) 七、改进意见 (10) 八、设计总结 (11) 九、参考文献 (12) 一、设计题目 十进制加法计数器 二、设计目的 1.学习电子电路设计任务。 2.通过课程设计培养学生自学能力和分析问题、解决问题的能力。 3.通过设计使学生具有一定的计算能力、制图能力以及查阅手册、使用国家技术标准的能力和一定的文字表达能力。 三、设计依据 1.用JK触发器组成。 2.实现同步或异步加法计数。 四、设计内容 1.复习课本，收集查阅资料，选定设计方案； 2.绘制电气框图、电气原理图； 3.对主要元器件进行计算选择，列写元器件的规格及明细表； 4.设计总结及改进意见； 5.参考资料； 6.编写说明书。 实验7 74ls160组成n进制计数器 一、实验内容 1．掌握集成计数器的功能测试及应用 2．用异步清零端设计6进制计数器，显示选用数码管完成。 3．用同步置0设计7进制计数器，显示选用数码管完成。 二、演示电路 74LS160十进制计数器连线图如图1所示。 图1 74LS160十进制计数器连线图 74161的功能表 如表1所示。由表1可知，74161具有以 下功能： ①异步清 零 当CR（C L R’）=0时，不管其他输入端的状态如何（包括时钟信号C P），计数器输出将被直接置 零，称为异步清零。 ②同步并 行预置数 在CR=1的条件下，当 LD(L O A D’)=0、且有时 钟脉冲C P的上升沿 作用时，D0、D1、D2、D3输入端的数据将 分别被Q0～Q3所接 收。由于这个置数操 作要与C P上升沿同步，且D0、D1、D2、 D3的数据同时置入计 数器，所以称为同步 并行置数。 ③保持 在CR=LD=1的条件 下,当E N T=E N P=0,即 两个计数使能端中有 0时,不管有无C P脉 冲作用，计数器都将 保持原有状态不变 (停止计数)。需要说 明的是，当E N P=0, E N T=1时，进位输出C 也保持不变；而当 E N T=0时，不管E N P 状态如何，进位输出 R C O=0。 ④计数 当 CR=LD=E N P=E N T=1时， 74161处于计数状态, 电路从0000状态开 始，连续输入16个计 数脉冲后，电路将从 1111状态返回到0000 状态，R C O端从高电 平跳变至低电平。可 以利用R C O端输出的 高电平或下降沿作为 进位输出信号。 连上十进制加法计数器160，电路如图1所示，给2管脚加矩形波，看数码管显示结果，并记录显示结果。 三、用160和与非门组成6进制加法计数器-用异步清零端设计 74160从0000状 态开始计数，当输入 第6个C P脉冲（上 实验1 十进制加减法计数器 实验地点：电子楼218 实验时间：2012年10月19日指导老师：黄秋萍、陈虞苏 实验要求：设计十进制加减法计数器，保留测试程序、设计程序、仿真结果 1.设计程序： module count(EN,CLK,DOUT,F,RST); input EN,CLK,F,RST; output [3:0]DOUT; reg [3:0]DOUT; always@(posedge CLK) begin :abc if(EN) if(!RST) if(F) begin :a DOUT=DOUT+1; if(DOUT==10) DOUT=0; end //END A else begin :b DOUT=DOUT-1; if(DOUT==15) DOUT=9; end else DOUT=0; else DOUT=DOUT; end endmodule 2.测试程序 `timescale 10ns/1ns module test_count; wire [3:0] DOUT; reg EN,F,RST,CLK; count M(EN,CLK,DOUT,F,RST); initial begin :ABC CLK=0; EN=0; RST=1; F=1; #100 EN=1; #200 RST=0; #1500 F=0; #3000 $stop; end always #50 CLK=~CLK; initial $monitor("EN=%b,F=%b,RST=%b,DOUT%D",EN,F,RST,DOUT); endmodule 3.测试结果 # EN=0,F=1,RST=1,DOUT x # EN=1,F=1,RST=1,DOUT x # EN=1,F=1,RST=1,DOUT 0 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 0 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 1 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 2 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 3 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 4 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 5 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 6 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 7 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 8 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 9 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 0 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 1 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 2 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 3 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 4 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 5 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 5 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 4 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 3 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 2 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 1 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 0 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 9 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 8 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 7 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 6 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 5 成绩评定表 课程设计任务书 目录 1.课程设计的目的 (2) 2.计数器设计的总体框图 (2) 3.计数器设计过程 (2) 4.序列脉冲设计的总体框图 (5) 5.脉冲序列设计过程 (5) 6.设计的仿真电路图 (10) 7.设计的芯片原理图 (11) 8.实验仪器 (12) 9.总结与体会 (12) 10.参考文献 (13) 1课程设计的目的 1.加深对教材的理解和思考，并通过实验设计、验证正是理论的正确性。 2.学习自行设计一定难度并有用途的计数器、加法器、寄存器等。 3.检测自己的数字电子技术掌握能力。 2．计数器设计的总体框图 下图为同步七进制加法计数器示意框图 图 1 3．计数器设计过程 七进制同步加法计数器，无效态为：111 ①根据题意可画出该计数器状态图： 000 001 010 011 110 101 100 图 2 ②选择触发器，求时钟方程，画出卡诺图。 a.触发器：JK 边沿触发器三个 b.时钟方程：由于是同步计数器，故CP 0=CP 1=CP 2= CP c.卡诺图如下： 七进制同步加法计数器次态卡诺图： Q 图 3 次态Q n 12 +的卡诺图 n n 图 4 次态Q n 1 1+的卡诺图 n n 图 5 次态 Q n 10 +的卡诺图 Q 图 6 ③根据卡诺图写出状态方程： 状态方程： Q n+1 2= Q n 2Q n 1+Q n 2Q n 1Q n 0 Q n+1 1 = Q n 1Q n 0+ Q n 2Q n 1Q n Q n+1 0 = Q n 1Q n 0+ Q n 2Q n 0 ④求驱动方程： JK 触发器特性方程为：1n n n Q JQ KQ +=+ 由此可以得出驱动方程： J 2=Q n 1Q n 0 K 2=Q n 1 J 1=Q n 0 K 1= Q n 2Q n J 0=Q n 1 Q n 2 K 0=1 ⑤检查电路能否自启动： 将无效态（111）代入状态方程、输出方程进行计算， 数字式100进制加减计数电路的工作原理及制作 工作原理 1、振荡与分频：晶振X1与集成电路ICl（4060）内部的非门电路共同产生32768Hz的方波信号，经IC1进行214分频后由IC1的13脚输出频率为2Hz的方波信号，再经IC2（集成触发器74LS73）分频一次，输出1Hz的方波信号作为计数器的计数脉冲，送入到个位计数器IC4进行计数。 振荡电路中的R1为反馈电阻；其数值较大（10MΩ）有利于提高振荡频率的稳定性。电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络，实现对振荡频率的控制，同时提供180度相移，从而和IC1内部的非门构成一个正反馈网络满足振荡条件，使振荡电路正常电工作。 2、计数：计数电路由二块74LS190（IC4、IC5）构成个位和十位的计数。 IC4的13脚为进位输出端/借位输出端）与IC5的14脚（计数脉冲输入端）相连，完成个位向十位进位或借位的功能。 3、译码与显示：该部分电路由两块74LS48（IC6、IC7）和两个数码管组成，IC6对个位计数电路输出的8421BCD码进行译码驱动，数码管显示，IC7对十位计数电路输出8421BCD码进行译码驱动，数码管显示。 4、控制电路：主要由三个按钮SB1、SB2、SB3和一块双JK触发器74LS73构成。 ①加法计数控制：接通电源的瞬间，由于电容C4两端的电压不能突变而为0，故IC3A、IC3B的CLR=O，故两触发器清零，即1Q=2Q=O，1Q=2Q=1，2Q=0送到IC2的CLR端，使其清零，此时IC2无计数脉冲输出到计数器74LS190，又因IC3B的Q（的反）=1，该信号送到74LS190的使能控制端（CTEN），则计数器工作在保持状态，故开机后，数码显示不变。再按一次SB2，IC4、IC5的LOAD变为低水平，使IC4、IC5处于并行输入状态，同时因A=D=U/D=0，B=C=0，故IC4、IC5的QA=QB=QC=QD=0，故显示为00（置0），再按一次SB3（启动）使IC3B获得一个下降脉冲，则IC3B输出从O翻转为1，使IC2输出计数脉冲，送至IC4，同时因IC3B的Q（的反）转为0，则IC4、IC5的CTEN=0，此时虽然C4充电后变为高电平，但IC3A无下降脉冲触、发，故其Q保持为0，则U/D=0， 西北师范大学知行学院 数字电子实践论文 课题：74ls161组成的十进制加法计数器 （置数法） 班级：14电本 学号：14040101114 姓名：于能海 指导老师：崔用明 目录 第1章前言 (1) 1.1 摘要 (1) 1.2 设计目的 (2) 1.3 设计内容及要求 (2) 第2章设计方案 (3) ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2．1主要芯片功能介绍 (3) 2.2.1 四位二进制计数器74161介绍 (3) ............................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 工作原理 (4) 第3章硬件设计 (4) 3.1 单元电路设计 (4) 3.2 总硬件电路图 (5) 第4章仿真与试验 (6) 4.1 仿真结果 (6) 4.2 调试中遇到的问题 (7) 第5章结论和体会 (8) 第1章前言 1.1 摘要在数字电路技术的课程中，计数器的功能是记忆脉冲的个数,它是数字系统中应用最广泛的基本时序逻辑构件。计数器在微型计算机系统中的主要作用就是为CPU和I/O设备提供实时时钟，以实现定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示等定时控制，或者对外部事件进行计数。一般的微机系统和微机应用系统中均配置了定时器/计数器电路，它既可当作计数器作用，又可当作定时器使用，其基本的工作原理就是"减1"计数。计数器：CLK输入脉冲是一个非周期事件计数脉冲，当计算单元为零时，OUT输出一个脉冲信号，以示计数完毕。 本十进制加法计数器是基于74161芯片而设计的， 该十进制加法计数器设计理念是用于工厂流水线上产品计数，自动计数，方便简单。 关键词：74ls161计数器 Introduction In the course of digital circuit technology, the counter memory function is the number of pulses, it is a digital system, the most widely used basic sequential logic components. The main role of the counter in the micro-computer system is to provide real-time clock for the CPU and I / O devices to achieve the timer interrupt, timing detection, scheduled scanning, the timing display timing control, or to count external events. General computer systems and computer application systems are equipped with a timer / counter circuit, it can as a counter action, but also as a timer, the basic working principle is "minus 1" count. Counter: CLK input pulse is a non-periodic event count pulses to zero when calculating unit, OUT outputs a pulse signal, to show the count is completed. The decimal addition counter is designed based on the 74161 chip, the low potential sensor senses when to rely on external signals, sensors in an object within the sensing range, otherwise it is a high potential. Within the sensing range of the sensor when an object is moved out of date, sensor potential from high to low and then high, appears on the edge. Counter is automatically incremented and displayed on a digital control. The decimal addition counters have two seven-segment LED. It can count from 0 to 99 objects, and easy to expand. The design concept of decimal addition counter is used to count on a factory assembly line products, automatic counting, convenient and simple. Keywords:74ls161counter同步七进制加法计数器数字电子技能
100进制计数器设计报告
十进制加法计数器
实验7 74ls160组成n进制计数器
实验十进制加减法计数器
同步七进制加法计数器——数字电子技术,
数字式100进制加减计数电路的工作原理及制作
10进制加法计数器课程设计