实验六.docx

1、实验六实验六 计数器综合应用一 实验目的 1分析集成同步十进制计数器的逻辑功能。 2学会用集成同步十进制计数器来构成其它进制的计数器。二 实验仪器 安装有Multisim10的个人电脑三 实验原理 本实验采用74LSl60同步十进制计数器。图6-1是由74LSl60等构建的同步十进制循环计数器。 图中，74LSl60的A、B、C、D端是计数器输入端；QA、QB、QC、QD端是计数器输出端；ENP与ENT是功能控制端，两端任何一端为低电平，计数器保持状态，只有ENP与ENT都为高电平，才能计数；LOAD是预置端，低电位为预置数，当LOAD为低电位，在CLK的作用下QA、QB、QC、QD的数值为A

2、、B、C、D的数值；CLR为置零端，低电位时清零；当EN当、ENT、LOAD、LOAD皆为高电位时，计数器处于循环计数状态。另外，V1是计数器时钟源，U2是带译码器的数码管显示器。四 实验步骤(一)同步十进制计数器测试1同步十进制计数器实验电路图如图6-2。2打开Multisim10工作界面，从TTL元件库中取出74LS160, 从显示器件库中取出带译码器的四脚显示数码管，从仪器库中取出逻辑分析仪等，按图6-2连接好。3调整V1时钟频率为 100Hz，打开工作开关。计数器运转正常后，进行下列测试 图6-24打开逻辑分析仪，时钟频率设置Extemal与V1相同，观察数码管数字变化与逻辑分析仪波形

3、变化。画出一个计数周期QA、QB、QC、QD及时钟波形时序图。根据时序图分析计数器计数规律。计数器计数规律如下：十进制计数器是在二进制计数器的基础上得出的，用四位二进制数来代表十进制的每一位数。在CP作用下，计数器的状态Q3、 Q2、 Q1 Q0 按照00000001 10010000循环，这十个状态称为有效状态。1010、1011、1100、1101、1110、1111六个状态称为无效状态。观察波形可以得出如下的状态转换表：CP顺序触发器状态等效十进制QDQCQBQA000000100011200102300113401004501015601106701117810008910019100

4、0000分析：本计数器的作用是实现09这十个数字状态的循环显示，从而构成了同步十进制计数器。（功能表如下表所示）：(二)用反馈法将74160构成同步六进制计数器 1打开Multisim10平台，复制图二计数器，再从TTL元件库取出与非门一个，修改连线，重新构建如图6-3模式的同步六进制计数器。 2打开逻辑分析仪，观察时钟、QA、QB、QC、QD波形变化，并画出时间波形图。观察波形可以得出如下的状态转换表：CP顺序触发器状态等效十进制QDQCQBQA000000100011200102300113401004501015600000分析：本计数器的作用是实现05这六个数字状态的循环显示，从而构成

5、了同步六进制计数器。3比较同步十进制与六进制计数器构建、时间波形图有什么不同。提示：图6-3采用的是置数法构建六进制计数器，也可以采用置零法构建。答：同步十进制计数器采用的是置零法构建，而同步六进制计数器则采用置数法构建。六进制的A，B，C，D端接地，而十进制不接。时间波形图十进制计数器是十一个状态为一个周期，而六进制计数器则是七个状态为一个周期。六进制计数器的5端时序波形是一直线；而十进制计数器的3，5端时序波形是一直线。图6-3 (三)利用反馈复位法，自行设计一个任意进制的计数器，并运行观察并验证计数功能。 1置零法 2置数法同步置数七进制：五 分析思考1构建计数器的计数进制的要点是什么?

6、答:在设计N进制计数器时，需要掌握的要点如下：（1）芯片数量、类型的确定：当NM（M是该芯片的计数器的状态数）。只需一片模M半数器。若NM，则需要多片芯片；若以十进制显示则应用十进制集成计数器。当电路对工作速度有要求时，则可使用同步计数器，否则可任选。（2）集成计数器功能需要掌握:知道计数器出现翻转时刻是在CP的上升沿还是下降沿；知道计数器清零、置数是同步还是异步，是高电平还是低电平有效；知道集成计数器的计数时序；2计数循环的显示包含哪几个组合逻辑的功能环节?答:包含四个组合逻辑的功能环节：计数脉冲由单次脉冲源提供；清零端CR、置数控制端LD、工作状态控制端CTP 、CTT ；并行数据输入端D3D4,分别接逻辑电平开关；进位信号输出端CO、计数器状态输出端Q3Q0,均接逻辑电平显示。3使用置零法与置数法构建计数器有什么不同?答：（1）采用置零法：从0000开始计数，当计数到1000后，当第九个CP脉冲到来时有一个短暂1001的状态接着在下一个脉冲到来前清零输出0000，接着继续进行计数。 （2）采用置数法：从0000开始计数，当计数到1000后，当第九个CP脉冲到来时就直接从输出端口输出预先设置的值，这里是0000。两者的区别是：前者是通过清零回到计数开始处，后者是通过直接输出预先设置的值。