數(shù)電實驗7-計數(shù)器及其應用

學生實驗報告系別電子信息學院課程名稱電子技術實驗班級12通信A班實驗名稱計數(shù)器及其應用姓名實驗時間2014年6月5日學號2012010101指導教師陳卉成績教師簽名陳卉批改時間2014年月日報告內(nèi)容一、實驗目的和任務學會用集成電路構成計數(shù)器的方法。掌握中規(guī)模集成計數(shù)器的使用及功能測試方法。運用集成計數(shù)器構成任意進制計數(shù)器。二、實驗原理介紹計數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中用得較多的基本邏輯器件，它的基本功能是統(tǒng)計時鐘脈沖的個數(shù)，即實現(xiàn)計數(shù)操作，它也可用于分頻、定時、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列等。例如，計算機中的時序發(fā)生器、分頻器、指令計數(shù)器等都要使用計數(shù)器。計數(shù)器的種類很多。按構成計數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用一個時鐘脈沖源來分，可分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器；按進位體制的不同，可分為二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器和任意進制計數(shù)器；按計數(shù)過程中數(shù)字增減趨勢的不同，可分為加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器；還有可預制數(shù)功能等等。1、用D觸發(fā)器構成異步二進制加法/減法計數(shù)器如上圖16-1所示，是由3個上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器組成的3位二進制異步加法計數(shù)器。圖中各個觸發(fā)器的反相輸出端與該觸發(fā)器的D輸入端相連，就把D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成為計數(shù)型觸發(fā)器T。將上圖加以少許改變后，即將低位觸發(fā)器的Q端與高一位的CP端相連，就得到3位二進制異步減法計數(shù)器，如下所示：2、異步集成計數(shù)器74LS9074LS90為中規(guī)模TTL集成計數(shù)器，可實現(xiàn)二分頻、五分頻和十分頻等功能，它由一個二進制計數(shù)器和一個五進制計數(shù)器構成。其引腳排列圖和功能表如下所示：3、中規(guī)模十進制計數(shù)器74LS192(或CC40192)74LS192是同步十進制可逆計數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如下所示：圖中：為置數(shù)端，為加計數(shù)端，為減計數(shù)端，為非同步進位輸出端，為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計數(shù)器輸入端，為清零端（高電平清零），Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。其功能表如下：表16-274LS192的功能表4、4位二進制同步計數(shù)器74LS161該計數(shù)器能同步并行預置數(shù)據(jù)，具有清零置數(shù)，計數(shù)和保持功能，具有進位輸出端，可以串接計數(shù)器使用。它的管腳排列如圖16-5所示：從邏輯圖和功能表可知，該計數(shù)器具有清零信號/MR，使能信號CEP，CET，置數(shù)信號PE，時鐘信號CP和四個數(shù)據(jù)輸入端P0~P3，四個數(shù)據(jù)輸出端Q0~Q3，以及進位輸出TC，且TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。5、計數(shù)器的級連使用一個十進制計數(shù)器只能顯示0～9十個數(shù)，為了擴大計數(shù)器范圍，常用多個十進制計數(shù)器級連使用。同步計數(shù)器往往設有進位（或借位）輸出端，故可選用其進位（或借位）輸出信號來驅(qū)動下一級計數(shù)器。下圖為用2片74LS192級連使用構成2位十進制加法計數(shù)器的示意圖：圖16-674LS192級連示意圖6、實現(xiàn)任意進制計數(shù)（1）用復位法獲得任意進制計數(shù)器假定已有一個N進制計數(shù)器，而需要得到一個M進制計數(shù)器時，只要M<N，用復位法使計數(shù)器計數(shù)到M時置零，即獲得M進制計數(shù)器。如下圖16-7所示為一個由74LS192十進制計數(shù)器接成的5進制計數(shù)器。（2）利用預置功能獲得M進制計數(shù)器下圖為用三個74LS192組成的421進制的計數(shù)器，注意此時MR都要接低電平。圖16-8421進制計數(shù)器外加的由與非門構成的鎖存器可以克服器件計數(shù)速度的離散性，保證在反饋置“0”信號作用下可靠置“0”。圖16-9是一個特殊的12進制的計數(shù)器電路方案。在數(shù)字鐘里，對十位的計時順序是1、2、3、……、11、12，即是12進制的，且無數(shù)0。如下圖所示，當計數(shù)到13時，通過與非門產(chǎn)生一個復位信號，使74LS192(第二片的時十位)直接置成0000，而74LS192(第一片)，即時的個位直接置成0001，從而實現(xiàn)了從1開始到12的計數(shù)。注意此時MR都要接低電平。圖16-9特殊的12進制計數(shù)器三、實驗數(shù)據(jù)、計算及分析內(nèi)容一中規(guī)模同步74LS161二進制計數(shù)器功能驗證1、QAQBQCQD輸出端；2、OC進位輸出端；3、ABCD數(shù)據(jù)預置輸入端；4、CP上升沿有效；5、（/CR）清零端6、（/LD）同步預制端7、P、T功能控制端；74LS161真值表內(nèi)容二、用74LS161實現(xiàn)模7計數(shù)器狀態(tài)圖如下：00000000010101100010000101000011內(nèi)容三、用74LS90構成“8421”碼的十進制計數(shù)器1.CP1輸入計數(shù)脈沖，輸出“8421”碼。2.將測試的結(jié)果填入下表狀態(tài)圖如下：00110011011110000010000101100101100100000100內(nèi)容四、用74LS90構成“5421”碼十進制計數(shù)器注：CP2輸入計數(shù)脈沖，輸出“5421”碼。將測試的結(jié)果填入下表狀態(tài)圖如下：11001100010111010100100010010001001100000010內(nèi)容五、用74LS90實現(xiàn)模7計數(shù)器的接線圖(內(nèi)容五)反饋清零法：當輸出端=（0111）時，R01R02=1，輸出端回到（0000）。因異步清零，反饋信號取N=7=(0111)2。00000000010101100010000101000011四、實驗結(jié)論與心得（1）掌握了中規(guī)模集成計數(shù)器的使用及功能測試方法。（2）學會了運用集成計數(shù)器構成任意進制計數(shù)器。五、實驗評價(教師)１.