100進(jìn)制計(jì)數(shù)器報(bào)告

南京信息工程大學(xué)數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：尤天羽院（系）：電子與信息工程學(xué)院專業(yè)：電子信息工程學(xué)號(hào)：20111305046指導(dǎo)教師：裴曉芳南京信息工程大學(xué)電子與信息工程學(xué)院2011-06-04基于TTL芯片74LS163 設(shè)計(jì)模為100的計(jì)數(shù)器一、引言基于TTL芯片74LS163，利用芯片級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)100進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯功能，通過(guò)電路的仿真和數(shù)電實(shí)驗(yàn)想進(jìn)行硬件驗(yàn)證，進(jìn)一步了解計(jì)數(shù)器的特性和功能。二、電路設(shè)計(jì)和分析2.1理論分析獲取100進(jìn)制計(jì)數(shù)器的常用的方法有兩種：一是用時(shí)鐘觸發(fā)器和門(mén)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)；二是用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成。本題制定用集成芯片74LS163來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，故選用方案二。由于集成計(jì)數(shù)器是產(chǎn)家生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，其函數(shù)關(guān)系已被固化在芯片中，狀態(tài)分配即編碼是不能更改的，而且多為純自然態(tài)序編碼，因此僅是利用清零端或置數(shù)端控制，讓電路跳過(guò)某些狀態(tài)而獲得100進(jìn)制計(jì)數(shù)器。從74LS163的狀態(tài)表可知（如圖一所示），74LS163的清零和置數(shù)均采用同步方式。本次試驗(yàn)的主要設(shè)計(jì)理念為：采用數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)數(shù)值，個(gè)位顯示到9時(shí)，下一個(gè)上升沿到來(lái)時(shí)，個(gè)位清零，同時(shí)向十位進(jìn)位；同理顯示結(jié)果為99時(shí)，下一個(gè)上升沿到來(lái)，則歸零，繼續(xù)開(kāi)始下一輪計(jì)數(shù)。2.2主要步驟寫(xiě)出狀態(tài)的二進(jìn)制代碼===1001求歸零邏輯==進(jìn)位設(shè)計(jì)由于74LS163是十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即計(jì)滿16個(gè)數(shù)才能使進(jìn)位端CO有效，而本題計(jì)滿10個(gè)數(shù)就要進(jìn)位，所以要給CO一個(gè)特定的脈沖，給清零端的脈沖正好能滿足這個(gè)要求。即當(dāng)=1001時(shí)，CO得到一個(gè)下降沿，=1010時(shí)，CO得到一個(gè)上升沿，使進(jìn)位端有效，與此同時(shí)，清零端也有效，完美的實(shí)現(xiàn)了清零和進(jìn)位，比如從29到30。電路仿真如圖二所示74LS163功能真值表輸入輸出CPCO0xxx↑xxxx10xx↑1111↑xxxx110xxxxxx11x0xxxxx0000計(jì)數(shù)保持保持00圖一Multisim仿真原理圖圖二實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析從Multisim的仿真效果來(lái)看，完美的實(shí)現(xiàn)了從00~99的循環(huán)計(jì)數(shù)。不過(guò)在數(shù)電試驗(yàn)箱在進(jìn)行具體操作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)26,27,28,30,31，32的現(xiàn)象，即跳過(guò)29.經(jīng)分析運(yùn)算得，由于74LS163是同步清零，當(dāng)=1001時(shí)，應(yīng)該顯示9，但如果方波頻率過(guò)高，下一個(gè)上升沿來(lái)的太快，導(dǎo)致清零和進(jìn)位太快，就直接清零進(jìn)位了，出現(xiàn)了上述的錯(cuò)誤。所以，做數(shù)電實(shí)驗(yàn)時(shí)，最好用單次脈沖還控制，因?yàn)槭职吹妙l率較慢，能夠順利實(shí)現(xiàn)100進(jìn)制計(jì)數(shù)。此外，在數(shù)電試驗(yàn)箱上操作時(shí)，老師還要求先置數(shù)然后再開(kāi)始計(jì)數(shù)。具體步奏是這樣的，先將兩片的端置零，然后通過(guò)邏輯開(kāi)關(guān)置數(shù)，完成置數(shù)后，再將兩片的端置高，進(jìn)行計(jì)數(shù)。需要注意的是，如果要實(shí)現(xiàn)先置數(shù)再自加一的話，要把時(shí)鐘換成單次脈沖，計(jì)數(shù)時(shí)再換回去。總結(jié)本次設(shè)計(jì)的100進(jìn)制計(jì)數(shù)器兩片163的時(shí)鐘是異步的，置數(shù)計(jì)數(shù)切換起來(lái)比較麻煩，不過(guò)還在可以接受的范圍之內(nèi)。本系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示10進(jìn)制計(jì)數(shù)值，比較直觀和人性化。經(jīng)過(guò)一學(xué)期的數(shù)電實(shí)驗(yàn)