06实验六 计数器的设计与应用

实验六计数器的设计与应用指导教师：孔洁一、实验目的①熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法②学习计数器的功能扩展③掌握任意进制计数器的设计方法二.实验仪器及器件①实验设备：数字电路KHD-2型实验台②实验器件：74LS00、74LS161、74LS32、74LS86同步二进制计数器异步二-八-十六进制计数器同步十进制计数器异步二-五-十进制计数器三、实验原理计数器各触发器的翻转不受同一个CP脉冲控制——异步计数器计数器各触发器的翻转受同一个CP脉冲控制——同步计数器74LS161的逻辑功能示意图74LS161的管脚排列2.集成四位同步二进制加法计数器74LS161各引脚功能符号的意义：D0~D3：并行数据预置输入端Q0~Q3：数据输出端CTP、CTT：计数控制端CP：时钟脉冲输入端（↑）CO：进位端：异步清除控制端（低电平有效）：置数控制端（低电平有效）CRLD74LS161功能表◆：异步置“0”功能。DR波形图00001010LD◆CTP、CTT是计数器控制端，其中一个为低电平，计数器保持原态。两者均为高电平，计数器才处于计数状态。◆：同步并行置数控制端（低电平有效），=0，且=1时，D0~D3上数据被输出到Q0~Q3。LDLDdR◆、、CTP、CTT均为高电平时，计数器处于计数状态，每输入一个CP脉冲，进行一次加法计数。DRDL利用161实现任意进制加法计数器MSCR1）清零法74LS161是异步清零，根据设计要求写反馈清零函数上式中：“M”为所求计数器的模值，“……”为反馈的二进制代码例：采用清零法，用161设计一个模11的加法计数器1MSLD2）置数法当置数初值为0时，由于74LS161是同步置数，根据设计要求写反馈置数函数“M”为计数器的模值。例：采用置数法，用161设计一个10进制的加法计数器返回当置数的初值不为0时，画出所要求的全部状态，在最后一个状态取反馈使LD为0即可。如：使用74LS161设计4-9的加法计数器。0→1→2→3→4→50000→0001→0010→0011→0100→010174LS161集成计数器的应用举例——反馈法构成模6计数器的四种方法例1：反馈置0法0000→0001→0010→0011→0100→0101LDDR由此可见，N进制计数器可以利用在（N-1）时将变为0的方法构成，这种方法称为反馈置0法。LD0→1→2→3→4→5例2：直接清0法当计数器计到6时（状态6出现时间极短），Q2和Q1均为1，使为0，计数器立即被强迫回到0状态，开始新的循环。DR+Vcc•6·0110例3：反馈预置法0100→0101→0110→0111→1000→1001◆当计数器计到状态1001时，进位端C为1，经非门为0，置数控制端,下一个时钟到来时，将D3~D0端的数据0100送入计数器。此后又从0100开始计数一直计数到1001，又重复上述过程。这种方法称为反馈预置法。LD=0例4：反馈预置法例二0011→0100→0101→0110→0111→1000LDLD四、实验内容1.验证4位二进制计数器74LS161的逻辑功能要求：输出接四输入数码管2.设计：用74LS161接成对应进制计数器要求：分别用清零法和置数法实现１～１０号８进制１１～２０号９进制２１～３０号１０进制３１～４０号１１进制４１～５０号１２进制５１～６０号１３进制６１～７０号１４进制3.设计一可变模计数器,要求：M=0时为5进制M=1时为11进制五．注意事项：1.用置零法设计电路时一定要考虑有暂态的出现2.计数脉冲接连续脉冲源六、思考题1.用74LS161实现置数操作时，RD和LD应处于什么状态？置数操作是同步操作还是异步操作？2.用74LS161实现模N（N10）计数器有那几种方法？课程设计用EWB或mulitisim软件实现以下内容（按学号分配题目，三人一组，提交设计电路图电子文档和打印版设计报告），由课代表负责汇总后一并提交。实验报告要求语言简洁精练，主要包括：目的、原理（简述实现过程）、思想（简述设计思想、器件选型）、电路图等。页数控制在2~3页之间，如内容多于2页可双面打印。题目数字种十字路口交通灯6路智力抢答器彩灯控制电子门铃灯