數(shù)電實(shí)驗(yàn)7-計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用

學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告系別電子信息學(xué)院課程名稱電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)班級(jí)12通信A班實(shí)驗(yàn)名稱計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用姓名實(shí)驗(yàn)時(shí)間2014年6月5日學(xué)號(hào)2012010101指導(dǎo)教師陳卉成績(jī)教師簽名陳卉批改時(shí)間2014年月日?qǐng)?bào)告內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)學(xué)會(huì)用集成電路構(gòu)成計(jì)數(shù)器的方法。掌握中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的使用及功能測(cè)試方法。運(yùn)用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。二、實(shí)驗(yàn)原理介紹計(jì)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(jì)時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)，即實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)操作，它也可用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列等。例如，計(jì)算機(jī)中的時(shí)序發(fā)生器、分頻器、指令計(jì)數(shù)器等都要使用計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的種類很多。按構(gòu)成計(jì)數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用一個(gè)時(shí)鐘脈沖源來分，可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；按進(jìn)位體制的不同，可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)過程中數(shù)字增減趨勢(shì)的不同，可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器；還有可預(yù)制數(shù)功能等等。1、用D觸發(fā)器構(gòu)成異步二進(jìn)制加法/減法計(jì)數(shù)器如上圖16-1所示，是由3個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器組成的3位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器。圖中各個(gè)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(jì)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(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器，如下所示：2、異步集成計(jì)數(shù)器74LS9074LS90為中規(guī)模TTL集成計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)二分頻、五分頻和十分頻等功能，它由一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成。其引腳排列圖和功能表如下所示：3、中規(guī)模十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS192(或CC40192)74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)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(hào)如下所示：圖中：為置數(shù)端，為加計(jì)數(shù)端，為減計(jì)數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端，為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)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(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS161該計(jì)數(shù)器能同步并行預(yù)置數(shù)據(jù)，具有清零置數(shù)，計(jì)數(shù)和保持功能，具有進(jìn)位輸出端，可以串接計(jì)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(jì)數(shù)器具有清零信號(hào)/MR，使能信號(hào)CEP，CET，置數(shù)信號(hào)PE，時(shí)鐘信號(hào)CP和四個(gè)數(shù)據(jù)輸入端P0~P3，四個(gè)數(shù)據(jù)輸出端Q0~Q3，以及進(jìn)位輸出TC，且TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。5、計(jì)數(shù)器的級(jí)連使用一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器只能顯示0～9十個(gè)數(shù)，為了擴(kuò)大計(jì)數(shù)器范圍，常用多個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)連使用。同步計(jì)數(shù)器往往設(shè)有進(jìn)位（或借位）輸出端，故可選用其進(jìn)位（或借位）輸出信號(hào)來驅(qū)動(dòng)下一級(jí)計(jì)數(shù)器。下圖為用2片74LS192級(jí)連使用構(gòu)成2位十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的示意圖：圖16-674LS192級(jí)連示意圖6、實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)（1）用復(fù)位法獲得任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器假定已有一個(gè)N進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而需要得到一個(gè)M進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，只要M<N，用復(fù)位法使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到M時(shí)置零，即獲得M進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如下圖16-7所示為一個(gè)由74LS192十進(jìn)制計(jì)數(shù)器接成的5進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（2）利用預(yù)置功能獲得M進(jìn)制計(jì)數(shù)器下圖為用三個(gè)74LS192組成的421進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，注意此時(shí)MR都要接低電平。圖16-8421進(jìn)制計(jì)數(shù)器外加的由與非門構(gòu)成的鎖存器可以克服器件計(jì)數(shù)速度的離散性，保證在反饋置“0”信號(hào)作用下可靠置“0”。圖16-9是一個(gè)特殊的12進(jìn)制的計(jì)數(shù)器電路方案。在數(shù)字鐘里，對(duì)十位的計(jì)時(shí)順序是1、2、3、……、11、12，即是12進(jìn)制的，且無數(shù)0。如下圖所示，當(dāng)計(jì)數(shù)到13時(shí)，通過與非門產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使74LS192(第二片的時(shí)十位)直接置成0000，而74LS192(第一片)，即時(shí)的個(gè)位直接置成0001，從而實(shí)現(xiàn)了從1開始到12的計(jì)數(shù)。注意此時(shí)MR都要接低電平。圖16-9特殊的12進(jìn)制計(jì)數(shù)器三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、計(jì)算及分析內(nèi)容一中規(guī)模同步74LS161二進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能驗(yàn)證1、QAQBQCQD輸出端；2、OC進(jìn)位輸出端；3、ABCD數(shù)據(jù)預(yù)置輸入端；4、CP上升沿有效；5、（/CR）清零端6、（/LD）同步預(yù)制端7、P、T功能控制端；74LS161真值表內(nèi)容二、用74LS161實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖如下：00000000010101100010000101000011內(nèi)容三、用74LS90構(gòu)成“8421”碼的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器1.CP1輸入計(jì)數(shù)脈沖，輸出“8421”碼。2.將測(cè)試的結(jié)果填入下表狀態(tài)圖如下：00110011011110000010000101100101100100000100內(nèi)容四、用74LS90構(gòu)成“5421”碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器注：CP2輸入計(jì)數(shù)脈沖，輸出“5421”碼。將測(cè)試的結(jié)果填入下表狀態(tài)圖如下：11001100010111010100100010010001001100000010內(nèi)容五、用74LS90實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)器的接線圖(內(nèi)容五)反饋清零法：當(dāng)輸出端=（0111）時(shí)，R01R02=1，輸出端回到（0000）。因異步清零，反饋信號(hào)取N=7=(0111)2。00000000010101100010000101000011四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論與心得（1）掌握了中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的使用及功能測(cè)試方法。（2）學(xué)會(huì)了運(yùn)用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。五、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)(教師)１.