1、集成计数器-实验报告要求一、实验目的（0.5分）1.熟悉中规模集成电路计数器的功能及应用。2.掌握利用中规模集成电路计数器构成任意进制计数器的方法。3. 掌握计数器的典型应用。二、实验设备与器件（0.5分）序 号名 称型号与规格数 量备 注1数字电路实验箱1台2集成芯片74LS1611片四位二进制加法计数器3集成芯片74LS1511片8选1数据选择器4集成芯片74LS001片4二输入与非门5集成芯片74LS201片二四输入与非门三、实验原理（0.5分） 计数器对输入的时钟脉冲进行计数，来一个CP脉冲计数器状态变化一次。根据计数器计数循环长度M，称之为模M计数器（M进制计数器）。通常，计数器状态
2、编码按二进制数的递增或递减规律来编码，对应地称之为加法计数器或减法计数器。 一个计数型触发器就是一位二进制计数器。N个计数型触发器可以构成同步或异步N位二进制加法或减法计数器。当然，计数器状态编码並非必须按二进制数的规律编码，可以给M进制计数器任意地编排M个二进制码。在数字集成产品中，通用的计数器是二进制和十进制计数器。按计数长度、有效时钟、控制信号、置位和复位信号的不同有不同的型号。174LS161计数器74LS161是集成TTL四位二进制加法计数器，其符号和管脚分布分别如下图1所示： 表 1为74LS161的功能表：表1 A B C D 0 0 0 0 0 1 0 A B C D A B
3、C D 1 1 0 保持 1 1 0 保持 1 1 1 1 计数从表1可以知道74LS161在为低电平时实现异步复位（清零）功能，即复位不需要时钟信号。在复位端高电平条件下，预置端为低电平时实现同步预置功能，即需要有效时钟信号才能使输出状态 等于并行输入预置数A B C D。在复位和预置端都为无效电平时，两计数使能端输入使能信号，74LS161实现模16加法计数功能；两计数使能端输入禁止信号， ，集成计数器实现状态保持功能，。在时，进位输出端OC=1。2组成任意进制的计数器在数字集成电路中有许多型号的计数器产品，可以用这些数字集成电路来实现所需要的计数功能和时序逻辑功能。在设计时序逻辑电路时有
4、两种方法，一种为反馈清零法，另一种为反馈置数法。 （1）反馈清零法反馈清零法是利用反馈电路产生一个给集成计数器的复位信号，使计数器各输出端为零（清零）。反馈电路一般是组合逻辑电路，计数器输出部分或全部作为其输入，在计数器一定的输出状态下即时产生复位信号，使计数电路同步或异步地复位。反馈清零法的逻辑框图见图 2。 Qn-1 Q1 Q0计数器CPZCP 图2 反馈清零法框图 （2）反馈置数法 反馈置数法将反馈逻辑电路产生的信号送到计数电路的置位端，在滿足条件时，计数电路输出状态为给定的二进制码。反馈置数法的逻辑框图如图 3所示。 Qn-1 Q1 Q0计数器 组合电路CPZCPDn-1 D0dn-1
5、 d0 图 3 反馈清零法框图 在时序电路设计中，以上两种方法有时可以并用。 （3）级联-采用并行整体置数法3.序列信号发生器 在数字信号的传输和测试过程中，有时需要一组特定顺序的串行数字编码，如“0100111”，将这种数字串行信号称为序列信号，用来产生序列信号的电路称为序列信号发生器。构成序列信号发生器的方法主要有：计数器加数据选择器这种方法简单、直观。如利用74LS161和74LS151产生序列信号00010111（高位在前）的电路连接图见下图所示。图 产生00010111的序列信号发生器一在CP时钟脉冲信号的作用下，4位二进制计数器74LS161低三位的状态按照000001010011
6、100101110111000的循环进行计数。由于这三位输出作为8选1数据选择器74LS151的地址端输入变量，随着状态的变化，D0-D7的状态就出现在Y。通过定义数据选择器输入端的状态，就可以在输出端得到不同的序列信号输出。五、实验内容及步骤（1分） 1集成计数器74LS161 功能测试1）用74LS161四位二进制同步加法计数器组成一个同步十二进制计数器，cp端送入单次脉冲，输出Q依次与发光二极管相连，送入脉冲的同时观察二极管的亮灭并记录分析其计数状态。分析提示：反馈置数法是通过反馈产生置数信号，將预置数ABCD预置到输入端。74LS161是同步置数的，需CP和都有效才能置数，因此应先于C
7、P出现。所以M-1个CP后就应产生有效信号。预置数ABCD=0000，应在QAQBQCQD=1101时预置端变为低电平。(1）画出用74LS161所设计的十二进制计数器的电路连接图。(2）画出状态转移图。2） 用74LS161四位二进制同步加法计数器组成一个同步7进制计数器，cp端送入单次脉冲，输出依次与发光二极管相连，送入脉冲的同时观察二极管的亮灭并记录分析其计数状态。(1）画出用74LS161所设计的七进制计数器的电路连接图。(2）画出状态转移图。 2.集成计数器74LS161级联功能测试-利用2片74ls161构成模83的计数器3用74LS151与74LS161构成10110011序列信号发生器，并用示波器观察电路输入脉冲与输出序列信号的波形。六、 实验数据（2分） 1.实验1数据(1）画出用74LS161所设计的十二进制计数器的电路连接图及状态转移图。(1）画出用74LS161所设计的七进制计数器的电路连接图及状态转移图。 2.实验2数据画出用74LS161所设计的83进制计数器的电路连接图。 3.实验3数据画出电路连接图。七实验报告要求（0.5分）总结利用计数器实现任意进制计数器的方法。
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