实验四：计数器的设计

实 验 室：          实验台号：          日  期：         

     专业班级：          姓   名：           学  号：         

一、实验目的

1. 通过实验了解二进制加法计数器的工作原理。

2. 掌握任意进制计数器的设计方法。

二、实验内容

（一）用D触发器设计4位异步二进制加法计数器

由D触发器组成计数器。触发器具有0和1两种状态，因此用一个触发器就可以表示1位二进制数。如果把n个触发器串起来，就可以表示N位二进制数。（用两个74LS74设计实现）

（二）利用74LS161设计实现任意进制的计数器

设计要求：学生以实验台号的个位数作为所设计的任意进制计数器。

先熟悉用1位74LS161设计十进制计数器的方法。

①      利用置位端实现十进制计数器。

②      利用复位端实现十进制计数器。

提示：设计任意计数器可利用芯片74LS161和与非门设计，74LS00为2输入与非门， 74LS30为8输入与非门。

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试验七 计数器

李* 电子信息科学与技术 

一、试验目的

1．掌握中规模集成计数器74LS160,161的逻辑功能及使用方法。

2．掌握74LS160计数器的级联方法。

3．学习用中规模集成计数器实现任意进制计数器。

二、试验器材74LS161 74LS00 74LS160

三、试验原理见讲义

四、试验内容

1．用74LS161设计模13计数器，并用数码管显示试验结果。

2．设计用3位数码管指示的60进制计数器，并用3只开关控制计数器数据保持，计数及清0功能。

3试设计一个可控分频器，使分频比可为1/2,1/3，1/4,1/5,1/6,1/7,1/8,1/9变化，CP脉冲的分频结果用示波器指示，分频值用数码管指示。

4、进出管理统计

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实  验  报  告

班    级          学号        姓  名      同组人            

实验日期            室温        大气压        成  绩       

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计数器实验报告

一实验内容

1 静态测试芯片74LS90的逻辑功能。、

2 动态测试芯片73LS90的芯片功能，画出clk与其中一个输出的波形图。

3 用一块74LS90芯片连接一个模2，模5计数器。

4用两个74LS90级联成一个模24计数器。

二实验条件

数字万用表，模拟示波器，计算机电路基础实验箱，芯片：74LS90两片,74LS00一片。

三实验原理

1  静态测试芯片74LS90的逻辑功能。

电路图

其中clkA连接单脉冲，其他输入接电平控制按键，输出接到二极管指示灯。经过测试得到真值表为

这个可以看出器件清零和置九都是两个高电平有效。其他的可以实现计数功能。

2 动态测试芯片73LS90的芯片功能，画出clk与其中一个输出的波形图。电路图还是静态测试时候的电路图，把clk改接到连续脉冲输入即可。

途中上面的波形为模二计数器中Qa的输出波形，下面为clk输入波形，其中在波形显示控制旋钮中，两个通道的每格设置值为2.0V，

时基为0.2us。在把示波器接地后可以知道，各个波形的零刻度线在其低电平最靠近的水平刻度线上。

则可以看出输入输出波形的各参数为

3 用一块74LS90芯片连接一个模5，模2计数器。

模5：

注：Qa与clkB线上是有节点的，但是复制过来后没有显示。

如图所示：分别把输出接到数码管上显示。首先连接成一个模10计数器，然后再输出为0101时候强制清零即可。

模2：

先连接一个模10计数器，在输出为0010时候强制清零。

模24计数器

用两个计数器级连，每个计数器控制一位数，每当控制地位的计数器计数到9时给高位计数器一个脉冲，用这个来控制进位。

图中的两个计数器的输出分别接到连个数码管上，可以显示到模24的效果。

四实验总结

在示波器显示时候，连接了二极管显示灯，造成干扰较大，得出的波形不规则，不连接二极管即可。此次实验更加深刻理解了74LS90的逻辑功能，学会了用74LS90设计任意模计数器。

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设计一个动态显示十进制计数器

一,前言

   本实验将用到七段数码显示译码器.译码器是用来驱动各种显示器件,从而将用二进制代码表示的数字,文字,符号翻译成人们习惯的形式直观地显示出来的电路.这种显示器可用多种发光器件构成.

二,任务书

   大家一起讨论,把程序编写出来.我负责建立文件,分配管脚,下载程序,检查错误;罗文驰负责写程序,检查错误;翟国豪负责原理图仿真调试,检查错误;林国强负责硬件的连接,整个设计的解说.

三,设计要求

在七段数码管上自动显示1--9.不用按键控制.

四,设计目的

1,了解数码管的工作原理.

2,学习七段数码管显示译码器的设计.

3,学习Verilog的CASE语句及多层次设计方法.

五,设计方案

本实验要求在时钟信号的作用下,通过输入的键值在数码管上显示相应的键值.在试验中,数字时钟选择1KHZ作为扫描时钟,用四个开关作为输入,当四个开关置为一个二进制数时,在数码管上显示其十六进制的值.实验板中的拨动开关与FPGA的接口连接.

六,设计原理

七,硬件要求

主芯片EPM240T100C5,七段数码管.

八,设计步骤

1,打开QUARTUSII软件,新建一个工程.

2,建完工程后,再建一个VHDL FILE,打开VHDL编辑器对话框.

3,按照实验原理和自己的想法,在VHDL编辑窗口编写Verilog程序.

4,编写完Verilog程序后,保存起来.注意顶体名跟程序实体名要一致.

5,对自己编写的Verilog程序进行编译并仿真,对程序的错误进行修改.

6,编译仿真无误后,进行管脚分配.分配完成后,再进行全编译一次,以  使管脚分配生效.

7,用下载电缆通过JTAG口将对应的xun文件加载到FPGA中.观察实验结果是否与自己的编程思想一致.

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秒计数器实验报告

一、实验目的

（1）显示60秒计时功能。      

（2）计时器为60秒递减计时器      

（3）根据原理图分析各单元电路的功能。   

（4）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及功能。  

（5）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求。

二、实验器材

三、实验原理及步骤

秒计时器的总体方案框图如图1所示，它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路四个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成60秒计时功能，控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、译码显示电路的显示功能。

当接通信号源时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示“59”字样，计数器开始计数；知道数码管显示“00”为一个周期循环计数。

安装注意事项：安装之前请不要急于动手，应先查阅相关的技术资料以及本说明，然后对照原理图，了解印刷电路板、元件清单，并分清各元件，了解各元件的特点、作用、功能，同时核对元件数量。

正确插入元件：按照从低到高、从小到大的顺利安装，极性要符合规定，对于手工安装，应分批安装。1、CD4518计数的复位端靠二极管和复位电阻复位，改变二极管可以实现其它进制的计数器。复位电阻取较小的阻值有利于提高向前进位并复位的可靠性，但耗电量变大（微安、毫安计算），（在数码管点亮时复位耗电可忽略不计。2、集成电路的型号不要装错，脚序不要装错，集成电路的1脚在有缺口方的左下脚。3、、电容说明：陶瓷电容不分正负极。4、走时数度：本板配备了高精度的石英晶振，想走时精度更高（例如月误差小于10钞）请参考有关书籍增加频率微调电容，使用稳压电源供电，并将电路板放置在温差变化小的地方。

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学生实验报告

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