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实验报告

第二篇：实验八 设计一个三位十进制计数器实验报告 捞金版

广西大学实验报告纸

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姓名： 

  电气工程学院 电气自动化类专业 085班

   20##年12月25日                     

实验内容       指导老师   

【实验名称】

设计任意进制计数器

【实验目的】

1.  掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法。

2.  学习运用集成计数器构成1/n分频器的方法。

【设计任务】

分别用复位法和预置数法设计一个三位十进制计数器。要求各位同学设计的计数器的计数容量是自己学号的最后三位数字。（提供器件：74LS192、74LS00、74LS20等）

【实验仪器、仪表】

数字电路实验箱、万用表、74LS192、74LS00、74LS20等。

【设计过程】

74LS192的管脚分布如下图所示：

 ◆  CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。
  ◆  LD为预置输入控制端，异步预置。
  ◆  CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。
  ◆  CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出，
  ◆  BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。

74LS192的真值表如下：

学号后三位为513。设计计数器的计数容量为513。

主循环为0-512。

设计思想：

74LS192是十进制计数器，利用其计数原理进行电路的设计。

1. 复位法：

复位条件：

根据74LS192原理画出计数逻辑图：

图1 复位法计数逻辑原理图

用EWB5.0画出实验线路图并仿真：

   

图2 复位法实验线路图

该电路已在EWB5.0平台仿真通过。

2. 预置数法：   设预置数为0。    预置条件为：

根据74LS192原理画出计数逻辑图：

图3置数法计数逻辑原理图

用EWB5.0画出实验线路图并仿真：

图4 预置数法实验线路图 

该电路已在EWB5.0平台仿真通过。

【实验步骤】

1.        打开数字电路实验箱,观察实验箱，看本实验所用的芯片、电压接口（+5V）、接地接口的位置。

2.        按下开关按钮，检查74LS192和74LS08芯片是否正常。

检验74LS192芯片是否正常的方法：将74LS192芯片的“”端接+5V，“GND”端接地。首先将一块74LS192芯片的CR端接地(清零端为高电平有效)，将其输出端、、、通过译码电路接到七位数码管。然后对芯片的加计数脉冲输入端端输入计数脉冲，这样就把一片74LS192芯片接成了一位十进制加计数器。输入计数脉冲观察数码管显示是否正确，即可判断74LS192芯片是否正常。将两片74LS192芯片串接即可接成两位十进制加计数器以检查第二片74LS192芯片是否正常，将个位的74LS192芯片的进位输出端CO端接到十位的74LS192芯片的加计数脉冲输入端端即可把两块74LS192芯片串接。同理将三片74LS192芯片串接成三位十进制计数器即可检查本实验所需的三片74LS192芯片是否都正常。

检验74LS08芯片是否正常的方法：74LS08芯片为四个双输入与门的集成。将74LS08芯片的“”端接+5V，“GND”端接地。若芯片的与门对应输入端输入相同信号“1”，对应输出端（接发光二极管）为高电平（发光二极管亮）；与门对应输入端输入信号有“0”，对应输出端（接发光二极管）为低电平（发光二极管不亮）；则对应与门正常。74LS08芯片所有与门测试正常则芯片正常。

3.        按实验线路图所示接线，注意接线之前，必须检查导线是否正常。方法是：一只手拿住线的一端，另一段接发光二极管。若发光二极管发光，则导线正常导通；若不亮，则导线不正常导通。

4.        将个位的74LS192芯片的加计数脉冲输入端CPu一次次输入脉冲信号，查看输出端输出结果。输出端通过译码电路接入七位数码管，若输出端所接的七位数码管输出计数结果正常则电路正常计数。

5.        将测得的实验结果记录在实验数据表格中。

6.        检查计数电路的计数容量，若计数电路的计数容量为513(学号)则说明实验成功。

【实验数据】

【实验结果分析】

1.  实验记录的数据表格得出的状态表与设计过程中理论结果一致，理论与实际一致。说明实验成功的利用了74LS192和74LS08芯片设计出了一个计数容量为513(学号)的三位十进制计数器。

2.  由实验结果可知：当个位的74LS192芯片的加计数脉冲输入端输入计数脉冲信号时，电路进行加法计数，从0000 0000 0000 (数码管显示为000) 加到0101 0001 0010 (数码管显示512)，到达0101 0001 0010 (数码管显示512)后又变回0000 0000 0000 (数码管显示为000)进行下一循环的加法计算。各个74LS192芯片的加计数脉冲信号输入为异步输入，有三个脉冲信号输入端。对十六位二进制数进行加法计数(计数容量为十进制数513)，并将十六位二进制数通过译码器译为三位十进制数显示在三个七位数码管上。即电路为三位十进制计数器，计数容量为513。

3.  复位法计数时，到达0101 0001 0010 (数码管显示512)后再输入一个计数脉冲，则计数器输出0101 0001 0011 (数码管显示513)，但是这一输出状态马上通过与门，使得与门的输出为高电平，马上触发各计数器芯片的清零端，使得各芯片的输出复位，即输出立即变为零。这一过程所经历的时间极短，以致我们无法直接察觉得到。所以说，电路的确有出现0101 0001 0011 (数码管显示513)这一状态，但是无法稳定存在。即我们在做实验时观察到数码管显示512后在下一个脉冲输入时数码管显示即变为000。

4.  预置数法计数时，到达0101 0001 0010 (数码管显示512)时，这一输出状态通过与门，使得与门的输出为高电平，马上触发各计数器芯片的预置数端，使得各芯片的预置数输入处于等待状态。再输入一个计数脉冲时，则计数器输出预置数0000 0000 0000 (数码管显示000)。即我们在做实验时观察到数码管显示512后在下一个脉冲输入时数码管显示即变为000。

【实验总结】

1.  做实验设计时，应该按步骤设计：列真值表→根据真值表列出逻辑函数表达式并化简→根据化简了的逻辑表达式画出逻辑电路图→选择适当的电路芯片合理布线设计实验线路。

2.  实验设计选择电路芯片时，应该先了解芯片的构造，原理，主要用途。像本实验要求用74LS192和74LS08芯片。通过了解可知道到74LS192芯片是十进制计数器。74LS08芯片则是四个二输入与门。那以后的实验若要用到十进制计数器则可用74LS192芯片实现。若要用到与门则可用74LS08芯片实现。

3.  做实验时发生了这样的情况：接脉冲信号的时候，有些同学将5V的电压接在脉冲信号输出端，这直接导致将脉冲信号芯片烧了。

4.  实验时，有些同学输入脉冲信号，可是达到计数容量时无法复位或输出预置数。这就很有可能是与门或与非门出了问题，复位信号或预置数信号无法送到各74LS192芯片的清零控制端或预置输出控制端。这些问题都是我们实验时需要注意的。

5.  做实验时需要用到很多的连接导线，在连接导线时一定要小心、耐心，根据逻辑表达式可以直接接线，但是容易接错。最快捷的接法是将芯片引脚对应逻辑电路图的输入输出端分别编号，接线时就可以直接按编号接。

6.  本实验室的芯片管脚有时会出现接触不良的情况。若实验时检查接线已经正确而无法得到正确的实验结果，则可用手轻轻按压芯片检查一下芯片管脚是否出现接触不良的情况。