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三位二进制同步减法计数器[1]

1、设计任务与要求 (3)

2、方案设计与论证 (3)

2.1 基本原理 (3)

2.2 设计过程 (3)

3、总原理图及元器件清单 (6)

3.1 原理图 (6)

3.2 原件清单 (7)

4、实验结果 (8)

5、结论与心得 (11)

6、参考文献 (12)

成绩评定表 (12)

课程设计任务书 (14)

3位二进制同步减法计数器

1、设计任务与要求

设计一个3位二进制同步减法计数器（无效状态为001 100）

2、方案设计与论证 2.1 基本原理

计数器是用来统计脉冲个数的电路，是组成数字电路和计算机电路的基本时序部件，计数器按进制分可分为：二进制，十进制和N 进制。计数器不仅有加法计数器，也有减法计数器。一个计数器如果既能完成加法计数，又能完成减法计数，则其称为可逆计数器。

同步计数器：当输入计数脉冲到来时，要更新状态的触发器都是同时翻转的计数器，叫做同步计数器。设计同步计数器按照下面的思路进行分析。

图（1）

2.2 设计过程

2.2.1 状态图

000 111 110 101 011 010

时序逻辑问题状态赋值

状态转换图

最简逻辑表达式

逻辑图

检查能否自启动

选定触发器类型

图（2）

2.2.2 卡诺图

00 01 11 10

111 xxx 010 000 xxx

011

110

101

图（3）

00 01 11 10 1 x 0 0 x

图（4）

00 01 11 10

1 x 1 1 x

0 1

Q 1n

Q 0n

Q 2

n Q 1n

Q 0n

Q 2

n 0 1

Q 1n+1的卡诺图 Q 1

n Q 0n Q 2

n 0 1

图（5）

00 01 11 10

1 x 0 0 x

图（6）

2.2.3 状态方程与驱动方程

状态方程:

12n Q +=1

n Q

+1n Q

n Q

+=1n

Q +0

n Q

n Q +=2

n Q 0

n Q +0

Q 1

Q +1

Q 0

n Q

驱动方程：

J 2=1n Q K 2=1n

J 1=1 K 1=0n

J 0=2n Q

1n Q K 0=1n

2.2.4 电路图

Q 1

n Q 0n Q 2n

0 1

U1A

74LS112D

1Q 5

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR 151J 31CLK 1U2A

74LS112D

1Q 5

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1

U3A

74LS112D

1Q 5

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1I150 Hz 1 A

VCC

U4A

74LS00D

DCD_HEX

VCC

图（7）

实验结果可通过数字显示器的数字变化检验，较直观易懂，容易验证电路是否正确。

3、总原理图及元器件清单 3.1 原理图

U1A

74LS112D

1Q 5

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR 151J 31CLK 1U2A

74LS112D

1Q 5

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1

U3A

74LS112D

1Q 5

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1I150 Hz 1 A

VCC

U4A

74LS00D

DCD_HEX

VCC

图（8）

3.2 原件清单

元器件数量 74LS112

74LS00 1 LED 数码显示管

1 图（9）

4、实验结果

U1A

74LS112D

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR 15

1J 31CLK 1U2A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1

U3A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1I150 Hz 1 A

VCC

U4A

74LS00D

DCD_HEX

VCC

图（10）

U1A

74LS112D

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR 15

1J 31CLK 1U2A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1

U3A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1I150 Hz 1 A

VCC

U4A

74LS00D

DCD_HEX

VCC

图（11）

U1A

74LS112D

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR 15

1J 31CLK 1U2A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1

U3A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1I150 Hz 1 A

VCC

U4A

74LS00D

DCD_HEX

VCC

图（12）

U1A

74LS112D

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR 15

1J 31CLK 1U2A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1

U3A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1I150 Hz 1 A

VCC

U4A

74LS00D

DCD_HEX

VCC

图（13）

U1A

74LS112D

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR 15

1J 31CLK 1U2A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1

U3A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1I150 Hz 1 A

VCC

U4A

74LS00D

DCD_HEX

VCC

图（14）

U1A

74LS112D

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR 15

1J 31CLK 1U2A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1

U3A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1I150 Hz 1 A

VCC

U4A

74LS00D

DCD_HEX

VCC

图（15）

U1A

74LS112D

~1Q 6~1PR

41K

~1CLR 15

1J 31CLK 1U2A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1

U3A

74LS112D

~1Q 6

~1PR

41K

~1CLR

1J 31CLK 1I150 Hz 1 A

VCC

U4A

74LS00D

DCD_HEX

VCC

图（16）

5、结论与心得

通过这次课程设计，使我对计数器的工作原理有了深刻的理解，这对以后我用计数器的有关芯片做一定功能的电路打下了一定的基础。不过，在使用WORD 时，有一定的障碍，设计课程的同时也使我对WORD有了更深一层的理解！同时，老师耐心的辅导，使得自己的课程设计可以顺利完成，并且老师对实验原理深入透彻的讲解，使我对数电这门课有了更深入的了解，受益匪浅。

通过整个课程，我认识到实验前一定要按老师的要求认认真真预习，弄懂原理，这很重要。并且我可以熟练的使用试验箱，以及常用芯片，同时也可以数量使用Multisim仿真软件来仿真各种电路。总之，通过自己动手，亲身实践，一步步的发现问题解决问题，快乐中完成了数电课程设计。

6、参考文献

1、清华大学电子学教研组、杨素行主编《数字电子技术简明教程》

2、张丽萍、王向磊老师主编《数字逻辑实验指导书》

3、朱定华、陈琳、吴建新编著《电子电路测试与实验》

4、楼顺天、周佳社主编《微机原理与接口》

5、刘红玲、邵晓根主编《微机原理与接口技术》

成绩评定表

学生姓名班级学号

专业课程设计题目数字电子课程设计评

语

组长签字：

成绩

日期20 年月日

课程设计任务书

学院自动化学院专业

学生姓名班级学号

课程设计题目这里写自己的两个题目

实践教学要求与任务:

1)采用实验箱设计、连接、调试三位二进制计数器；

2)采用实验箱设计、连接、调试中规模芯片构成的任意进制计数器；

3)采用multisim 仿真软件建立复杂的计数器电路模型；

4)对电路进行理论分析；

5)在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真时序图；

6)撰写课程设计报告。

工作计划与进度安排:

第1-2天：1. 布置课程设计题目及任务；

2. 查找文献、资料，确立设计方案；

第3天：在实验室中设计、连接、调试三位二进制计数器电路以及中规模芯片构成的

任意进制计数器电路；

第4天：在multisim环境下建立电路模型，对设计电路进行理论分析、计算，给出仿真时序图，撰写设计报告；

第5天：1. 课程设计结果验收；

2. 针对课程设计题目进行答辩；

3. 上交课程设计报告。

指导教师：专业负责人：学院教学副院长：

2016年月日2016 年月日2016 年月日

四位二进制同步加法计数器(缺0011 0100 0101 0110)

成绩评定表

课程设计任务书

摘要本次课设题目为四位二进制加法计数器（缺0011 0100 0101 0110）。首先在QuartusII8.1中建立名为count16的工程，用四位二进制加法计数器的VHDL语言实现了四位二进制加法计数器的仿真波形图，同时进行相关操作，锁定了所需管脚，将其下载到实验箱。然后，在Multisim软件中，通过选用四个时钟脉冲下降沿触发的JK触发器和同步电路，画出其时序图，卡诺图，建立相关方程，做出相关计算，完成四位二进制加法计数器（缺0011 0100 0101 0110）的驱动方程。在Multisim软件里画出了四位二进制加法计数器的逻辑电路图。经过运行，分析由红绿灯的亮灭顺序及状态，和逻辑分析仪里出现波形图。说明四位二进制加法计数器顺利完成。关键词：计数器；VHDL语言；仿真；触发器。

目录一、课程设计目的 (1) 二、设计框图 (1) 三、实现过程 (2) 1、QUARTUS II实现过程 (2) 1.1建立工程 (2) 1.2编译程序 (7) 1.3波形仿真 (10) 1.4 仿真结果分析 (14) 1.5引脚锁定与下载 (14) 2、MULTISIM实现过程 (16) 2.1求驱动方程 (16) 2.2画逻辑电路图 (19) 2.3逻辑分析仪的仿真 (20) 2.4结果分析 (21) 2.5自启动判断 (22) 四、总结 (23) 五、参考书目 (24)

一、课程设计目的 1 了解同步加法计数器工作原理和逻辑功能。 2 掌握计数器电路的分析、设计方法及应用。 3 学会正确使用JK 触发器。二、设计框图状态转换图是描述时序电路的一种方法，具有形象直观的特点，即其把所用触发器的状态转换关系及转换条件用几何图形表示出来，十分清新，便于查看。在本课程设计中，四位二进制同步加法计数器用四个CP 下降沿触发的JK 触发器实现，其中有相应的跳变，即跳过了0011 0100 0101 0110四个状态，这在状态转换图中可以清晰地显示出来。具体结构示意框图和状态转换图如下： 1010 101111001101111011110 /1 /1000 101101110010000100000/0/0/0/0/0/0/0/0/0/????←????←????←????←????←↓↑???→????→????→????→????→? B:状态转换图

三位二进制减法计数器与74193芯片仿真63进制减法计数器

目录 1 课程设计的目的与作用 (1) 1.1课程设计目的 (1) 2 所用multisim软件环境介绍 (1) 2.1 Multisim软件环境介绍 (1) 2.2 Multisim软件界面介绍 (2) 3设计任务 (3) 3.1设计的总体框图 (3) 3.1.1三位二进制减法计数器的总体框图 (3) 3.1.2 串行序列信号检测器的总体框图 (4) 3.1.3 74193芯片仿真63进制减法计数器原理 (4) 3.2设计过程 (4) 3.2.1 三位二进制同步减法计数器 (4) 3.2.2串行序列信号检测器 (6) 3.2.3 74193芯片仿真63进制减法计数器 (7) 4实验仪器 (7) 4.1三位二进制减法器 (7) 4.2串行序列检测器 (7) 4.3 74193芯片仿真63进制减法器计数 (7) 5仿真结果分析 (8) 5.1三位二进制同步减法计数器的电路原理图及结果 (8) 5.2串行序列信号检测器电路原理图及结果 (11) 5.3 74193芯片仿真63进制减法计数器的电路原理图及结果 (13) 6设计总结和体会 (14) 7参考文献 (15)

1 课程设计的目的与作用 1.1课程设计目的 1.通过Multisim的仿真设计，掌握Multisim软件的基本使用方法； 2.学会在multisim环境下建立电路模型，能进行正确的仿真； 3.通过Multisim的仿真，熟练掌握三位二进制同步加法计数器和串行序列检测器电路，10000串行序列检测器电路设计； 4.学会分析仿真结果的正确性，与理论计算值进行比较； 5.通过课程设计，加强动手，动脑的能力。 2 所用multisim软件环境介绍 2.1 Multisim软件环境介绍 Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 Multisim 10 启动画面图工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。突出优点

同步二进制加法计数器

同步二进制加法计数器 F0302011 5030209303 刘冉计数器是用来累计时钟脉冲（CP脉冲）个数的时序逻辑部件。它是数字系统中用途最广泛的基本部件之一，几乎在各种数字系统中都有计数器。它不仅可以计数，还可以对CP 脉冲分频，以及构成时间分配器或时序发生器，对数字系统进行定时、程序控制操作。此外，还能用它执行数字运算。 1、计数器的特点：在数字电路中，把记忆输入CP脉冲个数的操作叫做计数，能实现计数状态的电子电路称为计数器。特点为（1）该电路一般为Moore型电路，输入端只有CP信号。（2）从电路组成看，其主要组成单元是时钟触发器。 2、计数器分类 1) 按CP脉冲输入方式，计数器分为同步计数器和异步计数器两种。同步计数器：计数脉冲引到所有触发器的时钟脉冲输入端，使应翻转的触发器在外接的CP脉冲作用下同时翻转。异步计数器：计数脉冲并不引到所有触发器的时钟脉冲输入端，有的触发器的时钟脉冲输入端是其它触发器的输出，因此，触发器不是同时动作。 2) 按计数增减趋势，计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器三种。加法计数器：计数器在CP脉冲作用下进行累加计数（每来一个CP脉冲，计数器加1）。 3) 按数制分为二进制计数器和非二进制计数器两类。二进制计数器：按二进制规律计数。最常用的有四位二进制计数器，计数范围从0000到1111。异步加法的缺点是运算速度慢，但是其电路比较简单，因此对运算速度要求不高的设备中，仍不失为一种可取的全加器。同步加法优点是速度快，虽然只比异步加法快千分之一甚至几千分之一秒，但对于计数器来讲，却是十分重要的。所以在这个高科技现代社会中，同步二进制计数器应用十分广泛。下图为三位二进制加法计数器的电路图。图1 三位二进制计数器图示电路为对时钟信号计数的三位二进制加法计数器或称为八进制加法计数器。该电路的经典分析过程: 1.根据电路写出输出方程、驱动方程和状态方程 2. 求出状态图 3.检查电路能否自启动 4.文字叙述逻辑功能解：

三位二进制同步减法计数器

1 三位二进制同步减法计数器的设计(000、010) 1.1 课程设计的目的 1、学会利用触发器和逻辑门电路，实现六进制同步减法计数器的设计 2、学会掌握并能使用常用芯片74LS112、74LS08芯片的功能 3、学会使用实验箱、使用软件画图 4、了解计数器的工作原理 1.2 设计的总体框图 1.3 设计过程 1逻辑抽象分析 CP为输入的减法计数脉冲，每当输入一个CP脉冲，计数器就减一个1，当不够减时就向高位借位，即输出借位信号。当向高位借来1时应当为8，减一后为7。状态图中，状态为000输入一个CP脉冲，不够减，向高位借1当8，减1后剩7，计数器的状态应由000转为111，同时向高位输出借位信号，总体框图中C为借位信号。 2状态图状态000、010为无效状态，据分析状态图为： /0 /0 /0 /0 /0 001011100101110111 /1

3 选择触发器，求时钟方程、输出方程和状态方程 ● 选择触发器由于状态数M=6，触发器的个数n 满足122n n M -≤≤，故n 的取值为3。选用3个下降沿触发的JK 触发器。 ● 求时钟方程因为是同步，故012CP CP CP CP === ● 求输出方程 1.3.1 输出C 的卡诺图根据输出C 的卡诺图可得输出方程为 C=Q 2n Q 1n ● 求状态方程计数器的次态的卡诺图为

1.3.2 次态210n n n Q Q Q 的卡诺图各个触发器的次态卡诺图如下： 1.3.3 2n Q 次态卡诺图 1.3.4 1n Q 的次态卡诺图

1.3.5 0n Q 的次态卡诺图根据次态卡诺图可得次态方程为： Q 2n+1=Q 1n Q 0n +Q 2n Q 1n Q 1n+1= Q 1n Q 0n + Q 2n Q 1n + Q 2n Q 1n Q 0n Q 0n+1 =Q 2n +Q 0n 4 求驱动方程 Q 2n+1 =Q 1n Q 2n + Q 0n Q 1n Q 2n Q 1n+1=Q 0n Q 2n Q 1n +Q 0n Q 2n Q 1n Q 0n+1=Q 2n Q 0n +Q 2n Q 0n 驱动方程是： J 0 = Q 2n K 0 =Q 2n J 1 =Q 0n Q 2n K 1= Q 0n Q 2 J 2 = Q 1n K 2=Q 0n Q 1n 5 检查是否能自启动将无效状态100、101分别代入输出方程、状态方程进行计算，结果如下：

四位二进制加法计数器课程设计

成绩评定表学生姓名郝晓鹏班级学号1103060129 专业通信工程课程设计题目四位二进制加法计数器评语组长签字：成绩日期20 年月日

课程设计任务书学院信息科学与工程学院专业通信工程学生姓名郝晓鹏班级学号1103060129 课程设计题目四位二进制加法计数（缺0010 0011 1101 1110）实践教学要求与任务: 1、了解数字系统设计方法。 2、熟悉VHDL语言及其仿真环境、下载方法。 3、熟悉Multisim仿真环境。 4、设计实现四位二进制加计数（缺0010 0011 1101 1110）工作计划与进度安排: 第一周：熟悉Multisim及QuartusII环境，练习数字系统设计方法。包括采用触发器设计和超高速硬件描述语言设计，体会自上而下、自下而上设计方法的优缺点第二周：1.在QuartusII环境中仿真实现四位二进制加计数（缺0100 0101 1001 1010 ）。 2.在Multisim环境中仿真实现四位二进制加计数，缺（0100 0101 1001 1010），并通过虚拟仪器验证其正确性。指导教师： 201 年月日专业负责人： 201 年月日学院教学副院长： 201 年月日

摘要本文采用在MAXPLUSⅡ环境中用VHDL语言实现四位二进制加法计数（缺0010 0011 1101 1110），在仿真器上显示结果波形，并下载到目标芯片上，在实验箱上观察输出结果。在Multisim环境中仿真实现四位二进制加法计数器（缺0010 0011 1101 1110），并通过虚拟仪器验证其正确性。关键词：MAXPLUSⅡ环境；VHDL语言；四位二进制加计数；Multisim环境

十进制4位加法计数器设计

洛阳理工学院十进制 4 位加法计数器系别：电气工程与自动化系姓名：李奇杰学号：B10041016

十进制4位加法计数器设计设计要求：设计一个十进制4位加法计数器设计设计目的： 1.掌握EDA设计流程 2.熟练VHDL语法 3.理解层次化设计的内在含义和实现设计原理通过数电知识了解到十进制异步加法器的逻辑电路图如下 Q3 则可以通过对JK触发器以及与门的例化连接实现十进制异步加法器的设计设计内容 JK JK触发器的VHDL文本描述实现： --JK触发器描述 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity jk_ff is

port( j,k,clk: in std_logic; q,qn:out std_logic ); end jk_ff; architecture one of jk_ff is signal q_s: std_logic; begin process(j,k,clk) begin if clk'event and clk='0' then if j='0' and k='0' then q_s <= q_s; elsif j='0' and k='1' then q_s <= '0'; elsif j='1' and k='0' then q_s <= '1'; elsif j='1' and k='1' then q_s <= not q_s; end if; end if; end process; q <= q_s; qn <= not q_s; end one; 元件门级电路：与门VHDL文本描述实现： --与门描述library ieee; use ieee.std_logic_1164.all;

做一个五进制的加减法计数器

一、做一个五进制的加减法计数器，输入控制端为1时，做加法，为0时，做减法，用J K 触发器实现。第一步：根据要求进行逻辑抽象，得出电路的原始状态图。取输入数据变量为X，检测的输出变量为乙该电路的功能是五进制计数器。当X=1时，计数器作加“ 1”运算，设初态为S o。状态由S o做加1运算，状态转为S i，输出为0;状态S i做加1运算，转为状态S2,输出为0;状态S2做加1运算，转为状态S3,输出为0；状态S3做加1运算，转为状态S4,输出为0；当状态S4继续做加1 运算时，状态由S4转到S0,输出为1。当X=0时，计数器作减“1”运算。状态由S0 做减1运算，此时产生借位，状态转为S4，输出为1；状态S4做减1运算，转为状态S3,输出为0；状态S3做减1运算，转为状态S2,输出为0；状态S2做减1运算，转为状态S1,输出为0;状态S1做减1运算，状态由S1转为状态 S0,输出为0。由此得出状态转换图：第二步：状态编码。该电路是五进制计数器，有五种不同的状态，分别用S0、S1、S2、S3、S4表示五种状态，这五种状态不能作状态化简。在状态编码时，依据2n+1

第三步：求出输出方程，状态方程和驱动方程（控制函数）。用 JK触发器构成逻辑电路，JK触发器的特性方程Q2n Q1n 00 01 Q n+1=J Q n+ K Q n。 XQ3n 00 01 11 10 1 000 0 X X X 1V X n 0000 00011110 (1) Q2n Q1n _________ (b) Q3n+1=X Q2 Q1n+ X Q3n Q2n Q1n 2n Q1n 00 01 11 10 1000 X X X 0X A X 00u0 状态转换表如下: 1 1 10 XQ3 00 01 11 10 Z=X Q n3 + X Q3 1n XQ3

含有异步清零和计数使能的16位二进制加减可控计数器

1．含有异步清零和计数使能的16位二进制加减可控计数器 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY cnt16 IS PORT(EN,RST,UPD,CLK : IN STD_LOGIC; OUT1: OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)); END cnt16; ARCHITECTURE bhv OF cnt16 IS SIGNAL QQ:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(EN,RST,UPD) BEGIN IF RST='1' THEN QQ<=(OTHERS=>'0'); --有复位信号清零 ELSIF EN='1' THEN --EN位高电平开始计数IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN IF UPD='1' THEN --当UDP为1加计数 QQ<=QQ+1; ELSE --当UDP不为1减计数 IF QQ > "0" THEN --当减到0时 QQ<=QQ-1; --给QQ全1 ELSE QQ<=(OTHERS=>'1'); END IF; END IF; END IF; END IF; END PROCESS; OUT1<=QQ; END bhv; 图1-1 16位二进制加减可控计数器的RTL图图1-2 16位二进制加减可控计数器的波形仿真图

2.1 计数器和译码器合起来的程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CNT4_YM IS PORT(CLK,RST,ENA:IN STD_LOGIC; COUT:OUT STD_LOGIC; LED7S:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0)); END CNT4_YM; ARCHITECTURE BEHV OF CNT4_YM IS SIGNAL CQI:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(CLK,RST,ENA) BEGIN IF RST='1' THEN CQI<=(OTHERS=>'0'); ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN IF ENA='1' THEN IF CQI<9 THEN CQI<=CQI+1; ELSE CQI<=(OTHERS=>'0'); END IF; END IF; END IF; IF CQI=9 THEN COUT<='1'; ELSE COUT<='0'; END IF; END PROCESS; PROCESS(CQI) BEGIN CASE CQI IS WHEN"0000"=>LED7S<="0111111"; WHEN"0001"=>LED7S<="0000110"; WHEN"0010"=>LED7S<="1011011"; WHEN"0011"=>LED7S<="1001111"; WHEN"0100"=>LED7S<="1100110"; WHEN"0101"=>LED7S<="1101101"; WHEN"0110"=>LED7S<="1111101"; WHEN"0111"=>LED7S<="0000111"; WHEN"1000"=>LED7S<="1111111"; WHEN"1001"=>LED7S<="1101111"; WHEN"1010"=>LED7S<="1110111"; WHEN"1011"=>LED7S<="1111100"; WHEN"1100"=>LED7S<="0111001"; WHEN"1101"=>LED7S<="1011110"; WHEN"1110"=>LED7S<="1111001"; WHEN"1111"=>LED7S<="1110001"; WHEN OTHERS=>NULL; END CASE; END PROCESS; END BEHV; 2.2 计数器和译码器分开的程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY JSYM IS PORT(CLK,RST,ENA:IN STD_LOGIC; COUT:OUT STD_LOGIC; OUTY:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); END JSYM; ARCHITECTURE BEHV OF JSYM IS BEGIN PROCESS(CLK,RST,ENA) V ARIABLE CQI:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGIN IF RST='1' THEN CQI:=(OTHERS=>'0'); ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN IF ENA='1' THEN IF CQI<9 THEN CQI:=CQI+1; ELSE CQI:=(OTHERS=>'0'); END IF; END IF; END IF; IF CQI=9 THEN COUT<='1'; ELSE COUT<='0'; END IF; OUTY<=CQI; END PROCESS; END BEHV; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY DECL7S IS PORT(A:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); LED7S:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0) ); END DECL7S; ARCHITECTURE BEHV OF DECL7S IS BEGIN PROCESS(A) BEGIN CASE A IS WHEN"0000"=>LED7S<="0111111"; WHEN"0001"=>LED7S<="0000110"; WHEN"0010"=>LED7S<="1011011"; WHEN"0011"=>LED7S<="1001111"; WHEN"0100"=>LED7S<="1100110"; WHEN"0100"=>LED7S<="1101101"; WHEN"0101"=>LED7S<="1111101"; WHEN"0110"=>LED7S<="0000111"; WHEN"0111"=>LED7S<="1111111"; WHEN"1000"=>LED7S<="1101111"; WHEN"1010"=>LED7S<="1110111"; WHEN"1011"=>LED7S<="1111100"; WHEN"1100"=>LED7S<="0111001"; WHEN"1101"=>LED7S<="1011110"; WHEN"1110"=>LED7S<="1111001"; WHEN"1111"=>LED7S<="1110001"; WHEN OTHERS=>NULL; END CASE; END PROCESS; END;

三位二进制同步减法计数器

赣南师院物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书姓名：胡丹班级：电气教育技术10级学号：100805004 时间：2012年 4月8日

3位二进制同步减法计数器 1、设计任务与要求设计一个3位二进制同步减法计数器（无效状态为001 100） 2、方案设计与论证 2.1 基本原理计数器是用来统计脉冲个数的电路，是组成数字电路和计算机电路的基本时序部件，计数器按进制分可分为：二进制，十进制和N 进制。计数器不仅有加法计数器，也有减法计数器。一个计数器如果既能完成加法计数，又能完成减法计数，则其称为可逆计数器。同步计数器：当输入计数脉冲到来时，要更新状态的触发器都是同时翻转的计数器，叫做同步计数器。设计同步计数器按照下面的思路进行分析。图（1） 2.2 设计过程 2.2.1 状态图 000 111 110 101 011 010 图（2） 2.2.2 卡诺图 00 01 11 10 111 xxx 010 000 xxx 011 110 101 图（3） 0 1 Q 1n Q 0n Q 2n 时序逻辑问题状态赋值状态转换图最简逻辑表达式逻辑图检查能否自启动选定触发器类型

00 01 11 10 1 x 0 0 x 1 1 图（4） 00 01 11 10 1 x 1 1 x 1 1 图（5） 00 01 11 10 1 x 0 0 x 1 1 图（6） 2.2.3 状态方程与驱动方程状态方程: 12 n Q +=1n Q 2 n Q +1n Q 2 n Q 11 n Q +=1 n Q +0 n Q 1 n Q Q 1n Q 0n Q 2n 0 1 Q 1n+1的卡诺图 Q 1n Q 0n Q 2 n 0 1 Q 1n Q 0n Q 2n 0 1

实验十进制加减法计数器

实验1 十进制加减法计数器实验地点：电子楼218 实验时间：2012年10月19日指导老师：黄秋萍、陈虞苏实验要求：设计十进制加减法计数器，保留测试程序、设计程序、仿真结果 1.设计程序： module count(EN,CLK,DOUT,F,RST); input EN,CLK,F,RST; output [3:0]DOUT; reg [3:0]DOUT; always@(posedge CLK) begin :abc if(EN) if(!RST) if(F) begin :a DOUT=DOUT+1; if(DOUT==10) DOUT=0; end //END A else begin :b DOUT=DOUT-1; if(DOUT==15) DOUT=9; end else DOUT=0; else DOUT=DOUT; end endmodule 2.测试程序 `timescale 10ns/1ns module test_count; wire [3:0] DOUT; reg EN,F,RST,CLK; count M(EN,CLK,DOUT,F,RST); initial begin :ABC CLK=0; EN=0;

RST=1; F=1; #100 EN=1; #200 RST=0; #1500 F=0; #3000 $stop; end always #50 CLK=~CLK; initial $monitor("EN=%b,F=%b,RST=%b,DOUT%D",EN,F,RST,DOUT); endmodule 3.测试结果 # EN=0,F=1,RST=1,DOUT x # EN=1,F=1,RST=1,DOUT x # EN=1,F=1,RST=1,DOUT 0 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 0 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 1 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 2 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 3 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 4 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 5 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 6 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 7 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 8 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 9 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 0 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 1 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 2 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 3 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 4 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 5 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 5 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 4 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 3 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 2 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 1 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 0 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 9 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 8 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 7 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 6 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 5

四位二进制加法计数器

学院信息学院专业通信工程姓名陈洁学号02 设计题目数字系统课程设计内容四位二进制加法计数器技术参数和要求0000→0001→0010→0011→0110→0111→1000→1001→1010→1011→1100→→1101→1110→1111→0000 缺0100→0101 设计任务 1.按要求设计VHDL程序， 2.在Xinlinx Ise环境中运行程序并输出仿真波形。工作进度和安排第18周： 1.学习Xinlinx Ise软件知识，熟悉软件相关操作； 2.学习multsim软件知识，熟悉其在画逻辑电路时的应用； 3.查阅相关资料，学习时序逻辑电路设计知识。第20周： 1.按要求编写程序代码，； 2.运行并输出仿真波形； 3.程序下载到电路板测试； 4.利用multsim软件，设计时序电路； 5.运行并验证结果； 6.撰写报告。指导教师（签字）：年月日学院院长（签字）：年月日

目录一．数字系统简介 (3) 二．设计目的和要求 (3) 三．设计内容 (3) 四．VHDL程序设计 (3) 五．波形仿真 (11) 六. 逻辑电路设计 (12) 六．设计体会 (13) 七．参考文献 (13)

一．数字系统简介在数字逻辑设计领域，迫切需要一种共同的工业标准来统一对数字逻辑电路及系统的描述，这样就能把系统的设计分解为逻辑设计（前端），电路实现（后端）和验证桑相互独立而又相关的部分。由于逻辑设计的相对独立性就可以把专家们设计的各种数字逻辑电路和组件建成宏单元或软件核，即ip库共设计者引用，设计者可以利用它们的模型设计电路并验证其他电路。VHDL这种工业标准的产生顺应了历史潮流。二．设计目的和要求 1、通过《数字系统课程设计》的课程实验使电子类专业的学生能深入了解集成中规模芯片的使用方法。 2、培养学生的实际动手能力，并使之初步具有分析，解决工程实际问题的能力。三．设计内容四位二进制加计数，时序图如下： 0000→0001→0010→0011→0110→0111→1000→1001→1010→1011→1100→→1101→1110→1111 →0000 缺0100→0101 。由JK触发器组成4位异步二进制加法计数器。四．VHDL程序设计四位二进制加计数，缺0100，0101（sw向上是0(on)；灯亮为0） LIBRARY IEEE; USE entity count10 is PORT (cp,r:IN STD_LOGIC; q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); end count10; ARCHITECTURE Behavioral OF count10 IS SIGNAL count:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ; BEGIN PROCESS (cp,r) BEGIN if r='0' then count<="0000"; elsiF cp'EVENT AND cp='1' THEN if count="0011" THEN count <="0110"; ELSE count <= count +1; END IF; end if; END PROCESS; q<= count; end Behavioral;

10进制加法计数器课程设计

西北师范大学知行学院数字电子实践论文课题：74ls161组成的十进制加法计数器（置数法）班级：14电本学号：14040101114 姓名：于能海

指导老师：崔用明目录第1章前言 (1) 1.1 摘要 (1) 1.2 设计目的 (2) 1.3 设计内容及要求 (2) 第2章设计方案 (3) ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2．1主要芯片功能介绍 (3) 2.2.1 四位二进制计数器74161介绍 (3) ............................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 工作原理 (4) 第3章硬件设计 (4) 3.1 单元电路设计 (4) 3.2 总硬件电路图 (5) 第4章仿真与试验 (6) 4.1 仿真结果 (6) 4.2 调试中遇到的问题 (7) 第5章结论和体会 (8)

第1章前言 1.1 摘要在数字电路技术的课程中，计数器的功能是记忆脉冲的个数,它是数字系统中应用最广泛的基本时序逻辑构件。计数器在微型计算机系统中的主要作用就是为CPU和I/O设备提供实时时钟，以实现定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示等定时控制，或者对外部事件进行计数。一般的微机系统和微机应用系统中均配置了定时器/计数器电路，它既可当作计数器作用，又可当作定时器使用，其基本的工作原理就是"减1"计数。计数器：CLK输入脉冲是一个非周期事件计数脉冲，当计算单元为零时，OUT输出一个脉冲信号，以示计数完毕。本十进制加法计数器是基于74161芯片而设计的，该十进制加法计数器设计理念是用于工厂流水线上产品计数，自动计数，方便简单。关键词：74ls161计数器 Introduction In the course of digital circuit technology, the counter memory function is the number of pulses, it is a digital system, the most widely used basic sequential logic components. The main role of the counter in the micro-computer system is to provide real-time clock for the CPU and I / O devices to achieve the timer interrupt, timing detection, scheduled scanning, the timing display timing control, or to count external events. General computer systems and computer application systems are equipped with a timer / counter circuit, it can as a counter action, but also as a timer, the basic working principle is "minus 1" count. Counter: CLK input pulse is a non-periodic event count pulses to zero when calculating unit, OUT outputs a pulse signal, to show the count is completed. The decimal addition counter is designed based on the 74161 chip, the low potential sensor senses when to rely on external signals, sensors in an object within the sensing range, otherwise it is a high potential. Within the sensing range of the sensor when an object is moved out of date, sensor potential from high to low and then high, appears on the edge. Counter is automatically incremented and displayed on a digital control. The decimal addition counters have two seven-segment LED. It can count from 0 to 99 objects, and easy to expand. The design concept of decimal addition counter is used to count on a factory assembly line products, automatic counting, convenient and simple. Keywords:74ls161counter

电子线路异步二进制计数器教案

异步二进制计数器【教学目标】 1、知识目标：（1）理解异步二进制计数器的功能；（2）掌握异步二进制计数器的电路结构；（3）理解异步二进制计数器的工作原理。 2、能力目标：（1）提高实践动手能力；（2）提高思考问题、分析问题的能力。 3、情感目标：激发学习兴趣。【教学重难点】重点：（1）异步二进制计数器的功能；（2）异步二进制计数器的电路结构；难点：（1）仪器使用、实践技能；（2）异步二进制计数器的工作原理。【授课方式】理实一体化【教学过程】【复习引入】这节课我们来学习一种常见的时序逻辑电路，叫做计数器。计数器是怎样构成的，它能实现什么功能呢？今天我们通过做一个实验，让大家从实验中来发现和总结计数器的功能和工作原理。做实验之前，我们首先来复习一下JK边沿触发器及其逻辑功能：

1、观察图中符号，CP 脉冲的有效触发边沿是它的什么边沿？（下降沿） 2、置0端和置1端是什么电平或脉冲有效？（低电平）触发器正常工作时，置0端和置1端应给予高电平还是低电平？（高电平） 3、TTL 数字集成电路输入端悬空可视为输入什么？（高电平） 4、JK 触发器的逻辑功能？填入上表。特别注意当JK 输入都为1时，触发器实现的是什么功能？【新课】一、实践准备：（一）实验器材：异步二进制计数器实验电路板一块、EE1640C 函数信号发生器/计数器一台、YJ56-1双路稳压电源一台、万用表一架、导线、电烙铁及焊锡。（二）认识电路板： 1、双JK 触发器集成电路74LS112的管脚排列： 2、请同学们对照管脚排列图理解元件接线图： J K Qn 功能 0 0 Qn 保持 1 1 n Q 翻转 0 1 0 置0 1 1 置1

由JK触发器组成的4位异步二进制加法计数器

由JK触发器组成的4位异步二进制加法计数器由JK触发器组成的4位异步二进制加法计数器必须满足二进制加法原则:逢二进一(1+1=10，即Q由1加1?0时有进位);各触发器应满足两个条件:每当CP有效触发沿到来时，触发器翻转一次，即用T′触发器。控制触发器的CP端，只有当低位触发器Q由1?0(下降沿)时，应向高位CP 端输出一个进位信号(有效触发沿)，高位触发器翻转，计数加1。由JK触发器组成4位异步二进制加法计数器。 ? 逻辑电路JK触发器都接成T′触发器，下降沿触发。图1 由JK触发器组成的4位异步二进制加法计数器 (a)逻辑图;(b)工作波形 ? 工作原理异步置0端上加负脉冲，各触发器都为0状态，即Q3Q2Q1Q0,0000状态。在计数过程中，为高电平。只要低位触发器由1状态翻到0状态，相邻高位触发器接收到有效CP触发沿，T′的状态便翻转。 ? 状态转换顺序表如下表所示。电路为十六进制计数器。? 工作波形(又称时序图或时序波形)如图1所示. 输入的计数脉冲每经一级触发器，其周期增加一倍，即频率降低一半。一位二进制计数器就是一个2分频器，16进制计数器即是一个16分频器。四位二进制加法计数器状态转换顺序表: 计数顺序计数器状态 Q3 Q2 Q1 Q0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0

0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 图2为由D触发器组成的4位异步二进制加法计数器的逻辑图。由于D触发器用输入脉冲的上升沿触发，因此，每个触发器的进位信号由端输出。其工作原理与上类似。图2 由D触发器组成的4位异步二进制加法计数器

四位二进制计数器

四位二进制计数器设计班级：电子S102 姓名刘利勇学号：103511 一：实验目标掌握用VHDL语言设计异步复位、同步使能的四位二进制加法计数器的编程方法， RST是异步清零信号，高电平有效；CLK是时钟信号；ENA是同步使能信号，高电平使能。OUTY是4位数据输出端。COUT是进位端。在复位信号为低电平，使能信号为高电平并且有时钟输入的时候，计数器自加，直到溢出，自动复位。二：实验仪器 PC机一台，实验箱一套三：实验步骤 1、新建一个工程目录，在该工程目录下新建一个文本输入文件。 2、在新建的文件中输入以下实验程序，并把该文件以CNT4B.VHD为文件名保存在该新建的工程文件夹下。

3、把该文本文件设置成当前文件。 4、运行编译器，检测该文本文件的错误，直到编译通过。 5、新建波形文件，在该文件中输入信号节点，设置仿真时间，运行仿真器，观测仿真波形。

6、软件仿真正确无误后，选择目标器件。 7、引脚锁定。其中时钟信号选择1引脚，使能引脚和复位引脚分别接一位拨动开关。溢出端接一个发光二极管，数据输出端接一个数码管。数据的高位接数码管的高位，数据的低位接数码管的低位。 9、重新编译。

10、编程下载，硬件调试。观测硬件结果，复位波动开关置为低电平，使能波动开关置为高电平，则数码管依次循环显示0到F，显示到F时，LED灯亮，说明发生溢出进位。当复位端有效时，计数器复位。使能端为低电平时，计数器不计数。四、实验注意事项 1、注意输入程序后保存，以VHD为后缀名保存，不要使用默认保存格式，否则编译不通过。 2、引脚锁定时，要把输出端的高位和数码管的高位缩地，低位和低位锁定。这样才能按从0到F的顺序自加1显示。否则会数码管译码错误，会出现数字跳变。