《FPGA原理及应用》
实验报告书
（6）
7段显示译码器的设计
题目
学院专业自动化姓名学号
指导教师
2015年 10-12月
1.实验目的
（1）进一步熟悉和掌握Qartus II的使用方法；
（2）进一步掌握FPGA实验箱使用方法；
（3）学习和掌握电路原理图的设计流程；
（4）深化理解VHDL语言的使用方法
2.实验内容
使用Qartus II的元件库，通过VHDL语言进行设计7段显示译码器，并使用FPGA实验箱对程序进行硬件下载，验证。
3.实验条件
开发软件：Qartus II 8.0
实验设备：FPGA实验箱
拟用芯片：Altera EP3C55F484C8
4.实验设计
1)系统原理
根据7段显示译码器的设计原理，7段数码是纯组合电路，通常的小规模专用IC，如74或4000系列的器件只能作十进制BCD码译码，然而数字系统中的数据处理和运算都是2进制的，所以输出表达都是16进制的，为了满足16进制的译码显示，最方便的方法就是利用译码程序在FPGA/CPLD中来实现。例3-5作为7段译码器，输处信号LED7S的7位分别接数码管的7个段，例如当LED7S输出为“1101101”时，数码管的7个段：g、f、e、d、c、b、a分别接1、1、0、1、1、
0、1；接有高电平的段发亮，于是数码管显示“5”。注意，这里没有考虑表示喜
爱哦书店的发光管，如果要考虑，需要增加段h。
7段显示译码管字形对应输出输入
2）程序
如下所示为7段显示译码器程序
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY LED IS
PORT(A:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
LED7S:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0) );
END ENTITY LED;
ARCHITECTURE bhv OF LED IS
BEGIN
PROCESS(A)
BEGIN
CASE A(3 DOWNTO 0) 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<="1011000";
WHEN "1011"=>LED7S<="1001100";
WHEN "1100"=>LED7S<="1100010";
WHEN "1101"=>LED7S<="1101001";
WHEN "1110"=>LED7S<="1111000";
WHEN "1111"=>LED7S<="0000000";
WHEN OTHERS=> NULL;
END CASE;
END PROCESS;
END bhv;
1电路波形图
工程编译完成后，必须对其功能和时序性质进行仿真测试。下图就是实现仿真后的波形，满足原设计要求。如图6-1所示。
图6-1 7段显示译码管波形图
2)引脚锁定和硬件测试
为了能够对7段显示译码管进行硬件验证，应将其输入信号锁定在芯片确定的引脚上，编译下载。其锁定输入信号、输出信号。
图6-2 硬件引脚图
3)编译文件下载
编译文件下载结果如图6-3所示。
图6-3 全加器编译文件下载
5. 实验结果
使用实验箱LED数码管两个，进行00-99的位显，两个开关做复位清零控制端，通过FPGA实验箱上的LED显示模块的一个二极管的明灭来测试实验进位信号，判断实验是否成功。
图6-4 实验箱进行试验
6.心得体会
通过这次实验，让我学习到了如何在Qartus II中使用原理图的方式做出所需要的功能器件，以及顶层设计的方法与优点。也学会了如何使用FPGA实验箱数码显示管。
电子技术基础实验 课程设计 60进制计数器
一、实验目的 （一）掌握中规模集成计数器74LS161的引脚图和逻辑功能。 （二）熟悉555集成定数器芯片的引脚图。 （三）利用74LS161和555定时器构成60进制计数器。 （四）在Multisim软件中仿真60进制计数器。 二、实验容 （一）集成计数器74LS161逻辑功能验证。 （二）用555定时器构成多谐振荡器。 （三）用两片74LS161和555定时器构成60进制计数器。 三、集成计数器介绍 （一）集成计数器74LS161管脚介绍 74LS161是4位二进制同步加法计时器。图1为它的管脚排列图，集成芯片74LS161的CLR是异步清零端（低电平有效），LOAD是异步预置数控制端（低电平有效）。CLK是时钟脉冲输入端，RCO是进位输出端，ENP、ENT是计数器使能端，高电平有效。A、B、C、D是数据输入端； QA、QB、QC、QD是数据输出端。
图1 74LS161管脚排列图 （二）集成计数器74LS161功能介绍 由表1可知，74LS161具有以下功能： 1．异步清零。当CLR=0时，无论其他各输入端的状态如何，计数器均被直接置“0”。 2．同步预置数。当CLR=1、LOAD=0且在CP上升沿作用时，计数器将ABCD同时置入QA、QB、QC、QD,使QA、QB、QC、QD=ABCD。 3．保持（禁止）。CLR=LOAD=1且ENP、ENT=0时，无论有无CP脉冲作用，计数器都将保持原有的状态不变（停止计数）。 4．计数。CLR=LOAD=ENP=ENT=1时，74LS161处于计数状态。 表1 74LS161功能表
《数字电子技术基础》课程设计任务书 专业：16电气工程及其自动化 班级：专升本二班 学号：160732060 姓名：王冬 指导教师：耿素军 二零一六年十二月二十七日
目录 1、计数器的概述 (3) 2、六十进制计数器 (4) 2.1设计要求 (4) 2.2设计方案框架图 (4) 3、六十进制计数器设计描述 (5) 3.1设计的思路 (5) 3.2设计的实现 (7) 4、六十进制计数器的仿真设计与仿真的结果 (10) 4.1基本电路分析仿真设计 (11) 4.2 计数器电路的仿真的结果 (12) 5、心得体会 (13) 6、参考文献 (13)
1、计数器概述 计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。 在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。但是并无法显示计算结果，一般都是要通过外接LCD或LED屏才能显示。 计数器的种类 1.按照计数器中的触发器是否同时翻转分类，可将计数器分为同步计数器和异步计数器两种。 2.按照计数过程中数字增减分类，又可将计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器，随时钟信号不断增加的为加法计数器，不断减少的为减法计数器，可增可减的叫做可逆计数器。
计数器的设计实验报告 篇一：计数器实验报告 实验4 计数器及其应用 一、实验目的 1、学习用集成触发器构成计数器的方法 2、掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法二、实验原理 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。 计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。根据计数制的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等等。目前，无论是TTL还是
CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。 1、中规模十进制计数器 CC40192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图5－9－1所示。 图5－ 9－1 CC40192引脚排列及逻辑符号 图中LD—置数端CPU—加计数端CPD —减计数端CO—非同步进位输出端BO—非同步借位输出端 D0、D1、D2、D3 —计数器输入端 Q0、Q1、Q2、Q3 —数据输出端CR—清除端 CC40192的功能如表5－9－1，说明如下：表5－9－1 当清除端CR为高电平“1”时，计数
器直接清零；CR置低电平则执行其它功能。当CR为低电平，置数端LD也为低电平时，数据直接从置数端D0、D1、D2、D3 置入计数器。 当CR为低电平，LD为高电平时，执行计数功能。执行加计数时，减计数端CPD 接高电平，计数脉冲由CPU 输入；在计数脉冲上升沿进行8421 码十进制加法计数。执行减计数时，加计数端CPU接高电平，计数脉冲由减计数端CPD 输入，表5－9－2为8421 码十进制加、减计数器的状态转换表。加法计数表5－9－ 减计数 2、计数器的级联使用 一个十进制计数器只能表示0～9十个数，为了扩大计数器范围，常用多个十进制计数器级联使用。 同步计数器往往设有进位（或借位）输出端，故可选用其进位（或借位）输出信号驱动下一级计数器。 图5－9－2是由CC40192利用进位
设计任意进制计数器 一、实验目的 掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法。 二、实验内容及要求 采用（74LS192）复位法或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。 三、设计过程 74LS192是中规模同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列如图所示。74LS192（CC40192）的功能如下表所示。 1234A B C D 4 3 2 1 D C B A 161514131211109 Vcc D CR BO CO LD D D D Q Q CP CP Q Q GND 12345678 D 1 1 023 3 u2 74LS192 CR：清除端CP u：加计 数端 LD ：置数端CP D：减计 数端 CO ：非同步进位输出端 BO ：非同步借位输出端 D3、D2、D1、D0：数据输入端 Q3、Q2、Q1、Q0：输出端 74LS192引脚排列图 表74LS192（CC40192）的功能 输入端输出端功能 CR LD CP u CP D D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 ×××××××00 0 0 清零 0 0 ×× d c b a d c b a 置数 0 1 ↑ 1 ××××0000~1001加计数1001时CO=0 0 1 1 ↑××××1001~0000减计数0000时BO=0 用M进制集成计数器可以构成N（任意）进制的计数器。通常用反馈清零 法和反馈置数法。当计数器的计数N＞M时，则要用多片M进制计数器构成。 其计数规律为：当低位计数器没有达到计数的最大值时，如74LS192的1001时， 其高位芯片应处于保持状态，只有当低位芯片计数达到最大值时，给相邻的高位 芯片计数器发一个信号，使其脱离保持状态，进入计数状态。现以233为例为计 数容量进行设计。由于233为三位数，因此需用三块74LS192。 1、清零法： CR（R D）＝（Q1Q0）百（Q1Q0）拾（Q1）个 初态：0000 终态：233－1＝232即：0010 0011 0010 状态转换图：（略）
module count60_dongtai_LED ( input clk, input rest_n, output reg [2:0] sel, //位选 output reg [6:0] display ); reg [15:0] count_clk; // 分频计数器，最大2^16=64K分频 reg [5:0] sum_num; //计数缓存器,2^6=64 reg [3:0] g_bit; //个位 reg [3:0] s_bit; //十位 reg [3:0] disp_temp; //分频 always @ (posedge clk or negedge rest_n) begin if(rest_n ==0) begin count_clk=16'b0; end else begin if(count_clk==16'hffff) begin count_clk=16'b0; end else begin count_clk=count_clk+1'b1; end end end // 60进制计数 always @ (negedge count_clk[3] or negedge rest_n) begin // clk_clk[3] 对"clk" 16分频if(rest_n ==0) begin g_bit=4'b0; s_bit=4'b0; sum_num=6'b0; end else begin if (sum_num==6'd59) begin sum_num=6'b0; end else begin sum_num=sum_num+1'b1; end end s_bit=(sum_num/10)%10;
实验八设计任意进制计数器 一、实验目的 掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法。 二、实验内容及要求 采用（74LS192）复位法或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。 三、设计过程 用M进制集成计数器可以构成N（任意）进制的计数器。通常用反馈清零法和反馈置数法。当计数器的计数N＞M时，则要用多片M进制计数器构成。其计数规律为：当低位计数器没有达到计数的最大值时，如74LS192的1001时，其高位芯片应处于保持状态，只有当低位芯片计数达到最大值时，给相邻的高位芯片计数器发一个信号，使其脱离保持状态，进入计数状态。现以233为例为计数容量进行设计。由于233为三位数，因此需用三块74LS192。 1、清零法： CR（R D）＝（Q1Q0）百（Q1Q0）拾（Q1）个 初态：0000 终态：233－1＝232即：0010 0011 0010 状态转换图：（略）
2、置数法：由于74LS192是具有异步清零、置数功能的十进制计数器，因此保留哪233种状态，方法有多种。下图是其中两种置数法。犹以最后一种使用器件最少，接线最为简单。 方案一： 方案三： LD＝（Q1Q0）百（Q1Q0 ）拾（Q2Q0）个（或LD＝CO） 初态：0000（或1000－332＝668） 终态：332－1＝331即：0011 0011 0001（或999）
四、实验用仪器、仪表 数字电路实验箱、万用表、74LS192、74LS00、74LS20、74LS08等 五、实验步骤 ①清零法： 1．检查导线及器件好坏（即加上电源后，按74LS192的功能表进行检测）。 2．按上图连接电路。LD、CP D分别接逻辑开关并置为高电平，百位（74LS192（3））、拾位、个位的Q 、Q2、Q1、Q0分别接发光二极管或数码管，计数脉冲接手动或1Hz 3 时钟脉冲。检查无误后接通电源。 3．加入CP进行测试并检查结果是否正确，如有故障设法排除。 4．结果无误后记录数据后拆线并整理实验设备。 实验证明，实验数据与设计值完全一致。设计正确。 ②置数法： 1.检查导线及器件好坏（即加上电源后，按74LS192的功能表进行检测）。 分别接逻辑开关并置为高电平，百位（74LS192（3））、 2.按上图连接电路。CR、CP D 拾位、个位的Q 、Q2、Q1、Q0分别接发光二极管或数码管，计数脉冲接手动或1Hz 3 时钟脉冲。检查无误后接通电源。
module counter60(clk_in,clkout,rst,out); input clk_in,rst; output [6:0] out; output clkout; reg [6:0] out1; reg [6:0] out2; reg [3:0] cnth; reg [3:0] cntl; reg [7:0] cnt; always @(posedge clk_in) begin if(!rst) cnt<=8'd0; else cnt<=cnt+8'd1; end assign clkout=cnt[4]; always @(posedge clkout or negedge rst) begin if(!rst) {cnth,cntl}<=8'd0; else if(cnth==5&&cntl==9) {cnth,cntl}<=8'd0; else if(cntl==4'd9) begin cntl<=4'd0; cnth<=cnth+4'd1; end else cntl<=cntl+4'd1; end always @(cnth) begin case(cnth) 4'd0:out1=7'b011_1111;//0 4'd1:out1=7'b000_0110;//1 4'd2:out1=7'b101_1011;//2 4'd3:out1=7'b100_1111;//3 4'd4:out1=7'b110_0110;//4 4'd5:out1=7'b110_1101;//5 default:out1=7'b011_1111;//0 endcase end
《可编程器件原理与应用》 实训报告书 二〇〇九年十二月 目录 前言 第一章VHDL语言介绍 1.1VHDL的发展史
1.2VHDL的特点 第二章六十进制计数器的设计与仿真 2.1六十进制计数器源程序 2.2运用软件设计过程 2.3时序仿真 体会 致谢 参考文献 前言 本项实验通过六十进制计数器的设计与仿真，学习VHDL语言及VHDL文本输入设计方法，编写六十进制计数器源程序，应用MAX+PlusII软件进VHDL 文本输入设计与波形仿真。写出源程序，并写出设计与仿真过程。
第一章VHDL语言介绍 1.1VHDL发展史 硬件描述语言(hardware description language,HDL)是电子系统硬件行为描述,结构描述,数据流描述的语言.目前,利用硬件描述语言可以进行数字电子系统的设计.随着研究的深入,利用硬件描述语言进行模拟电子系统设计或混合电子系统设计也正在探索中.国外硬件描述语言种类很多,有的从Pascal发展而来,也有一些从C语言发展而来.有些HDL成为IEEE标准,但大部分是企业标准.VHDL来源于美国军方,其他的硬件描述语言则多来源于民间公司.可谓百家 争鸣,百花齐放.这些不同的语言传播到国内,同样也引起了不同的影响.在我国比较有影响的有两种硬件描述语言:VHDL语言和Verilog HDL语言.这两种语言已成为IEEE标准语言. 电子设计自动化(electronic design automation,EDA)技术的理论基础,设计工具,设计器件应是这样的关系:设计师用硬件描述语言HDL描绘出硬件的结构或硬件的行为,再用设计工具将这些描述综合映射成与半导体工艺有关的硬件配置文件,半导体器件FPGA则是这些硬件配置文件的载体.当这些FPGA器件加载,配置上不同的文件时,这个器件便具有了相应的功能.在这一系列的设计,综合,仿真,验证,配置的过程中,现代电子设计理论和现代电子设计方法贯穿于其中. 以HDL语言表达设计意图,以FPGA作为硬件实现载体,以计算机为设计开发工具,以EDA软件为开发环境的现代电子设计方法日趋成熟.在这里,笔者认为,要振兴我国电子产业,需要各相关专业的人士共同努力.HDL语言的语法语义学 研究与半导体工艺相关联的编译映射关系的研究,深亚微米半导体工艺与EDA设计工具的仿真,验证及方法的研究,这需要半导体专家和操作系统专家共同努力,以便能开发出更加先进的EDA工具软件.软件,硬件协同开发缩短了电子设计周期,加速了电子产品更新换代的步伐.毫不夸张地说,EDA工程是电子产业的心脏起搏器,是电子产业飞速发展的原动力.本书从应用的角度向国内广大读者介绍
《EDA技术》课程实验报告 学生姓名：郑月庭 所在班级：电信1001 指导教师：高金定老师 记分及评价： 项目满分5分 得分 一、实验名称 60进制计数器设计 二、任务及要求 【基本部分】4分 1、在QuartusII平台上，采用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，完成60进制计数器的设计并进行时序仿真。 2、设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。 3、实验箱上选择恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。 【发挥部分】1分 在60进制基础上设计6进制计数器，完成时序仿真。 三、实验程序 Library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; Entity j602 Is port (clk:in std_logic; ent:in std_logic; rst:in std_logic; y0: out std_logic_vector(3 downto 0); y1: out std_logic_vector(3 downto 0); cout: out std_logic); End j602; Architecture j602 of j602 is signal cnt0 :std_logic_vector(3 downto 0); signal cnt1 :std_logic_vector(3 downto 0); Begin
cout<='1' when (cnt1="0101" and cnt0="1001" and ent = '1') else '0'; process(clk,rst) Begin If rst ='0' Then cnt0<="0000"; cnt1<="0000"; elsif clk'event and clk='1' Then if ent = '1' Then if cnt0="1001" Then cnt0<="0000"; if cnt1="0101" Then cnt1<="0000"; else cnt1<=cnt1+1; end if; else cnt0<=cnt0+1; end if; end if; end if; end process; y0<=cnt0; y1<=cnt1; end j602; 四、仿真及结果分析 五、硬件验证 1、选择模式：模式5 六、小结 通过这次实验，使我明白了用VHDL语言编程和用设计原理图实现同样功能器件的区别，从而加深的对EDA的理解。
十进制计数器 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CNT10IS PORT(CLK,RST,EN:IN STD_LOGIC; CQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO 0); COUT:OUT STD_LOGIC); END CNT10; ARCHITECTURE behav OF CNT10IS BEGIN PROCESS(CLK,RST,EN) VARIABLE CQI: STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0); BEGIN IF RST='1'THEN CQI:=(OTHERS =>'0');--计数 ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN IF EN='1'THEN IF CQI<9THEN CQI:=CQI+1; --允许计数, ELSE CQI:=(OTHERS=>'0'); --大于9， END IF; END IF; END IF; IF CQI=9THEN COUT<='1';--计数大于9，输出进位信号 ELSE COUT<='0'; END IF; CQ<=CQI;--将计数值向端口输出 END PROCESS; END behav;六十进制计数器源程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity cnt60is port(clk,rst,en:in std_logic; cq:out std_logic_vector(7downto0); cout:out std_logic); end cnt60; architecture behav of cnt60is begin process(clk,rst,en) variable cqi:std_logic_vector(7downto0); begin if rst='1'then cqi:=(others=>'0'); elsif clk'event and clk='1'then if en='1'then if cqi<59then cqi:=cqi+1; else cqi:=(others=>'0'); end if; end if; end if; if cqi=59then cout<='1'; else cout<='0'; end if; cq<=cqi; end process; end behav;
综合性、设计性实验报告电子技术实验（数字电子部分） 报告分数： 学期： 班级： 姓名： 日期：
1. 实验目的 1)学习仿真软件Multisim的使用方法； 2)学习、掌握时序电路的设计方法； 3)掌握常用电子元器件的使用方法； 4)熟练运用用已有集成计数器（M进制）构成任意进制计数器（N进制），M < N 时，多片级联实现的方法； 5)熟悉由555定时器构成的多谐振荡器产生时钟脉冲； 6)了解反馈置数法和反馈清零法的特点及区别，并能熟练运用这两种方法。 2. 预习要求 1）阅读《数字电子技术基础》相关内容，了解集成计数器的原理及功能； 2）熟悉集成计数器74LS161及七段数码显示管的各引脚功能； 3）了解555定时器构成的多谐振荡器产生脉冲的基本原理； 4）对于反馈清零法和反馈置数法有基本的了解。 3. 实验内容 1）在Multisim集成环境中用74LS161和555定时器设计60进制计数器，要求能够实现暂停和置数的功能，并完成其仿真； 2）在模块化电子技术综合实验箱上完成电路搭接与调试； 4. 实验原理 4.1 个位模块 （1）利用反馈置数法，U2（74LS161D）为低位片即个位模块，用A、B、C、D四个输入端的高低电平实现个位预置数； （2）用开关控制U2的EP使能端高低电平实现暂停功能； （3）U2的CP脉冲端连接555定时器构成的多谐振荡器的矩形脉冲输出端；
（4）U2的使能端ET始终接有效的高电平，清零端CR始终接无效的高电平； 因为用的是反馈置数法，U2实现0（0000）~9（1001）的十进制循环，U2的QD和QA段用作二输入与非门U5A（74LS00D）的输入端，其输出端连接到U2的LD上。 （5）U2的四个输出端QD、QC、QB、QA连接U4数码管的D、C、B、A输入端，从而显示0~9这十个状态。 图1 个位模块原理图 4.2 十位模块 （1）利用反馈置数法，U1（74LS161D）为高位片即十位模块，用A、B、C 三个输入端的高低电平实现十位预置数； （2）U1的CP脉冲端连接555定时器构成的多谐振荡器的矩形脉冲输出端； （3）U1的使能端ET、EP始终接有效的高电平，清零端CR始终接无效的高电平； （4）因为用的是反馈置数法，U1实现0（0000）~5（0101）的六进制循环，U1的QC和QA端与个位数的QD和QA端用作四输入与非门U6A（74LS20D）的输入端，其输出端连接到U1的LD上。 （5）U1的四个输出端QD、QC、QB、QA连接U3数码管的D、C、B、A输入端，从而显示0~5这六个状态。
《EDA技术》课程实验报告 学生姓名：黄红玉 所在班级：电信100227 指导教师：高金定老师 记分及评价： 一、实验名称 实验6：60进制计数器设计 二、任务及要求 【基本部分】4分 1、在QuartusII平台上，采用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，完成60进制计数器的设计并进行时序仿真。 2、设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。 3、实验箱上选择恰当的模式进行验证，目标芯片为ACEX1K系列EP1K30TC144-3。 【发挥部分】1分 在60进制基础上设计6进制计数器，完成时序仿真。 三、实验程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity jinzhi60 is port(clk:in std_logic; co:out std_logic; qh:buffer std_logic_vector(3 downto 0); ql:buffer std_logic_vector(3 downto 0)); end entity jinzhi60; architecture art of jinzhi60 is begin co<='1'when(qh="0101"and ql="1001")else'0'; process(clk) begin if(clk='1')then if(ql=9)then ql<="0000";
if(qh=5)then qh<="0000"; else qh<=qh+1; end if; else ql<=ql+1; end if; end if; end process; end architecture art; 四、仿真及结果分析 由以上代码编译，仿真，得到一下时序仿真波形图。 用VHDL语言实现一个六十进制计数器，该计数器有计数使能端en，清零端clr和进位输出端co。档en=1时，计数器正常计数；当clr=1时，计数器清零。最后在试验箱上仿真，数码管显示了0到59，则60进制计数器完成。 五、硬件验证 1、选择模式：模7 2、引脚锁定情况表：
电子技术基础实验 课程设计 用74LS161设计六十进制计数器 学院：班级：姓名：学号： 电气工程学院 电自1418 刘科2014303010328
用74LS161设计六十进制计数器 摘要 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来及脉冲数，还常用作数子系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。目前，无论是TTL还是CMOS 集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能和工作波形图以及引出端的排列，就能正确运用这些器件。计数器在现代社会中用途中十分广泛，在工业生产、各种和记数有关电子产品。如定时器，报警器、时钟电路中都有广泛用途。在配合各种显示器件的情况下实现实时监控，扩展更多功能。 利用两片74LS161分别作为六十进制计数器的高位和低位，分别与数码管连接。把其中的一个通过一个与门器件构成一个十进制计数器，另一个芯片构成六进制计数器。十进制计数器（个位）和六进制计数器（十位）均采用反馈清零法利用两个74LS161构成。当个位计数器从1001计数到0000时，十位计数器要计数一次，可通过两芯片之间级联实现。使用200HZ时钟信号作为计数器的时钟脉冲。根据设计基理可知，计数器初值为00，按递增方式计数，增到59时，再自动返回到00。 关键字：60进制，计数器，74LS161，级联
目录 第1章概述 (1) 1.1 计数器设计目的 (1) 1.2 计数器设计组成 (1) 第2章六十进制计数器设计描述 (2) 2.1 74LS161的功能 (2) 2.2 方案框架 (3) 第3章六十进制计数器的设计与仿真 (4) 3.1 基本电路分析设计 (4) 3.2 计数器电路的仿真 (6) 第4章总结 (8)
《EDA技术》课程实验报告 学生姓名： 所在班级： 指导教师： 记分及评价： 报告满分3分 得分 一、实验名称 实验6：60进制计数器设计 二、任务及要求 【基本部分】 1、在QuartusII平台上，采用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，完成60进制计数器的设计并进行时序仿真。 2、设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。 3、实验箱上进行验证。 【发挥部分】 在60进制基础上设计6进制计数器，完成时序仿真。 三、实验程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity sixth is port(clk:in std_logic; co:out std_logic;--jin wei qh:buffer std_logic_vector(3 downto 0);--shi wei ql:buffer std_logic_vector(3 downto 0));--ge wei end entity sixth; architecture art of sixth is begin co<='1'when(qh="0101"and ql="1001")else'0'; process(clk) begin if(clk='1')then if(ql=9)then ql<="0000"; if(qh=5)then
qh<="0000"; else qh<=qh+1; end if; else ql<=ql+1; end if; end if; end process; end architecture art; 四、仿真及结果分析 图6-1 60进制计数器仿真图 用VHDL语言实现一个六十进制计数器，该计数器有计数使能端en，清零端clr和进位输出端co。档en=1时，计数器正常计数；当clr=1时，计数器清零。最后在试验箱上仿真，数码管显示了0到59，则60进制计数器完成。 五、硬件验证 1、选择模式： 2、引脚锁定情况表： 六、小结 1、六进制程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity six is port(clk,en,clr:in std_logic; co:out std_logic;--jin wei qh:buffer std_logic_vector(3 downto 0));--shi wei end entity six; architecture art of six is begin co<='1'when(qh="0101" and en='1')else'0';
任意进制计数器的构成方法 从降低成本的角度考虑，集成电路的定型产品必须有足够大的批量。因此，目前常见的计数器芯片在计数进制上只做成应用较广的几种类型，如十进制、十六进制、7位二进制、12位二进制、14位二进制等。在需要其他任意一种进制的计数器时识能用已有的计数器产品经过外电路的不同连接方式得到。假定已有的是N进制计数器，而需要得到的是M进制计数器。这时有M 电子课程设计题目：数字时钟 数字时钟设计实验报告 一、设计要求： 设计一个24小时制的数字时钟。 要求：计时、显示精度到秒；有校时功能。采用中小规模集成电路设计。 发挥：增加闹钟功能。 二、设计方案： 由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。 秒时钟信号发生器可由振荡器和分频器构成。 计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。 校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。 三、电路框图： 图一 数字时钟电路框图 四、电路原理图： （一）秒脉冲信号发生器 秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。 ? 振荡器: 通常用555定时器与RC 构成的多谐振荡器，经过调整输出1000Hz 脉冲。 ? 分频器: 分频器功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供功能 扩展电路所需要的信号，选用三片74LS290进行级联，因为每片为1/10分频器，三片级联好获得1Hz 标准秒脉冲。其电路图如下： 译码器 译码器 译码器 时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制) 校 时 电 路 秒信号发生器 图二秒脉冲信号发生器 （二）秒、分、时计时器电路设计 秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器。 ?60进制——秒计数器 秒的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计：利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位功能。利用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位，当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端，同时产生一个脉冲给分的个位。其电路图如下： 图三60进制--秒计数电路 题目60计数器 60进制计数器 主要内容： 利用QuartusII设计一个六十进制计数器。该电路是采用整体置数法接成的六十进制计数器。首先需要两片74160接成一百进制的计数器，然后将电路的60状态译码产生LD′=0信号，同时加到两片74160上，在下一个计数脉冲（第60个计数脉冲）到达时，从而得到六十进制计数器。主要要求如下： （1）每隔1个周期脉冲，计数器增1； （2）当计数器递增到60时，进位端波形发生跳变，说明计数器产生进位信号，之后计数器会自动返回到00并重新计数； （3）本设计主要设备是两片74160同步十进制计数器，时钟信号通过建立波形文件得以提供。 1方案选择与电路原理图的设计 使用具有一定频率的时钟信号作为计数器的时钟脉冲作为同步控制信号，整体电路通过两片74160与其他门电路辅助等单元电路构成以实现置数进位功能。图2.1为六十进制计数器的总体电路原理框图。 图1.1 电路原理框图 1.1单元电路一：十进制计数器电路（个位） 本电路采用74160作为十进制计数器，它是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器。每输入10个计数脉冲，计数器便工作一个循环，并且在进位端RCO产生一个进位输出信号。其功能表如表2-1所示，连接方式如图2.2所示。此片工作时进位端RCO在没有进位时RCO=0，因此第二片ENP·ENT＝0，第二片不工作。 表2-1 同步十进制计数器功能表 在新建好的block文件的图形编辑窗口中双击鼠标，或点击图中“符号工具”按钮，或者选择菜单Edit下的Insert Symbol命令，即可对元件进行选择。选择元件库中的ot hers—maxplus2—74160。点击工具栏中Orthogonal Node Tool按钮便可以对端子间进行连线，其中值得注意的是，点击工具栏中Orthogonal Bus Tool按钮可以通过总线进行连接。 60进制计数器设计 (1) 绪论 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计思想 (1) 2器件介绍 (2) 2.1电阻 (2) 2.2电容 (3) 2.3 555秒发生器 (3) 2.4 74ls00 (5) 2.574ls90 (6) 2.674ls48 (7) 3软件仿真 (8) 3.1 555仿真图 (8) 3.2 60进制仿真图 (9) 3.3 仿真图 (9) 4焊接方法 (11) 4.1焊接方法 (11) 4.2 注意事项 (12) 4.3调试 (12) 4.4实际图 (13) 5总结 (14) 6致谢 (16) 7 参考文件 (17) 60进制计数器设计 摘要：60进制计数器的设计是以数电和模电为基础，结合模电里面的置零方法，利用了555芯片、74ls00、74ls48、74ls90以及显示管和各种电阻电容组成的。利用74ls90可以实现制数功能，可以单独制成十进制。利用74ls00（与非门）与74ls90可以制成6进制，再利用74ls48和显示管就可以在基于EWB的软件平台上完成该设计。本设计采用较为常用的74系列芯片，及555芯片实现了信号灯与信号脉冲同步实现、同步控制，进而提高了整个系统的稳定性、独立性。在实际生活中我们用60进制的有钟表的秒分进制。随着我国科学技术与高科技的发展，对于仪器精度的要求更加的高，为了满足中国高科技的发展需求研究高精度计数器对于我国的航天、电子等业务具有很大的作用. 关键字：60进制555芯片74ls00 74ls48 74ls90 绪论 1.1设计背景 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来及脉冲数，还常用作数子系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能和工作波形图以及引出端的排列，就能正确运用这些器件。计数器在现代社会中用途中十分广泛，在工业生产、各种和记数有关电子产品。如定时器，报警器、时钟电路中都有广泛用途。在配合各种显示器件的情况下实现实时监控，扩展更多功能。 1.2设计思想 60进制计数器首先要明白有两个显像管，每隔1s，计数器增1，能以数字形式显示时间且当定时器递增到59时，会自动返回到00显示，然后继续计时。整个计数过程中每次增加1。本设计主要设备是两个74LS90十进制计数器，并且由300HZ， 计数器及其应用 一、实验目的 1、学习用集成触发器构成计数器的方法 2、掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法 二、实验原理 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、 分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。 计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异 步计数器。根据计数制的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等等。目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。 1、中规模十进制计数器 CC40192 是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图5 —9 —1所示。 图5 —9— 1 CC40192引脚排列及逻辑符号 图中LD —置数端CP u—加计数端CP D—减计数端 CO-非同步进位输出端BO—非同步借位输出端 D o、Di、D2、D —计数器输入端 Q o、Q、Q、Q —数据输出端CR —清除端 CC40192的功能如表5—9 —1，说明如下： 表 5 —9—1 当清除端CR为高电平“1”时，计数器直接清零；CR置低电平则执行其它功能。 当CR为低电平，置数端LD也为低电平时，数据直接从置数端D、D、D、D3置入计数器。 当CR为低电平，LD为高电平时，执行计数功能。执行加计数时，减计数端CF D接高电平，计数 脉冲由CF U输入；在计数脉冲上升沿进行8421码十进制加法计数。执行减计数时，加计数端CF U 接 高电平，计数脉冲由减计数端CF D输入，表5-9 —2为8421码十进制加、减计数器的状态转换表。 表5 —9 2、计数器的级联使用 一个十进制计数器只能表示0?9十个数，为了扩大计数器范围，常用多个十进制计数器级联使 用。 同步计数器往往设有进位(或借位)输出端，故可选用其进位(或借位)输出信号驱动下一级计 数器。 图5 —9—2是由CC40192利用进位输出CO控制高一位的CF U端构成的加数级联图。 图5 —9— 2 CC40192级联电路 3、实现任意进制计数 (1) 用复位法获得任意进制计数器 假定已有N进制计数器，而需要得到一个M进制计数器时，只要M k N,用复位法使计数器计数 到M时置“ 0”，即获得M进制计数器。如图5 —9 —4所示为一个由CC40192十进制计数器接成的6进制计数器。 (2) 利用预置功能获M进制计数器 图5 —9—5为用三个CC40192组成的421进制计数器。 外加的由与非门构成的锁存器可以克服器件计数速度的离散性，保证在反馈置“0”信号作用下计数器可靠置“ 0 ”。 图5—9—3六进制计数器数字时钟设计实验报
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