《EDA技术》课程实验报告
学生姓名：
所在班级：电信1001班
指导教师：
记分及评价：
一、实验名称
实验1：24进制计数器的设计
二、任务及要求
【基本部分】5分
1、在QuartusII平台上，采用原理图输入设计方法，调用两片74160十进制计数器，采
用反馈置数法，完成一个24进制同步计数器的设计，并进行时序仿真。
2、要求具备使能功能和异步清零功能。
3、设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。
4、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。
三、实验程序（原理图）
四、仿真及结果分析
五、硬件验证
1、选择模式：
模式7
2、引脚锁定情况表：
六、小结
初次接触EDA让自己学到了很多的知识，实验中让自己的思维更加的开阔，对这门课程有了一定的了解，也很感兴趣。总之的收获了不少的知识。
实验74ls160组成n进制计数器 一、实验内容 1．掌握集成计数器的功能测试及应用 2．用异步清零端设计6进制计数器，显示选用数码管完成。 二、演示电路 74LS160十进制计数器连线图如图1所示。 图1 74LS160十进制计数器连线图 74161的功能表如表1所示。由表1可知，74161具有以下功能： ①异步清零 当CR（CLR’）=0时，不管其他输入端的状态如何（包括时钟信号CP），计数器输出将被直接置零，称为异步清零。 ②同步并行预置数 在CR=1的条件下，当LD(LOAD’)=0、且有时钟脉冲CP 的上升沿作用时，D0、D1、D2、D3输入端的数据将分别被Q0～Q3所接收。由于这个置数操作要与CP 上升沿同步，且D0、D1、D2、D3的数据同时置入计数器，所以称为同步并行置数。 ③保持 在CR=LD=1的条件下,当EN T=EN P=0,即两个计数使能端中有0时,不管有无CP脉冲作用，计数器都将保持原有状态不变(停止计数)。需要说明的是，当EN P=0, EN T=1时，进位输出C也保持不变；而当ENT=0时，不管EN P状态如
何，进位输出RCO=0。 ④ 计数 当CR =LD =EN P =EN T =1时，74161处于计数状态,电路从0000状态开始，连续输入16个计数脉冲后，电路将从1111状态返回到0000状态，R CO 端从高电平跳变至低电平。可以利用R CO 端输出的高电平或下降沿作为进位输出信号。 连上十进制加法计数器160，电路如图1所示，给2管脚加矩形波，看数码管显示结果，并记录显示结果。 三、用160和与非门组成6进制加法计数器-用异步清零端设计 74160从0000状态开始计数，当输入第6个CP 脉冲（上升沿）时，输出Q 3 Q 2 Q 1 Q 0＝0110，此时03Q Q CR ==0，反馈给CR 端一个清零信号，立即使Q 3 Q 2 Q 1 Q 0返回0000状态，接着,CR 端的清零信号也随之消失，74160重新从0000状态开始新的计数周期。 反馈归零逻辑为代码中为1的Q 相与非。n n Q Q CR 12= 电路如图2所示，给2管脚加矩形波，看数码管显示结果，并记录显示结果。
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
数字电子技术基础自主实验 班级：1201106 学号：1120110618 姓名: 陈振鑫
姓名班级学号 实验日期节次教师签字成绩 实验名称：计数进制可变的计数器设计 一、实验目的 利用74LS138（3线－8线译码器），74LS253（4选1数据选择器），74LS161（同步十进制加法计数器）三个芯片组合，利用清零法组成模数可以改变的加法计数器。 二、实验设备名称，型号 1.实验电路箱 2.直流稳压电源 3.74LS138、74LS253 、74LS161等芯片 4.导线若干 5.数字万用表 74ls138 74ls161
74ls253 三、实验电路图 四、设计思路及方案 设计思路：将计数器的输出作为译码器的输入端，译码数通过数据选择器，输出低点平，利用同步十进制加法计数器74LS161的清零端将计数器清零。 设计方案：电路图如图上图所示，74LS161计数器输出端QdQcQbQa分别与74LS138的输入端B0B1B2和输入使能端E2（高电平有效）相连，译码器的输出端Y0Y1Y6Y7与四选一数据
选择器输入端相连，输出端与计数器清零端相连。当E3＝1，B2B1B0从000到111变化时Y1～Y7分别被选中，当MN分别取00～11时，便可实现改变计数器当进制。 五、实验步骤 1.检查导线通断后按电路图连好电路，QdQcQbQa端接数码显示管，CP端接手动计数脉冲，MN端设为00，检查无误后接通电源； 2.接通电源连续发动计数脉冲至CP端，观察数码显示，使计数器进入主计数循环； 3.按表测量并记录数据； 4.分别设MN＝01，10，11，重复上述步骤； 5.分析实验结果。 六、仿真结果
阶段性考核之三：【平时成绩15分】 时序逻辑部分设计型实验报告 实验题目设计一个24进制计数器 学生姓名 班级 学号 任课教师 实验成绩 完成时间2015年07月20号
实验题目设计一个24进制计数器 实验目的 本次实验要求学生设计一个24进制计数器电路。其目的在于： 1.使学生学会用555定时器自行产生时钟脉冲的设计方法； 2.使学生深入理解用已有集成计数器实现任意进制计数器的设计过 程，并用数码管显示相应数字； 3.进一步锻炼学生的动手实践能力。 具体实验要求 选用4位二进制集成计数器74LS161设计一个24进制计数器。 1.试用整体清零法仿真实现上述24进制计数器； 2.试用整体置数法仿真实现上述24进制计数器。 3.要求用实物搭接时实现上述1、2中任意一种情况即可。 4.24进制要求必须用74LS161实现，不允许用74LS160。 5.用数码管显示24个状态对应的十进制数 6.在该实验报告中要有完整的设计过程、仿真电路图和实验调试过程。 7.总结本次实验的收获、体会以及建议，填入本实验报告的相应位置 中。【收获、体会必须写！】 设计过程 一．用555定时器实现秒脉冲的设计过程 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。R是复位端，当其为0时，555输出低电平，平时该端开路或接VCC。Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3VCC作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。 对于555定时器构成的多谐振荡电路所产生的脉冲的周期，依据公式周期T=（R1+2R2）Cln2 可以求得，当C2为0.01uF，若C1取22uF，可计算出R1+2R2=66kΩ时可得到周期为1s,频率为1Hz的振荡信号，所以令R1=34kΩ，R2=16kΩ。 二．整体清零法实现24进制计数器 1．设计过程： 要实现整体清零，就要利用R D 端进行清零（在实际器件的端口是CLR端），即将24 进制最终清零信号分别接入两个74LS161芯片的R D 端，以实现整体清零，考虑到清
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）
信 息 工 程 分 院 课题名称：集成计数器及其应用 班级：14电子信息工程技术1班 学生姓名：邱荣荣 学 号： 18 指导教师：王连英 完成时间：2015年5月19日 设 计 报 告
七进制计数器电路设计 1.设计要求 a.分别采用反馈清零和反馈置数的方法 b.用同步十进制加法计数器74LS160(或同步4位二进制加法计数器74LS161)、三3输入与非门74LS10、4511、共阴七段数码LED 显示器设计七进制计数器。 2.设计原理 a.使用4位同步二进制计时器74LS161设计反馈清零加法计数器 由74LS160是模16加法计数器、M=16，要设计制作的是七进制加法计数器、N=7，M>N ，需一块74LS161,且74LS161具有异步清零(低电平有效)功能。 从初始状态开始，七进制加法计数器的有效循环状态:0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110等七个。其最后一个，在下一个状态所对应的数码是:0111。所以，异步清零的反馈数210)0110()7(===N S N 。利用74LS161的异步清零(低电平有效)功能有,反馈数012Q Q Q CR =。据此有反馈清零法，由74LS161七进制加法计数器循环转换状态换图2.1.1所示，仿真电路如图2.1.2所示。 2.1.1 反馈清零七进制加法计数器循环转状态换图
b.使用4位同步二进制计时器74LS161设计反馈置数加法计数器 对于74LS161而言，取七进制加法计数器的有效循环状态，是使用74LS161十个有效状态中任意连续的七个，例如是:0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000。设预置数输入端0123D D D D 则对应的预置数码0123d d d d 为0010，则从0010开始，其最后一个循环状态所对应的数码是:1000，所以此时，同步置数的反馈数2)1000(=S 。有,3Q LD =。 据此有，74LS160反馈置数法设计七进制加法计数器循环转换状态换图2.2.1所示，仿真电路如图2.2.2所示。———实验证据如图00所示 图2.1.2 反馈清零法七进制加法计数器仿真电路 2.2.1 反馈置数七进制加法计数器循环转状态换图
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;
东北石油大学EDA技术实践课程设计 课程EDA技术实践课程设计 题目24进制计数器 院系电气信息工程学院电气系 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 年7月25日
EDA技术实践课程设计任务书 课程EDA技术实践课程设计 题目24进制计数器 专业电气工程及其自动化姓名学号 主要内容： 1.熟练掌握Quartus II软件的使用。 2.熟练掌握在QuartusII平台上用原理图或者VHDL语言进行电路设计的方法。 3.学会用例化语句对EDA电路设计中顶层电路进行描述。 基本要求： 1.熟悉仿真开发软件Quartus II的使用； 2.根据功能要求，用原理图或文本输入方式完成设计； 3.用Quartus II做波形仿真调试； 4.下载至EDA试验仪调试设计。 主要参考资料： [1]潘松，黄继业. 《EDA技术实用教程》［M］.北京：科学出版社，2002. [2]卢杰，赖毅. 《VHDL与数字电路设计》［M］.北京：科学出版社，2001. [3]张明. 《Verilog HDL实用教程》［M］.成都：电子科技大学出版社，1999. [4]郑家龙，王小海，章安元.《集成电子技术基础教程》［M］.北京：高等教育出版社，2002. [5]王金明，杨吉斌. 《数字系统设计与Verilog HDL》［M］.北京：电子工业出版社，2002. 完成期限 指导教师 专业负责人 年7 月18日
目录 1设计 (1) 2方案选择与电路原理图的设计 (1) 2.124进制计数器的基本原理 (1) 2.2设计流程图 (1) 2.3原理图 (1) 374LS161元件说明 (2) 3.1 简介 (2) 3.274ls161管脚图与介绍 (2) 3.374ls161功能表 (3) 3.474ls161主要特点 (3) 4设计过程 (4) 4.1新文件的建立 (4) 4.2宏功能模块的使用 (5) 4.3普通元件的添加 (8) 4.4 电路连接 (9) 5功能仿真 (9) 6出现的问题及调试方法 (11) 7总结 (11) 参考文献 (12) 附录VHDL语言编写的该程序清单 (13)
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。
目 录 1 课程设计的目的............................................................12 计数器设计的总体框图......................................................13 计数器设计过程 (1) 3.1根据题意可画出该计数器状态图：.......................................13.2选择触发器，求时钟方程，画出卡诺图：.................................13.3根据卡诺图写出状态方程：.............................................33.4求驱动方程：.........................................................33.5检查电路能否自启动：.................................................44 173进制加法计数器 (4) 4.1写出和的二进制代码.............................................41 N S N S 5 设计的逻辑电路图. (4) 5.1同步七进制加法计数器.................................................45.2 173进制加法计数器...................................................56 设计的芯片原理图..........................................................66 实验仪器..................................................................77 总结与体会. (7) 参考文献 (8)
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
《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1：24进制计数器的设计 二、任务及要求 【基本部分】5分 1、在QuartusII平台上，采用原理图输入设计方法，调用两片74160十进制计数器，采 用反馈置数法，完成一个24进制同步计数器的设计，并进行时序仿真。 2、要求具备使能功能和异步清零功能。 3、设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。 4、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。 三、实验程序（原理图） 四、仿真及结果分析
在QuartusII平台上，采用原理图输入设计方法，调用两片74160十进制计数器，采用反馈置数法，设计一个24进制同步计数器的思路是，一片74160计数器作为个位计数，一片用来十位计数，要实现同步24进制，则个位接成0011，十位接成0010，再用一个四输入（一段接一个使能信号EN）的与非门接到两片74160计数器上的置数端LDN。把原理图在QuartusII上画成后，进行编译，编译无误后，在新建一个波形文件，添加所有引脚，设置输入引脚的波形，最后在进行波形编译，无误后即可达到想要的24进制。然后再根据EPF10K30E144芯片引脚对照，输入各个输入输出引脚的引脚号，再链接到试验箱检验，观察数码管的显示结果。 五、硬件验证 1、选择模式：模式7 2、引脚锁定情况表： 六、小结 经过这次的实验工作，让我知道了许多的东西，也对QuartusII这个软件的一个初步认识及应用，也让我了解了许多在书本上所学不到的知识和技能，这为我们在以后的工作起了非常重要的作用。
实验7 74ls160组成n进制计数器 一、实验内容 1．掌握集成计数器的功能测试及应用 2．用异步清零端设计6进制计数器，显示选用数码管完成。 3．用同步置0设计7进制计数器，显示选用数码管完成。 二、演示电路 74LS160十进制计数器连线图如图1所示。 图1 74LS160十进制计数器连线图 74161的功能表 如表1所示。由表1可知，74161具有以 下功能： ①异步清 零 当CR（C L R’）=0时，不管其他输入端的状态如何（包括时钟信号C P），计数器输出将被直接置 零，称为异步清零。
②同步并 行预置数 在CR=1的条件下，当 LD(L O A D’)=0、且有时 钟脉冲C P的上升沿 作用时，D0、D1、D2、D3输入端的数据将 分别被Q0～Q3所接 收。由于这个置数操 作要与C P上升沿同步，且D0、D1、D2、 D3的数据同时置入计 数器，所以称为同步 并行置数。 ③保持 在CR=LD=1的条件 下,当E N T=E N P=0,即 两个计数使能端中有 0时,不管有无C P脉 冲作用，计数器都将 保持原有状态不变 (停止计数)。需要说 明的是，当E N P=0, E N T=1时，进位输出C 也保持不变；而当 E N T=0时，不管E N P 状态如何，进位输出 R C O=0。
④计数 当 CR=LD=E N P=E N T=1时， 74161处于计数状态, 电路从0000状态开 始，连续输入16个计 数脉冲后，电路将从 1111状态返回到0000 状态，R C O端从高电 平跳变至低电平。可 以利用R C O端输出的 高电平或下降沿作为 进位输出信号。 连上十进制加法计数器160，电路如图1所示，给2管脚加矩形波，看数码管显示结果，并记录显示结果。 三、用160和与非门组成6进制加法计数器-用异步清零端设计 74160从0000状 态开始计数，当输入 第6个C P脉冲（上
24进制计数器设计报告 单时钟同步24进制计数器课程设计报告1.设计任务1.1设计目的1.了解计数器的组成及工作原理。 2.进一步掌握计数器的设计方法和计数器相互级联的方法。 3.进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 4.进一步掌握数字系统的制作和布线方法。 5.熟悉集成电路的引脚安排。 1.2设计指标1.以24为一个周期，且具有自动清零功能。 2.能显示当前计数状态。 1.3设计要求1.画出总体设计框图，以说明计数器由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向。 并以文字对原理作辅助说明。 2.设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3.选择合适的元器件，利用multisim仿真软件验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在确定电路充分正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。 4.在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线进行合理布局。 5.打印PCB板，腐蚀，钻孔，插元器件，焊接再就对整个计数器电路进行调试。
2.设计思路与总体框图.计数器由计数器、译码器、显示器三部分电路组成，再由555定时器组成的多谐振荡器来产生方波，充当计数脉冲来作为计数器的时钟信号，计数结果通过译码器显示。 图1所示为计数器的一般结构框图。 十位数码显示管译码驱动异步清零计数器计数脉冲(由555电路产生)个位位数码示像管译码驱动异步清零计数器强制清零▲图1计数器结构框图3.系统硬件电路的设计3.1555多谐荡电路555多谐振荡电路由NE555P芯片、电阻和电容组成。 由NE555P的3脚输出方波。 ▲图2555电路3.2计数器电路集成计数芯片一般都设置有清零输入端和置数输入端，而且无论是清零还是置数都有同步和异步之分。 有的集成计数器采用同步方式，即当CP触发沿到来时才能完成清零或置数任务；有的集成计数器则采用异步方式，即通过触发器的异步输入端来直接实现清零或置数，与CP信号无关。 本设计采用异步清零。 由2片十进制同步加法计数器74LS160（图2-1-1）、一片与非门74LS00（图2-1-2）和相应的电阻、开关。 由外加送来的计数脉冲（由555电路产生）送入两个计数器的CLK端，电路在计数脉冲的作用下按二进制自然序依次递增1，当个位计数到9时，输出进位信号给十位充当使能信号进位。
成绩评定表
课程设计任务书
目录 1.课程设计的目的 (2) 2.计数器设计的总体框图 (2) 3.计数器设计过程 (2) 4.序列脉冲设计的总体框图 (5) 5.脉冲序列设计过程 (5) 6.设计的仿真电路图 (10) 7.设计的芯片原理图 (11) 8.实验仪器 (12) 9.总结与体会 (12) 10.参考文献 (13)
1课程设计的目的 1.加深对教材的理解和思考，并通过实验设计、验证正是理论的正确性。 2.学习自行设计一定难度并有用途的计数器、加法器、寄存器等。 3.检测自己的数字电子技术掌握能力。 2．计数器设计的总体框图 下图为同步七进制加法计数器示意框图 图 1 3．计数器设计过程 七进制同步加法计数器，无效态为：111 ①根据题意可画出该计数器状态图： 000 001 010 011 110 101 100 图 2 ②选择触发器，求时钟方程，画出卡诺图。 a.触发器：JK 边沿触发器三个 b.时钟方程：由于是同步计数器，故CP 0=CP 1=CP 2= CP c.卡诺图如下：
七进制同步加法计数器次态卡诺图： Q 图 3 次态Q n 12 +的卡诺图 n n 图 4 次态Q n 1 1+的卡诺图 n n 图 5
次态 Q n 10 +的卡诺图 Q 图 6 ③根据卡诺图写出状态方程： 状态方程： Q n+1 2= Q n 2Q n 1+Q n 2Q n 1Q n 0 Q n+1 1 = Q n 1Q n 0+ Q n 2Q n 1Q n Q n+1 0 = Q n 1Q n 0+ Q n 2Q n 0 ④求驱动方程： JK 触发器特性方程为：1n n n Q JQ KQ +=+ 由此可以得出驱动方程： J 2=Q n 1Q n 0 K 2=Q n 1 J 1=Q n 0 K 1= Q n 2Q n J 0=Q n 1 Q n 2 K 0=1 ⑤检查电路能否自启动： 将无效态（111）代入状态方程、输出方程进行计算，
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;
24进制计数器设计VHDL语言： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY ESJZ IS PORT( CLK :IN STD_LOGIC; --时钟 EN :IN STD_LOGIC; --使能端 CR :IN STD_LOGIC; --清零端，低电平有效 LD :IN STD_LOGIC; --数据载入控制，低电平有效 D :IN STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0); --载入数据端CO : OUT STD_LOGIC; --进位 Q :OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0) --计时输出); END ESJZ ; ARCHITECTURE a OF ESJZ IS SIGNAL QN :STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0); BEGIN --进位控制 CO<='1' WHEN(QN=X"23" AND EN='1') ELSE'0'; PROCESS(CLK,CR) BEGIN IF (CR='0')THEN
QN<="000000"; ELSE IF (CLK'EVENT AND CLK='1') THEN IF (LD='0') THEN --数据加载 QN<=D; ELSIF(EN='1') THEN IF (QN(3 DOWNTO 0)=3 and QN(5 DOWNTO 4)=2) or QN(3 DOWNTO 0)=9 THEN QN(3 DOWNTO 0)<="0000"; --个位数进位 IF QN(5 DOWNTO 4)=2 THEN QN(5 DOWNTO 4)<="00"; --十位数进位 ELSE QN(5 DOWNTO 4)<= QN(5 DOWNTO 4)+1; END IF; ELSE QN(3 DOWNTO 0)<= QN(3 DOWNTO 0)+1; END IF ; END IF; END IF ; END IF; END PROCESS; Q<=QN; end a;
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。
1、要求：设计一个四位二进制计数器，将计数结果由数码管显示，显示结果为十进制数。数码管选通为低电平有效，段码为高电平有效。 分析：VHDL 描述包含五部分：计数器、将四位二进制数拆分成十进制数的个位和十位、二选一的数据选择器、七段译码、数码管选通控制信号 线定义为信号 library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; entity counter3 is Port ( clk:in STD_LOGIC; clk1 : in STD_LOGIC; clr : in STD_LOGIC; en : in STD_LOGIC; co : out STD_LOGIC; scanout:out std_logic_vector(1 downto 0); ledout:out std_logic_vector(6 downto 0)); end counter3; architecture Behavioral of counter3 is signal cnt:std_logic_vector(3 downto 0); signal cnt1:std_logic_vector(3 downto 0); signal cnt2:std_logic_vector(3 downto 0); signal hex:std_logic_vector(3 downto 0); signal scan:std_logic_vector(1 downto 0); en clr
： 设计一个24进制BCD码计数器。 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; ENTITY h24 IS PORT( CLK1HZ : IN STD_LOGIC; EN : IN STD_LOGIC; LOW : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); HIGH : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END h24; ARCHITECTURE rtl of h24 IS SIGNAL LOW_REG : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0):="0000"; SIGNAL HIGH_REG : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0):="0000"; SIGNAL CLR : STD_LOGIC:='0'; BEGIN --个位计数 LOW_PROC:PROCESS(CLK1HZ,EN,CLR) BEGIN IF rising_edge(CLK1HZ) THEN IF EN = '1' THEN IF LOW_REG = "1001" OR CLR = '1' THEN --23：59进位 LOW_REG <= "0000"; ELSE LOW_REG <= LOW_REG + '1'; END IF; END IF; END IF; END PROCESS; LOW <= LOW_REG; --十位计数
课程设计说明书 设计题目同步七进制计数器班级 姓名 学号 指导教师 2013 年1月5 日
一、课程设计的目的与作用 （1） 加深对教材的理解和思考，并通过实验设计验证理论的正确性。 （2） 掌握计数器电路的分析并学习自行设计一定难度并有用途的计数器 （3） 检测自己的数字电子技术掌握的能力。 二、设计任务 设计一个七进制同步计数器（无效态为 111）电路 下图为三位二进制同步计数器 示意图 三、设计过程 ①根据题意可画出该计数器状态图 ： 图 2 ②选择触发器，求时钟方程，画出卡诺图。 a. 触发器： JK 边沿触发器三个 b. 时钟方程：由于是同步计数器，故 CP 0=CP 1=CP 2= CP 三位二进制同步加法计数 000 110 001 010 011 101 100
c.卡诺图如下： 七进制同步加法计数器次态卡诺图
次态 n1 次态Q n 次态Q1 n1 001 010 100 011 101 110 XXX 000 n n Q1 Q0 00 01 11 10 1 的卡诺 图 Q0 11 10
Q n 2 +1 = Q n 2 Q n 1 +Q n 2 Q n 1 Q n 0 Q n 1 + 1 = Q n 1 Q n 0 + Q n 2 Q n 1 Q n n+1 n n n n Q 0 = Q 1Q 0 + Q 2 Q ④ 求驱动方程 ： n1 JK 触发器特性方程为： Q JQ n KQ n 由此可以得出驱动方程： J 2=Q n 1 Q n K 2 =Q 1 J 1=Q 0 K n n 1= Q 2 Q 0 J 0=Q n 1 Q n K 0 =1 ⑤ 检查电路能否自启 动 ： 将无效态（ 111）代入状态方程、输出方程进行计算， 111 000 , 结果为有效态，故能自启动 , 其状态图为： 000 001 010 011 000 001 010 011 111 110 101 100 四、设计结果 7 进制计数器逻辑图