利用D触发器构成计数器

数字逻辑课程实验报告实验名称门电D触发器与8位计数器的设计实验人姓名学号班级同组人姓名实验时间成绩一、实验内容1．带复位的D触发器（边沿触发）；2．8位计数器的设计；（具有异步清0和同步计数功能）二、实验原理带复位的D触发器（边沿触发）1.系统输入输出确定3个输入reset、d、clk（脉冲），2个输出q、qb2.真值表reset d clk q qb0 0 上升沿0 11 0 上升沿0 11 1 上升沿 1 03.电路图4.VHDL程序源代码LIBRARY ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity DCF isport(clk,d:in std_logic;reset:in std_logic;q,qb:out std_logic);end Dcf;architecture rtl of Dcf is beginprocess(clk) beginif(clk 'event and clk='1')then if(reset='0')then q<='0'; qb<='1'; else q<=d;qb<=not d; end if; end if; end process; end rtl;8位计数器的设计1、系统输入输出确定4个输入clk,r,s,en ，1个输出co ，q 即可作为输入也可以是输出。

2、真值表r 1 0 0 0 s d 1 0 0 clk d 上升沿 上升沿 d en d d 1 0 q0 0 0 计数加1保持不变q1 0 0 q2 0 0 q3 0 0 q4 0 0 q5 0 0 q6 0 0 q73、电路图4、VHDL程序源代码LIBRARY ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity jsq isport(clk,r,s,en:in std_logic;co:out std_logic;q:buffer std_logic_vector(7 downto 0)); end jsq;architecture rtl of jsq isbeginprocess(clk,r)beginif(r='1')thenq<=(others=>'0');elsif(clk'event and clk='1')thenif(s='1')thenq<=(others=>'0');elsif(en='1')thenq<=q+1;elseq<=q;end if;end if;end process;co<='1' when q="111111111"and en='1'else '0';end rtl;三、测试及分析D触发器仿真波形8位计数器仿真波形3．实验分析：D触发器和8位计数器的仿真波形图中波形与真值表一致实验结果证明：D触发器和8位计数器的设计真实的实验结果与理论结果相同。

数字电子技术基础第四章习题及参考答案第四章习题1．分析图4-1中所示的同步时序逻辑电路，要求：（1）写出驱动方程、输出方程、状态方程；（2）画出状态转换图，并说出电路功能。

CPY图4-12．由D触发器组成的时序逻辑电路如图4-2所示，在图中所示的CP脉冲及D作用下，画出Q0、Q1的波形。

设触发器的初始状态为Q0=0，Q1=0。

D图4-23．试分析图4-3所示同步时序逻辑电路，要求：写出驱动方程、状态方程，列出状态真值表，画出状态图。

CP图4-34．一同步时序逻辑电路如图4-4所示，设各触发器的起始状态均为0态。

（1）作出电路的状态转换表；（2）画出电路的状态图；（3）画出CP作用下Q0、Q1、Q2的波形图；（4）说明电路的逻辑功能。

图4-45．试画出如图4-5所示电路在CP波形作用下的输出波形Q1及Q0，并说明它的功能（假设初态Q0Q1=00）。

CPQ1Q0CP图4-56．分析如图4-6所示同步时序逻辑电路的功能，写出分析过程。

Y图4-67．分析图4-7所示电路的逻辑功能。

（1）写出驱动方程、状态方程；（2）作出状态转移表、状态转移图；（3）指出电路的逻辑功能，并说明能否自启动；（4）画出在时钟作用下的各触发器输出波形。

CP图4-78．时序逻辑电路分析。

电路如图4-8所示：（1）列出方程式、状态表；（2）画出状态图、时序图。

并说明电路的功能。

1C图4-89．试分析图4-9下面时序逻辑电路：（1）写出该电路的驱动方程，状态方程和输出方程；（2）画出Q1Q0的状态转换图；（3）根据状态图分析其功能；1B图4-910.分析如图4-10所示同步时序逻辑电路，具体要求：写出它的激励方程组、状态方程组和输出方程，画出状态图并描述功能。

1Z图4-1011．已知某同步时序逻辑电路如图4-11所示，试：（1）分析电路的状态转移图，并要求给出详细分析过程。

（2）电路逻辑功能是什么，能否自启动？（3）若计数脉冲f CP频率等于700Hz，从Q2端输出时的脉冲频率是多少?CP图4-1112．分析图4-12所示同步时序逻辑电路，写出它的激励方程组、状态方程组，并画出状态转换图。

基于触发器的3位格雷码计数器概述1. 本文将介绍基于d触发器的3位格雷码计数器的设计和工作原理。

2. 格雷码是一种二进制数的编码方式，相邻的两个数只有一位二进制位不同。

格雷码计数器是一种特殊的计数器，其计数规律符合格雷码的排列方式。

3. 我们将通过使用d触发器和逻辑门来设计一个3位格雷码计数器，并且详细分析其工作原理和电路结构。

d触发器1. d触发器是数字电路中常用的一种触发器，它采用时钟信号来控制数据输入，从而实现数据的存储和传递。

2. d触发器有一个数据输入端d和一个时钟输入端clk，当时钟信号发生上升沿时，d触发器会将d端的输入数据存储并输出。

3位格雷码计数器的设计1. 我们将使用三个d触发器和逻辑门来设计3位格雷码计数器。

假设三个d触发器的输入端分别为a、b和c，输出端分别为Qa、Qb和Qc。

2. 我们首先设计逻辑电路，根据格雷码的规律，确定d触发器的输入信号和逻辑门的连接方式。

3. 根据逻辑电路设计的结果，将三个d触发器和逻辑门连接起来，形成3位格雷码计数器的电路。

工作原理1. 当计数器处于初始状态时，三个d触发器的输出信号分别为000，表示计数器的初始值为0。

2. 当时钟信号发生上升沿时，逻辑门会根据当前状态来确定下一个状态的输入信号。

3. 经过逻辑门的处理，下一个状态的输入信号被送入对应的d触发器，从而使得计数器的值按照格雷码的规律递增。

总结1. 通过本文的介绍，我们了解了基于d触发器的3位格雷码计数器的设计方法和工作原理。

2. 格雷码计数器在数字逻辑电路中有着广泛的应用，其高效、稳定的特点使得它在实际工程中得到了广泛的应用。

3. 我们希望本文对读者对于数字电路设计和格雷码计数器有所启发，并对相关领域的学习和实践有所帮助。

为了进一步深入理解和学习基于d触发器的3位格雷码计数器，我们可以继续探讨一些具体的细节和应用。

逻辑门的应用1. 在3位格雷码计数器中，逻辑门起着至关重要的作用。

它们用于根据当前状态确定下一个状态的输入信号。

电学实验报告模板实验原理1．触发器的触发方式（1）电平触发方式电平触发方式的特点是：CP = 1时，输出与输入之间通道“透明”，输入信号的任何变化都能引起输出状态的变化。

当CP = 0时，输入信号被封锁，输出不受输入影响，保持不变。

（2）边沿触发方式边沿触发方式的特点是：仅在时钟CP信号的上升沿或下降沿才对输入信号响应。

触发器的次态仅取决于时钟CP信号的上升沿或下降沿到达时输入端的逻辑状态，而在这以前或以后，输入信号的变化对触发器输出端状态没有影响。

2. 边沿触发器（1）边沿D触发器图1 上升沿触发D触发器图1所示为上升沿触发D触发器的逻辑符号。

上升沿触发D触发器的特性表如表1所示。

表1 上升沿D触发器特性表D触发器的特性方程为：Q^(n+1) = D1.同步触发器的异步置位复位端电平触发器和边沿触发器都在CP时钟信号的控制下工作，这种工作方式称之为“同步”。

也把这类触发器称为同步触发器，以区别于基本RS触发器。

在小规模集成电路芯片中，触发器既能同步工作，又兼有基本RS触发器的功能。

例如。

图2所示的触发器。

这是上升沿触发D触发器，其中，SD(-)和RD(-)是异步置位复位端。

只图2 带有异步置位复位端的D触发器要在SD(-)或RD(-)加入低电平，立即将触发器置“1”或置“0”，而不受时钟信号CP和输入信号D的控制。

只有当SD(-)或RD(-)均处于高电平时，触发器才正常执行上升沿触发D触发器的同步工作功能。

实验仪器实验内容及步骤1.测试双D触发器74LS74的逻辑功能（1）74LS74引脚图图3 74LS74引脚图图3所示为集成电路芯片74LS74的引脚图。

芯片包含两个带有异步置位复位端的上升沿D触发器。

（1）测试74LS74的逻辑功能图4 测试74LS74的逻辑功能实验电路按照图4连接电路。

D触发器的Q和Q(-)（芯片5和6号引脚）各接一个发光二极管用以观察触发器的输出逻辑电平。

按照上面测试74LS112的逻辑功能同样的方法和步骤，测试74LS74的逻辑功能，将实验数据记录在表2。

同步递增六进制计数器d触发器-回复一、引言（100字）在数字电路中，计数器是一种常见的电子元件，用于计量和记录输入脉冲的数量。

六进制计数器是一种特殊的计数器，其计数范围为0-5，通过D 触发器和同步递增方式实现计数。

本文将详细介绍六进制计数器的工作原理、设计步骤和应用场景，以帮助读者更好地理解和应用该计数器。

二、六进制计数器的工作原理（200字）六进制计数器由若干个D触发器和逻辑门构成。

D触发器是一种基本的存储元件，通过时钟信号的作用，在每个时钟脉冲到来时将输入数据存储到输出端。

六进制计数器采用同步递增的方式，即在每个时钟脉冲到来时，将当前计数值加1，并将结果作为触发器的输入信号。

同时，通过逻辑门的控制，实现了六进制计数器的循环。

三、六进制计数器的设计步骤（600字）1. 确定计数范围：确定计数器的范围非常重要。

六进制计数器的范围为0-5，因此需要确定所需的D触发器数量。

通常情况下，每个触发器可以存储一位二进制数，因此需要至少3个D触发器来实现六进制计数器。

2. 确定逻辑门的类型：根据设计需求和计数器规模，确定所需逻辑门的类型。

常用的逻辑门有与门、或门和非门，可以根据实际需要选择适合的逻辑门。

3. 构建触发器和逻辑门的电路图：根据确定的计数器范围和所需逻辑门的类型，绘制触发器和逻辑门的电路图。

按照数据流的方向连接各个触发器，并使用逻辑门实现计数器的循环。

4. 配置触发器输入：配置D触发器的输入，使其按照所需的计数规则进行计数。

根据六进制计数器的规则，D触发器的输入应该依次为011、100、101、110、111、000。

通过设置输入端的开关状态或信号控制，实现对六进制计数器的控制。

5. 确定时钟信号：通过时钟信号来控制六进制计数器的计数过程。

时钟信号的频率和稳定性对计数器的精度和稳定性有重要影响，需要根据实际需要确定合适的时钟信号。

6. 搭建实验电路和进行测试：根据电路图连接实验电路，并使用示波器等工具进行测试。

D触发器是一种基于数据输入（D）的触发器，它的输出状态会在时钟上升沿时发生改变。

D触发器有两个稳定的输出状态，通常表示为Q和Q'。

当输入的数据发生变化时，Q 和Q'的状态也会随之改变。

基于D触发器的计数器原理如下：
1. 首先，我们需要确定所需的计数器位数。

例如，如果要实现一个4位二进制计数器，就需要4个D触发器。

2. 然后，将这四个D触发器按照串行的方式连接起来，形成一个二进制计数器。

触发器的输入端分别连接到上一位的输出端和反相输出端，输出端连接到下一位的输入端。

3. 接着，设置一个时钟信号，用来控制计数器的计数速度。

时钟信号的频率决定了计数器的计数速度，可以通过调整时钟信号的频率来改变计数器的计数速度。

4. 然后，设置一个复位信号，用来将计数器的值清零。

当复位信号为高电平时，所有D 触发器的输出都被强制为低电平，从而将计数器的值清零。

5. 最后，根据需要，可以设置一个计数方向信号，用来控制计数器的计数方向。

当计数方向信号为高电平时，计数器按照正常的二进制计数方式进行计数；当计数方向信号为低电平时，计数器按照逆向的二进制计数方式进行计数。

通过上述步骤，就可以使用D触发器实现一个二进制计数器。

如果要实现其他进制的计数器，可以采用类似的方法，只需要相应地增加或减少D触发器的数量即可。

课程名称：数字逻辑电路实验指导书课时：8学时集成电路芯片一、简介数字电路实验中所用到的集成芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图1－1所示。

识别方法是：正对集成电路型号<如74LS20）或看标记<左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始按逆时针方向以1，2，3，…依次排列到最后一脚<在左上角）。

在标准形TTL集成电路中，电源端V一般排在左上CC，7脚为端，接地端GND一般排在右下端。

如74LS20为14脚芯片，14脚为VCCGND。

若集成芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。

二、TTL集成电路使用规则1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。

2、电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.5V之间，实验中要求使用Vcc＝＋5V。

电源极性绝对不允许接错。

3、闲置输入端处理方法(1> 悬空，相当于正逻辑“1”，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬空处理。

但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。

因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。

<也可以串入一只1～10KΩ的固定电阻）或接至某一 (2> 直接接电源电压VCC固定电压(＋2.4≤V≤4.5V>的电源上，或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。

(3> 若前级驱动能力允许，可以与使用的输入端并联。

4、输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。

当R ≤680Ω时，输入端相当于逻辑“0”；当R≥4.7 KΩ时，输入端相当于逻辑“1”。

对于不同系列的器件，要求的阻值不同。

5、输出端不允许并联使用<集电极开路门(OC>和三态输出门电路(3S>除外）。

否则不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。

6、输出端不允许直接接地或直接接＋5V电源，否则将损坏器件，有时为，一般取R 了使后级电路获得较高的输出电平，允许输出端通过电阻R接至Vcc＝3～5.1 KΩ。

d触发器四位二进制计数器D触发器是数字电路中常见的一种触发器，它可以存储一位数字信号，并在时钟边沿上根据输入信号的状态进行更新。

四位二进制计数器是将四个D触发器组合起来用于实现计数器的一个常见应用。

D触发器是由SR（Set/Reset）触发器演变而来的一种触发器。

SR触发器是通过两个输入信号S和R控制其状态的，当S=1，R=0时，触发器的状态被置为1；当S=0，R=1时，触发器的状态被置为0；当S=0，R=0时，触发器的状态不变；当S=1，R=1时，由于存在矛盾的输入信号，触发器的状态是不确定的。

D触发器是基于SR触发器演变而来的一种触发器，它只有一个输入信号D，当D=1时，触发器的状态被置为1；当D=0时，触发器的状态被置为0。

D触发器的输入信号与输出信号之间存在延迟，这个延迟可以用时钟信号控制，当时钟信号上升沿到来时，D触发器根据输入信号的状态更新其状态，并将更新后的状态输出。

四位二进制计数器可以通过将四个D触发器按照一定的规律组合起来实现。

具体来讲，我们可以将四个D触发器的时钟信号串联起来，这样它们就共享一个时钟信号，在时钟信号上升沿到来时，它们会同时更新。

然后，我们将第一个D触发器的D输入接到高电平信号上，这个D触发器的输出信号就是计数器的最低位，每个时钟周期它会更新一次。

接着，我们将第二个D触发器的D输入接到第一个D触发器的输出信号上，这个D触发器的输出信号就是计数器的第二位，以此类推，每个D触发器的D输入接到前一个D触发器的输出信号上，最后一个D触发器的输出信号就是计数器的最高位。

四个D触发器的状态共有16种可能，每当时钟信号上升沿到来时，计数器的状态会加1，当计数器的状态达到16时，它会从0重新开始计数。

这个计数器可以用于很多应用场景，比如频率除法、时序控制等。

值得注意的是，四位二进制计数器的实现不是唯一的，可以通过不同的组合方式实现。

这个时候需要注意的是，不同的实现方式可能会导致电路的性能、功耗甚至正确性存在差异，需要根据具体的应用场景选择合适的实现方式。