六十进制计数器综合设计

实验名称：基于FPGA的原理图六十进制计数器设计
1.实验目的：
熟悉使用Quartus II的原理图输入方法设计简单组合电路。

把握利用EDA软件进行原理图输入方式的电子线路设计的详细流程。

2实验内容：
完成六十进制加法计数器的设计，包括原理图输入，编译，综合，适配，仿真，实验板上的硬件测试。

选择模式5，数码管8和7显示数字进制，指示灯8接进位。

3. 实验方案（程序设计说明）
频率计的核心元件之一是含有时钟使能及进位扩展输出的十进制计数器。

在原理图的绘制过程中应特别注意图形设计规则中信号标号和总线的表达方式。

为了测试六十进制计数器的功能，可以将counter60设置成工程，工程名和顶层文件名都取为counter60。

4. 实验步骤或程序（经调试后正确的源程序）
见附件A
5．程序运行结果
6．出现的问题及解决方法
无
附件A
实验步骤或程序：
实验原理图:
管脚设置：。

60进制计数器课程设计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。

X X 大学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：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)第1章概述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。

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。

表1 十进制计数器功能表CP RD` LD` EP ET 工作状态×0 ××置零↑ 1 0 ××预置数× 1 1 0 1 保持× 1 1 ×0 保持↑ 1 1 1 1 计数连接方式如图：图2 十进制计数器（个位）2、十进制计数器（十位）电路图3 十进制计数器（十位）3、时钟脉冲电路图4 时钟脉冲电路4、置数电路图5 置数电路5、进位电路图6 进位电路6、译码显示电路图7 译码显示电路三、绘制原理图1、完整原理图图7 计数器原理图2、选定仪器列表仪器名称型号数量用途同步十进制计数器74LS160 2片极联构成60进制计数器与门与非门非门74LS21D74LS00D74LS04D各1个辅助设计构成其他计数器共阴极显示器DCD-HEX 2只显示数字计数电压源1个提供脉冲电压表二原理图仪器列表四、测试方案测试步骤：1）进入Multisim7界面图8 软件页面2）右击空白处，选择放置元件，进入元器件选择区，选择要放置的元件，然后单击好。

图9 放置元件3）放置好各种器件之后，即可进行线路连接，同时标明所需参数值。

设置元器件的参数时，用鼠标双击，弹出属性对话框，分别给元件赋值，并设置名称标号。

图10 元器件属性图4）确认电路无误后，即可单击仿真按钮，实现对电路的仿真工作。

5）观察结果看是否与理论分析的预测结果相同。

五、测试验证结果与分析1、验证结果以下两个仿真结果分别是计数器计数的仿真起点00和仿真终点59，之后计数器会自动恢复原来的00起点继续进行循环计数，并且进位输出灯会在59时发光。

图11 60进制计数器起点00 图12 60进制计数器终点592、理论分析本计数器由两个10进制计数器构成60进制计数器的接线图，右边的10进制计数器作为个位，左边的10进制计数器作为十位。

输入端全部接地，计数开始循环一周后通过置位法自动进行归00，之后再继续循环计数。

X X 大学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：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)第1章概述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。

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。

60进制计数器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解60进制计数器的概念，掌握其与十进制的转换方法。

2. 学生能够运用60进制计数器进行简单的加、减运算。

3. 学生了解60进制在实际生活中的应用，如时间、角度等。

技能目标：1. 学生能够独立完成60进制与十进制的转换。

2. 学生能够运用所学知识解决实际问题，如将时间、角度等转换为60进制表示。

3. 学生通过小组合作，培养团队协作能力和沟通能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对60进制计数器产生兴趣，培养对数学的热爱。

2. 学生在探究过程中，养成独立思考、勇于尝试的良好习惯。

3. 学生通过学习，认识到数学与生活的紧密联系，增强学以致用的意识。

课程性质：本课程为数学学科的一节实践探究课，旨在帮助学生掌握60进制计数器的相关知识，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

学生特点：四年级学生具有一定的数学基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手操作，但注意力容易分散。

教学要求：教师需结合学生的特点，设计生动有趣的教学活动，引导学生积极参与，鼓励学生自主探究和合作交流，确保每位学生都能在课堂上有所收获。

同时，注重培养学生的情感态度价值观，使学生在学习过程中形成正确的价值观和积极的学习态度。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。

二、教学内容本节课依据课程目标，结合教材第四章《有趣的计数器》相关内容，组织以下教学大纲：1. 引言：介绍60进制计数器的基本概念，引导学生思考其在生活中的应用，如时间、角度等。

2. 知识讲解：a. 讲解60进制计数器与十进制的区别与联系。

b. 详细介绍60进制与十进制的转换方法。

c. 通过实例，展示60进制在时间、角度等方面的应用。

3. 实践操作：a. 学生独立完成60进制与十进制的转换练习。

b. 学生分组讨论，解决实际问题，如将时间、角度等转换为60进制表示。

4. 拓展延伸：a. 探讨60进制在生活中的其他应用，激发学生思考。

实验五考核实验——六十进制计数
一、实验目的
1、了解可编程数字系统设计的流程
2、掌握Quartus II 软件的使用方法
3、掌握Quartus II 软件的使用方法
4、掌握Quartus II 软件的使用方法
二、实验设备
1、计算机：Quartus II 软件
2、掌握Quartus II 软件的使用方法
3、集成电路：74LS161，任意与非门等。

三、实验原理
1、74LS161：异步清零、同步置数四位二进制计数器
2、引脚定义
3、74LS161功能表
四、实验内容
1、实现60进制计数，计数器用74LS161（2片），其它器件任选
2、七段码显示00、01、02、03 、…、57、58、59
要求：
(1)用原理图输入方式完成
(2)给出仿真波形
(3)计数脉冲CLK接BUTTON0，计数结果接7段码HEX1和HEX0显示
五、实验结果
1、实验原理图：
2、实验波形仿真图
3、引脚分配图
六、实验心得
1、同步异步计数器区分：同步计数器的触发信号是同一个信号。

具体来说，每一级的触发器接的都是同一个CLK信号。

异步计数器的触发信号时不同的，例如第一集的输出Q'作为第二级的触发信号。

几进制的区分：看数据输出端得接线方法，当接线满足拿个计数时会导致“清零”端或者是“置数端”满足工作状态。

2、异步计数器中第二级如果采用置数法，就需要置数的时候给该级提供相应的时钟信号，否则不能完成置数。

实验题目：硬件描述语言训练—计数器设计一、设计任务：1、用VHDL语言实现一个六十禁止计数器，该计数器有计数允许端EN，清零端CLR和进位输出端CY。

档EN=1时，计数器正常计数；当CLR=1时，计数器清零。

2、将上述计数器下载到FPGA芯片中，利用实验板验证电路的正确性。

二、设计过程：1、设计思路：当“CLR=1且EN=0”时，qh，ql置零，即“qh=0000，ql=0000”。

当“CLR=0且en=1，clk=1”时，ql<=ql+1；若ql=1001，则ql=0000，qh<=qh+1；若qh=0101，则qh<=qh+1。

2、设计方案：将列写出的状态转换图用VHDL语言表达出来，设计好相应的输入输出端口及功能过程，进行设计处理，编译文件，修改其中的错误，再用波形图进行编辑仿真描述，以便检查其功能是否正确，最后下载链接到硬件设备上检查其功能。

3、设计步骤：（1）、列出各输入端口的功能：表1 六十进制计数器输入端口功能表（3）、配置芯片并下载。

先进行引脚的锁定，定义输入输出端口对应芯片上的引脚，然后将实验开发板与PC机通过JTAG下载电缆连接，并通电，拨动开关就检查数据选择器的相关功能。

4、程序：libraryieee;use ieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityjsq isport(clk,clr,en:instd_logic;cy:outstd_logic;qh,ql:bufferstd_logic_vector(3 downto 0));endjsq;architecture behave of jsq isbegincy<='1' when(qh="0101" and ql="1001") else '0';process(clk,clr,en)beginif(clr='0' or en='1') thenqh<="0000";ql<="0000";elsif (clk'event and clk='1') thenif (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 behave;三、结论：仿真波形图：图1 六十进制计数器波形图芯片资源占用情况：图2 六十进制计数器芯片资源占用情况图四、总结：1、VHDL语言中对时序逻辑电路的基本描述：（1）、process中列出时钟信号：process (时钟信号名)beginif（时钟信号变化条件）then顺序语句；end if;end process;时钟信号上升沿：if (clk' event andclk= '1' ) then …wait untilrising_edge (clk);时钟信号下降沿：if clk' event and clk= '0' then …wait untilfalling_edge (clk)（2）、同步复位信号：process (复位信号名，时钟信号名)beginif（时钟信号变化条件）thenif (复位信号变化条件) then状态复位语句；else顺序语句；end if;end if;end process;（3）、异步复位信号：process (复位信号名，时钟信号名)beginif (复位信号变化条件) then状态复位语句；elsif（时钟信号变化条件）then顺序语句；end if;end process;2、VHDL语言描述时序逻辑电路的基本步骤：1、根据实验的具体要求列出输入端口的功能表和状态转换图。

数字电子技术仿真实验报告学院：计算机科学学院班级：信科10级01班学号： ***********姓名：第一章设计方案论证1.1、选择论证的基本过程1）每隔1s，计数器增1；能以数字形式显示时间。

2）当定时器递增到59时，定时器会自动返回到00显示，然后继续计时。

整个计数过程中，LED1即发光灯会显示进位信号。

3）本设计主要设备是两个74LS160同步十进制计数器，并且由300HZ，5V 电源供给。

1.2、设计方案框图使用300HZ555定时器作为计数器的输入信号。

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。

此电路可以作为简易数字时钟的分钟显示。

图1.2为60进制计数器的总体框图。

图1.2 系统总体框图第二章单元电路设计2.1、十进制计数器（个位）电路本电路采用74LS160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。

功能如表2-1表2-1 十进制计数器功能表CP RD` LD` EP ET 工作状态×0 ××置零↑ 1 0 ××预置数× 1 1 0 1 保持× 1 1 ×0 保持↑ 1 1 1 1 计数连接方式如图2.1图2.1 十进制计数器（个位）2.2、十进制计数器（十位）电路图2.2 十进制计数器（十位)2.3、555定时器555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。

因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。

图2.3为用555定时器设计的多谐振荡器的电路图及其电路产生的波形。

图2.3 多谐振荡器由多谐振荡器原理，结合上图可知其振荡周期T=T 1+T 2。

T 1为电容充电时间，T 2为电容放电时间。

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。

60进位计数器课程设计一、教学目标本课程旨在通过60进位计数器的学习，让学生掌握进位计数的基本原理和操作方法，培养学生的逻辑思维能力和动手操作能力。

具体目标如下：1.了解60进位计数器的结构和工作原理。

2.掌握60进位计数器的操作方法。

3.理解进位计数的基本概念和应用。

4.能够独立操作60进位计数器。

5.能够进行简单的进位计数运算。

6.能够运用60进位计数器解决实际问题。

情感态度价值观目标：1.培养学生的团队合作意识和动手操作兴趣。

2.培养学生对数学和科学的热爱和好奇心。

3.培养学生解决问题的自信心和自主学习能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括60进位计数器的结构和工作原理、操作方法以及应用。

具体安排如下：1.60进位计数器的结构和工作原理：介绍60进位计数器的各个部分及其功能，解释其工作原理。

2.60进位计数器的操作方法：讲解如何进行数字的输入、显示和清除，如何进行进位和借位的操作。

3.进位计数的基本概念和应用：介绍进位计数的基本概念，如十进制、二进制等，并展示其在实际问题中的应用。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解，让学生了解60进位计数器的结构和工作原理，掌握进位计数的基本概念和应用。

2.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作意识和解决问题的能力。

3.案例分析法：通过分析实际问题，让学生学会运用60进位计数器解决实际问题。

4.实验法：通过动手操作60进位计数器，培养学生的动手操作能力和实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《60进位计数器操作指南》作为主要教材，介绍60进位计数器的结构、操作方法和应用。

2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生深入学习和拓展知识。

3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，生动展示60进位计数器的操作过程和应用实例。

1.前言1.1设计背景利用数字电路技术数出给定时间内所通过的脉冲数并显示计数结果的数字化仪器。

电子计数器是其他数字化仪器的基础。

在它的输入通道接入各种模－数变换器，再利用相应的换能器便可制成各种数字化仪器。

电子计数器的优点是测量精度高、量程宽、功能多、操作简单、测量速度快、直接显示数字，而且易于实现测量过程自动化，在工业生产和科学实验中得到广泛应用。

电子计数器可具有以下三种基本功能：（1）频率测量（2）周期或时间间隔测量（3）累加计数在这些功能的基础上再增加某些辅助电路或装置，计数器还可完成多周期平均、时间间隔平均、频率比值和频率扩展等功能。

电子计数器性能指标主要包括：频率、周期、时间间隔测量范围、输入特性（灵敏度、输入阻抗和波形）、精度、分辨度和误差（计数误差、时基误差和触发误差）等。

电子计数器按功能可分三类：（1）通用计数器：可测频率、周期、多周期平均、时间间隔、频率比和累计等。

（2）频率计数器：专门用于测量高频和微波频率的计数器，主要用于测频率。

（3）计算计数器：一种带微处理器的具有计算功能的计数器，除了具有通用计数器的功能之外，还能进行数学运算，求解比较复杂的方程式，可靠程序控制进行测量计算和显示等全部工作。

1.2设计内容（1）编制程序，在字符液晶显示器上显示键盘实时按键值；（2）设计一个十进制计数器，对外部脉冲进行计数，计满即清0，用小键盘设置计数值及计数器的启、停.，显示器由右向左为个，十，百，千，万，十万。

1、C键：清零.2、A键：开始计数，3、D键：停止计数，4、B键：设置计数值。

4、E键：程序退出。

1.3硬件实习的目的（1）进一步掌握硬件电路和软件功能的设计方法。

（2）了解LCD1602的工作原理，掌握键盘扫描方法。

2.设计要求2.1编制程序，在字符液晶显示器上显示键盘实时按键值；2.2设计一个十进制计数器，对外部脉冲进行计数，计满即清0，用小键盘设置计数值及计数器的启、停.，显示器由右向左为个，十，百，千，万，十万。

60进位计数器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解60进位计数器的基本原理，掌握60进制的数制转换方法。

2. 学生能运用60进位计数器进行简单的加、减运算，并解决实际问题。

3. 学生了解60进位计数器在日常生活中的应用，如时间的计算等。

技能目标：1. 学生能够独立操作60进位计数器，进行数制转换和基本运算。

2. 学生能够运用所学知识解决涉及60进位计数器的实际问题，提高解决问题的能力。

3. 学生通过小组合作，培养团队协作和沟通能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对数学学习的兴趣，激发探究精神。

2. 学生在学习过程中，树立正确的价值观，认识到数学知识在生活中的重要性。

3. 学生通过克服困难，增强自信心，培养积极向上的学习态度。

课程性质：本课程为数学学科教学，结合学生年级特点，注重知识性与实践性的结合。

学生特点：学生处于小学高年级阶段，具备一定的数学基础，好奇心强，喜欢动手操作。

教学要求：教师需关注学生的个别差异，创设有趣的教学情境，引导学生主动参与，提高学生的动手操作能力和解决问题的能力。

在教学过程中，注重知识点的讲解与实际应用的结合，使学生在掌握知识的同时，提高综合素养。

通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容本节教学内容以《数学》课本中关于计数器及其数制转换的相关章节为基础，结合课程目标，组织以下内容：1. 60进位计数器的基本原理：介绍60进位计数器的起源，引导学生了解其发展过程，理解60进制的数制特点。

2. 数制转换方法：讲解60进制与10进制之间的转换方法，通过实例演示，帮助学生掌握转换技巧。

3. 60进位计数器的运算：教授60进位计数器进行加、减运算的方法，并通过实际操作，让学生学会运用计数器解决简单问题。

4. 60进位计数器在日常生活中的应用：以时间为背景，介绍60进位计数器在时间计算等方面的应用，提高学生学以致用的能力。

教学内容安排和进度：第一课时：60进位计数器的基本原理，数制转换方法。

目录摘要： (2)1设计题目 (2)1.1设计要求 (2)2题目分析 (2)3设计思路与原理 (3)3.1 LED简介 (3)3.2 芯片74290及六十进制计数器的设计 (4)3.3 三十九进制计数器 (6)4电路图的仿真 (7)4.1六十进制计数器的仿真 (7)4.2三十九进制计数器的仿真 (8)5仪器列表 (9)6心得体会 (9)7参考文献 (10)摘要：要获得N进制计数器，常用的方法有两种：一是用时钟触发器和门电路来设计：二是用集成计数器来构成。

当要得到一些进制数大的计数器时，用时钟触发器和门电路来实现就显的很复杂。

我们就可以用集成计数器来构成，当然集成计数器是厂家已定型的产品，其函数关系已被固化在芯片中，状态分配以及编码我们自己是不可以更改的，而且多为纯自然态序编码，因而利用清零端或置数控制端，让电路跳过某些状态而获得N进制的计数器。

1设计题目60进制计数器的设计1.1设计要求（1）要求学生掌握74系列的芯片和LED的原理和使用方法。

（2）熟悉集成电路的使用方法，能够运用所学的知识设计一规定的电路。

1.2设计任务（1）完成一个60进制的计数器。

（2）LED显示从00开始，各位计数从0—9，逢10 进1，是为计数0—5。

59显示后，又从00重新开始计数。

2题目分析要实现60进制的计数器，单用一片计数器无法实现，我们可以利用级联方式获得大容量的N进制计数器，60进制的计数器就可以由六进制和十进制计数器级联起来构成。

CP 3设计思路与原理 3.1 LED 简介LED 是一种显示字段的显示器件，7个发光二极管构成七笔字形“8”，一个发光二极管构成小数点。

七段发光管分别称为a 、b 、c 、d 、e 、f ，g ，构成字型“8”，如图（a ）所示，当在某段发光二极管上施加一定的电压时，某些段被点亮发光。

不加电压则变暗，为了保护各段LED 不被损坏，需外加限流电阻。

信号源 计数器数码显示器十进制计数器（个位）六进制计数器（十位）其真值表如下。

河南科技学院新科学院电子课程设计报告题目：六位十进制计数显示器专业班级：电气工程及其自动化113班姓名：吕志斌时间：2013.05.27 ～2013.06.05指导教师：邵锋张伟完成日期：2013年06月05 日6位十进制计数显示器设计任务书1．设计目的与要求设计6位十进制计数显示器电路，要认真并准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）能够实现0-999999的计数并显示；（2）具备计数数据的锁存功能；（3）采用数码管显示；（4）具备复位清零功能。

2．设计内容（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件及元件参数；（3）电路仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；（5）PCB文件生成与打印输出。

3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和电路图，有总结体会。

4．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。

目录1.引言 (1)2.总体设计方案 (1)2.1设计思路 (1)2.2总体设计框图 (1)3.设计原理分析 (1)3.1计数器所用元器件74LS47 (1)3.2译码显示电路所用器件 (3)3.3译码显示电路工作原理分析 (4)3.4锁存电路工作原理及器件 (4)4.调试与仿真 (4)5.体会与总结 (5)参考文献 (5)附录1仿真图 (6)附录2原理图 (7)6位十进制计数器设计摘要：本文为完成六位十进制计数显示电路设计的完整过程，该电路是一种具备锁存复位清零功能的显示电路。

具有结构简单，原理清晰的特点。

关键词：计数锁存复位 74LS47 74LS161 74LS93 74LS1621引言计数器的计数范围不够广，功能不太完善。

在一些要求计数显示的场合需要较宽的计数范围，随着大规模集成电路的发展，数字技术显示技术也在不断的更新替换。

然而，一些有时也需要一些专用的功能键。

六位十进制显示器是一种能直接用数字显示范围且计数范围为0-999999的脉冲计数仪表，通过计数显示器将输入脉冲信号转换为对等的四位BCD码，再进入译码器将其转换为其位二进制数，最后经过驱动电路输入到七段式数字显示器显示十进制数。

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。

1.2 单元电路二：十进制计数器（十位）本电路同样采用74160作为十进制计数器，如图2.3所示。

物理与机电工程学院（2015——2016 学年第一学期）《计算机辅助电路设计》综合设计报告可编程计数器专业：电子信息科学与技术学号：2014216041 姓名：张腾指导教师：周佐项目十七可编程计数器一、设计目的及任务1.1设计目的掌握74LS90的功能原理；利用74LS90完成简单计数器电路设计。

每隔1s，计数器增1；能以数字形式显示时间。

熟练掌握计数器的各个部分的结构。

计数器间的级联。

不同芯片也可实现六十进制。

1.2设计任务利用两片74Ls90构成六十进制（0~59）计数器，并用Altium Designer 进行仿真。

二、原理及过程2.1系统原理图2.2原理分析认识芯片：74LS90计数器是一种中规模二-五-十进制异步计数器，管脚图如图所示。

R01、R02是计数器置0端，同时为1有效；R91和R92为置9端，同时为1时有效；若用A输入，QA输出，为二进制计数器；如B为输入，QB-QD可输出五进制计数器；将QA与B相连，A做为输入端，QA-QD输出十进制计数器；若QD与A输入端相连，B为输入端，电路为二-五混合进制计数器。

74LS90的功能表：2.3理论分析当接通电源，电路开始工作时，显示器显示从0开始依次递增到59，然后重新回到0再开始依次递增到59，如此反复，直到关掉电源。

三、系统仿真3.1仿真原理图3.2仿真结果图3.3仿真步骤1.按可编程计数器的原理图在Multisim中连接电路。

2.打开开关，开始仿真.3.4仿真结果及分析显示器可显示:00、01、02、03、04、05、06、07、08、09、1-、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59。