集成计数器及寄存器的运用 实验报告

北京科技大学实验报告学院：高等工程师学院专业：自动化（卓越计划）班级：自E181姓名：杨威学号：41818074 实验日期：2020 年5月26日一、实验名称：集成计数器及其应用1、实验内容与要求（1）用74161和必要逻辑门设计一个带进位输出的10进制计数器，采用同步置数方法设计；（2）用两个74161和必要的逻辑门设计一个带进位输出的60进制秒计数器；2、实验相关知识与原理（1）74161是常用的同步集成计数器，4位2进制，同步预置，异步清零。

引脚图功能表其中X。

3、10进制计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数输出QD、QC、QB、QA，进位输出RCO，显示译码输出OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG2）计数范围：0000-10013）预置数值：00004）置数控制端LDN：计数到1001时输出低电平5）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表：CP QDQCQBQA0 00001 00012 00103 00114 01005 01016 01107 01117 10009 100110 0000（2）原理图截图仿真波形如下功能验证表格CLRN QD QC QB QA RCO0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 01 0 0 1 0 01 0 0 1 1 01 0 1 0 0 01 0 1 0 1 01 0 1 1 0 01 0 1 1 1 01 1 0 0 0 01 1 0 0 1 11 0 0 0 0 04、60进制秒计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数十位输出QD2、QC2、QB2、QA2和计数个位输出QD1、QC1、QB1、QA1，进位输出RCO2）计数范围：0000 0000-0101 10013）预置数值：0000 00004）置数控制端LDN1（个位）：计数到0101 1001时输出低电平5）清零端CLRN2（十位）：计数到0110时输出低电平6）ENT：个位计数到1001时输出高电平7）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表CP QD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA10 0000 0000 20 0010 0000 40 0100 00001 0000 0001 21 0010 0001 41 0100 00012 0000 0010 22 0010 0010 42 0100 00103 0000 0011 23 0010 0011 43 0100 00114 0000 0100 24 0010 0100 44 0100 01005 0000 0101 25 0010 0101 45 0100 01016 0000 0110 26 0010 0110 46 0100 01107 0000 0111 27 0010 0111 47 0100 01118 0000 1000 28 0010 1000 48 0100 10009 0000 1001 29 0010 1001 49 0100 100110 0001 0000 30 0011 0000 50 0101 000011 0001 0001 31 0011 0001 51 0101 000112 0001 0010 32 0011 0010 52 0101 001013 0001 0011 33 0011 0011 53 0101 001114 0001 0100 34 0011 0100 54 0101 010015 0001 0101 35 0011 0101 55 0101 010116 0001 0110 36 0011 0110 56 0101 011017 0001 0111 37 0011 0111 57 0101 011118 0001 1000 38 0011 1000 58 0101 100019 0001 1001 39 0011 1001 59 0101 100160 0000 0000 （2）设计原理图截图（3）实验仿真仿真波形：仿真结果表：5、实验思考题：（1）总结任意模计数器的设计方法。

集成计数器实验报告
《集成计数器实验报告》
实验目的：
本次实验旨在通过集成计数器实验，了解集成计数器的工作原理、结构和应用。

实验设备：
1. 集成计数器
2. 示波器
3. 电源
4. 连接线
实验原理：
集成计数器是一种数字电路，能够将输入的脉冲信号进行计数并输出相应的计
数结果。

集成计数器由多个触发器、门电路和时钟信号组成，通过这些元件的
组合和连接，实现了计数功能。

实验步骤：
1. 将集成计数器连接至电源，并接入示波器进行观测。

2. 输入脉冲信号，观察集成计数器的计数过程，并记录输出结果。

3. 调整输入脉冲信号的频率，观察集成计数器的响应情况。

4. 分析实验数据，总结集成计数器的特性和应用。

实验结果：
通过实验观察和数据记录，我们发现集成计数器能够准确地对输入的脉冲信号
进行计数，并输出相应的计数结果。

当输入脉冲信号的频率发生变化时，集成
计数器能够及时地进行计数更新，表现出良好的响应性能。

实验结论：
集成计数器是一种常用的数字电路元件，广泛应用于计数、计时、频率分析等
领域。

通过本次实验，我们对集成计数器的工作原理和特性有了更深入的了解，为今后的电子技术应用打下了良好的基础。

总结：
集成计数器作为数字电路中的重要组成部分，具有广泛的应用前景。

通过实验，我们深入了解了集成计数器的工作原理和特性，为今后的学习和应用奠定了基础。

希望通过不断的实践和学习，能够更好地掌握集成计数器的应用技术，为
电子技术的发展做出更大的贡献。

一、实验目的本次实验旨在通过实际操作，加深对集成元件的理解和认识，掌握集成元件的基本应用，并锻炼学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。

二、实验内容1. 集成门电路实验（1）实验目的：验证常用集成门电路的逻辑功能，熟悉各种门电路的逻辑符号，了解TTL集成电路的特点、使用规则和使用方法。

（2）实验内容：测试74LS00四2输入与非门、74LS86四2输入异或门、74LS11三3输入与门、74LS32四2输入或门、74LS04反相器的逻辑功能。

2. 集成运算放大电路实验（1）实验目的：进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点，掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法，了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。

（2）实验内容：搭建反相比例放大电路、同相比例放大电路、差动放大电路，观察输入输出波形，分析电路特性。

3. 集成计数器实验（1）实验目的：掌握集成计数器构成N进制的计数器的连接方法，了解构成模长M进制计数器的原理。

（2）实验内容：设计并搭建60进制计数电路，观察七段数码显示器计数状态的变化过程，并记录该状态循环。

三、实验结果与分析1. 集成门电路实验实验结果表明，各种门电路的逻辑功能符合预期，能够实现逻辑运算。

通过实验，我们熟悉了各种门电路的逻辑符号，了解了TTL集成电路的特点、使用规则和使用方法。

2. 集成运算放大电路实验实验结果表明，反相比例放大电路、同相比例放大电路、差动放大电路均能正常工作，输入输出波形符合预期。

通过实验，我们进一步理解了集成运算放大器线性应用电路的特点，掌握了集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法，了解了限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。

3. 集成计数器实验实验结果表明，60进制计数电路能够正常工作，七段数码显示器计数状态的变化过程符合预期。

通过实验，我们掌握了集成计数器构成N进制的计数器的连接方法，了解了构成模长M进制计数器的原理。

四、实验心得与体会1. 通过本次实验，我对集成元件有了更加深入的理解和认识，提高了自己的动手能力和分析问题、解决问题的能力。

实验集成计数器实验报告要求
一、实验目的
本实验的目的是通过实验掌握集成计数器的工作原理和使用方法，进一步加深对数字逻辑电路的理解。

二、实验原理
集成计数器是一种用于计数和计时的数字电路，它可以实现对
输入脉冲的计数和显示。

在实验中，我们使用的是常见的74系列集成计数器，这些芯片具有低功耗、稳定性高等特点。

三、实验器材
本实验需要的器材和元器件有：74系列集成计数器芯片、电源、示波器、连线等。

四、实验步骤
1. 按照实验电路图连接实验装置，将74系列集成计数器芯片正确插入实验板上。

2. 按照实验板上的引脚定义，逐一连接芯片的输入端和输出端，确保连接的正确性。

3. 打开电源，给芯片供电。

4. 发送输入脉冲，观察集成计数器的计数情况。

5. 使用示波器检测芯片的输出波形，观察计数器的计数过程。

6. 调整输入脉冲的频率，观察计数器的计数速度变化。

7. 分析实验结果，并记录相关数据。

五、实验注意事项
1. 在连接实验器材时，确保插接正确，避免反接或短路等情况
出现。

2. 实验过程中应注意安全，避免触电和烧毁元器件的情况发生。

3. 实验过程中需要认真记录实验数据，包括输入脉冲频率、计
数器的计数情况、输出波形等。

4. 在实验结束后，及时关闭电源，避免长时间供电造成损坏。

六、实验结果及分析。

集成计数器及其应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过集成计数器及其应用的实验，使学生了解集成计数器的工作原理和应用场景，掌握计数器的使用方法。

二、实验原理1. 集成计数器集成计数器是一种数字电路元件，它能够在输入信号的作用下进行计数，并将结果输出。

常见的集成计数器有74LS90、74LS93、74LS161等。

2. 74LS90集成计数器74LS90是一种4位二进制同步上升计数器，它有四个输入端口：CLK （时钟输入）、RST（复位输入）、QA、QB、QC和QD（输出端口）。

CLK端口接收时钟信号，RST端口接收复位信号，QA、QB、QC和QD则分别输出二进制码的各位。

3. 74LS47译码器74LS47是一种BCD-7段译码器，它能够将BCD码转换为7段LED显示码。

该元件有四个输入端口：A、B、C和D（接收BCD码），以及七个输出端口：a~g（分别对应7段LED显示管）。

三、实验设备与材料1. 实验设备：示波器、数字万用表等。

2. 实验材料：7400系列芯片（包括74LS90和74LS47）、7段LED数码管、电阻、电容、开关等。

四、实验步骤1. 搭建74LS90计数器电路将74LS90计数器与时钟信号发生器连接，同时接入LED显示管，以观察计数器的工作情况。

具体电路图如下：2. 测试74LS90计数器将开关S1打开，使时钟信号发生器开始工作，此时可以观察到LED 显示管上数字不断增加。

当数字达到9时，会自动清零并从0开始重新计数。

3. 搭建74LS47译码器电路将74LS47译码器与LED显示管连接，以便将BCD码转换为7段LED显示码。

具体电路图如下：4. 测试74LS47译码器将BCD码输入至74LS47译码器中，可以观察到相应的数字在7段LED显示管上显示出来。

五、实验结果及分析通过以上实验步骤，我们成功搭建了集成计数器和译码器的电路，并测试了其工作情况。

在测试过程中，我们发现集成计数器能够准确地进行计数，并在达到最大值后自动清零；而译码器则能够将BCD码转换为7段LED显示码，并在LED显示管上正确地显示出来。

实验四集成计数器及其应用实验性质：设计性一、实验目的⑴熟悉集成计数器的逻辑功能及各控制端的作用。

⑵掌握用集成计数器构成任意进制计数器的方法。

二、实验原理计数器是数字系统中必不可少的组成部分，它不仅用来计输入脉冲的个数，还大量用于分频、程序控制及逻辑控制等。

计数器种类繁多，其分类方式大致有以下三种：第一种：按计数器的进制分。

通常分为二进制、十进制和N进制计数器。

第二种：按计数脉冲输入方式不同，可分为同步计数器和异步计数器两大类。

同步计数器是指内部的各个触发器在同一时钟脉冲作用下同时翻转，并产生进位信号。

其计数速度快、工作频率高、译码时不会产生尖峰信号。

而异步计数器中的计数脉冲是逐级传送的，高位触发器的翻转必须等低一位触发器翻转后才发生。

其计数速度慢，在译码时输出端会出现不应有的尖峰信号，但其内部结构简单，连线少，成本低，因此，在一般低速场合中应用。

第三种：按计数加减分类。

则有递减、递加计数器和可逆计数器。

其中可逆计数器又有加减控制式和双时钟输入式两种。

针对以上计数器的特点，我们在设计电路时，可根据任务要求选用合适器件。

一些常用的计数器如表4-4-1所示。

下面我们以74LS160、74LS161、74LS190、74LS193、74LS290为例，介绍计数器的一般使用方法，对于表中的其它器件更详细功能介绍请参阅有关手册。

1. 四位二进制同步计数器74LS161其功能见表4-4-2所示,计数范围0~15。

0303端；CT T ,CT P :计数控制端；LD :同步并行置入控制端，低电平有效；CR :异步清除输入端，低电平有效。

该器件具有异步清零、同步预置数功能。

当CR =0时，计数器清零，Q 3Q 2Q 1Q 0=0000，与CP 无关；当CR =1、LD =0时，在CP 脉冲上升沿的作用下，D 3~D 0输入的数据d 3 d 2 d 1 d 0被置入计数器，即Q 3Q 2Q 1Q 0=d 3 d 2 d 1 d 0.进位输出CO= Q 3Q 2Q 1Q 0。

一、实验目的1. 理解寄存器的概念和功能。

2. 掌握寄存器的使用方法和操作步骤。

3. 熟悉寄存器在实际应用中的重要作用。

4. 通过实验加深对寄存器原理的理解。

二、实验原理寄存器是一种用于存储和传输数据的基本电子元件，它由触发器组成，具有存储、读取、传输等基本功能。

寄存器在数字电路和计算机系统中起着至关重要的作用，广泛应用于数据处理、指令执行、地址寻址、数据传输等方面。

寄存器按功能可分为以下几种类型：1. 数据寄存器：用于暂存数据，如累加器、数据寄存器等。

2. 地址寄存器：用于存储指令或数据的地址，如程序计数器、基地址寄存器等。

3. 控制寄存器：用于存储控制信息，如指令寄存器、状态寄存器等。

4. 程序状态字寄存器：用于存储程序运行状态，如标志寄存器等。

本实验主要涉及数据寄存器的使用。

三、实验设备与器件1. 实验箱2. 74LS74 D触发器3. 74LS153 3-8译码器4. 74LS74 4位双向移位寄存器5. 74LS02 与非门6. 74LS08 与门7. 电源8. 接线端子9. 逻辑测试仪四、实验内容与步骤1. 实验一：数据寄存器的读写操作（1）搭建实验电路：根据实验原理图，连接74LS74 D触发器、74LS153 3-8译码器、74LS74 4位双向移位寄存器、74LS02 与非门、74LS08 与门等器件。

（2）设置初始状态：将74LS74 D触发器的Q端连接到74LS74 4位双向移位寄存器的并行输入端，将74LS153 3-8译码器的输出端连接到74LS74 4位双向移位寄存器的并行输出端。

（3）编写测试程序：编写程序，对74LS74 D触发器进行初始化，使数据寄存器中的数据为0。

（4）执行测试程序：运行测试程序，观察数据寄存器的读写操作是否正确。

2. 实验二：数据寄存器的移位操作（1）搭建实验电路：根据实验原理图，连接74LS74 D触发器、74LS74 4位双向移位寄存器、74LS02 与非门、74LS08 与门等器件。

集成计数器实验报告集成计数器实验报告引言：集成计数器是数字电路中常用的一种元件，广泛应用于计算机、通信、电子仪器等领域。

本实验旨在通过搭建一个4位二进制同步计数器电路，深入理解集成计数器的原理和工作方式，并通过实际实验验证其性能和稳定性。

实验目的：1. 掌握集成计数器的基本原理和工作方式；2. 学习使用集成计数器进行二进制计数；3. 验证集成计数器的性能和稳定性。

实验器材：1. 集成计数器芯片（如74LS161）；2. 电路连接线；3. 示波器；4. 电源。

实验步骤：1. 将74LS161芯片插入实验板上的插槽中，并连接电源和示波器。

2. 根据芯片的引脚功能表，将芯片与其他元件连接起来，组成一个4位二进制同步计数器电路。

3. 打开电源，观察示波器上的波形变化，确保电路连接正确。

4. 通过手动控制时钟信号的输入，观察计数器的计数过程，并记录每个计数值对应的波形变化。

5. 将时钟信号改为外部输入，并调整输入频率，观察计数器的计数速度和稳定性。

6. 将计数器的输出连接到LED显示器上，观察计数值的变化，验证计数器的准确性。

实验结果：1. 在手动控制时钟信号输入的情况下，计数器按照二进制方式进行计数，波形变化稳定，计数值依次递增。

2. 在外部输入时钟信号的情况下，计数器的计数速度和稳定性与输入频率相关，频率越高，计数速度越快，稳定性越差。

3. 通过LED显示器观察计数值，与示波器显示的波形变化一致，验证了计数器的准确性。

讨论与分析：1. 集成计数器是一种高度集成的数字电路元件，具有较高的计数速度和稳定性。

2. 在实际应用中，可以通过级联多个集成计数器实现更大范围的计数。

3. 集成计数器的计数方式可以根据实际需求进行调整，如二进制、BCD码等。

4. 集成计数器的性能和稳定性受到外部时钟信号的影响，需要根据具体应用场景选择合适的时钟源。

结论：通过本次实验，我们深入了解了集成计数器的原理和工作方式，通过实际搭建电路并观察波形变化，验证了计数器的性能和稳定性。