计数器实验报告
引言：
计数器是数字电路中的重要组件，用于计数、计时和测量等应用。它可以在各种电子设备中起到决策、控制和计算等作用。本次实验旨在探究计数器的工作原理并验证其功能。
一、实验目的：
本次实验旨在研究计数器的工作原理，了解计数器的结构和使用方法，以及探究不同类型计数器的特点和应用。
二、实验器材和原理：
1. 实验器材：
- 7400系列逻辑门芯片（74LS00、74LS02等）
- 74LS163 4位二进制同步计数器芯片
- 连线板及连接线 - 示波器
- 电源
2. 实验原理：
计数器是由触发器和逻辑门组成的电路，根据输入脉冲的时序和频率来实现计数功能。常见的计数器有同步计数器和异步计数器。
同步计数器：所有触发器在同一脉冲上同时工作，具有高速、同步性好等特点。4位同步二进制计数器（74LS163）是本次实验主要研究的对象。
三、实验步骤和结果：
1. 连接电路：
将四个J-K触发器连接成同步二进制计数器电路。采用74LS163芯片，选用外部时钟输入。 根据芯片引脚连接示意图连接芯片和示波器。
2. 设置电路状态：
给予计数器电路适当的输入电平，根据实验的需求和目的，调整电路状态，例如设置计数范围、初始值等。
3. 测量输出波形：
利用示波器观察和记录计数器的输出波形。分析波形特点，如波形幅值、周期、高低电平时间等。
实验结果表明，计数器能够按照预期的次序进行计数，并在达到最大值后回到初始值重新计数。输出波形清晰、稳定，符合设计要求。
四、实验讨论：
1. 计数器的应用：
计数器广泛应用于各种计数、计时和测量场合，例如时钟、频率计、定时器、计数器、计数调制解调器等。计数器还可用于控制和决策等功能，比如在数字电子秤中用于计算重量。
2. 计数器的类型：
除了同步计数器，异步计数器也是常见的计数器类型。异步计数器与同步计数器相比，其工作原理和时序不同，有着不同的特点和优劣势。
3. 计数器的扩展：
实验一 设计含异步复位和同步加载功能的加法
计数器
一、实验目的
学习计数器的设计、仿真和硬件测试，进一步熟悉VHDL设计技术。
二、实验原理
在Quartus II 上对源程序进行编辑、编译、综合、适配、仿真。
说明源程序各语句的作用，详细描述其功能特点，给出其所有信号的时
序仿真波形。RST为异步清零信号，高电平有效；CLK是锁存信号；EN为
计数使能信号，LOAD为加载控制信号，DATA为预置数。当时钟信号
CLK、加载控制信号LOAD、复位信号RST或时钟使能信号EN中任一信号发
生变化，都将启动进程语句PROCESS。此时如果RST为‘0’，将对计数
器清零，即复位，这项操作是独立于CLK的，因而称异步。
三、实验仪器
（1）配套计算机及Quartus II 软件
四、实验步骤
（1）完成含异步清零和同步使能的加法计数器的VHDL描述，并对
其进行波形仿真，确定结果正确。
五、 VHDL仿真实验
（1）建立文件夹E：\alteral\edashiyan\che3-20,启动QuartusII软件
工作平台，打开并建立新工程管理窗口，完成创建工程。
图1 利用New Project Wizard创建工程CNT10
(2) 打开文本编辑。NEW→VHDL File→相应的输入源程序代码→存盘为CNT10.vhd.。
图2 选择编辑文件类型
源程序代码如下：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY CNT10 IS
PORT (CLK,EN,RST,LOAD: IN STD_LOGIC;
DATA: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
DOUT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
COUT: OUT STD_LOGIC );
END;ARCHITECTURE behav OF CNT10 IS
实验四 8253定时/计数器应用
1. 实验目的
掌握8253命令字的设置及初始化和8253的工作方式及应用编程
2. 实验内容
8253是INTEL公司生产的通用外围接口芯片之一，它有3个独立的16位计数器，计数频率范围为0－2MHZ。它所有的计数方式和操作方式都可通过编程控制。其功能是延时终端、可编程频率发生器、事件计数器、倍频器、实时时钟、数字单稳和复杂的电机控制器。
3. 实训步骤
实现方式0的电路图。设8253端口地址为：40H-43H
要求：设定8253的计数器2工作方式为0 ，用于事件计数，当计数值为5时，发出中断请求信号，8088响应中断在监视设备上显示M。本实训利用KK1作为CLK输入，故初值设为5时，需按动KK1键6次，可显示一个M.
实验七 8253定时/计数器应用实验
一．实验目的
1.熟悉8253在系统中的典型接法。
2.掌握8253的工作方式及应用编程。
二．实验设备 CLK2
GATE2
OUT2
IR7(8259A) +5v
KK1+
KK1-
KK2-
KK2- TDN86/88教学实验系统一台
三．实验内容
（一）系统中的8253芯片
图7-1 8253的内部结构及引脚
1. 8253可编程定时/计数器介绍
8253可编程定时/计数器是Intel公司生产的通用外围芯片之一。它有3个独立的十六位计数器，计数频率范围为0-2MHz。它所有的计数方式和操作方式都通过编程的控制。
8253的功能是：（1）延时中断（2）可编程频率发生器（3）事件计数器
（4）倍频器（5）实时时钟（6）数字单稳（7）复杂的电机控制器 8253的工作方式：（1）方式0：计数结束中断 （2）方式1：可编程频率发生器
（3）方式2：频率发生器 （4）方式3：方波频率发生器
n进制计数器的设计与制作实验报告
一、实验目的
本实验的目的是设计并制作一个n进制计数器，通过实践掌握数字电路设计和实现的方法和技巧，加深对数字电路原理的理解。
二、实验原理
1. n进制计数器
n进制计数器是一种能够进行n进制计数的电路，其中n为正整数。在二进制计数器中，n=2。在n进制计数器中，每当计数到n-1时，输出信号会发生一次溢出，并从0开始重新计数。
2. 计数器的类型
根据计数方式不同，常见的计数器类型有同步计数器和异步计数器。同步计数器需要所有触发器同时改变状态才能进行下一次计数；异步计数器则只需要一个触发器改变状态即可进行下一次计数。
3. 触发器
触发器是数字电路中常用的存储元件，可以存储一个比特位（0或1）。常见的触发器有SR触发器、D触发器、JK触发器等。
三、实验设备与材料
1. 74LS74 D型正沿触发双稳态触发器
2. 74LS90 4位十进制/BCD分频/技术性升降沿触发式二分频循环式计数器
3. 7404 六反相器芯片
4. 面包板
5. 连接线
四、实验步骤
1. 按照电路原理图连接电路，将74LS90计数器的Q0-Q3输出接到7404反相器的输入端。
2. 将7404反相器的输出端连接到74LS74触发器的D端，同时将74LS74触发器的时钟端连接到74LS90计数器的CLK端。
3. 将最高位（Q3）的输出接到LED灯，用于观察计数情况。
4. 将面包板上电源线和地线连接好，开启电源。
五、实验结果
经过实验，可以看到LED灯随着计数值不断变化。当计数值达到7时，LED灯会熄灭并重新从0开始计数。
六、实验分析与结论
本实验成功设计并制作出了一个n进制计数器。通过实践掌握了数字电路设计和实现的方法和技巧，并加深了对数字电路原理的理解。
七、存在问题与改进方案
1. 实验中使用的是四位十进制/BCD分频/技术性升降沿触发式二分频循环式计数器，如果需要进行其他进制的计数，则需要更换不同类型的计数器芯片。
