十进制计数与显示电路的设计与仿真

《十进制计数与显示电路的设计与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、皖西学院课程设计报告系别：专业：学生姓名：学号：课程设计题目：十进制计数与显示电路设计与仿真起迄日期:课程设计地点:指导教师:完成日期:2009年11月20日目录一．设计目的和设计内容1.1设计目的1.2设计要求二．设计原理2.1计数器2.2集成计时器2.3常用计时器原理2.4显示与译码2.5VHDL计数器三.设计方案3.1备选方案3.2设计方案3.3仿真软件的选择四.仿真分析和体会五.致谢六.参考资料摘要:计数器的功能是记忆脉冲的个数,它是数字系统中应用最广泛的基本时序逻辑构件。计数器在微型计算机系统中的主要作用就是

2、为CPU和I/O设备提供实时时钟，以实现定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示等定时控制，或者对外部事件进行计数。一般的微机系统和微机应用系统中均配置了定时器/计数器电路，它既可当作计数器作用，又可当作定时器使用，其基本的工作原理就是"减1"计数。计数器：CLK输入脉冲是一个非周期事件计数脉冲，当计算单元为零时，OUT输出一个脉冲信号，以示计数完毕。以下是关于十进制计数器的几种设计方法。一．设计目的和内容1．本次课程设计应达到的目的：1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题；2、通过查阅手册和相关文

3、献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力；3、进一步熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性，并掌握合理选用器件的原则；4、学会电路的设计与仿真；5、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。2．本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）：1、具有10进制计数功能；2、设置外部操作开关，控制计数器的直接清零、启动、和暂停/连续功能；3、计时器为10进制加法计数，计时间隔为1秒；4、并用相关仿真软件对电路进行仿真。二．设计原理1.计数器计数器是数字系统中用的较多的基本逻辑器件。它不仅能记录输入时钟脉冲的

4、个数，还可以实现分频,定时，产生节拍脉冲和脉冲序列等。例如，计算机中的时序发生器，分频器，指令计数器等都要使用计数器。计数器的种类很多。按时序脉冲输入方式的不同，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制不同可以分为二进制计数器和非二进制计数器；按计数器的数字增减趋势的不同，可分为加法计数器，减法计数器和可逆计数器。同步计数器是指计数器内所有的触发器共同使用同一个输入的时钟脉冲信号，在同一个时刻翻转，有计数速度快的特点。异步计数器是指计数器内各触发器的输入时钟信号的来源不同，各电路的翻转时刻也不一样，因此计数速度较慢在非

5、二进制计数器中，最常用的是十进制计数器，其他进制计数器习惯上称为任意进制计数器。非二进制计数器也有异步和同步，加减和可逆计数器的各种类型。2.集成计数器集成计数器在一些简单小型数字系统中仍被广泛有用，因为他们具有体积小，功耗低，功能灵活等优点。集成计数器的类型很多，表1列举了若干集成计数器产品。表1几种集成计数器CP脉冲引入方式型号计数模式清零方式预置数方式同步741614位二进制加法异步(低电平)同步74HC1614位二进制加法异步(低电平)同步74HCT1614位二进制加法异步(低电平)同步74LS191单时钟4位

6、二进制可逆无异步74LS193双时钟4位二进制可逆异步(高电平)异步74160十进制加法异步(低电平)同步74LS190单时钟十进制可逆无异步异步74LS293双时钟4位二进制加法异步无74LS290二-五-十进制加法异步异步3常用计数器74161的功能74161是4位二进制同步加计数器。图（a)、(b)分别是它的逻辑电路图和引脚图，其中RD是异步清零端，LD是预置数控制端,D0、D1、D2、D3是预置数据输入端,EP和ET是计数使能端，C=ET•Q0•Q1•Q2•Q3是进位输出端，它的设置为多片集成计数器的级联提供了

7、方便。表2是74161的功能表。由表可知，74161具有以下功能：1.异步清零当RD=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RD=1的条件下，当LD=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～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RD=LD=1的条件下,当ET•EP=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

8、原有状态不变(停止计数)。需要说明的是，当EP=0,ET=1时，进位输出C也保持不变；而当ET=0时，不管EP状态如何，进位输出C=0。4.计数当RD=LD=EP=ET=1时,74161处于计数状态,其状态表如表3。表274161的功能表清零预置使能时钟预置数据输入输出RDLDEPETCPD0D1D2D3Q0Q1Q2Q3L××××