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时间:2018-07-26
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1、实验六计数器及其应用一、实验目的1.学习集成触发器构成计数器的方法;2.掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法;3.用集成电路计数器构成1/N分频器。二、实验预习要求1.复习计数器电路工作原理;2.预习中规模集成电路计数器74LS192的逻辑功能及使用方法;3.复习实现任意进制计数的方法。三、实验原理 计数器是典型的时序逻辑电路,它用来累计和记忆输入脉冲的个数。计数是数字系统中很重要的基本操作,集成计数器是最广泛应用的逻辑部件之一。 计数器种类较多,按构成计数器中的多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,
2、分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器;根据计数的增减趋势,又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等。图实验6.1 四位二进制异步加法计数器 1.用D触发器构成异步二进制加/减计数器。 如图实验6.1所示,用四个D触发器构成四位二进制异步加法计数器,其连接特点是将D触发器接成T’触发器,再由低位触发器的端和高一位的CP端相连。 如果将上图中的Q端与高一位的CP端相连,即可构成四位二进制异步减法计数器。 2.计数器级联使用及任意进制计数器的实现 (1)任意进制的实现 图实验6.2所示利用74LS1
3、92采用复位法构成五进制计数器。 图实验6.3所示利用74LS161采用置位法构成十进制计数器。图实验6.2复位法构成五进制计数器图实验6.3置位法构成十进制计数器 (2)一个十进制计数器只能表示0~9,要扩大计数范围,常常用多个十进制计数器级联使用。74LS192设有进位(或借位)输出端,因此可用其进位(或借位)输出信号驱动下一级计数器。如图实验6.4所示。图实验6.4计数器扩展四、实验仪器设备1.TPE-ADⅡ数字电路实验箱1台2.双时钟同步加/减计数器74LS1922片3.四位同步二进制加法计数器74LS1611片4.双D触发器74LS
4、742片5.四两输入集成与非门74LS001片五、实验内容及方法1.用74LS74D触发器构成四位二进制异步加法计数器。 (1)按图实验6.1连接,接至逻辑开关输出插孔,将CP端接单次脉冲源,输出端Q3、Q2、Q1、Q0接逻辑电平显示插孔,接高电平+5V。 (2)清零后,逐个送入单次脉冲,观察并记录Q3、Q2、Q1、Q0状态。 (3)将单次脉冲改为1Hz的连续脉冲,观察Q3、Q2、Q1、Q0的状态。(4)将图实验6.1改成减法计数器,重复上述步骤,并列表记录输出状态。2.74LS192逻辑功能测试 将74LS192的CP接单脉冲源,清零端(C
5、R=1)、置数端=0、数据输入端(D3~D0)分别接逻辑开关,输出端(Q3~Q0)接逻辑电平显示插孔;和接逻辑电平显示插孔或译码显示输入的相应插孔。按表6.1逐项测试,检查是否相符。 (1)清零(CR) 当CR=1,其它输入端状态为任意态,此时Q3Q2Q1Q0=0000。之后,置CR=0,清零结束。 (2)置数 当CR=0,CPu、CPD任意,D3D2D1D0任给一组数据,=0时,输出Q3、Q2、Q1、Q0与D3、D2、D1、D0数据相同,此时74LS192处于置数状态。 (3)加法计数 CR=0,LD=CPD=1,CPu接单
6、次脉冲源。在清零后送入9个单次脉冲,观察输出状态变化是否发生在CPu的上升沿。 (4)减计数 CR=0,LD=CPu=1,CPD接单次脉冲源。参照(3)进行实验。3.任意进制的实现 按图实验6.2连接电路,构成5进制计数器。 按图实验6.3连接电路,构成十进制计数器。 按图实验6.4连接电路,实现00~99加法计数,输入1Hz连续计数脉冲,并记录之。六、实验报告1.画出实验线路图,记录整理实验现象及实验所得的有关波形,对实验结果进行分析。(一)用74LS74D触发器构成四位二进制异步加法/减法计数器。四位二进制异步加法计数器①D触发器构成四位二进制
7、异步加法计数器实验线路图②步骤(2)和步骤(3)中Q3、Q2、Q1、Q0状态变化相同,即都是在脉冲的作用下从0000—>1111循环,数据记录如下:CP接单脉冲,输入脉冲数(清零后,送入单次脉冲)CP接1HZ的连续脉冲(假设初始状态为0000)输出状态Q3Q2Q1Q000000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100131101141110151111③实验现象及结果分析CP接单脉冲时,清零后,Q3、Q2、Q1、Q0的状态变为0000(四个灯都不亮),当逐个送入单次脉冲后,Q3
8、、Q2、Q1、Q0状态,
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