实验六 计数器及其应用

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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，