60进制计数器设计

60进制计数器设计 60 姓 名: ???? 学 号:\\\\\\\\\\\\\\ 班 级: 应电1001班 实训地点: 南实训楼2418 指导教师: 杨旭、张楠 时间:2012、5、28-2012、6、1 1 目录 1、计数器的概述???????????????????????????????????????????????????????????3 2、六十进制计数器????????????????????????????????????????????????????????????4 2.1设计要求??????????????????????????????????????????4 2.2设计方案框架图???????????????????????????????????????????4 3、六十进制计数器设计描述???????????????????????????????????????????5 3.1设计的思路???????????????????????????????????????????5 3.2设计的实现???????????????????????????????????????????7 4、六十进制计数器的仿真设计与仿真的结果??????????????????????10 4.1基本电路分析仿真设计??????????????????????????????????????????11 4.2 计数器电路的仿真的结果?????????????????????????????????????12 5、心得体会?????????????????????????????????????????13 6、参考文献??????????????????????????????13 2 1、计数器概述 计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。 在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。但是并无法显示计算结果，一般都是要通过外接LCD或LED屏才能显示。 计数器的种类 1.按照计数器中的触发器是否同时翻转分类，可将计数器分为同步计数器和异步计数器两种。 2.按照计数过程中数字增减分类，又可将计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器，随时钟信号不断增加的为加法计数器，不断减少的为减法计数器，可增可减的叫做可逆计数器。 3 2、六十进制计数器 2.1设计要求 (1)每隔99s，计数器增1;能以数字形式显示时间。 (2)当定时器递增到59时，定时器会自动返回到00显示，然后继 续计时。整个计数过程中，X1即发光灯会显示进位信号。 (3)本设计主要芯片是两个74LS162同步十进制计数器，并且由 5V电源供给。 100HZ， 2.2方案框架图 使用100HZ时钟信号作为计数器的时钟脉冲。根据设计基理可知，计数器初值为00，按递增方式计数，增到59时，再自动返回到00。此电路可以作为简易数字时钟的分钟显示。下图为60进制计数器的总体框图。 译码显示 译码显示 进位 置数 十进制计数器十进制计数器 (个位) (十位) 时钟脉冲 3、六十进制计数器设计描述 4 3.1设计的思路:由单元电路组成。 单元电路设计 ?六十进制计数器(个位)电路 本电路采用74LS162作为十进制计数器，它是一个具有同步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器。功能表如下 CR LD CTp CTt CP 工作状态 0 × × × ? 置零 1 0 × × ? 预置数 1 1 1 1 ? 计数 1 1 0 × × 保持 1 1 0 × × 保持 连接方式如图1 : 图1. ?六十进制计数器(十位)电路 连接方法如图2 : 右图符号代表是与非门。 5 图2. ? 时钟脉冲电路(右上图) 接六十进制计数 器(个位)脉冲输 ?置数电路 (左下图 ) 入 ?译码显示电路 如下图所示: 6 3.2设计的实现 ?绘制原理图 7 ? 选定器件列表 仪器名称 型号 数量 用途 同步十进制计极联构成60进 74LS162 2片 数器 制计数器 74LS20D 与非门 辅助设计构成其 74LS00D 与非门 各1个 他计数器 74LS04D 非门 DCD-HEX-BL 共阴极显示器 2只 显示数字计数 UE VDD 电压源 1个 提供脉冲电压 (3)辅助芯片介绍 ?与非门:74LS20D 两个4输入与非门，内含两组4与非门 74LS20D芯片管脚: 第一组:1,2,4,5输入6输出。 第二组:9,10,12,13输入8输出 74LS00D 芯片管脚:第一组:1，2输入3输出。 第二组:3、4输入6输出。 第三组:9、10输入8输出。 第四组:12、13输入11输出。 8 74LS20D 。 ?与非门:74LS00D 四个2输入与非门内含四组2与非门 74LS00D ? 非门:74LS04D 芯片含6个非门 9 4、六十进制计数器的仿真设计与仿真的结果 4.1基本电路分析仿真设计:60进制计数器是由六进制计数器(十 位)和十进制计数器(个位)组成 ?用74LS162D等芯片组成十进制计数器 把十进制计数器当 成六十进制计数器的个位计数器，并且用译码显示管显现出来 (如图下图所示) ?用74LS160D等芯片组成六进制器计数器 把六进制计数器 当 成六十进制计数器的十位计数器，并且用译码显示管显示出来 10 4.2 计数器电路的仿真的结果 以下两个仿真结果分别是计数器计数的仿真起点00和仿真终 点59，之后计数器会自动恢复原来的00起点继续进行循 环计数，并且进位输出灯X1会在59时发光。 11 计数器的状态转换图如下 12 5、总结 5.1心得体会 本设计原理简单，结构清晰，较为容易仿真成功。从本次课程设计中使我获益匪浅，首先使我对数电这门课程有了更深的体会，通过对60进制计数器的设计使我将以前所学的理论知识运用到实际中去，使用Multisim软件进行仿真，使我找到了很多以前没有完全理解的知识，通过再次查找资料，我又学会了很多。本次课程设计也反映出很多问题，比如竞争—冒险现象是很常见的，并且消除此现象并不是很容易，尤其是对结构复杂的电路而言，往往消除了一处竞争—冒险现象，又产生了另一处，此问题需要我以后多加注意。 6、参考文献 [1]彭介华. 电子技术课程设计指导[M]. 北京:高等教育出版社，2002.6:23—42 [2]王传新. 电子技术基础——分析、调试、综合设计[M]. 北京:高 等教育出版社，2006.1:270—275 [3]阎石. 数字电子技术基础[M].第5版.北京:清华大学出版社，2006.5:278—311 [4]康华光.电子技术基础:数字部分[M].第4版.北京:高等教育出版社，2000 13 14