提高型实验的电子技术.doc

黄冈师范学院提高型实验报告实验课题多位计数器的分析与设计（实验类型：综合性 设计性 应用性）实验课程电子技术基础实验时间2011-2012学年第2学期学生姓名张三一 李四二专业班级计软实验2011学 号201112340102201112340105实验成绩一、实验目的1.掌握仿真软件Multisim的使用方法；2.掌握中规模集成计数器的逻辑功能和使用方法。二、实验要求及任务1.熟练掌握74LS90功能测试的仿真电路设计；2.熟练掌握74LS90构成任意进制计数器的设计方法。三、实验条件电子技术仿真教学实验系统软件。四、实验原理分析由若干个单元触发器，如边沿JK触发器、D触发器等可以组成任意进制的同步或异步计数器。在同步十进制计数器中，计数脉冲同时驱动各级触发器的时钟，使各级触发器同时动作，因而工作速度较快；在异步计数器中，由于各级触发器时钟不同，因而触发器工作有先有后，电路工作速度较慢。目前中规模集成计数器品种很多，应用十分方便。除特殊需要外，已不必要用单元触发器自行设计计数器了。利用反馈复位法和已有的二进制计数器产品，便可以方便地构成任意进制的计数器。特别是利用可编进制计数器甚至不需要外加复位电路就能十分方便地构成N进制计数器。本文以2/5分频十进制加法计数器74LS90为例，通过仿真实验对集成计数器做进一步的熟悉。74LS90中的R01、R02是计数器置“0”端，同时为“1”有效；R91、R92为置9端，同时为“1”有效；若用INA输入，QA输出，可作一个二进制计数器；若用INB输入，QB、QC、QD三个端子作输出，可作一个五进制计数器；将QA与INB输入相连，INA为输入端，QA、QB、QC、QD作输出端，可做成一个8421码十进制计数器；若将QD与INA输入端相连，INB为输入端，电路形成5421码十进制计数器；用其所有端子有机地配合使用，可以实现“任意进制计数器”功能。五、实验方案或步骤1. 74LS90功能测试电路实验电路如图1所示。为方便观察从低位QA到高位QD输出端的状态，输出端接探测器（Probe），图中的X1X4为4个探测器，一个探测器相当于一个发光二极管，但却只有一个端子，将其接入电路中某点，如该点为高电平（其阈值可在其属性对话框中设置）时，探测器发光。分别改变各个开关的状态，观察从低位QA至高位QD输出端的状态并记录于表1中，同时验证所完成的功能。图1 测试74LS90的功能表1 74LS90功能表R01R02R91R92INAINBQDQCQBQA功能110XXX置011X0XX置0XX11XX置90000X二进制计数0000X五进制0000QA十进制（8421BCD码）0000QD十进制（5421BCD码）2. 二进制计数器（二分频电路）当计数脉冲由INA输入，QA作为输出，构成二进制计数器（也称二分频电路），电路如图2所示。用示波器观察输出波形并加以记录。图2 二进制计数器3. 五进制计数器（五分频电路）当计数脉冲由INB输入，QB、QC、QD作为输出，构成五进制计数器（也称五分频电路），电路如图3所示。用四踪示波器观察输出波形并加以记录。图3 五进制计数器4. 十进制计数器（8421码）将QA与INB输入相连，计数脉冲由INA输入，QA、QB、QC、QD作输出端，可做成一个8421码十进制计数器。电路如图4所示，用四踪示波器观察输出波形。图4 十进制计数器（8421码）5. 十进制计数器（5421码）将QD与INA输入端相连，计数脉冲由INB输入，电路形成5421码十进制计数器，电路如图5所示。用示波器观察输出波形并加以记录。图5 十进制计数器（5421BCD码）6. 七进制计数器本文给出采用反馈归零法构成的七进制计数器的仿真电路，电路如图6所示。该电路的显示结果采用LED数码管，用译码器74LS47驱动共阳数码管。除采用反馈归零法构成的七进制计数器外，还有其它方法，由于实验时间的限制，不做过多介绍，感兴趣的同学可在课后自行设计仿真电路。图6 采用反馈归零法的七进制计数器7采用74LS90构成千以内进制计数器三片74LS90级联，通过采用反馈归零法或预置数法可以实现千以内任意进制计数器。首先给出一个例子，如图2-7所示。该图的计数范围是0999，即千进制计数器。为简化仿真电路图，采用自带译码驱动的数码管显示测试结果。所显示的数码从高位到低位的方向为从右到左。请自行设计并绘制千以内任意进制计数器的仿真电路图。图2-7千进制计数器六、实验结果与分析1.具有同步清零功能的计数器与异步清零功能的计数器用反馈清零法构成N进制的差异？2.具有异步置数功能的计数器与同步置数功能的计数器用反馈置数法构成N进制的差异？3.N进制计数器的构成方法有哪些？可以参考112页和118页的第