模块七 十进制可逆计数器

1、模快七 十进制可逆计数器的设计课时安排：理论2课时，实训14课时（电路设计仿真2课时，电路装配调试12课时）8.1 教学目的要求8.1.1 掌握十进制可逆计数器设计方案和方案论证的方法；8.1.2 掌握十进制可逆计数器的设计方法；8.1.3 熟悉编码器、译码器、数码管的使用；8.1.4 学会电路的安装、焊接和调试方法。8.2 教学重点 十进制可逆计数器的方案设计及方案论证。8.3 教学难点 十进制可逆计数器的设计及参数计算。8.4 教学内容8.4.1十进制可逆计数器的方案设计及方案论证。；8.4.2十进制可逆计数器的设计及参数计算；8.4.3编码器、译码器、数码管的使用；8.4.4 十进制可逆

2、计数器的组装及功能调试。新课引入：模块题目：十进制可逆计数器的设计设计要求：1、 可实现十进制计数的功能。2、 可逆计数器：计数规律可按加法计数规律计数，也可按减法计数规律计数，由控制端决定。设计思路计数器是用来累计时钟脉冲（CP脉冲）个数的时序逻辑部件。它是数字系统中用途最广泛的基本部件之一，几乎在各种数字系统中都有计数器。它不仅可以计数，还可以对CP脉冲分频，以及构成时间分配器或时序发生器，对数字系统进行定时、程序控制操作。此外，还能用它执行数字运算。1、  计数器的特点：在数字电路中，把记忆输入CP脉冲个数的操作叫做计数，能实现计数状态的电子电路称为计数器。特点为（1）该电路一

3、般为Moore型电路，输入端只有CP信号。（2）从电路组成看，其主要组成单元是时钟触发器。2、 计数器分类  1）按CP脉冲输入方式分类     按CP脉冲输入方式，计数器分为同步计数器和异步计数器两种。  同步计数器：计数脉冲引到所有触发器的时钟脉冲输入端，使应翻转的触发器在外接的CP脉冲作用下同时翻转。     异步计数器：计数脉冲并不引到所有触发器的时钟脉冲输入端，有的触发器的时钟脉冲输入端是其它触发器的输出，因此，触发器不是同时动作。 2）按计数增减趋势分类 

4、0; 按计数增减趋势，计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器三种。  加法计数器：计数器在CP脉冲作用下进行累加计数（每来一个CP脉冲，计数器加1）。 减法计数器：计数器在CP脉冲作用下进行累减计数（每来一个CP脉冲，计数器减1）。可逆计数器：计数规律可按加法计数规律计数，也可按减法计数规律计数，由控制端决定。3）按数制分类 按数制分为二进制计数器和非二进制计数器（一般为BCD码十进制计数器）两类。 二进制计数器：按二进制规律计数。最常用的有四位二进制计数器，计数范围从0000到1111。如例5.1中所示电路就是同步四位二进制加法计数器；例5.4中所示电路为异步四位二进制减法计

5、数器。 BCD码十进制计数器：按二进制规律计数，但计数范围从0000到1001。如例12.2中所示电路为同步BCD码十进制加法计数器。 4）按计数器中使用的开关元件分类分为TTL计数器和CMOS计数器。 设计方案 1.电路结构: 由四个JK主从触发器组成，其中FF0始终处于计数状态。Q0同时触发FF1和FF3，Q3反馈到J1，Q2Q1作为J3端信号。 2.工作原理 (1)工作波形分析法由逻辑图可知，在FF3翻转以前，即从状态0000到0111为止，各触发器翻转情况与异步二进制递增计数器相同。第八个脉冲输入后，四个触发器状态为1000，此时Q30，使下一个FF0来的负阶跃电压不能使FF1翻转。因

6、而在第十个脉冲输入后，触发器状态由1001变为0000，而不是1010，从而使四个触发器跳过10101111六个状态而复位到原始状态0000，其工作波形如图8(b)所示。当第十个脉冲作用后，产生进位输出信号C0=Q3Q0。 (2)状态方程分析法: 首先列出各触发器驱动方程： 触发器在异步工作时，若有CP触发沿输入，其状态由特征方程确定，否则维持原态不变。这时触发器的特征方程可变为Qn+1=(JQn+KQn)CP+QnCP，其中CP1表示有CP触发沿加入，CP0表示没有CP触发沿加入。所以可以写出以下状态方程： 根据以上状态方程，即可列出计数器的状态转移表，如表、系统组成框图、单元电路的设计电子

7、元件清单元件名代号规格数量(个)电阻R110K2电阻R22K2电阻R3100K1电阻R4R1733014集成块4510/2集成块4511/2集成块74LS112D/1三极管NPN/1数码管共阴21、 电路原理图的设计（1） 根据设计要求选择合适的元器件（2） 画出十进制可逆计数器电路的原理图2、 电路的制作与调试（1） 根据原理图制作电路板（2） 对电路板进行装配和调试二、 设计目的1、 通过设计，加深对电子技术知识理解，巩固和提高学过的理论与专业知识，并予以适当的深化。2、 掌握十进制可逆计数器设计的一般方法，包括元器件的选择；电路原理图的设计和绘制；电路的制作与调试等。3、 学会在项目开发

8、时如何搜集和查阅资料、使用开发工具、进行方案论证与设计、总结设计成果，撰写学术论文等，为今后工作打下良好基础。小结：十进制可逆计数器的设计。作业：设计方案，十进制可逆计数器电路图。十进制可逆计数器设计仿真（2课时）采用电子制图软件PROTEL，MULTISIM十进制可逆计数器的安装与调试（12课时）十进制可逆计数器实训设备及元器件1焊接时要对各个功能模块电路进行单个测试，需要时可设计一些临时电路用于调试。2测试电路时，必须要保证焊接正确，才能打开电源，以防元器件烧坏。4. 按照原理图焊接时必须要保证可靠接地。作业：实训报告及要求1设计目的。2设计要求。3总体设计框图，并说明每个模块所实现的功能。4功能模块，可有多个方案，并进行方案论证与比较，要有详细的原理说明。5总电路图设计，有原理说明。6实现仪器，工具。7分析测量结果，并讨论提出改进意见。8总结：遇到的问题和解决办法、体会、意见、建议等。教学后记：本次模块教学，学生更进一步掌握了数字电子技术知识知识的综合运用，十进制可逆计数器电路将脉冲产生