实验项目一数码管的动态显示

1、实验八 计数器及其应用一、实验目的1熟悉集成计数器的逻辑功能和各控制端的作用，弄清同步和异步的区别。2掌握集成计数器的时序分析方法和测试方法。3掌握用集成计数器实现任意进制计数器和分频的方法，为课程设计做准备。4进一步掌握用示波器测量多个波形时序关系的方法。二、预习要求1熟悉集成计数器74LS160、74LS161、74LS163的功能和引脚排列，并考虑用什么方法测试其功能，列出测试表格。2复习利用集成计数器构成任意计数器的方法，并根据实验内容要求，设计有关电路。三、实验原理计数器是数字系统中使用最多的时序电路，它不仅能用于对时钟脉冲计数，还可用于定时、分频、产生节拍脉冲以及进行数字运算等。计

2、数器的种类很多。如果按计数器中触发器翻转的先后次序分类，可以把计数器分为同步和异步两种；如果按计数过程中计数器的增减分类，又可以把计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。如果按计数器进制分类，可分为二进制、十进制、和任意进制计数器等。此外，有些计数器还具有预置数和可编程功能。74LS161是4位二进制同步加法计数器，具有计数、预置、保持、清除功能，74LS161的逻辑符号如图所示。各引脚功能简介如下：图3.8.1 74LS161逻辑符号 CP：计数脉冲输入端，上升沿触发。D0、D1、D2、D3：并行数据输入端，D3是最高位。Q0、Q1、Q2、Q3：并行数据输出端，Q3为最高位。CO：进位

3、输出端。：异步清除端，当= 0时，Q0 = Q1 = Q2 = Q3 = 0：同步预置控制端，当= 0时，在时钟脉冲CP作用下，Q0 Q1 Q2 Q3= D0 D1D2D3。与CTP、CTT无关，但必须在=1时上述控制有效。CTP、CTT ：使能控制端，当CTP = CTT = 1时，计数器计数； CTP = 0或CTT = 0时，计数器禁止计数，为保持状态。74LS163和74LS161的功能相同，引脚排列也相同，只是清除方式不同，74LS161是异步清除，只要由1变0，输出立即为0，与其它输入方式无关；74LS163为同步清除，在为低电平时，在CP上升沿作用下才能使输出为零。74LS160

4、和74LS161的各引脚功能和排列相同，只是74LS161是4位二进制计数器，而74LS160是十进制计数器，即两计数器的模不同。利用上述各集成计数器芯片，采用复位法或置位法可以实现任意进制计数器，现以5进制计数器为例说明之。1复位法（反馈归零法）图 用复位法实现五进制计数的逻辑图图是用复位法实现五进制计数器的两种逻辑图，图（a）和图( b )分别为由74LS161和74LS163组成的异步清零和同步清零的五进制计数器的逻辑图。2置位法（反馈置数法）置法实现五进制计数器的方案较多，常见的两种方法如图（a）、(b)所示。图 用置位法实现五进制计数器的逻辑图（a）（b）图（a）利用同步预置端，同步

5、置零，图（b）利用进位输出端CO，同步预置补数的方法来实现任意进制计数器，简称CO置补法。CO置补法具有通用性，而且十分灵活、方便。只要并行数据输入端D0、D1、D2、D3按公式：M补 = N M预置数据，就可实现任意进制计数器。其中N为选用计数器的模，M为要求计数器的模。例如，用一片74LS161采用CO置补法实现五进制计数器，要求计数器的模M = 5， 74LS161计数器的模N = 16，则应在74LS161的D0、D1、D2、D3端预置补数值M补= NM = (16 )10( 5 )10 = (11 )10 = (1011)2，将进位信号CO取反后接到置数端即可。 如要求的计数器的模数

6、M大于所选用的计数器的模数N，则可将计数器多片级联使用，在74LS160、74LS161、74LS163中的控制端CO、CTP、CTT可为级联时提供方便。 四、实验内容174LS161的功能测试74LS161的管脚排列见附录，正确接通电源。将CTP、CTT、分别接逻辑开关，CO接LED灯显，Q3、Q2、Q1、Q0输出端接至数码管的D、C、B、A输入端。（1）置74LS161于计数工作状态，CP端用手动单脉冲信号输入。先使计数器预置为0000，然后开始计数，观察数码管数字变化，并画出状态图。（2）预置输入D3D2D1D0 = 0101，再置74LS161于计数状态，之后再分别将、CTP、CTT依

7、次加一次低电平，注意观察和记录实验现象。（3）CP端输入1KHz自动连续脉冲脉冲，并使74LS161计数。用示波器测量CP脉冲与Q0、Q1、Q2、Q3的同步波形，注意观察它们之间的时序关系，并将波形记录下来。连续脉冲频率 = 1KHz，测量此时Q0、Q1、Q2、Q3输出的频率值。274LS160、74LS163的功能测试测试方法同实验内容1。注意74LS160与74LS161的计数进制不同，74LS163与74LS161的清除方式不同，弄清异步清零与同步清零的区别。3用集成计数器采用复位法构成任意进制计数器（1）用集成计数器74LS161和74LS163，采用复位法分别接成十进制计数器，观察C

8、P与各输出端Q0、Q1、Q2、Q3的同步波形，仔细比较电路的异同。（2）用74LS160和74LS161构成二十四进制计数器的电路如图所示。在CP输入端加入 = 1Hz的时钟脉冲，观察电路的自动计数状态。若将74LS160和74LS161的位置调换，此电路是否为二十四进制计数器？4用集成计数器74LS161，采用置位法实现十进制计数器。请自行设计电路，并用实验电路验证。图3.8.4 24进制计数器电路5（选作）如现有频率 = 10KHz的脉冲信号，若要得到400Hz的脉冲信号，需要多少分频的分频器？试设计该分配器，并用实验电路实现。用示波器测出该电路的输出波形周期、计算频率，检查是否满足要求。五、实验仪器和器件1网络智能数字电路实验装置 2. DS5042M数字存储示波器 3. 数字万用表4. 元器件： 74LS160、74LS161、74LS163、74LS00、74LS04 六、实验报告要求1按实验要求自列测试表格，整理实验结果，绘出4位二进制计数器74LS161CP、Q0、Q1、Q2、Q3的同步波形图，比较他们的相位关系。2按实验内容要求画出设计的实验电路图和记录测试结果