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南京信息工程大学数字逻辑实验报告姓名：尤天羽院（系）：电子与信息工程学院专业：电子信息工程学号：20111305046指导教师：裴晓芳南京信息工程大学电子与信息工程学院2011-06-04基于TTL芯片74LS163 设计模为100的计数器一、引言基于TTL芯片74LS163，利用芯片级联设计并实现一个100进制计数器的逻辑功能，通过电路的仿真和数电实验想进行硬件验证，进一步了解计数器的特性和功能。二、电路设计和分析2.1理论分析获取100进制计数器的常用的方法有两种：一是用时钟触发器和门电路进行设计；二是用集成计数器构成。本题制定用集成芯片74LS163来实现功能，故选用方案二。由于集成计数器是产家生产的定型产品，其函数关系已被固化在芯片中，状态分配即编码是不能更改的，而且多为纯自然态序编码，因此仅是利用清零端或置数端控制，让电路跳过某些状态而获得100进制计数器。从74LS163的状态表可知（如图一所示），74LS163的清零和置数均采用同步方式。本次试验的主要设计理念为：采用数码管显示计数数值，个位显示到9时，下一个上升沿到来时，个位清零，同时向十位进位；同理显示结果为99时，下一个上升沿到来，则归零，继续开始下一轮计数。2.2主要步骤写出状态的二进制代码===1001求归零逻辑==进位设计由于74LS163是十六进制计数器，即计满16个数才能使进位端CO有效，而本题计满10个数就要进位，所以要给CO一个特定的脉冲，给清零端的脉冲正好能满足这个要求。即当=1001时，CO得到一个下降沿，=1010时，CO得到一个上升沿，使进位端有效，与此同时，清零端也有效，完美的实现了清零和进位，比如从29到30。电路仿真如图二所示74LS163功能真值表输入输出CPCO0xxx↑xxxx10xx↑1111↑xxxx110xxxxxx11x0xxxxx0000计数保持保持00图一Multisim仿真原理图图二实验结果分析从Multisim的仿真效果来看，完美的实现了从00~99的循环计数。不过在数电试验箱在进行具体操作时，会出现26,27,28,30,31，32的现象，即跳过29.经分析运算得，由于74LS163是同步清零，当=1001时，应该显示9，但如果方波频率过高，下一个上升沿来的太快，导致清零和进位太快，就直接清零进位了，出现了上述的错误。所以，做数电实验时，最好用单次脉冲还控制，因为手按得频率较慢，能够顺利实现100进制计数。此外，在数电试验箱上操作时，老师还要求先置数然后再开始计数。具体步奏是这样的，先将两片的端置零，然后通过逻辑开关置数，完成置数后，再将两片的端置高，进行计数。需要注意的是，如果要实现先置数再自加一的话，要把时钟换成单次脉冲，计数时再换回去。总结本次设计的100进制计数器两片163的时钟是异步的，置数计数切换起来比较麻烦，不过还在可以接受的范围之内。本系统采用数码管显示10进制计数值，比较直观和人性化。经过一学期的数电实验

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