同步计数器及应用

为了提高计数器的工作频率、缩短传输延迟时间，希望计数器状态转换时所有需要翻转的触发器同时翻转，于是同步计数器便应运而生。在同步计数器内部，各个触发器都受同一时钟脉冲——输入计数脉冲的控制，因此，它们状态更新是同时进行的，故被称为“同步计数器”。

同步计数器既可以用T'触发器组成，也可以用T触发器组成。在使用T'触发器时，由时钟信号的有无控制触发器是否应翻转。而在使用T触发器时，是否应当翻转由输入端T的状态决定。因为T触发器只有一个输入端T，当T-l时，为计数状态；当丁-0时，保持状态不变，通常使用JK触发器构成T触发器。

1．同步二进制减法计数器

根据二进制减法计数转换规律，最低位触发器FFo与加法计数器中FFo相同，每来一个计数脉冲翻转一次，应有Jo=Ko =1。其他触发器的翻转条件是所有低位触发器的Q端全为O，应有Ji一Ki一Qo、J2一Kz一Qi Qo。由三个JK触发器构成的T触发器构成的三位二进制同步减法计数器如图5. 16电路所示。图中各触发器均由同一个CP时钟脉冲拉制，因此三个触发器的翻转就由其输入信号的状态决定。

从状态图可知随CP脉冲的递增，触发器的输出Q2 QiQo是递减的，且经过八个CP脉冲完成一个循环过程。从图5.17(b)所示时序图可知：Qo端输出矩形信号的周期是输入CP信号的周期的两倍，所以Qo端输出信号的频率是输入CP信号频率的1／2，对应Q．端输出信号的频率是输入CP信号频率的114，因此N进制计数器同时也是一个N分频器，所谓分频就是降低频率，N分频器输出信号频率是其输入信号频率的N分之一。

2．集成同步计数器74LS161 74LS161是同步四位二进制加法集成计数器，管脚排列如图5.18所示，逻辑功能如表5.7所示。

集成同步四位二进制加法计数器74LS161具有以下功能：

复位端CR =o时，输出Q3 Q2 QiQo全为零，与CP无关，实现异步清零功能（又称复位功能）。

CR =1，预置控制端LD -O，并且CP—CP十时，Q3 Q2 Qi Qo—D3 D2 Di Do，实现同步预置数功能。

CR一LD一1且CTP．CTT—O时，输出Q3 Q2 Qi Qo保持不变。

C一LD一CTP=CTT =1，并且CP=CP十时，计数器开始加法计数，实现计数功能。

3.N进制计数器

以集成同步计数器74LS161为例，介绍构成任意进制计数器(N进制)的方法。

(1)直接清零法

直接清零法是利用芯片的复位端可i和与非门，将N对应的输出二进制代码中等于1的输出端，通过与非门反馈到集成芯片的复位端C，使输出回零。例如，用74LS161构成十进制计数器，令LD—CTP一CTT=“1”，因为N- 10，其对应的=进制代码为1010，将输出端Q3和Qi通过与非门接至74LS161的复位端CR，电路如图5. 19(a)所示，实现N值反馈清零法。

CR -o时，计数器输出复位清零。因CR=Q3—Q，故由o变1时，计数器开始加法计数。当第10个CP脉冲输入时，Q3 Q2 QiQo - iolo，与非门的输出为O，即CR-0，使计数器复位清零，与非门的输出变为1，即CR -1时，计数器又开始重新计数。

(2)预置数法

预置数法利用芯片的预置控制端LD和预置输入端D3 D2 Di Do构成N进制计数器。因LD 是同步预置数端，所以只能采用N-l值反馈法。例如，图5.20(a)所示的七进制计数器，先将CR一CTP一CTT一1，再令预置输入端D3 D2 Di Do一0000(即预置数O)，以此为初态进行计数，从O到6共有七种状态，6对应的二进制代码为0110，将输出端Q2、Qi通过与非门接至74LS161的预置控制端LD，电路如图5. 20(a)所示。若LD一0，当CP脉冲上升沿（CP十）到来时，计数器输出状态进行同步预置，使Q3 Q2 QiQo一D3 D2 DiD。- 0000，随即LD一Q2Q1 =1，计数器开始随外部输入的CP脉冲重新计数。

同步二进制加法计数器

同步二进制加法计数器 F0302011 5030209303 刘冉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，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，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）。 3) 按数制分为二进制计数器和非二进制计数器两类。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。异步加法的缺点是运算速度慢，但是其电路比较简单，因此对运算速度要求不高的设备中，仍不失为一种可取的全加器。同步加法优点是速度快，虽然只比异步加法快千分之一甚至几千分之一秒，但对于计数器来讲，却是十分重要的。所以在这个高科技现代社会中，同步二进制计数器应用十分广泛。下图为三位二进制加法计数器的电路图。图1 三位二进制计数器图示电路为对时钟信号计数的三位二进制加法计数器或称为八进制加法计数器。该电路的经典分析过程: 1.根据电路写出输出方程、驱动方程和状态方程 2. 求出状态图 3.检查电路能否自启动 4.文字叙述逻辑功能解：

计数器的设计实验报告

计数器的设计实验报告篇一：计数器实验报告实验4 计数器及其应用一、实验目的 1、学习用集成触发器构成计数器的方法 2、掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法二、实验原理计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。根据计数制的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等等。目前，无论是TTL还是

CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。 1、中规模十进制计数器 CC40192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图5－9－1所示。图5－ 9－1 CC40192引脚排列及逻辑符号图中LD—置数端CPU—加计数端CPD —减计数端CO—非同步进位输出端BO—非同步借位输出端 D0、D1、D2、D3 —计数器输入端 Q0、Q1、Q2、Q3 —数据输出端CR—清除端 CC40192的功能如表5－9－1，说明如下：表5－9－1 当清除端CR为高电平“1”时，计数

器直接清零；CR置低电平则执行其它功能。当CR为低电平，置数端LD也为低电平时，数据直接从置数端D0、D1、D2、D3 置入计数器。当CR为低电平，LD为高电平时，执行计数功能。执行加计数时，减计数端CPD 接高电平，计数脉冲由CPU 输入；在计数脉冲上升沿进行8421 码十进制加法计数。执行减计数时，加计数端CPU接高电平，计数脉冲由减计数端CPD 输入，表5－9－2为8421 码十进制加、减计数器的状态转换表。加法计数表5－9－减计数 2、计数器的级联使用一个十进制计数器只能表示0～9十个数，为了扩大计数器范围，常用多个十进制计数器级联使用。同步计数器往往设有进位（或借位）输出端，故可选用其进位（或借位）输出信号驱动下一级计数器。图5－9－2是由CC40192利用进位

基于QuartusII的同步计数器设计

基于QuartusII的同步计数器设计目录一、软件及语言概述二、实验设计三、学习感悟四、参考文献一、软件及语言概述 1.1软件介绍： Quartus II是Altera公司在21 世纪初推出的FPGA/CPLD开发环境，是Altera前一代FPGA/CPLD集成开发环境MAX+PLUS II的更新换代产品，其优点是功能强大、界面友好、使用便捷。它支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL 等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。Quartus II支持Altera的IP内核，包含了 LPM/MegaFunction宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性，加快了设计速度。此外，Quartus II通过和DSP Builder工具与Matlab/Simulink的相结合，可以方便的实现各种DSP应用系统；支持Altera 的片上可编程系统开发，集系统设计、嵌入式软件开发。可编程逻辑设计于一体，是一个综合性的开发平台。 Quartus II有严格的设计流程，分为设计输入与约束、分析和综合、布局布线、仿真及编程与配置等。本次仿真设计所用到的版本为Quartus II 9.0，其用户界面如下图所示： 1.2 Verilog HDL语言概述: Verilog HDL即Verilog硬件描述语言，它主要应用于数字电路和系统设计、数字电路和系统仿真等，即利用计算机和相关软件对用Verilog HDL等硬件语言建模的复杂数字逻辑电路设计进行仿真验证，再利用综合软件将设计的数字电路自动综合，以得到符合功能需求并且在相应的硬件电路结构上可以映射实现的数字逻辑网表，然后布局布线，根据网表和选定的实现器件工艺特性自动生成具体电路，同时软件生成选定器件的延时模型，经过仿真验证确定无误后写入器件中，最终实现电路设计。Verilog HDL语言不仅定义了语法而且对每个语法结构都定义了清晰的模拟、仿真语义。因此用这种语言编写的模型能够使用Verilog仿真

100进制同步计数器设计

实验名称：100进制同步计数器设计专业班级：姓名：学号：实验日期：一、实验目的： 1、掌握计数器的原理及设计方法； 2、设计一个0~100的计数器； 3、利用实验二的七段数码管电路进行显示；二、实验要求： 1、用VHDL 语言进行描写； 2、有计数显示输出； 3、有清零端和计数使能端；三、实验结果： 1. VHDL程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; PACKAGE my_pkg IS Component nd2 -- 或门 PORT (a,b: IN STD_LOGIC; c: OUT STD_LOGIC); END Component; Component led_decoder PORT (din:in std_logic_vector(3 downto 0 ); --四位二进制码输入 seg:out std_logic_vector(6 downto 0) ); --输出LED七段码 END Component; 1

Component CNT60 --2位BCD码60进制计数器 PORT ( CR:IN STD_LOGIC; EN:IN STD_LOGIC; CLK:IN STD_LOGIC; OUTLOW:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); OUTHIGH:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END Component; Component CNT100 --带使能和清零信号的100进制计数器PORT ( CLK:IN STD_LOGIC; EN:IN STD_LOGIC; CLR:IN STD_LOGIC; OUTLOW:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); OUTHIGH:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END Component; Component freq_div --50MHZ时钟分频出1Hz PORT ( clkinput : IN STD_LOGIC; output : OUT STD_LOGIC ); END Component;

数字电路实验计数器的设计

数字电路与逻辑设计实验报告实验七计数器的设计：黄文轩学号：17310031 班级：光电一班

一、实验目的熟悉J-K触发器的逻辑功能，掌握J-K触发器构成异步计数器和同步计数器。二、实验器件 1.数字电路实验箱、数字万用表、示波器。 2.虚拟器件: 74LS73，74LS00, 74LS08, 74LS20 三、实验预习 1. 复习时序逻辑电路设计方法 ①根据设计要求获得真值表 ②画出卡诺图或使用其他方式确定状态转换的规律 ③求出各触发器的驱动方程 ④根据已有方程画出电路图。 2. 按实验内容设计逻辑电路画出逻辑图 Ⅰ、16进制异步计数器的设计异步计数器的设计思路是将上一级触发器的Q输出作为下一级触发器的时钟信号，置所有触发器的J-K为1，这样每次到达时钟下降沿都发生一次计数，每次前一级触发器从1变化到0都使得后一级触发器反转，即引发进位操作。画出由J-K触发器组成的异步计数器电路如下图所示：

使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位触发器的输出，以及时钟信号。：可以看出电路正常执行16进制计数器的功能。 Ⅱ、16进制同步计数器的设计较异步计数器而言，同步计数器要求电路的每一位信号的变化都发生在相同的时间点。

因此同步计数器各触发器的时钟脉冲必须是同一个时钟信号，这样进位信息就要放置在J-K 输入端，我们可以把J-K端口接在一起，当时钟下降沿到来时，如果满足进位条件(前几位触发器输出都为1)则使JK为1，发生反转实现进位。画出由J-K触发器和门电路组成的同步计数器电路如下图所示使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位触发器的输出，计数器进位输出，以及时钟信号。：

verilog HDL十进制加减法计数器报告

十进制加减法计数器 1.实验要求（1）在Modelsim环境中编写十进制加减法计数器程序；（2）编译无误后编写配套的测试程序；（3）仿真后添加信号，观察输出结果。 2.设计程序如下 module decade_counter #(parameter SIZE=4) (input clock,load_n,clear_n,updown, input [SIZE-1:0]load_data, output reg [SIZE-1:0]q ); always @(negedge load_n,negedge clear_n,posedge clock) if (!load_n) q<=load_data; else if (!clear_n) q<=0; else //clock??? if(updown) q<=(q+1)%10; else begin if(q==0) q<=9; else q<=q-1; end endmodule 3.测试程序如下 `timescale 1ns/1ns module test_decade_counte; reg clock,load_n,clear_n,updown; reg [3:0]load_data; wire [3:0]q; decade_counter T1(clock,load_n,clear_n,updown,load_data,q); initial begin clock=0;clear_n=0;

#30 clear_n=1;load_n=0;load_data=7; #30 load_n=1;updown=0; #300 updown=1; #300 updown=0; #300 updown=1; #300 $stop; end always #10 clock=~clock; always @(q) $display("At time%t,q=%d",$time,q); endmodule 4．波形如下 5.测试结果如下 # At time 0,q= 0 # At time 30,q= 7 # At time 70,q= 6 # At time 90,q= 5 # At time 110,q= 4 # At time 130,q= 3 # At time 150,q= 2 # At time 170,q= 1 # At time 190,q= 0 # At time 210,q= 9 # At time 230,q= 8 # At time 250,q= 7 # At time 270,q= 6 # At time 290,q= 5 # At time 310,q= 4 # At time 330,q= 3

基于单片机的计数器设计 (1)

百度文库- 让每个人平等地提升自我！ - 1 - 湖南科技大学单片机课程设计题目基于单片机的计数器设计姓名李建雄学院机电工程学院专业测控技术与仪器学号09030303 指导教师戴巨川成绩二〇一二年六月二日

百度文库- 让每个人平等地提升自我！ - 2 - 摘要本设计是根据我们所学习的单片机课程，按照课程要求进行的课程检验。单片机技术是一个不可或缺的技术，尤其是对于我们测控技术与仪器专业来说它是我们必须要掌握的技能之一，使我们未来工作和生活的根本。现在的社会是一个信息科技高速发展的社会，也是一个电子技术和微机计算机迅速发展的时代，单片机的档次和水平在不断的提高，其应用的领域和范围也越来越广，成为现代电子系统中最重要的智能化核心部分。随着计数器技术的不断发展与进步，计数器的种类越来越多，应用的范围越来越广，随之而来的竞争也越来越激烈。过硬的技术也成为众多生产厂商竞争的焦点之一。厂商为了在竞争中处于不败之地，从而不断地改进技术，增加产品的种类。现计数器的种类以增加到：电磁计数器、电子计数器、机械计数器（拉动机械计数器、转动机械计数器、按动机械计数器、测长机械计数器）、液晶计数器等。计数器的应用范围也遍布印刷、纺织、印染、针织、电缆、电讯、军工、轻工、机械、开关、断路器、矿山、实行多班制的纺织行业的织布机、织带机、制线、制带、造纸、制革、薄膜、高压开关电器产品、试验设备，印刷设备、短路器、医疗、纺织、机械、仓库和码头的货运、行人及车辆过往的数量计数、冶金、食品、国防、包装、配料、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。

百度文库- 让每个人平等地提升自我！ - 3 - 目录 2.2设计原理 (6) 数码管的介绍 ............................................................................................................................... - 11 -3.3电路仿真. (11)

十进制4位加法计数器设计

洛阳理工学院十进制 4 位加法计数器系别：电气工程与自动化系姓名：李奇杰学号：B10041016

十进制4位加法计数器设计设计要求：设计一个十进制4位加法计数器设计设计目的： 1.掌握EDA设计流程 2.熟练VHDL语法 3.理解层次化设计的内在含义和实现设计原理通过数电知识了解到十进制异步加法器的逻辑电路图如下 Q3 则可以通过对JK触发器以及与门的例化连接实现十进制异步加法器的设计设计内容 JK JK触发器的VHDL文本描述实现： --JK触发器描述 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity jk_ff is

port( j,k,clk: in std_logic; q,qn:out std_logic ); end jk_ff; architecture one of jk_ff is signal q_s: std_logic; begin process(j,k,clk) begin if clk'event and clk='0' then if j='0' and k='0' then q_s <= q_s; elsif j='0' and k='1' then q_s <= '0'; elsif j='1' and k='0' then q_s <= '1'; elsif j='1' and k='1' then q_s <= not q_s; end if; end if; end process; q <= q_s; qn <= not q_s; end one; 元件门级电路：与门VHDL文本描述实现： --与门描述library ieee; use ieee.std_logic_1164.all;

计数器设计和原理

二．计数器设计 1.实验目的计数器在数字逻辑设计中的应用十分广泛，可以对时钟信号进行计数，分频和产生序列信号，也可以用在计时器和串并转换等电路。这次实验我们就来学习一下如何用Robei和Verilog语言来设计一个4比特计数器。 2.实验要求计数器对每个时钟脉冲进行技术，并将计数值输出出来。这个实验我们来设计一个4比特的计数器，其技术范围在0～F之间，也就是计数到最大值16. 设计波形要求如图1所示。图1. 计数器输出波形要求 3.实验内容 3.1 模型设计 1)新建一个模型。点击工具栏上的图标，或者点击菜单“File”然后在下拉菜单中选择“New”，会有一个对话框弹出来（如图2所示）。在弹出的对话框中设置你所设计的模型。

图2. 新建一个项目参数填写完成后点击“OK”按钮，Robei就会生成一个新的模块，名字就是counter，如图3所示：图3. 计数器界面图 2)修改模型。在自动生成的界面图上进行名称的修改，输入引脚为clock, enable 和reset，输出引脚修改成count。其中count引脚的“Datasize”为4比特，用户可以输入4，也可以输入3:0。为了区分每个引脚，我们可以修改每个引脚的Color值，并点回车保存。修改完成后如图4所示。如果选中模块，按“F1”键，就会自动生成一个Datasheet，如图5所示。

图4. 修改引脚属性图5. “Datasheet”截图 3)输入算法。点击模型下方的Code（如图6所示）进入代码设计区。

图6. 点击Code输入算法在代码设计区内输入以下Verilog代码： always @ (posedge clock) //学习always语句的写法，并设置敏感信号。时钟上升沿触发begin //学习Verilog if else语句的写法 if (reset == 1) begin count<= 0; end //if enable is 1, counter starts to count else if (enable == 1) begin count <= count + 1; end end 4)保存。点击工具栏图标，或者点击菜单“File”中的下拉菜单“Saveas”，将模型另存到一个文件夹中。 5)运行。在工具栏点击或者点击菜单“Build”的下来菜单“Run”，执行代码检查。如果有错误，会在输出窗口中显示。如果没有错误提示，恭喜，模型counter设计完成。 3.2测试文件设计

同步计数器的设计实验报告文档

2020 同步计数器的设计实验报告文档 Contract Template

同步计数器的设计实验报告文档前言语料：温馨提醒，报告一般是指适用于下级向上级机关汇报工作，反映情况，答复上级机关的询问。按性质的不同，报告可划分为：综合报告和专题报告；按行文的直接目的不同，可将报告划分为：呈报性报告和呈转性报告。体会指的是接触一件事、一篇文章、或者其他什么东西之后，对你接触的事物产生的一些内心的想法和自己的理解本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】同步计数器的设计实验报告篇一：实验六同步计数器的设计实验报告实验六同步计数器的设计学号：姓名：一、实验目的和要求 1．熟悉JK触发器的逻辑功能。 2．掌握用JK触发器设计同步计数器。二、实验仪器及器件三、实验预习 1、复习时序逻辑电路设计方法。 ⑴逻辑抽象，得出电路的状态转换图或状态转换表 ①分析给定的逻辑问题，确定输入变量、输出变量以及电路的状态数。通常都是取原因（或条件）作为输入逻辑变量，取结

果作输出逻辑变量。 ②定义输入、输出逻辑状态和每个电路状态的含意，并将电路状态顺序编号。 ③按照题意列出电路的状态转换表或画出电路的状态转换图。通过以上步骤将给定的逻辑问题抽象成时序逻辑函数。 ⑵状态化简 ①等价状态：在相同的输入下有相同的输出，并且转换到同一次态的两个状态。 ②合并等价状态，使电路的状态数最少。 ⑶状态分配 ①确定触发器的数目n。因为n个触发器共有2n种状态组合，所以为获得时序电路所需的M个状态，必须取2n1＜M2n ②给每个电路状态规定对应的触发器状态组合。 ⑷选定触发器类型，求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程 ①根据器件的供应情况与系统中触发器种类尽量少的原则谨慎选择使用的触发器类型。 ②根据状态转换图（或状态转换表）和选定的状态编码、触发器的类型，即可写出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。 ⑸根据得到的方程式画出逻辑图 ⑹检查设计的电路能否自启动 ①电路开始工作时通过预置数将电路设置成有效状态的一种。 ②通过修改逻辑设计加以解决。

同步计数器的相关例子

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一、用触发器设计同步加法计数器（2）状态分配，列状态转换编码表。 (1）根据设计要求，设定状态，画出状态转换图。该状态图不须化简。 S 0 S 1 S 2 S 3 S 4 例：设计一个同步5进制加法计数器次态卡诺图（3）选择触发器。选用JK 触发器确定选用多个JK 触发器：共5种状态，所以状态变量的个数n 满足2n ≥5 ＝> n=3 共需要3个触发器Q 2Q 1Q 0使用同一个CP （4）求各触发器的驱动方程和进位输出方程。列出JK 触发器的驱动表，画出电路的次态卡诺图。 Q Q 10 n n 2 Q n 10 00 01000 × × × Q n Q n+1 Q n+1 =Q 2n+1Q 1n+1Q 0n+1 1110 001010100011

Q n 1Q 0 n 2 Q n 10J 200× × × × Q n n Q 10 2=J 000111101 0n Q 12 n Q Q n 0 2K ×× × K =20010110101 ××××1 1 Q Q 10n n 2 Q n 1 0001111000100 × × × 根据次态卡诺图和JK 触发器的驱动表可得各触发器的驱动卡诺图： Q 2n+1 Q Q 10 n n 2 Q n 1 00001111001010 × × × n Q 112 n Q Q n 0 1J 0× × × n Q 0J =10010110101 011000× × 2 1× 1n 0× Q Q 1n Q 00n 1K 11×0 ×××0 n =Q 1K n Q 12 n Q Q n 0 0J × × × 0010110101 011000 × × 2 1× 1n × Q Q 1n Q 0 n 0K 11110 ××× ×12 n =Q 0J K 0=1 Q Q 10n n 2 Q n 1 000 01111010010 × × × Q 1 n+1 Q 0n+1

计数器设计

目录 1前言 (1) 2设计任务及方案论证 (2) 2.1设计任务 (2) 2.2方案论证 (2) 3电路设计原理 (3) 3.1设计任务及要求 (3) 3.2设计方案 (3) 3.3单元模块 (4) 3.3.1清零电路的设计 (4) 3.3.2光电报警电路的设计 (4) 3.3.3脉冲发生器的设计 (5) 3.3.40~999计数器的设计 (6) 3.3.5译码器的设计 (7) 4电路板的制作及电路焊接与调试 (10) 4.1电路板的制作 (10) 4.2电路的安装 (11) 4.3电路测试 (11) 5设计总结 (13) 参考文献 (14) 鸣谢 (15) 附录一原理图 (16)

1前言计数器是最常用的时序电路之一，它们不仅可用于对脉冲进行计数，还可用于分频、定时、产生节拍脉冲以及其他时序信号。计数器的种类不胜枚举，按触发器动作分类，可分为同步计数器和异步计数器；按计数数值增减分类，可分为加计数器、减计数器和可逆计数器；按编码分类，可分为二进制计数器、BCD码计数器、循环码计数器。此外，有时也按计数器的计数容量来区分，例如本设计就是采用十进制计数器74LS160进行设计的。计数器的容量也称为模，一个计数器的状态数等于其模数。目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。只要使用者借助于器件手册的功能表和工作波形图以及引脚的排列，就能正确地运用这些器件设计出自己想要的电路。

2设计任务及方案论证 2.1设计任务利用数字集成电路（如：74LS160、161、90、290、390、48等）设计一个电子计数器。 2.2方案论证在设计中采用两个74LS00与非门以及单刀双掷开关等组成脉冲发生电路，此电路不仅能满足按键输入计数方式而且还有去抖功能；计数设计电路中采用74LS160来完成计数功能；通过控制MR、PE、CET、CEP端可实现计数、清零、启动、暂停等功能；而通过74LS48译码器对计数器结果译码并驱动数码管，使数码管显示脉冲发生器产生的脉冲个数，当计数溢出时及计数到999由光电报警电路报警。综上：该设计不仅能完成设计要求而且精确、经济，所以此设计方案可行。

实验十进制加减法计数器

实验1 十进制加减法计数器实验地点：电子楼218 实验时间：2012年10月19日指导老师：黄秋萍、陈虞苏实验要求：设计十进制加减法计数器，保留测试程序、设计程序、仿真结果 1.设计程序： module count(EN,CLK,DOUT,F,RST); input EN,CLK,F,RST; output [3:0]DOUT; reg [3:0]DOUT; always@(posedge CLK) begin :abc if(EN) if(!RST) if(F) begin :a DOUT=DOUT+1; if(DOUT==10) DOUT=0; end //END A else begin :b DOUT=DOUT-1; if(DOUT==15) DOUT=9; end else DOUT=0; else DOUT=DOUT; end endmodule 2.测试程序 `timescale 10ns/1ns module test_count; wire [3:0] DOUT; reg EN,F,RST,CLK; count M(EN,CLK,DOUT,F,RST); initial begin :ABC CLK=0; EN=0;

RST=1; F=1; #100 EN=1; #200 RST=0; #1500 F=0; #3000 $stop; end always #50 CLK=~CLK; initial $monitor("EN=%b,F=%b,RST=%b,DOUT%D",EN,F,RST,DOUT); endmodule 3.测试结果 # EN=0,F=1,RST=1,DOUT x # EN=1,F=1,RST=1,DOUT x # EN=1,F=1,RST=1,DOUT 0 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 0 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 1 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 2 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 3 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 4 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 5 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 6 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 7 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 8 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 9 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 0 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 1 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 2 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 3 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 4 # EN=1,F=1,RST=0,DOUT 5 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 5 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 4 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 3 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 2 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 1 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 0 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 9 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 8 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 7 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 6 # EN=1,F=0,RST=0,DOUT 5

实验六同步计数器的设计

实验六同步计数器的设计一、实验目的和要求 1．熟悉JK触发器的逻辑功能。 2．掌握用JK触发器设计同步计数器。二、实验仪器及器件仪器及器件名称型号数量数字电路实验箱DS99-1A 1 数字万用表DY2106 1 双踪示波器CS-4135 1 器件74LS73X2 2 74LS32X2 1 74LS08X2 2 四、实验原理 1．计数器的工作原理递增计数器----每来一个CP，触发器的组成状态按二进制代码规律增加。递减计数器-----按二进制代码规律减少。双向计数器-----可增可减，由控制端来决定。五、实验内容 1．用J-K触发器和门电路设计一个特殊的12进制计数器，其十进制的状态转换图为：图4 12进制计数器状态转换图 2.考虑增加一个控制变量D，当D=0时，计数器按内容一方式（顺时针）运行，当D=1时，无论计数器当前处于什么状态，计数器按内容一的反方向（逆时针）运行。本题为附加内容，因接线复杂可用模拟软件测试结果。六、实验报告 1.写出详细的设计过程。 (1)根据实验要求可以的该特殊十二进制计数器状态转换图。

(2)确定电路所需触发器数目:有效状态为m=12，求所需触发器数目n 。由2n ≥m=12，可得n=4。 (3)画出次态卡诺图 (4)求出每个触发器的状态方程 (5)求各触发器的驱动方程根据n n n Q K Q J Q +=+1，得到以下J 、K 的逻辑表达式：

(6)仿真图如下：显示管显示的顺序符合十二进制的要求 2.画出CP及各输出端的波形图，要画好他们之间的相位关系。 (1)通过状态图画得CLK、Q0、Q1、Q2、Q3的波形图如下： (2)仿真得到波形图如下：

10进制加法计数器课程设计

西北师范大学知行学院数字电子实践论文课题：74ls161组成的十进制加法计数器（置数法）班级：14电本学号：14040101114 姓名：于能海

指导老师：崔用明目录第1章前言 (1) 1.1 摘要 (1) 1.2 设计目的 (2) 1.3 设计内容及要求 (2) 第2章设计方案 (3) ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2．1主要芯片功能介绍 (3) 2.2.1 四位二进制计数器74161介绍 (3) ............................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 工作原理 (4) 第3章硬件设计 (4) 3.1 单元电路设计 (4) 3.2 总硬件电路图 (5) 第4章仿真与试验 (6) 4.1 仿真结果 (6) 4.2 调试中遇到的问题 (7) 第5章结论和体会 (8)

第1章前言 1.1 摘要在数字电路技术的课程中，计数器的功能是记忆脉冲的个数,它是数字系统中应用最广泛的基本时序逻辑构件。计数器在微型计算机系统中的主要作用就是为CPU和I/O设备提供实时时钟，以实现定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示等定时控制，或者对外部事件进行计数。一般的微机系统和微机应用系统中均配置了定时器/计数器电路，它既可当作计数器作用，又可当作定时器使用，其基本的工作原理就是"减1"计数。计数器：CLK输入脉冲是一个非周期事件计数脉冲，当计算单元为零时，OUT输出一个脉冲信号，以示计数完毕。本十进制加法计数器是基于74161芯片而设计的，该十进制加法计数器设计理念是用于工厂流水线上产品计数，自动计数，方便简单。关键词：74ls161计数器 Introduction In the course of digital circuit technology, the counter memory function is the number of pulses, it is a digital system, the most widely used basic sequential logic components. The main role of the counter in the micro-computer system is to provide real-time clock for the CPU and I / O devices to achieve the timer interrupt, timing detection, scheduled scanning, the timing display timing control, or to count external events. General computer systems and computer application systems are equipped with a timer / counter circuit, it can as a counter action, but also as a timer, the basic working principle is "minus 1" count. Counter: CLK input pulse is a non-periodic event count pulses to zero when calculating unit, OUT outputs a pulse signal, to show the count is completed. The decimal addition counter is designed based on the 74161 chip, the low potential sensor senses when to rely on external signals, sensors in an object within the sensing range, otherwise it is a high potential. Within the sensing range of the sensor when an object is moved out of date, sensor potential from high to low and then high, appears on the edge. Counter is automatically incremented and displayed on a digital control. The decimal addition counters have two seven-segment LED. It can count from 0 to 99 objects, and easy to expand. The design concept of decimal addition counter is used to count on a factory assembly line products, automatic counting, convenient and simple. Keywords:74ls161counter

EDA实验报告-实验3计数器电路设计

暨南大学本科实验报告专用纸课程名称 EDA实验成绩评定实验项目名称计数器电路设计指导教师郭江陵实验项目编号 03 实验项目类型验证实验地点 B305 学院电气信息学院系专业物联网工程组号： A6 一、实验前准备本实验例子使用独立扩展下载板EP1K10_30_50_100QC208(芯片为EP1K100QC208)。EDAPRO/240H实验仪主板的VCCINT跳线器右跳设定为； EDAPRO/240H实验仪主板的VCCIO 跳线器组中“”应短接，其余VCCIO均断开；独立扩展下载板“EP1K10_30_50_100QC208”的VCCINT跳线器组设定为；独立扩展下载板“EP1K10_30_50_100QC208”的VCCIO跳线器组设定为。请参考前面第二章中关于“电源模块”的说明。二、实验目的 1、了解各种进制计数器设计方法 2、了解同步计数器、异步计数器的设计方法 3、通过任意编码计数器体会语言编程设计电路的便利三、实验原理时序电路应用中计数器的使用十分普遍，如分频电路、状态机都能看到它的踪迹。计数器有加法计数器、可逆计数器、减法计数器、同步计数器等。利用MAXPLUSII已建的库74161、74390分别实现8位二进制同步计数器和8位二——十进制异步计数器。输出显示模块用VHDL实现。四、实验内容 1、用74161构成8位二进制同步计数器（程序为T3-1）； 2、用74390构成8位二——十进制异步计数器（程序为T3-2）； 3、用VHDL语言及原理图输入方式实现如下编码7进制计数器（程序为T3-3）： 0，2，5，3，4，6，1 五、实验要求学习使用Altera内建库所封装的器件与自设计功能相结合的方式设计电路，学习计数器电路的设计。六、设计框图首先要熟悉传统数字电路中同步、异步计数器的工作与设计。在MAX+PLUS II中使用内建的74XX库选择逻辑器件构成计数器电路，并且结合使用VHDL语言设计转换模块与接口模块，最后将74XX模块与自设计模块结合起来形成完整的计数器电路。并借用前面设计的数码管显示模块显示计数结果。 ◆74161构成8位二进制同步计数器（程序为T3-1）

实验十一同步计数器的逻辑功能测试及应用

实验十一计数器74LS161的逻辑功能测试及应用一、实验目的 1、熟悉集成计数器触的逻辑功能和各控制端作用。 2、掌握集成计数器逻辑功能测试方法。 3、掌握计数器使用方法。二、实验设备与器件 1、实验设备：DLBS系列数字逻辑实验箱1个，MF47型万用表１台。 2、实验器件：74LS161集成同步计数器×2片，四二输入与非门74LS00×1块。三、实训器件说明 1、 74LS161集成同步计数器 74LS161是一种同步四位二进制同步加法计数器，计数范围是0～15，具有异步清零、同步置数、保持和二进制加法计数等逻辑功能。图11.1所示为74LS161的管脚图和逻辑功能示意图。图中CR端是异步清零控制端，当CR=0时，输出Q3Q2Q1Qo全为零，实现异步清除功能。LD是同步置数控制端，当CR=1，LD=0，且CP=CP↑时，输出 Q3Q2Q1Qo=D3D2D1Do,实现同步预置数功能。CTP和CTT是计数控制端，CP是上升沿有效的时钟脉冲输入端，D0～D3是并行数据输入端，Q0～Q3是计数输出端，CO是进位输出端，且进位输出信号CO=CTt=Q3Q2Q1Qo ，它可以用来实现电路的级联扩展。 74LS161的逻辑功能如表6.9所示。表中各控制输入端按优先级从高到低的次序排列，依次为CR、LD、CTp和CTt，其中CR优先级最高。计数输出Q3为最高位，Qo为最低位。输入输出 CR LD CTp CTt CP D3 D2 D1 Do Q3 Q2 Q1 Qo 0 ××××××××0 0 0 0 1 0 ××↑D3 D 2 D1 D0 D 3 D2 D1 D0 1 1 0 ××××××保持 1 1 ×0 ×××××保持 1 1 1 1 ↑××××二进制加法计数