集成计数器及寄存器的运用 实验报告
北京科技大学数电实验四 Quartus II集成计数器及移位寄存器应用
北京科技大学实验报告学院：高等工程师学院专业：自动化（卓越计划）班级：自E181姓名：杨威学号：41818074 实验日期：2020 年5月26日一、实验名称：集成计数器及其应用1、实验内容与要求（1）用74161和必要逻辑门设计一个带进位输出的10进制计数器，采用同步置数方法设计；（2）用两个74161和必要的逻辑门设计一个带进位输出的60进制秒计数器；2、实验相关知识与原理（1）74161是常用的同步集成计数器，4位2进制，同步预置，异步清零。
引脚图功能表其中X。
3、10进制计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数输出QD、QC、QB、QA，进位输出RCO，显示译码输出OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG2）计数范围：0000-10013）预置数值：00004）置数控制端LDN：计数到1001时输出低电平5）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表：CP QDQCQBQA0 00001 00012 00103 00114 01005 01016 01107 01117 10009 100110 0000（2）原理图截图仿真波形如下功能验证表格CLRN QD QC QB QA RCO0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 01 0 0 1 0 01 0 0 1 1 01 0 1 0 0 01 0 1 0 1 01 0 1 1 0 01 0 1 1 1 01 1 0 0 0 01 1 0 0 1 11 0 0 0 0 04、60进制秒计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数十位输出QD2、QC2、QB2、QA2和计数个位输出QD1、QC1、QB1、QA1，进位输出RCO2）计数范围：0000 0000-0101 10013）预置数值：0000 00004）置数控制端LDN1（个位）：计数到0101 1001时输出低电平5）清零端CLRN2（十位）：计数到0110时输出低电平6）ENT：个位计数到1001时输出高电平7）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表CP QD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA10 0000 0000 20 0010 0000 40 0100 00001 0000 0001 21 0010 0001 41 0100 00012 0000 0010 22 0010 0010 42 0100 00103 0000 0011 23 0010 0011 43 0100 00114 0000 0100 24 0010 0100 44 0100 01005 0000 0101 25 0010 0101 45 0100 01016 0000 0110 26 0010 0110 46 0100 01107 0000 0111 27 0010 0111 47 0100 01118 0000 1000 28 0010 1000 48 0100 10009 0000 1001 29 0010 1001 49 0100 100110 0001 0000 30 0011 0000 50 0101 000011 0001 0001 31 0011 0001 51 0101 000112 0001 0010 32 0011 0010 52 0101 001013 0001 0011 33 0011 0011 53 0101 001114 0001 0100 34 0011 0100 54 0101 010015 0001 0101 35 0011 0101 55 0101 010116 0001 0110 36 0011 0110 56 0101 011017 0001 0111 37 0011 0111 57 0101 011118 0001 1000 38 0011 1000 58 0101 100019 0001 1001 39 0011 1001 59 0101 100160 0000 0000 （2）设计原理图截图（3）实验仿真仿真波形：仿真结果表：5、实验思考题：（1）总结任意模计数器的设计方法。
集成计数器 实验报告
集成计数器实验报告
《集成计数器实验报告》
实验目的：
本次实验旨在通过集成计数器实验，了解集成计数器的工作原理、结构和应用。
实验设备：
1. 集成计数器
2. 示波器
3. 电源
4. 连接线
实验原理：
集成计数器是一种数字电路，能够将输入的脉冲信号进行计数并输出相应的计
数结果。
集成计数器由多个触发器、门电路和时钟信号组成，通过这些元件的
组合和连接，实现了计数功能。
实验步骤：
1. 将集成计数器连接至电源，并接入示波器进行观测。
2. 输入脉冲信号，观察集成计数器的计数过程，并记录输出结果。
3. 调整输入脉冲信号的频率，观察集成计数器的响应情况。
4. 分析实验数据，总结集成计数器的特性和应用。
实验结果：
通过实验观察和数据记录，我们发现集成计数器能够准确地对输入的脉冲信号
进行计数，并输出相应的计数结果。
当输入脉冲信号的频率发生变化时，集成
计数器能够及时地进行计数更新，表现出良好的响应性能。
实验结论：
集成计数器是一种常用的数字电路元件，广泛应用于计数、计时、频率分析等
领域。
通过本次实验，我们对集成计数器的工作原理和特性有了更深入的了解，为今后的电子技术应用打下了良好的基础。
总结：
集成计数器作为数字电路中的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
通过实验，我们深入了解了集成计数器的工作原理和特性，为今后的学习和应用奠定了基础。
希望通过不断的实践和学习，能够更好地掌握集成计数器的应用技术，为
电子技术的发展做出更大的贡献。
实验集成计数器实验报告要求
实验集成计数器实验报告要求
一、实验目的
本实验的目的是通过实验掌握集成计数器的工作原理和使用方法，进一步加深对数字逻辑电路的理解。
二、实验原理
集成计数器是一种用于计数和计时的数字电路，它可以实现对
输入脉冲的计数和显示。
在实验中，我们使用的是常见的74系列集成计数器，这些芯片具有低功耗、稳定性高等特点。
三、实验器材
本实验需要的器材和元器件有：74系列集成计数器芯片、电源、示波器、连线等。
四、实验步骤
1. 按照实验电路图连接实验装置，将74系列集成计数器芯片正确插入实验板上。
2. 按照实验板上的引脚定义，逐一连接芯片的输入端和输出端，确保连接的正确性。
3. 打开电源，给芯片供电。
4. 发送输入脉冲，观察集成计数器的计数情况。
5. 使用示波器检测芯片的输出波形，观察计数器的计数过程。
6. 调整输入脉冲的频率，观察计数器的计数速度变化。
7. 分析实验结果，并记录相关数据。
五、实验注意事项
1. 在连接实验器材时，确保插接正确，避免反接或短路等情况
出现。
2. 实验过程中应注意安全，避免触电和烧毁元器件的情况发生。
3. 实验过程中需要认真记录实验数据，包括输入脉冲频率、计
数器的计数情况、输出波形等。
4. 在实验结束后，及时关闭电源，避免长时间供电造成损坏。
六、实验结果及分析。
集成计数器及其应用实验报告
集成计数器及其应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过集成计数器及其应用的实验，使学生了解集成计数器的工作原理和应用场景，掌握计数器的使用方法。
二、实验原理1. 集成计数器集成计数器是一种数字电路元件，它能够在输入信号的作用下进行计数，并将结果输出。
常见的集成计数器有74LS90、74LS93、74LS161等。
2. 74LS90集成计数器74LS90是一种4位二进制同步上升计数器，它有四个输入端口：CLK （时钟输入）、RST（复位输入）、QA、QB、QC和QD（输出端口）。
CLK端口接收时钟信号，RST端口接收复位信号，QA、QB、QC和QD则分别输出二进制码的各位。
3. 74LS47译码器74LS47是一种BCD-7段译码器，它能够将BCD码转换为7段LED显示码。
该元件有四个输入端口：A、B、C和D（接收BCD码），以及七个输出端口：a~g（分别对应7段LED显示管）。
三、实验设备与材料1. 实验设备：示波器、数字万用表等。
2. 实验材料：7400系列芯片（包括74LS90和74LS47）、7段LED数码管、电阻、电容、开关等。
四、实验步骤1. 搭建74LS90计数器电路将74LS90计数器与时钟信号发生器连接，同时接入LED显示管，以观察计数器的工作情况。
具体电路图如下：2. 测试74LS90计数器将开关S1打开，使时钟信号发生器开始工作，此时可以观察到LED 显示管上数字不断增加。
当数字达到9时，会自动清零并从0开始重新计数。
3. 搭建74LS47译码器电路将74LS47译码器与LED显示管连接，以便将BCD码转换为7段LED显示码。
具体电路图如下：4. 测试74LS47译码器将BCD码输入至74LS47译码器中，可以观察到相应的数字在7段LED显示管上显示出来。
五、实验结果及分析通过以上实验步骤，我们成功搭建了集成计数器和译码器的电路，并测试了其工作情况。
在测试过程中，我们发现集成计数器能够准确地进行计数，并在达到最大值后自动清零；而译码器则能够将BCD码转换为7段LED显示码，并在LED显示管上正确地显示出来。
寄存器的使用实验报告
一、实验目的1. 理解寄存器的概念和功能。
2. 掌握寄存器的使用方法和操作步骤。
3. 熟悉寄存器在实际应用中的重要作用。
4. 通过实验加深对寄存器原理的理解。
二、实验原理寄存器是一种用于存储和传输数据的基本电子元件，它由触发器组成，具有存储、读取、传输等基本功能。
寄存器在数字电路和计算机系统中起着至关重要的作用，广泛应用于数据处理、指令执行、地址寻址、数据传输等方面。
寄存器按功能可分为以下几种类型：1. 数据寄存器：用于暂存数据，如累加器、数据寄存器等。
2. 地址寄存器：用于存储指令或数据的地址，如程序计数器、基地址寄存器等。
3. 控制寄存器：用于存储控制信息，如指令寄存器、状态寄存器等。
4. 程序状态字寄存器：用于存储程序运行状态，如标志寄存器等。
本实验主要涉及数据寄存器的使用。
三、实验设备与器件1. 实验箱2. 74LS74 D触发器3. 74LS153 3-8译码器4. 74LS74 4位双向移位寄存器5. 74LS02 与非门6. 74LS08 与门7. 电源8. 接线端子9. 逻辑测试仪四、实验内容与步骤1. 实验一：数据寄存器的读写操作（1）搭建实验电路：根据实验原理图，连接74LS74 D触发器、74LS153 3-8译码器、74LS74 4位双向移位寄存器、74LS02 与非门、74LS08 与门等器件。
（2）设置初始状态：将74LS74 D触发器的Q端连接到74LS74 4位双向移位寄存器的并行输入端，将74LS153 3-8译码器的输出端连接到74LS74 4位双向移位寄存器的并行输出端。
（3）编写测试程序：编写程序，对74LS74 D触发器进行初始化，使数据寄存器中的数据为0。
（4）执行测试程序：运行测试程序，观察数据寄存器的读写操作是否正确。
2. 实验二：数据寄存器的移位操作（1）搭建实验电路：根据实验原理图，连接74LS74 D触发器、74LS74 4位双向移位寄存器、74LS02 与非门、74LS08 与门等器件。
实验六集成计数器的应用
汇报人：XX
目录
集成计数器概述
实验六集成计数器 的应用
实验六集成计数器 的实现方成计数器 的应用前景
集成计数器概述
集成计数器是一种数字电路，用于对脉冲信号进行计数 集成计数器具有多个触发器，用于存储计数值 集成计数器具有异步清零和异步置数功能 集成计数器具有同步使能端，用于控制计数器的计数操作
集成计数器在数字控制系统 中的应用概述
集成计数器在数字控制系统 中的具体应用案例
集成计数器在数字控制系统 中的优势和局限性
实验六集成计数器 的实现方式
利用专用集成电路实现 利用可编程逻辑器件实现 利用微处理器实现 利用FPGA/CPLD等可编程芯片实现
使用Verilog或VHDL等硬件描述语言编写计数器代码 将代码输入到EDA工具中进行仿真和综合 将生成的网表文件下载到FPGA或ASIC中 通 过 J TA G 或 A S I C 编 程 器 进 行 硬 件 配 置 和 调 试
基于硬件的实现方式：使用硬件电路和芯片来实现计数器的功能，具有速度快、稳定性高的 优点。
基于软件的实现方式：通过编程语言和软件技术来实现计数器的功能，具有灵活性高、可定 制性强的优点。
硬件和软件结合的实现方式：结合硬件电路和软件编程来实现计数器的功能，可以发挥硬件 和软件的优点，提高计数器的性能。
随着人工智能技术的不断发展，实验六 集成计数器的应用前景将更加广泛，可 应用于智能家居、智能安防、智能医疗 等领域。
实验六集成计数器在人工智能领域的应用 前景具有创新性和实用性，可推动人工智 能技术的进一步发展。
实验六集成计数器在人工智能领域的应 用前景具有良好的经济效益和社会效益， 可促进人工智能产业的快速发展。
时序逻辑实验报告
一、实验目的1. 理解时序逻辑电路的基本概念和工作原理。
2. 掌握时序逻辑电路的设计方法和测试方法。
3. 熟悉常用中规模集成计数器和寄存器的逻辑功能和使用方法。
二、实验原理时序逻辑电路是指其输出不仅取决于当前输入信号，还取决于电路的过去状态。
本实验主要涉及计数器和寄存器两种时序逻辑电路。
计数器：计数器是一种能够对输入脉冲进行计数的时序逻辑电路。
常见的计数器有二进制计数器、十进制计数器和可编程计数器等。
寄存器：寄存器是一种用于存储二进制信息的时序逻辑电路。
常见的寄存器有D型寄存器、移位寄存器和计数寄存器等。
三、实验设备1. 数字电子技术实验箱2. 示波器3. 信号源4. 集成芯片：74LS163、74LS00、74LS20等四、实验内容1. 计数器设计（1）设计一个4位二进制加法计数器，实现0-15的循环计数。
（2）设计一个10进制计数器，实现0-9的循环计数。
2. 寄存器设计（1）设计一个D型寄存器，实现数据的存储和读取。
（2）设计一个移位寄存器，实现数据的右移和左移。
3. 时序逻辑电路测试（1）测试计数器的计数功能。
（2）测试寄存器的存储和读取功能。
五、实验步骤1. 计数器设计（1）根据计数器的功能要求，设计电路图。
（2）根据电路图，选择合适的集成芯片。
（3）搭建实验电路。
（4）测试计数器的计数功能。
2. 寄存器设计（1）根据寄存器的功能要求，设计电路图。
（2）根据电路图，选择合适的集成芯片。
（3）搭建实验电路。
（4）测试寄存器的存储和读取功能。
3. 时序逻辑电路测试（1）测试计数器的计数功能。
（2）测试寄存器的存储和读取功能。
六、实验结果与分析1. 计数器设计（1）4位二进制加法计数器能够实现0-15的循环计数。
（2）10进制计数器能够实现0-9的循环计数。
2. 寄存器设计（1）D型寄存器能够实现数据的存储和读取。
（2）移位寄存器能够实现数据的右移和左移。
3. 时序逻辑电路测试（1）计数器的计数功能正常。
实验集成计数器及应用
实验十六集成计数器及应用一、实验目的1、掌握集成计数器的基本功能2、进一步体会用集成电路构成计数器的方法。
3、运用集成计数器构成1/N分频器。
二、实验原理1、实现任意进制计数（1）用复位法获得任意进制计数器假定已有一个N进制计数器，而需要得到一个M进制计数器时，只要M<N，用复位法使计数器计数到M时置零，即获得M进制计数器。
如下图16-1所示为一个由74LS192十进制计数器接成的6进制计数器。
图16－1 6进制计数器（2）利用预置功能获得M进制计数器下图为用三个74LS192组成的421进制的计数器。
图16-2 421进制计数器外加的由与非门构成的锁存器可以克服器件计数速度的离散性，保证在反馈置“0”信号作用下可靠置“0”。
图16-3是一个特殊的12进制的计数器电路方案。
在数字钟里，对十位的计时顺序是1、2、3、……、11、12，即是12进制的，且无0数。
如下图所示，当计数到13时，通过与非门产生一个复位信号，使74LS192(第二片的时十位)直接置成0000，而74LS192(第一片)，即时的个位直接置成0001，从而实现了从1开始到12的计数。
图16-3 特殊的12进制计数器三、实验设备与器材1、数字逻辑电路实验箱。
2、芯片774LS32、74LS192，74LS90，74LS161。
74LS248（74LS48）四、实验内容及实验步骤1、测试74LS90的逻辑功能74LS90为中规模TTL集成计数器，可实现二分频、五分频和十分频等功能，它由一个二进制计数器和一个五进制计数器构成。
其引脚排列图和功能表如下所示：图16-1 74LS90的引脚排列图表16-1 74LS90的功能表【原理图】【功能仿真波形图】1）二进制计数器仿真波形2）异步五进制加法计数器仿真波形3）修改电路联线，当QA和CLKB端相连，时钟脉冲从A端输入，从QD，QC，QB，QA端输出，重新编译并仿真，验证芯片构成的是8421码十进制计数器；原理图：功能波形图：4）当CLKA端和QD端相连，时钟脉冲从CLKB端输入，从QD，QC，QB，QA端输出，验证芯片构成的是几进制计数器，并回答是什么编码的计数器。
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电子通信与软件工程 系2013-2014学年第2学期
《数字电路与逻辑设计实验》实验报告
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 班级: 姓名: 学号: 成绩:
同组成员: 姓名: 学号:
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一、 实验名称:集成计数器及寄存器的运用
二、实验目的: 1、熟悉集成计数器逻辑功能与各控制端作用。
2、掌握计数器使用方法。
三、 实验内容及步骤:
1、集成计数器74LS90功能测试。
74LS90就是二一五一十进制异步计数器。
逻辑简图为图8、1所示。
四、
五、 图8、1
六、
74LS90具有下述功能:
·直接置0(1)0(2)0(.1)R R ,直接置9(S9(1,·S,.:,＝1)
·二进制计数(CP 、输入QA 输出) ·五进制计数(CP 2输入Q D Q C Q B 箱出)
·十进制计数(两种接法如图8.2A 、B 所示)
·按芯片引脚图分别测试上述功能,并填入表 8、1、表8、2、表8、3中。
图8、2 十进制计数器
2、计数器级连
分别用2片74LS90计数器级连成二一五混合进制、十进制计数器。
3、任意进制计数器设计方法
采用脉冲反馈法(称复位法或置位法)。
可用74LS90组成任意模(M)计数器。
图8、3就是用74LS90实现模7计数器的两种方案,图(A)采用复位法。
即计数计到M异步清0。
图(B)采用置位法,即计数计到M一1异步置0。
图8、3 74LS90 实现七进进制计数方法
（1）按图8、3接线,进行验证。
（2）设计一个九进制计数器并接线验证。
（3）记录上述实验的同步波形图。
四、实验结果:
R0(1)
R0(2) S9(1) S9(2)
输出
Q D Q C Q B Q A
H H L X L L L L
H H X L L L L L
X X H H H L L H
X L X L 保持二进制
L X L X 保持五进制
L X X L 保持8421十进制
X L L X 保持5421十进制
七进制:
置位法
计数
输出
QD QC QB QA
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 0 0 0 计
数
输出
QD QC QB QA
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 1 0 0 1
7 0 0 0 0
九进制
五、实验总结
计数器使用广泛,不仅可以对脉冲进行计数,还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲以及其她时序信号。
通过反馈清零法或就是反馈置数法还可以用现有的计数器方便构造出其她进制计数器。
此次实验在接线过程中出现了许多失误导致,实验最终刚得出结论用了许多的时间,在排错的过程中会出现不耐烦的情况,做实验不仅也就是对学术上知识的巩固与锻炼实操,也就是对人心态的磨合,后来排除错误之后才发现如果先前静下心,再耐心点,问题会更快得到解决,实验研究也就是需要锻炼一颗能沉静下来做事的心。