实验五计数器的设计实验报告
74138的实验报告
74138的实验报告数字系统设计综合实验报告数字系统设计综合实验报告实验名称:1、加法器设计2、编码器设计3、译码器设计4、数据选择器设计5、计数器设计6、累加器设计7、交通灯控制器设计班级:姓名:学号:指导老师:实验1 加法器设计1) 实验目的(1) 复习加法器的分类及工作原理。
(2) 掌握用图形法设计半加器的方法。
(3) 掌握用元件例化法设计全加器的方法。
(4) 掌握用元件例化法设计多位加法器的方法。
(5) 掌握用Verilog HDL语言设计多位加法器的方法。
(6) 学习运用波形仿真验证程序的正确性。
(7) 学习定时分析工具的使用方法。
2) 实验原理加法器是能够实现二进制加法运算的电路，是构成计算机中算术运算电路的基本单元。
目前，在数字计算机中，无论加、减、乘、除法运算，都是化为若干步加法运算来完成的。
加法器可分为1位加法器和多位加法器两大类。
1位加法器有可分为半加器和全加器两种，多位加法器可分为串行进位加法器和超前进位加法器两种。
(1)半加器如果不考虑来自低位的进位而将两个1位二进制数相加，称半加。
实现半加运算的电路则称为半加器。
若设A和B是两个1位的加数，S是两者相加的和，C是向高位的进位。
则由二进制加法运算规则可以得到。
(2)全加器在将两个1位二进制数相加时，除了最低位以外，每一位都应该考虑来自低位的进位，即将两个对应位的加数和来自低位的进位三个数相加，这种运算称全加。
实现全加运算的电路则称为全加器。
若设A、B、CI分别是两个1位的加数、来自低位的进位，S是相加的和，C是向高位的进位。
则由二进制加法运算规则可以得到:3)(1)(2)(3) 实验内容及步骤用图形法设计半加器，仿真设计结果。
用原件例化的方法设计全加器，仿真设计结果用原件例化的方法设计一个4为二进制加法器，仿真设计结果，进行定时分析。
(4) 用Verilog HDL语言设计一个4为二进制加法器，仿真设计结果，进行定时分析。
计数器设计实验报告
计数器设计实验报告《计数器设计实验报告》一、实验的开始：充满好奇与期待“哇，计数器设计实验听起来就超酷的！”我兴奋地对同桌说。
就像要去探索一个神秘的宝藏，我心里充满了好奇。
那天，阳光透过窗户洒在实验桌上，好像也在为我们的实验加油助威。
老师把实验器材一一摆出来的时候，我眼睛都放光了，感觉像是打开了一个装满魔法道具的盒子。
比如那些五颜六色的导线，就像彩虹的碎片落在桌上。
同桌也很激动，他搓着手说：“这肯定很有趣，就像搭积木一样。
”这让我更加迫不及待地想要开始了。
这时候，我就想啊，生活中的很多事情不就像这个实验吗？充满未知，只要我们带着好奇和期待去探索，就会有不一样的收获。
二、遇到困难：有点沮丧但不放弃“哎呀，这怎么弄啊？”我皱着眉头嘟囔着。
按照图纸接线的时候，我老是接错，计数器就是不工作。
旁边的小组已经有进展了，我心里那叫一个着急啊，就像热锅上的蚂蚁。
我对小组成员说：“我感觉我像个迷路的小蚂蚁，完全找不到方向了。
”这时组长拍了拍我的肩膀说：“别灰心，我们再仔细看看。
”他的话就像一阵小风吹散了我心头的乌云。
就像爬山的时候突然遇到陡峭的路段，虽然难走，但只要有人鼓励，就有勇气继续。
于是我们重新检查线路，一个一个接口地核对，每检查一个接口，都像是在黑暗中摸索着寻找那把能打开成功之门的钥匙。
三、小组合作：团结的力量真伟大“我发现问题了！”小组里的一个同学大喊一声。
就像黑暗中突然出现了一道亮光。
原来是有个小零件的连接松动了。
我们都围了过去，你一言我一语地讨论起来。
“看，就是这里，差点就被我们忽略了。
”另一个同学说道。
我笑着说：“还好我们是一个小组，人多力量大啊。
”这就像一群小蜜蜂一起建造蜂巢，每个小蜜蜂都有自己的任务，缺了谁都不行。
大家齐心协力把零件重新接好，计数器开始有反应了，那一瞬间，我们都欢呼起来，那种喜悦就像在一场比赛中获得了冠军一样。
我深深感受到，在困难面前，大家团结在一起，就没有克服不了的难关，就像很多根小木棍绑在一起，就变得很结实。
计数器eda实验报告
计数器eda实验报告计数器EDA实验报告引言：计数器是数字电路中常见的基本模块之一，用于计算和记录输入脉冲信号的数量。
在本次实验中，我们将使用EDA工具对计数器进行设计和分析。
通过对计数器的EDA实验，我们旨在深入了解计数器的工作原理和性能特点。
一、实验目的本次实验的目的是通过EDA工具对计数器进行设计和分析，具体包括以下几个方面：1. 了解计数器的基本原理和工作方式；2. 学习使用EDA工具进行电路设计和仿真；3. 分析计数器的性能指标，如最大计数值、计数速度等。
二、实验步骤1. 设计计数器的电路原理图；2. 使用EDA工具进行电路仿真；3. 分析仿真结果，包括计数器的计数规律、计数速度等；4. 调整计数器的参数，观察对计数结果的影响；5. 总结实验结果并提出改进意见。
三、计数器的设计原理计数器是由触发器和逻辑门组成的电路，可以实现对输入脉冲信号的计数功能。
常见的计数器包括二进制计数器、十进制计数器等。
在本次实验中，我们将设计一个4位二进制计数器。
四、EDA工具的使用我们选择使用Xilinx ISE Design Suite进行电路设计和仿真。
该工具具有强大的功能和易于使用的界面，方便我们进行计数器的设计和分析。
五、仿真结果分析通过对计数器的仿真结果进行分析，我们可以得到以下结论：1. 计数器的计数规律：根据计数器的设计原理，我们可以观察到计数器的计数规律为二进制递增。
2. 计数器的计数速度：计数器的计数速度取决于输入脉冲信号的频率和计数器的时钟频率。
通过适当调整时钟频率，我们可以实现不同速度的计数。
六、参数调整与性能改进在实验过程中，我们可以通过调整计数器的参数来改进其性能。
例如，我们可以增加计数器的位数，以提高其计数范围；或者调整计数器的时钟频率，以改变其计数速度。
通过不断优化和改进，我们可以得到更加高效和灵活的计数器设计。
七、实验总结通过本次计数器EDA实验，我们深入了解了计数器的工作原理和性能特点，并学会了使用EDA工具进行电路设计和仿真。
计数及其应用实验报告
计数及其应用实验报告计数及其应用实验报告引言：计数是数学中的基本概念之一，广泛应用于各个领域。
本实验旨在通过实际操作和观察，探究计数的原理及其在实际生活中的应用。
一、实验目的通过实验，了解计数的基本原理，掌握计数的方法和技巧，并探究计数在实际生活中的应用。
二、实验材料和方法1. 实验材料：- 计数器- 计数棒- 计数器软件2. 实验方法：- 使用计数器进行手动计数- 使用计数棒进行物体计数- 使用计数器软件进行电子计数三、实验过程与结果1. 手动计数：我们首先使用计数器进行手动计数。
将计数器置零，然后按下计数按钮，每按一次计数器数值加一。
我们选择了一个简单的实验，计数从1到10。
通过手动计数，我们可以清晰地观察到计数器的数值变化，从而掌握手动计数的方法和技巧。
2. 物体计数：接下来，我们使用计数棒进行物体计数。
我们选择了一堆相同形状的石子，并将其分成若干小堆。
然后，我们使用计数棒逐一计数每一小堆的石子数量，并记录下来。
通过物体计数，我们可以更好地理解计数的概念，并培养观察和记录的能力。
3. 电子计数：最后，我们使用计数器软件进行电子计数。
我们将计数器软件安装在电脑上，并通过鼠标点击计数按钮进行计数。
与手动计数相比，电子计数更加快速和准确。
我们可以通过电子计数实验，了解到计数在信息技术领域的应用，例如数据统计和编程算法等。
四、实验分析与讨论通过本次实验，我们对计数的原理和方法有了更深入的了解，并认识到计数在实际生活中的广泛应用。
计数不仅仅是数学中的概念，更是我们日常生活中必不可少的技能。
例如，在购物时我们需要计算物品的数量和价格；在统计数据时我们需要进行数据的计数和整理；在编程时我们需要运用计数的思维方式来解决问题。
此外，计数也与概率统计密切相关。
通过计数的方法，我们可以计算事件发生的可能性，并进行概率的推断和统计分析。
例如，在赌博游戏中，我们可以通过计数的方法来计算不同结果的概率，并进行相应的决策。
实验五计数器的设计实验报告
实验五计数器的设计——实验报告邱兆丰 15331260一、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1、实验箱、万用表、示波器、2、74LS73，74LS00，74LS08，74LS20三、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。
2．集成J-K触发器74LS73⑴符号：图1 J-K触发器符号⑵功能：表1 J-K触发器功能表⑶状态转换图：图2 J-K触发器状态转换图⑷特性方程：⑸注意事项：①在J-K触发器中，凡是要求接“1”的，一定要接高电平（例如5V），否则会出现错误的翻转。
①触发器的两个输出负载不能过分悬殊，否则会出现误翻。
② J-K触发器的清零输入端在工作时一定要接高电平或连接到实验箱的清零端子。
3．时序电路的设计步骤内容见实验预习。
四、实验内容1．用JK触发器设计一个16进制异步计数器，用逻辑分析仪观察CP和各输出波形。
2．用JK触发器设计一个16进制同步计数器，用逻辑分析仪观察CP和各输出波形。
3．设计一个仿74LS1944．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：5.考虑增加一个控制变量D，当D=0时，计数器按自定义内容运行，当D=1时，反方向运行五、实验设计及数据与处理实验一16进制异步计数器设计原理：除最低级外，每一级触发器用上一级触发器的输出作时钟输入，JK都接HIGH，使得低一级的触发器从1变0时高一级触发器恰好接收下降沿信号实现输出翻转。
实验二16进制同步计数器设计原理：除最低级外，每一级的JK输入都为所有低级的输出的“与”运算结果实验三仿74LS194设计原理：前两个开关作选择端输入，下面四个开关模仿预置数输入，再下面两个开关模仿左移、右移的输入，最后一个开关模仿清零输入。
实验五 计数、译码和显示综合实验
四、实验仪器与器材
1.仪器：数字实验台、三用表
2.器材：74LS20（二-4输入与非门）、74LS04（反相器）、7447译码驱动器2 片和七段数码管2片等。
五、实验原理
1. 4位同步二进制加法计数器74LS161的逻辑功能的验证。
74LS161的逻辑电路图见教材P282图6.3.13, 引脚图和逻辑符号如下图（a）、（b）所示。
•保持功能测试：RD’=1.LD’=1，EP=0、ET=1或EP=1.ET=0 然后加时钟或不加时钟，以及 改变D0~D3的输入数据，看其输出变化情况，并将结果填入自制的功能表中。
•计数功能测试：RD’=1.LD’=1.EP=1.ET=1，并加入时钟信号，即用手CLK脉动开关，看 其输出变化情况，并将结果填入自制的功能表中。
161(1)
DCBA
QB QCAr’
S1 S0
1
1 CP
图5－3－13 “12翻1”小时计数、译码和显示电路
3、用与非门和74LS161设计一个60进制计数器。
要求写出60进制计数器地详细设计过程，逻辑图在60进制计数器的基础上加进译码显示电 路，并通过实验验证。
三、实验报告要求
1、根据各题的题意，列出相应功能表或真值表，对于功能验证的部分要写出测试条件和 测试步骤；对于设计部分，要写出详细地设计过程。
2、将各测试结果填入自画的表格中。 3、写出实验总结，主要是电路调试及故障排除方面的经验和教训。
实验五可编程定时器计数器8254实验
实验五 可编程定时器计数器 8254/8253 实验图 1 可编程定时器/计数器 8253/8254 原理图1 实验目的 了解计数器的硬件连接方法及时序关系，掌握 8254/8253 的各种模式的编程及其原理，用示波器观察 各信号之间的时序关系。
2 实验设备(1) PC 机一台；(2) QTH-8086B 16 位微机教学实验仪一套。
3 实验说明8253/8254 是一种可编程的定时器/计数器芯片，它具有 3 个独立的 16 位计数器通道，每个计数器都 可以按照二进制或二-十进制计数，每个计数器都有 6 种工作方式，计数频率可高达 24MHz ，芯片所 有的输入输出都与 TTL 兼容。
计数器都有 6 种工作方式：方式 0—计数过程结束时中断；方式 1—可编程的单拍脉冲；方式2— 频率发生器；方式 3—方波发生器；方式 4—软件触发；方式 5—硬件触发。
6 种工作方式主要有 5 点 不同：一是启动计数器的触发方式和时刻不同；二是计数过程中门控信号 GATE 对计数操作的影响不 同；三是 OUT 输出的波形不同；四是在计数过程中重新写入计数初值对计数过程的影响不同；五是计 数过程结束，减法计数器是否恢复计数初值并自动重复计数过程的不同。
4 实验内容将 32Hz 的晶振频率作为 8254 的时钟输入，利用定时器 8254 产生 1Hz 的方波，发光二极管不 停闪烁，用示波器可看到输出的方波。
5 实验原理图6 实验步骤（1）实验连线：信号源模块短路32.0Hz，CLK 连到8254 模块的CLK0。
8254 模块选通线CS 连到MCU 主模块的地址A14。
8254 模块GATE0 接电源+5*；OUT0 接发光二极管L1。
该模块的WR、RD 分别连到MCU 主模块的WR、RD。
该模块该模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）分别连到MCU 主模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）。
数字系统设计实验报告计数器、累加器
实验五计数器设计一、实验目的:1）复习计数器的结构组成及工作原理。
2）掌握图形法设计计数器的方法。
3）掌握Verilog HDL语言设计计数器的方法。
4）进一步熟悉设计流程、熟悉数字系统实验开发箱的使用。
二、实验器材:数字系统设计试验箱、导线、计算机、USB接口线三、实验内容:1）用图形法设计一个十进制计数器, 仿真设计结果。
下载, 进行在线测试。
用Verilog HDL语言设计一个十进制的计数器（要求加法计数；时钟上升沿触发；异步清零, 低电平有效；同步置数, 高电平有效）, 仿真设计结果。
下载, 进行在线测试。
四、实验截图1）原理图:2）仿真波形:3）文本程序:5）波形仿真:五、实验结果分析、体会:这次实验, , 由于试验箱有抖动, 故在原理图上加了去抖电路, 但是在波形仿真的时候无需考虑抖动, 所以我在波形仿真的时候将去抖电路消除了, 方便观察实验六累加器设计一、实验目的:1）学习了解累加器工作原理;2)了解多层次结构的设计思路;3）学会综合应用原理图和文本相结合的设计方法。
实验器材:数字系统设计试验箱、导线、计算机、USB接口线三、实验内容:1）在文本输入方式下设计分别设计出8位的全加器和8位的寄存器, 并分别存为add8_8.v和reg8.v;3） 2）在原理图输入方式下通过调用两个模块设计出累加器电路, 并存为add8.bdf, 进行功能仿真;下载, 进行在线测试。
四、实验截图1）8位累加器原理图:2）波形仿真:3）文本输入8位加法器语言及符号:生成元器件:4）文本输入8位寄存器:生成图元:五、实验总结:通过本次实验, 学习了解累加器工作原理, 了解多层次结构的设计思路, 学会综合应用原理图和文本相结合的设计方法。
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实验五计数器的设计——实验报告
邱兆丰 15331260
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
1、实验箱、万用表、示波器、
2、74LS73，74LS00，74LS08，74LS20
三、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。
2．集成J-K触发器74LS73
⑴符号：
图1 J-K触发器符号
⑵功能：
表1 J-K触发器功能表
⑶状态转换图：
图2 J-K触发器状态转换图
⑷特性方程：
⑸注意事项：
①在J-K触发器中，凡是要求接“1”的，一定要接高电平（例如5V），否则会出现错误的翻转。
①触发器的两个输出负载不能过分悬殊，否则会出现误翻。
② J-K触发器的清零输入端在工作时一定要接高电平或连接到实验箱的清零端子。
3．时序电路的设计步骤
内容见实验预习。
四、实验内容
1．用JK触发器设计一个16进制异步计数器，用逻辑分析仪观察CP和各输出波形。
2．用JK触发器设计一个16进制同步计数器，用逻辑分析仪观察CP和各输出波形。
3．设计一个仿74LS194
4．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：5.考虑增加一个控制变量D，当D=0时，计数器按自定义内容运行，当D=1时，反方向运行
五、实验设计及数据与处理
实验一
16进制异步计数器
设计原理：除最低级外，每一级触发器用上一级触发器的输出作时钟输入，JK都接HIGH，使得低一级的触发器从1变0时高一级触发器恰好接收下降沿信号实现输出翻转。
实验二
16进制同步计数器
设计原理：除最低级外，每一级的JK输入都为所有低级的输出的“与”运算结果实验三
仿74LS194
设计原理：前两个开关作选择端输入，下面四个开关模仿预置数输入，再下面两个开关模仿左移、右移的输入，最后一个开关模仿清零输入。
四个触发器用同一时钟输入作CLK输入。
用2个非门与三个与门做成了一个简单译码器。
对于每一个触发器，JK输入总为一对相反值，即总是让输入值作为输出值输入。
对于每一个输入，当模式“重置”输出为1时，其与预置值结果即触发器输入；当模式“右移”、“左移”输出为1时，其值为上一位或下一位对应值；当各模式输出均为0时各触发器输入为0，使输出为0。
实验四
设计原理：
在12进制同步计数器中，输出的状态只由前一周期的状态决定，而与外来输入无关，因此目标电路为Moore型。
而数字电路只有0和1两种状态，因此目标电路要表达12种状态需
要用4个变量1Q 、2Q 、3Q 、4Q 的16种组合中的12种。
现定义十进制数01~12的对应二
进制数为输出状态，可得目标电路的状态转换表如下：
表2 12进制同步计数器状态状态转换表
本实验选择J-K 触发器，根据状态转换表以及J-K 触发器特性方程：
得到目标电路方程如下：
输出方程：n n Q Y 00=、n n Q Y 11=、n n Q Y 22=、n n Q Y 33=
驱动方程：Q 0一个CP 发生一次变化，因此
100==K J 。
Q 1每当Q 0为1时，发生变化，因此
n Q K J 011==。
Q 2在Q 1Q 0都为1以及12（即1100的时候）发生变化，因此
J 2 = K 2 =Q 1n Q 0n +Q 3n Q 2n
Q 3在Q 2 Q 1Q 0都为1的时候，以及12的时候发生变化，因此
J 3=K 3=Q 0n Q 1n Q 2n +Q 3n Q 2n 。
状态方程：n n n Q K Q J Q 0
00010+=+ （2）由以上三种方程可以画出逻辑图如下：
实验五
由于电脑重装原来打的文件没了，照一下实验报告里的
五、实验心得与体会
1、通过此次实验对于触发器的逻辑功能有了更深的了解，学会了用J —K 触发器实现同步电路或者异步电路，并且可以用多种方法完成这次实验。
除了上述方法，也可以采用四个触发器实现1——15计数的电路，并对其进行改进，使其在13（即1101的时候），Q 3Q 2进行清零。
当然，达到相同目的的J 和K 也是不唯一的。
2、在使用触发器前，要对其进行检查。
具体方法是将J 、K 以及清零端接高电平，C1接CP ，将Q 接led 灯，若灯每次状态都发生改变，则证明触发器没有问题。
在实验中若是出现了问题，要进行故障检查。
有以下的检查方法
⑴ 查线法
由于在实验中大部分故障都是由于布线错误引起的，因此，在故障发生时，复查电路连线为排除故障的有效方法。
应着重注意：有无漏线、错线，导线与插孔接触是否可靠，集成电路各脚是否与插座插牢、集成电路是否插反等。
⑵ 观察法
用万用表直接测量各集成块的Vcc端是否加上电源电压；输入信号、时钟脉冲等是否加到实验电路上，观察输出端有无反应。
重复测试观察故障现象，然后对某一故障状态，用万用表测试各输入/输出端的直流电平，从而判断出故障是否由插座、集成块引脚连接线等原因造成的故障。
3、在此次实验中，最容易发生的错误就是弄混了Q与Q反向。
在实验前一定要观察触发器的结构，使其与功能图相对应。
作为端口输出的时候，也一定要检查，输出的是Q还是Q反。