利用D触发器构成计数器
门电D触发器与8位计数器的设计
数字逻辑课程实验报告实验名称门电D触发器与8位计数器的设计实验人姓名学号班级同组人姓名实验时间成绩一、实验内容1．带复位的D触发器（边沿触发）；2．8位计数器的设计；（具有异步清0和同步计数功能）二、实验原理带复位的D触发器（边沿触发）1.系统输入输出确定3个输入reset、d、clk（脉冲），2个输出q、qb2.真值表reset d clk q qb0 0 上升沿0 11 0 上升沿0 11 1 上升沿 1 03.电路图4.VHDL程序源代码LIBRARY ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity DCF isport(clk,d:in std_logic;reset:in std_logic;q,qb:out std_logic);end Dcf;architecture rtl of Dcf is beginprocess(clk) beginif(clk 'event and clk='1')then if(reset='0')then q<='0'; qb<='1'; else q<=d;qb<=not d; end if; end if; end process; end rtl;8位计数器的设计1、系统输入输出确定4个输入clk,r,s,en ，1个输出co ，q 即可作为输入也可以是输出。
2、真值表r 1 0 0 0 s d 1 0 0 clk d 上升沿 上升沿 d en d d 1 0 q0 0 0 计数加1保持不变q1 0 0 q2 0 0 q3 0 0 q4 0 0 q5 0 0 q6 0 0 q73、电路图4、VHDL程序源代码LIBRARY ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity jsq isport(clk,r,s,en:in std_logic;co:out std_logic;q:buffer std_logic_vector(7 downto 0)); end jsq;architecture rtl of jsq isbeginprocess(clk,r)beginif(r='1')thenq<=(others=>'0');elsif(clk'event and clk='1')thenif(s='1')thenq<=(others=>'0');elsif(en='1')thenq<=q+1;elseq<=q;end if;end if;end process;co<='1' when q="111111111"and en='1'else '0';end rtl;三、测试及分析D触发器仿真波形8位计数器仿真波形3．实验分析：D触发器和8位计数器的仿真波形图中波形与真值表一致实验结果证明：D触发器和8位计数器的设计真实的实验结果与理论结果相同。
数字电子技术基础第四章习题及参考答案
数字电子技术基础第四章习题及参考答案第四章习题1．分析图4-1中所示的同步时序逻辑电路，要求：（1）写出驱动方程、输出方程、状态方程；（2）画出状态转换图，并说出电路功能。
CPY图4-12．由D触发器组成的时序逻辑电路如图4-2所示，在图中所示的CP脉冲及D作用下，画出Q0、Q1的波形。
设触发器的初始状态为Q0=0，Q1=0。
D图4-23．试分析图4-3所示同步时序逻辑电路，要求：写出驱动方程、状态方程，列出状态真值表，画出状态图。
CP图4-34．一同步时序逻辑电路如图4-4所示，设各触发器的起始状态均为0态。
（1）作出电路的状态转换表；（2）画出电路的状态图；（3）画出CP作用下Q0、Q1、Q2的波形图；（4）说明电路的逻辑功能。
图4-45．试画出如图4-5所示电路在CP波形作用下的输出波形Q1及Q0，并说明它的功能（假设初态Q0Q1=00）。
CPQ1Q0CP图4-56．分析如图4-6所示同步时序逻辑电路的功能，写出分析过程。
Y图4-67．分析图4-7所示电路的逻辑功能。
（1）写出驱动方程、状态方程；（2）作出状态转移表、状态转移图；（3）指出电路的逻辑功能，并说明能否自启动；（4）画出在时钟作用下的各触发器输出波形。
CP图4-78．时序逻辑电路分析。
电路如图4-8所示：（1）列出方程式、状态表；（2）画出状态图、时序图。
并说明电路的功能。
1C图4-89．试分析图4-9下面时序逻辑电路：（1）写出该电路的驱动方程，状态方程和输出方程；（2）画出Q1Q0的状态转换图；（3）根据状态图分析其功能；1B图4-910.分析如图4-10所示同步时序逻辑电路，具体要求：写出它的激励方程组、状态方程组和输出方程，画出状态图并描述功能。
1Z图4-1011．已知某同步时序逻辑电路如图4-11所示，试：（1）分析电路的状态转移图，并要求给出详细分析过程。
（2）电路逻辑功能是什么，能否自启动？（3）若计数脉冲f CP频率等于700Hz，从Q2端输出时的脉冲频率是多少?CP图4-1112．分析图4-12所示同步时序逻辑电路，写出它的激励方程组、状态方程组，并画出状态转换图。
基于d触发器的3位格雷码计数器
基于触发器的3位格雷码计数器概述1. 本文将介绍基于d触发器的3位格雷码计数器的设计和工作原理。
2. 格雷码是一种二进制数的编码方式，相邻的两个数只有一位二进制位不同。
格雷码计数器是一种特殊的计数器，其计数规律符合格雷码的排列方式。
3. 我们将通过使用d触发器和逻辑门来设计一个3位格雷码计数器，并且详细分析其工作原理和电路结构。
d触发器1. d触发器是数字电路中常用的一种触发器，它采用时钟信号来控制数据输入，从而实现数据的存储和传递。
2. d触发器有一个数据输入端d和一个时钟输入端clk，当时钟信号发生上升沿时，d触发器会将d端的输入数据存储并输出。
3位格雷码计数器的设计1. 我们将使用三个d触发器和逻辑门来设计3位格雷码计数器。
假设三个d触发器的输入端分别为a、b和c，输出端分别为Qa、Qb和Qc。
2. 我们首先设计逻辑电路，根据格雷码的规律，确定d触发器的输入信号和逻辑门的连接方式。
3. 根据逻辑电路设计的结果，将三个d触发器和逻辑门连接起来，形成3位格雷码计数器的电路。
工作原理1. 当计数器处于初始状态时，三个d触发器的输出信号分别为000，表示计数器的初始值为0。
2. 当时钟信号发生上升沿时，逻辑门会根据当前状态来确定下一个状态的输入信号。
3. 经过逻辑门的处理，下一个状态的输入信号被送入对应的d触发器，从而使得计数器的值按照格雷码的规律递增。
总结1. 通过本文的介绍，我们了解了基于d触发器的3位格雷码计数器的设计方法和工作原理。
2. 格雷码计数器在数字逻辑电路中有着广泛的应用，其高效、稳定的特点使得它在实际工程中得到了广泛的应用。
3. 我们希望本文对读者对于数字电路设计和格雷码计数器有所启发，并对相关领域的学习和实践有所帮助。
为了进一步深入理解和学习基于d触发器的3位格雷码计数器，我们可以继续探讨一些具体的细节和应用。
逻辑门的应用1. 在3位格雷码计数器中，逻辑门起着至关重要的作用。
它们用于根据当前状态确定下一个状态的输入信号。
数字电路实验报告-用D触发器设计三位二进制加法计数器
电学实验报告模板实验原理1．触发器的触发方式（1）电平触发方式电平触发方式的特点是：CP = 1时，输出与输入之间通道“透明”，输入信号的任何变化都能引起输出状态的变化。
当CP = 0时，输入信号被封锁，输出不受输入影响，保持不变。
（2）边沿触发方式边沿触发方式的特点是：仅在时钟CP信号的上升沿或下降沿才对输入信号响应。
触发器的次态仅取决于时钟CP信号的上升沿或下降沿到达时输入端的逻辑状态，而在这以前或以后，输入信号的变化对触发器输出端状态没有影响。
2. 边沿触发器（1）边沿D触发器图1 上升沿触发D触发器图1所示为上升沿触发D触发器的逻辑符号。
上升沿触发D触发器的特性表如表1所示。
表1 上升沿D触发器特性表D触发器的特性方程为：Q^(n+1) = D1.同步触发器的异步置位复位端电平触发器和边沿触发器都在CP时钟信号的控制下工作，这种工作方式称之为“同步”。
也把这类触发器称为同步触发器，以区别于基本RS触发器。
在小规模集成电路芯片中，触发器既能同步工作，又兼有基本RS触发器的功能。
例如。
图2所示的触发器。
这是上升沿触发D触发器，其中，SD(-)和RD(-)是异步置位复位端。
只图2 带有异步置位复位端的D触发器要在SD(-)或RD(-)加入低电平，立即将触发器置“1”或置“0”，而不受时钟信号CP和输入信号D的控制。
只有当SD(-)或RD(-)均处于高电平时，触发器才正常执行上升沿触发D触发器的同步工作功能。
实验仪器实验内容及步骤1.测试双D触发器74LS74的逻辑功能（1）74LS74引脚图图3 74LS74引脚图图3所示为集成电路芯片74LS74的引脚图。
芯片包含两个带有异步置位复位端的上升沿D触发器。
（1）测试74LS74的逻辑功能图4 测试74LS74的逻辑功能实验电路按照图4连接电路。
D触发器的Q和Q(-)（芯片5和6号引脚）各接一个发光二极管用以观察触发器的输出逻辑电平。
按照上面测试74LS112的逻辑功能同样的方法和步骤，测试74LS74的逻辑功能，将实验数据记录在表2。
同步递增六进制计数器d触发器 -回复
同步递增六进制计数器d触发器-回复一、引言（100字）在数字电路中，计数器是一种常见的电子元件，用于计量和记录输入脉冲的数量。
六进制计数器是一种特殊的计数器，其计数范围为0-5，通过D 触发器和同步递增方式实现计数。
本文将详细介绍六进制计数器的工作原理、设计步骤和应用场景，以帮助读者更好地理解和应用该计数器。
二、六进制计数器的工作原理（200字）六进制计数器由若干个D触发器和逻辑门构成。
D触发器是一种基本的存储元件，通过时钟信号的作用，在每个时钟脉冲到来时将输入数据存储到输出端。
六进制计数器采用同步递增的方式，即在每个时钟脉冲到来时，将当前计数值加1，并将结果作为触发器的输入信号。
同时，通过逻辑门的控制，实现了六进制计数器的循环。
三、六进制计数器的设计步骤（600字）1. 确定计数范围：确定计数器的范围非常重要。
六进制计数器的范围为0-5，因此需要确定所需的D触发器数量。
通常情况下，每个触发器可以存储一位二进制数，因此需要至少3个D触发器来实现六进制计数器。
2. 确定逻辑门的类型：根据设计需求和计数器规模，确定所需逻辑门的类型。
常用的逻辑门有与门、或门和非门，可以根据实际需要选择适合的逻辑门。
3. 构建触发器和逻辑门的电路图：根据确定的计数器范围和所需逻辑门的类型，绘制触发器和逻辑门的电路图。
按照数据流的方向连接各个触发器，并使用逻辑门实现计数器的循环。
4. 配置触发器输入：配置D触发器的输入，使其按照所需的计数规则进行计数。
根据六进制计数器的规则，D触发器的输入应该依次为011、100、101、110、111、000。
通过设置输入端的开关状态或信号控制，实现对六进制计数器的控制。
5. 确定时钟信号：通过时钟信号来控制六进制计数器的计数过程。
时钟信号的频率和稳定性对计数器的精度和稳定性有重要影响，需要根据实际需要确定合适的时钟信号。
6. 搭建实验电路和进行测试：根据电路图连接实验电路，并使用示波器等工具进行测试。
d触发器计数器原理
D触发器是一种基于数据输入（D）的触发器，它的输出状态会在时钟上升沿时发生改变。
D触发器有两个稳定的输出状态，通常表示为Q和Q'。
当输入的数据发生变化时，Q 和Q'的状态也会随之改变。
基于D触发器的计数器原理如下：
1. 首先，我们需要确定所需的计数器位数。
例如，如果要实现一个4位二进制计数器，就需要4个D触发器。
2. 然后，将这四个D触发器按照串行的方式连接起来，形成一个二进制计数器。
触发器的输入端分别连接到上一位的输出端和反相输出端，输出端连接到下一位的输入端。
3. 接着，设置一个时钟信号，用来控制计数器的计数速度。
时钟信号的频率决定了计数器的计数速度，可以通过调整时钟信号的频率来改变计数器的计数速度。
4. 然后，设置一个复位信号，用来将计数器的值清零。
当复位信号为高电平时，所有D 触发器的输出都被强制为低电平，从而将计数器的值清零。
5. 最后，根据需要，可以设置一个计数方向信号，用来控制计数器的计数方向。
当计数方向信号为高电平时，计数器按照正常的二进制计数方式进行计数；当计数方向信号为低电平时，计数器按照逆向的二进制计数方式进行计数。
通过上述步骤，就可以使用D触发器实现一个二进制计数器。
如果要实现其他进制的计数器，可以采用类似的方法，只需要相应地增加或减少D触发器的数量即可。
级《数字逻辑电路》实验指导书
课程名称：数字逻辑电路实验指导书课时：8学时集成电路芯片一、简介数字电路实验中所用到的集成芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图1－1所示。
识别方法是：正对集成电路型号<如74LS20）或看标记<左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始按逆时针方向以1，2，3，…依次排列到最后一脚<在左上角）。
在标准形TTL集成电路中，电源端V一般排在左上CC，7脚为端，接地端GND一般排在右下端。
如74LS20为14脚芯片，14脚为VCCGND。
若集成芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。
二、TTL集成电路使用规则1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。
2、电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.5V之间，实验中要求使用Vcc＝＋5V。
电源极性绝对不允许接错。
3、闲置输入端处理方法(1> 悬空，相当于正逻辑“1”，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬空处理。
但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。
因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。
<也可以串入一只1～10KΩ的固定电阻）或接至某一 (2> 直接接电源电压VCC固定电压(＋2.4≤V≤4.5V>的电源上，或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。
(3> 若前级驱动能力允许，可以与使用的输入端并联。
4、输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。
当R ≤680Ω时，输入端相当于逻辑“0”；当R≥4.7 KΩ时，输入端相当于逻辑“1”。
对于不同系列的器件，要求的阻值不同。
5、输出端不允许并联使用<集电极开路门(OC>和三态输出门电路(3S>除外）。
否则不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。
6、输出端不允许直接接地或直接接＋5V电源，否则将损坏器件，有时为，一般取R 了使后级电路获得较高的输出电平，允许输出端通过电阻R接至Vcc＝3～5.1 KΩ。
电子技术教程-用触发器构成的计数器
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计数往往习惯从零开始，所以将各级触发器的 RD 引出，计数之 前在RD 端送一个低电平，使所有的触发器都“置零”称为“清零”。
Q3Q2Q1Q0为计数器状态输出端，Y为本计数器向高位计数器的输出。
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各级触发器的翻转条件并写出状态方程。 T′触发器来一个下降沿就翻转一次。
（3）在图中6-18的CP端输入连续脉冲（f=100KHz），用双踪示波 器同时观测CP与 Q1、CP与Q2、CP与Q3、Q1与Q2、Q2与Q3的 波形，并将观测到的波形画在图6-32中。
K8 4 1
L1
L2
L3
10
4
5
9
5
13
1
K7 15
14
15
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（3）根据状态真值表画出时序图。
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（2）按照计数长度分类
二进制计数器：按照二进制的规律计数的计数器；
二－十进制计数器：按照二－十进制编码（如8421BCD码）的规律 计数的计数器；
任意进制计数器：能够完成任意计数长度的计数器（如6进制、12进 制、60进制等）。
（3）按照计数器的状态的变化规律分类
加法计数器：计数器的状态随着CP脉冲个数增加而增加； 减法计数器：计数器的状态随着CP脉冲个数增加而减少；
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能够累计CP脉冲（又称为计数脉冲）个数的逻辑 电路称为计数器。
计数器是数字系统中应用场合最多的时序电路，它 不仅具有计数功能，还可用于定时、分频、产生序列脉 冲等。
（1）按照时钟（称为计数）脉冲的引入方式分类：
同步计数器：所有的触发器受同一个CP脉冲控制； 异步计数器：所有触发器不是受同一个CP脉冲控制。
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数字电路实验设计：
D触发器组成的4位异步二进制加法计数器一、选用芯片74LS74，管脚图如下：
说明：74LS74是上升沿触发的双D触发器, D触发器的特性方程为
二、设计方案：
用触发器组成计数器。
触发器具有0 和1两种状态，因此用一个触发器就可以表示一位二进制数。
如果把n个触发器串起来，就可以表示n位二进制数。
对于十进制计数器，它的10 个数码要求有 10 个状态，要用4位二进制数来构成。
下图是由D触发器组成的4位异步二进制加法计数器。
三、实验台：
四、布线：
1、将芯片（1）的引脚4、10连到一起，
2、将芯片（2）的引脚4、10连到一起，
3、将芯片（1）的引脚10和芯片（2）的引脚10连到一起，
4、将芯片（1）的引脚10连到+5V；
5、将芯片（1）的引脚1、13连到一起，
6、将芯片（2）的引脚1、13连到一起，
7、将芯片（1）的引脚13和芯片（2）的引脚13连到一起，
8、将芯片（1）的引脚13连到+5V；
9、将芯片（1）的引脚3接到时钟信号CP
10、将芯片（1）的引脚2、6接到一起，再将引脚2接到引脚11
11、将芯片（1）的引脚8、12接到一起，再将芯片（1）的引脚8接到芯片（2）的引脚3
12、将芯片（2）的引脚2、6接到一起，再将引脚6接到引脚11
13、将芯片（1）的引脚5、9分别接到Q
0、Q
1
，再将芯片（2）的引脚5、9分别
接到Q
2、Q
3
14、分别将两芯片的14脚接电源+5V，分别将两芯片的7脚接地0V。
五、验证：
接通电源on，默认输出原始状态0000
每输入一个CP信号（单击CP），的状态就会相应的变化，变化规律为0000（原始状态）、1000、0100、1100、0010、1010、0110、1110、0001、1001、0101、1101、0011、1011、0111、1111。