实验五 电子计数器的使用
新版数字电路实验指导书
数字电子技术实验指导书适用专业：电子信息工程、应用电子浙江师范大学电工电子实验教学中心冯根良张长江目录实验项目实验一门电路逻辑功能的测试……………………………………验证型（1）实验二组合逻辑电路Ⅰ（半加器全加器及逻辑运算）…………验证型（7）实验三组合逻辑电路Ⅱ（译码器和数据选择器）………………验证型（13）实验四触发器………………………………………………………验证型（17）实验五时序电路（计数器、移位寄存器）………………………验证型（22）实验六组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证……………………设计型（27）实验七 D/A-A/D转换器……………………………………………设计型（34）实验八 555定时的应用……………………………………………设计型（41）实验九集成电路多种计数器综合应用……………………………综合型（46）实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。
2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。
3、学会检测基本门电路的方法。
二、实验仪器及材料1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱2. 器件：74LS00 二输入端四与非门2片74LS20 四输入端双与非门1片74LS86 二输入端四异或门1片三、预习要求1. 预习门电路相应的逻辑表达式。
2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。
四、实验内容及步骤实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座，按自己设计的实验接线图接好连线。
注意集成块芯片不能插反。
线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。
1.与非门电路逻辑功能的测试（1）选用双四输入与非门74LS20一片，插入数字电路实验箱中对应的IC 座，按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K 1~K 4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显示发光二极管D 1~D 4任意一个。
数字逻辑电路实验教案
绪论数字逻辑电路是高等学校计算机科学技术专业中的一门主要的技术基础课程，它是为培养计算机科学技术专业人才的需要而设置的，它为计算机组成原理、微型机与其应用等后续课程打下牢固的硬件基础。
数字逻辑电路是一门理论性和实践性均较强的专业基础课，实验是数字逻辑电路课程中极其重要的实践环节。
通过数字逻辑电路实验可以使学生真正掌握本课程的基本知识和基本理论，加强对课本知识的理解，有利于培养各方面的能力；有利于实践技能的提高；有利于严谨的科学作风的形成。
一、常用电子仪器的使用1、示波器2、THD—4型数字电路实验箱3、万用表二、实验课的程序1．实验预习由于实验课的时间有限，因此，每次实验前要作好预习，写好预习报告。
预习的要求：a．理解实验原理，包括所用元器件的功能。
b．粗略了解实验具体过程。
c．根据实验要求，画好实验线路与数据表格。
2．实验操作每次测量后，应立即将数据记录下来，并由实验老师签字。
实验操作一般步骤：（1）在连接实验线路之前，必须保证“数字电路实验箱”所有电源关闭；（2）按所画的实验线路图连接实验线路，所用短路线必须事先用万用表检查，以减少故障点；（3）实验线路连接完成后，必须仔细检查实验线路，以保证实验线路连接无误；（4）实验线路连接正确后，接通电源，进行具体实验。
（5）如变动实验线路，必须从（1）重新进行。
故障检查方法与处理：（1）检查元器件的接入电源是否正确；（2）使实验线路处于静态，用万用表“直流电压挡”，从输入级向输出级逐级检查逻辑电平，确定故障点；（3）关闭“数字电路实验箱”电源，用万用表“欧姆挡”，检查实验线路连接是否正确，确定故障点；（4）关闭“数字电路实验箱”电源，按实验操作一般步骤（2）（3）（4）将故障排除。
3．实验报告写实验报告应有如下项目：（1）实验目的（2）实验内容（3）实验设备与元器件（4）实验元器件引脚图（5）实验步骤、实验线路与实验记录等（6）实验结果与故障处理分析、讨论和体会等（7）“思考题”要求同学在完成基本实验内容的前提下去做，并将实验内容、实验所用器件、线路、结果与分析等做副页附在实验报告最后，其副页由实验老师签字确认。
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。
计数器的基本功能
计数器的基本功能一、计数器的定义与作用计数器是一种常见的工具，用于记录和统计数量。
它可以在各种场景中使用，例如计算器、电子表、时钟等。
计数器的基本功能是进行计数操作，可以实时更新并显示当前的计数值。
计数器在生活中有着广泛的应用，从日常生活到科学研究，都离不开计数器的帮助。
二、计数器的类型计数器可以分为多种类型，常见的有以下几种：1. 机械计数器机械计数器是最早出现的计数器类型之一，它通过机械结构实现计数功能。
机械计数器通常使用齿轮和数字滚轮等装置来记录和显示计数值。
机械计数器的特点是结构简单、可靠性高，但计数范围有限。
2. 电子计数器电子计数器是使用电子元件实现计数功能的计数器类型。
它通常采用数字显示屏或LED灯来显示计数值。
电子计数器具有计数范围广、精度高、功能强大等特点。
电子计数器可以通过电路设计实现各种计数功能，如加减计数、定时计数等。
3. 软件计数器软件计数器是在计算机系统中通过软件实现的计数器。
它可以利用计算机的处理能力进行复杂的计数操作，具有灵活性和可扩展性。
软件计数器常用于编程和数据处理领域，可以实现各种复杂的计数功能。
三、计数器的基本功能计数器作为一种记录和统计数量的工具，具有以下基本功能：1. 计数功能计数器的最基本功能是进行计数操作。
它可以根据设定的规则，对事件、物体或其他需要计数的对象进行累加或累减操作。
计数器可以实时更新计数值，并将结果显示出来。
2. 显示功能计数器通常具有显示功能，可以将计数结果以数字形式显示出来。
显示方式可以是数字显示屏、LED灯、液晶屏等。
计数器的显示功能可以直观地反映计数结果，方便用户进行观察和判断。
3. 记忆功能一些高级的计数器具有记忆功能，可以记录和保存计数结果。
这样可以在断电或重启后保留之前的计数值，避免数据丢失。
记忆功能可以在需要长时间记录计数结果的场景中发挥作用。
4. 重置功能计数器通常具有重置功能，可以将计数值归零。
通过重置功能，可以清空之前的计数结果，重新开始计数。
数字电子技术实验五触发器及其应用（学生实验报告）
数字电⼦技术实验五触发器及其应⽤（学⽣实验报告）实验三触发器及其应⽤1．实验⽬的(1) 掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能(2) 掌握集成触发器的逻辑功能及使⽤⽅法(3) 熟悉触发器之间相互转换的⽅法2．实验设备与器件(1) ＋5V直流电源(2) 双踪⽰波器(3) 连续脉冲源(4) 单次脉冲源(5) 逻辑电平开关(6) 逻辑电平显⽰器(7) 74LS112（或CC4027）；74LS00（或CC4011）；74LS74（或CC4013）3．实验原理触发器具有 2 个稳定状态，⽤以表⽰逻辑状态“1”和“0”，在⼀定的外界信号作⽤下，可以从⼀个稳定状态翻转到另⼀个稳定状态，它是⼀个具有记忆功能的⼆进制信息存贮器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。
(1) 基本RS触发器图4-5-1为由两个与⾮门交叉耦合构成的基本RS触发器，它是⽆时钟控制低电平直接触发的触发器。
基本RS触发器具有置0 、置1 和保持三种功能。
通常称S为置“1”端，因为S＝0（R＝1）时触发器被置“1”；R为置“0”端，因为R＝0（S＝1）时触发器被置“0”，当S=R=1时状态保持；S＝R＝0时，触发器状态不定，应避免此种情况发⽣，表4-5-1为基本RS触发器的功能表。
基本RS触发器。
也可以⽤两个“或⾮门”组成，此时为⾼电平电平触发有效。
图4-5-1 基本RS触发器(2) JK触发器在输⼊信号为双端的情况下，JK触发器是功能完善、使⽤灵活和通⽤性较强的⼀种触发器。
本实验采⽤74LS112双JK触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。
引脚功能及逻辑符号如图4-5-2所⽰。
JK触发器的状态⽅程为Q n+1＝J Q n＋K Q nJ和K是数据输⼊端，是触发器状态更新的依据，若J、K有两个或两个以上输⼊端时，组成“与”的关系。
Q与Q为两个互补输出端。
通常把 Q＝0、Q＝1的状态定为触发器0 状态；⽽把Q＝1，Q＝0定为 1 状态。
图4-5-2 74LS112双JK触发器引脚排列及逻辑符号下降沿触发JK触发器的功能如表4-5-2注：×— 任意态↓— ⾼到低电平跳变↑— 低到⾼电平跳变Q n （Q n ）— 现态 Q n+1（Q n+1）— 次态φ— 不定态JK 触发器常被⽤作缓冲存储器，移位寄存器和计数器。
试验四LED数码管显示数字试验五运动计时器的设计试验要求
下载流程
建立引脚约束文件，告诉软件实物中的引脚定义
下载流程
网络，是自己定义的 约束信息，在实验手册
引脚不可变
的每个实验部分有说明
下载流程
接上电源，插入下载线， 首次接入的话，需要等待 一会，保证电脑上设备管 理器下已经完成了驱动连 接。计算机自动安装驱动
编译没有错误之后，直接双击 【Configure Target Device】
输入
源文件目录
编译命令窗口
程序包， 类似C语言中 的include
待添加的程序主体
新建工程 输入
程序主体说明
添加程序包
端口说明
需要的信号,变量申 明 添加程序进 程
新建工程 输入
添加两条库调用语句
端口声明语句 内部信号量声明语句
模块进程，可多个
新建工程 综合
编写好程序之后，【保存】，双击左侧 栏下的【Synthesize-XST】，进行语法检 查，生成RTL原理图
下载流程
双击操作
单击右键选择
找到xx.bit文件，*有时候
窗口出现的不是刚才生成 生成Bit文件的路径，需 要切换过去找到
下载流程
这是选择了bit文件之后 会出现的几个窗口
下载流程
右键单击选择【program】 即完成了下载
下载流程
*常出现下载失败的原因： 1.芯片选型不对 2.连接驱动没有建立成功（电源上电）
实验题目及要求
实验四 LED数码管显示数字
实验五 运动计时器的设计
实验要求：
在四个七段LED数码管上
实验要求：
(1)在四个七段LED数码管上显示分钟和 秒，最长的计时时间为59：59。
显示自己学号的最后四位“xxxx”
音叉频率实验
音叉频率实验音叉是一种能够产生特定频率的乐器，也是物理实验中常用的工具。
通过音叉频率实验，我们可以观察和测量音叉的振动频率，进而了解其特性和应用。
本文将介绍音叉频率实验的步骤和注意事项，以及实验结果的分析与应用。
一、实验目的音叉频率实验的主要目的是测量音叉的振动频率，验证音叉的特性。
二、实验器材和材料准备1. 音叉：选择一个具有已知频率的音叉作为实验对象。
常见的音叉频率可通过音叉上的刻度或相关资料进行确认，并将其标注为f0。
2. 电子计数器：用于测量音叉的振动频率。
3. 电源电路：提供电源稳定，确保实验的准确性。
4. 连接线：用于连接音叉、电子计数器和电源电路。
5. 其他实验所需的辅助器具和材料。
三、实验步骤1. 搭建实验装置：将电子计数器通过连接线与音叉和电源电路连接起来。
确保连接正确并稳定。
2. 准备音叉：将音叉固定在合适的位置，并确认其刻度。
3. 调节电源电路：通过调节电源电路，确保电源电压稳定在适当的数值，以保证实验的精确度。
4. 开始实验：轻拨音叉，并观察其振动情况。
同时启动电子计数器，记录音叉的振动周期数。
5. 数据记录：记录音叉的振动周期数，并计算出音叉的振动频率f。
音叉的振动频率f可以通过以下公式计算得出：f = 1 / T其中，T为音叉的振动周期，可以通过记录的周期数除以时间得出。
6. 多次实验：为了提高实验的准确性，可以多次进行实验，记录不同的振动周期数，并计算出相应的频率。
四、实验注意事项1. 实验环境：保持实验环境安静，避免外界干扰，以确保实验结果的准确性。
2. 操作技巧：在拨动音叉时，尽量使用手指轻柔地触碰音叉的振动臂，以避免对振动频率造成干扰。
3. 数据记录：在记录音叉振动周期数和时间时，尽量保持准确，并及时进行计算和记录。
五、实验结果与分析根据实验记录的数据，我们可以得到不同频率下音叉的振动周期数和频率值。
通过对这些数据的分析，我们可以得出如下结论：1. 音叉频率与振动周期成反比，即频率越高，振动周期越短。
实验五 计数器及其应用
实验五计数器及其应用一、实验目的1.熟悉由集成触发器构成的计数器电路及其工作原理。
2.熟练掌握常用中规模集成电路计数器及其应用方法。
二、实验原理所谓计数,就是统计脉冲的个数,计数器就是实现“计数”操作的时序逻辑电路。
计数器的应用十分广泛,不仅用来计数,也可用作分频、定时等。
计数器种类繁多。
根据计数体制的不同,计数器可分成二进制（即2n进制）计数器和非二进制计数器两大类。
在非二进制计数器中,最常用的是十进制计数器,其它的一般称为任意进制计数器。
根据计数器的增减趋势不同,计数器可分为加法计数器——随着计数脉冲的输入而递增计数的；减法计数器——随着计数脉冲的输入而递减的,可逆计数器——既可递增、也可递减的。
根据计数脉冲引人方式不同,计数器又可分为同步计数器——计数脉冲直接加到所有触发器的时钟脉冲（CP）输入端；异步计数器——计数脉冲不是直接加到所有触发器的时钟脉冲（CP）输入端。
1.异步二进制加法计数器异步二进制加法计数器是比较简单的。
图32 (a)是由4个JK（选用74LS112集成片）触发器构成的4位二进制(十六进制)异步加法计数器,图32 (b)和(c)分别为其状态图和波形图。
对于所得状态图和波形图可以这样理解：触发器FFo(最低位)在每个计数沿(CP)的下降沿(1 → 0)翻转,触发器FF1的 CP 端接 FF0的 Q0端 .因而当 FF0(Q0)由1→0时,FF1翻转。
类似地,当 FF l(Q l)由1→0时,FF2翻转,FF2(Q2)由1→0时,FF3翻转。
（a）逻辑图(b)状态图（c）波形图图32 4位二进制（十六进制）异步加法计数器4位二进制异步加法计数器从起始态0000到1111共十六个状态,因此,它是十六进制加法计数器,也称模16加法计数器 (模M = 16)。
从波形图可看到,Q0的周期是CP周期的二倍；Q l是Q0的二倍,CP的四倍；Q2是Q1的二倍,Q0的四倍,CP的八倍；Q3是Q2的二倍,Q l的四倍,Q0的八倍,CP 的十六倍。
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实验五电子计数器的使用
网络学院14电子信息1.2 班实验日期2016 年月日
一、实验目的
1、通过本实验，能够大致了解计数器的原理，熟悉计数器面板上的开关和旋钮的作用。
初步学会计数器的一般使用方法。
2、进一步理解计数器的工作原理。
3、熟练掌握计数器测量频率、周期、频率比的方法。
二、原理与说明
1、计数器是一种综合性的电信号特性测试仪。
用它可以直接显示出电信号的脉冲数等。
2、信号发生器是产生各种波形的信号电源。
常用的有正弦信号发生器、方波信号发生器、脉冲信号发生器等。
信号电源的频率（周期）和输出辐值一般可以通过开关和旋钮加以调节。
三、仪器设备
1、计数器， 1台；
2、函数信号发生器， 1台；
四、任务与方法
1、熟悉计数器的各主要开关和旋钮的作用。
电子计数器测量频率、周期及时间间隔等的工作原理是相似的，所用主要部件也基本相同。
因此，一般都制成通用仪器，使用这种通用仪器，可以很方便地测量信号的频率、周期、时间间隔、脉冲宽度、频率比等，若配置必要的插件，还可用来测量信号的相位、电压等。
如图1所示为SP100B型电子计数器图。
图1 电子计数器面板图
主要特点：
（1）单片机控制
（2）等精度测量
（3）测量速度20次／秒
（4）高性价比，高可靠性
（5）PPM测量时F0可任意设置
（6）晶体行业专用PPM调频计
（7）A通道具有低通滤波器和20倍衰减功能
（8）10位LED显示（8位数据位，2位指数值）
（9）新型导电橡胶轻触式按键，外形美观大方
主要技术指标：
图2 计数器的主要技术指标
2、使用信号发生器和计数器进行测周和测频
（1）调节函数信号发生器的信号源，使其输出信号频率为10KHZ、电压峰-峰值为2V的正弦波，按下“FREQ”(测频)键，按下“PER”（侧周）键，依次调节主门时间，将测量结果记录于下表：
（2）改变信号源输出频率，多次测量，将测量结果记录下来。
五、注意事项
在大致了解计数器、信号发生器的使用方法以及各旋钮和开关的作用之后，再动手操作。
使用这些仪器时，旋动各旋钮和开关不要用力过猛。
六、预习与思考题
计数器的结构较为复杂，面板上的开关和旋钮较多，而信号发生器又是初次接触，因此，为使本实验能顺利进行，要在课前预习示波器和信号发生器简介的基础上,仔细听取教师针对具体仪器进行的讲解和演示，然后再动手操作。
七、实验报告要求
1、记录用计数器测得的各个波形的数据。
2、总结计数器的使用方法及其注意事项。