五进制计数器
做一个五进制的加减法计数器
做一个五进制的加减法计数器标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]一、做一个五进制的加减法计数器，输入控制端为1时，做加法，为0时，做减法，用JK触发器实现。
第一步：根据要求进行逻辑抽象，得出电路的原始状态图。
取输入数据变量为X，检测的输出变量为Z，该电路的功能是五进制计数器。
当X=1时，计数器作加“1”运算，设初态为S0。
状态由S做加1运算，状态转为S1，输出为0；状态S1做加1运算，转为状态S2，输出为0；状态S2做加1运算，转为状态S3，输出为0；状态S3做加1运算，转为状态S4，输出为0；当状态S4继续做加1运算时，状态由S4转到S，输出为1。
当X=0时，计数器作减“1”运算。
状态由S做减1运算，此时产生借位，状态转为S 4，输出为1；状态S4做减1运算，转为状态S3，输出为0；状态S3做减1运算，转为状态S2，输出为0；状态S2做减1运算，转为状态S1，输出为0；状态S1做减1运算，状态由S1转为状态S，输出为0。
由此得出状态转换图：第二步：状态编码。
该电路是五进制计数器，有五种不同的状态，分别用S0、S1、S2、S3、S4表示五种状态，这五种状态不能作状态化简。
在状态编码时，依据2n+1<N<2n，当N=5时，n=3，选触发器的个数n=3。
触发器按自然态序变化，采用二进制计数编码。
设S0=000，S1=001，S2=010，S3=011，S4=100。
用JK 触发器构成逻辑电路，JK 触发器的特性方程Q n+1=J Q n + K Q n 。
XQ 3 00 011110（1）Z=X Q n3 + X Q 3n Q 2n Q 1nXQ 3 0111 10(b) Q 3n+1=X Q 2n Q 1n + X Q 3n Q 2n Q 1nQ 2n Q 1nXQ 3n 00 01 11 1000 01 11 102n+1=X Q 3n + X Q 2n Q 1n + X Q 2n Q 1n + X Q 2n 1nQ 2n Q 1n XQ 3n00 01 1110 (4)Q 1n+1=X Q 3n + Q 2n Q 1n + X Q 3n Q 1n 再由JK 触发器特性方程求出各个触发器的驱动方程：J 1= X Q 3n + X Q 3n + Q 2nK 1 = X Q 3nJ 2 = X Q 1n + X Q 3nK 2 = X Q 3n + X Q 1n + X Q 1n J 3 = X Q 2n Q 1n + X Q 2n Q 1n K 3 = X Q 2n Q 1n第四步：画出逻辑电路图：第五步：检测该电路是否有自启动能力：电路有三个无效状态：101,110,111。
74LS90引脚图及引脚功能
74LS90引脚图及引脚功效74LS90计数器是一种中范围二一五进制计数器,管脚引线如图,功效表如表所示.表3.6-1 7490功效表A．将输出QA与输入B相接,构成8421BCD码计数器;B．将输出QD与输入A相接,构成5421BCD码计数器;C．表中H为高电平.L为低电平.×为不定状况.74LS90逻辑电路图如图3.6-1所示,它由四个主从JK触发器和一些附加门电路构成,全部电路可分两部分,个中FA触发器构成一位二进制计数器;FD .FC.FB构成异步五进制计数器,在74LS90计数器电路中,设有专用置“0”端R1.R2和置位（置“9”）端S1.S2.74LS90具有如下的五种根本工作方法：（1）五分频：即由FD .FC.和FB构成的异步五进制计数器工作方法.（2）十分频（8421码）：将QA 与CK2联接,可构成8421码十分频电路.（3）六分频：在十分频（8421码）的基本上,将QB 端接R1,QC端接R2.其计数次序为000～101,当第六个脉冲感化后,出近况态QC QBQA=110,应用QBQC=11反馈到R1和R2的方法使电路置“0”.（4）九分频：QA →R1.QD→R2,构成道理同六分频.（5）十分频（5421码）：将五进制计数器的输出端QD接二进制计数器的脉冲输入端CK1,即可构成5421码十分频工作方法.此外,据功效表可知,构成上述五种工作方法时,S1.S2端起码应有一端接地;构成五分频和十分频时,R1.R2端亦必须有一端接地.。
做一个五进制的加减法计数器
一、做一个五进制的加减法计数器，输入控制端为1时，做加法，为0时，做减法，用JK触发器实现。
第一步：根据要求进行逻辑抽象，得出电路的原始状态图。
取输入数据变量为X，检测的输出变量为Z，该电路的功能是五进制计数器。
当X=1时，计数器作加“1”运算，设初态为S0。
状态由S0做加1运算，状态转为S1，输出为0；状态S1做加1运算，转为状态S2，输出为0；状态S2做加1运算，转为状态S3，输出为0；状态S3做加1运算，转为状态S4，输出为0；当状态S4继续做加1运算时，状态由S4转到S0，输出为1。
当X=0时，计数器作减“1”运算。
状态由S0做减1运算，此时产生借位，状态转为S4，输出为1；状态S4做减1运算，转为状态S3，输出为0；状态S3做减1运算，转为状态S2，输出为0；状态S2做减1运算，转为状态S1，输出为0；状态S1做减1运算，状态由S1转为状态S0，输出为0。
由此得出状态转换图：第二步：状态编码。
该电路是五进制计数器，有五种不同的状态，分别用S0、S1、S2、S3、S4表示五种状态，这五种状态不能作状态化简。
在状态编码时，依据2n+1<N<2n，当N=5时，n=3，选触发器的个数n=3。
触发器按自然态序变化，采用二进制计数编码。
设S0=000，S1=001，S2=010，S3=011，S4=100。
用JK 触发器构成逻辑电路，JK 触发器的特性方程Q n+1=J Q n + K Q n 。
（1）Z=X Q n 3 + X Q 3n Q 2n Q 1n00 01 1110(b) Q 3n+1=X Q 2n Q 1n + X Q 3n Q 2n Q 1nQ 2n Q 1nXQ 3n 00 01 11 100001 11 102n+1=X Q3n + X Q2n Q1n + X Q2n Q1n + X Q2n Q1nQ2n Q1nXQ3n00011110(4)Q1n+1=X Q3n + Q2n Q1n + X Q3n Q1n再由JK触发器特性方程求出各个触发器的驱动方程：J1 = X Q3n + X Q3n + Q2nK1 = X Q3nJ2 = X Q1n + X Q3nK2 = X Q3n + X Q1n + X Q1J3 = X Q2n Q1n + X Q2n Q1nK3 = X Q2n Q1n第四步：画出逻辑电路图：第五步：检测该电路是否有自启动能力：电路有三个无效状态：101,110,111。
LS90引脚图及引脚功能
74LS90引脚图及引脚功能
74LS90计数器是一种中规模二一五进制计数器，管脚引线如图，功能表如表所示。
表 7490功能表
与输入B相接，构成8421BCD码计数器；
A．将输出Q
A
与输入A相接，构成5421BCD码计数器；
B．将输出Q
D
C ． 表中H 为高电平、L 为低电平、×为不定状态。
74LS90逻辑电路图如图所示，它由四个主从JK 触发器和一些附加门电路组成，整个电路可分两部分，其中F A 触发器构成一位二进制计数器；F D 、F C 、F
B
构成异步五进制计数器，在74LS90计数器电路中，设有专用置“0”端R 1、R 2
和置位（置“9”）端S 1、S 2。
74LS90具有如下的五种基本工作方式：
（1）五分频：即由F D 、F C 、和F B 组成的异步五进制计数器工作方式。
（2）十分频（8421码）：将Q A 与CK 2联接，可构成8421码十分频电路。
（3）六分频：在十分频（8421码）的基础上，将Q B 端接R 1，Q C 端接R 2。
其计数顺序为000～101，当第六个脉冲作用后，出现状态Q C Q B Q A =110，利用Q B Q C =11反馈到R 1和R 2的方式使电路置“0”。
（4） 九分频：Q A →R 1、Q D →R 2，构成原理同六分频。
（5）十分频（5421码）：将五进制计数器的输出端Q D 接二进制计数器的脉冲输入端CK 1，即可构成5421码十分频工作方式。
此外，据功能表可知，构成上述五种工作方式时，S 1、S 2端最少应有一端接地；构成五分频和十分频时，R 1、R 2端亦必须有一端接地。
五进制计数器实验中注意事项
五进制计数器实验中注意事项
1.需小心处理进位：五进制计数器在进位时需要特别注意，因为
其进位是在每5个数位之间进行的，因此进位操作需要特别小心，以
确保计数器不会出错或跳过某个数字。
2.需仔细标注输入和输出：在搭建五进制计数器时，需要仔细标
注输入和输出管脚的位置，以确保插入电路板时正确连接，避免错误。
3.需使用适当的电路元器件：五进制计数器需要大量使用器件，
如555定时器、CD4017计数器和74LS138译码器等。
一定要选择正确
的电路元器件，并按照其设计标准使用，以确保能够正确工作。
4.需注意电路板的布局：五进制计数器的电路板需要精心设计，
确保电路元件的布局合理，电路的连接清晰，以及电源和地线的正确
连接等。
5.需根据实际需求进行调整：五进制计数器的设计需根据实际需
求进行调整，如选择计数范围、计数方式以及计数间隔等，以确保计
数器符合实际应用。
数字电子技术五进制计数器,详细
实验八时序逻辑电路Multisim仿真设计要求：（1）熟悉Multisim仿真软件（2）利用时序逻辑芯片或触发器设计时序逻辑电路（3）写明设计要点（4）列出设计电路对应的状态图（5）画出逻辑电路图（6）利用Multisim仿真软件进行仿真的截图五进制时序逻辑电路计数器要求:逢五进一，能自启动图1 状态转换初态末态输出Q2 Q1 Q0 Q2* Q1* Q0*Y0 0 0 0 0 1 00 0 1 0 1 0 00 1 0 0 1 1 00 1 1 1 0 0 01 0 0 0 0 0 11 1 1 X X X X表1 状态表Q1*Q0*Q2 00 01 11 100 001 010 100 0111 000 X X XQ1*Q0*Y 00 01 11 100 0 0 0 01 1 X X X表3 输出卡诺图由卡诺图易得：Y=Q2，J0=Q2’,K0=1,J1=Q0,K1=Q0,J2=Q0Q1,K2=1。
图2 逻辑图U1JK_FFJ Q~Q KRESET CLKSETU2JK_FF J Q~Q KRESET CLKSETU3JK_FF J Q~Q KRESETCLKSET 2.5VX22.5VX32.5VX42.5VVCC5.0VU4A74ALS08MS1键 = 空格 GNDVCC5.0V图3 仿真原理图图4 仿真运行图图5 自启动检验本次实验实现了逻辑电路五进制加一时序计数器的仿真，该电路在进入无效状态101、110、111时在CP时钟脉冲作用下可自启动。
74LS90引脚图及引脚功能(可打印修改)
74LS90引脚图及引脚功能74LS90计数器是一种中规模二一五进制计数器，管脚引线如图3.6-1，功能表如表3.6-1所示。
表3.6-1 7490功能表复位输入输出R1 R2 S1 S2 Q D Q C Q B Q AH H L ×H H × L × × H H X L × L L × L ×L × × L × L L ×L L L LL L L LH L L H计数计数计数计数A．将输出Q A与输入B相接，构成8421BCD码计数器；B．将输出Q D与输入A相接，构成5421BCD码计数器；C．表中H为高电平、L为低电平、×为不定状态。
74LS90逻辑电路图如图3.6-1所示，它由四个主从JK触发器和一些附加门电路组成，整个电路可分两部分，其中F A触发器构成一位二进制计数器；F D 、F C、F B构成异步五进制计数器，在74LS90计数器电路中，设有专用置“0”端R1、R2和置位（置“9”）端S1、S2。
74LS90具有如下的五种基本工作方式：（1）五分频：即由F D、F C、和F B组成的异步五进制计数器工作方式。
（2）十分频（8421码）：将Q A与CK2联接，可构成8421码十分频电路。
（3）六分频：在十分频（8421码）的基础上，将Q B端接R1，Q C端接R2。
其计数顺序为000～101，当第六个脉冲作用后，出现状态Q C Q B Q A=110，利用Q BQ C=11反馈到R1和R2的方式使电路置“0”。
（4）九分频：Q A→R1、Q D→R2，构成原理同六分频。
（5）十分频（5421码）：将五进制计数器的输出端Q D接二进制计数器的脉冲输入端CK1，即可构成5421码十分频工作方式。
此外，据功能表可知，构成上述五种工作方式时，S1、S2端最少应有一端接地；构成五分频和十分频时，R1、R2端亦必须有一端接地。
5进制计数器课程设计
5进制计数器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解5进制计数的基本原理，掌握5进制数与10进制数的相互转换方法。
2. 学生能够运用5进制计数进行简单的数学运算，如加、减运算。
3. 学生了解5进制计数在计算机科学和生活中的应用。
技能目标：1. 学生能够独立设计并搭建一个简单的5进制计数器模型，锻炼动手操作能力。
2. 学生通过小组合作，解决5进制计数相关问题，提升团队协作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对数学产生兴趣，认识到数学知识与实际生活的紧密联系。
2. 学生在学习过程中，培养耐心、细心的学习态度，提高自信心和自主学习能力。
3. 学生了解我国在数学领域的贡献，增强民族自豪感。
课程性质：本课程为数学学科的一节实践探究课，结合学生年级特点和认知水平，注重理论与实践相结合，培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
学生特点：五年级学生具有一定的数学基础和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手操作和团队合作。
教学要求：教师需注重启发式教学，引导学生主动探究5进制计数原理，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动。
同时，教师应关注学生的情感态度，激发学生的学习兴趣和自信心。
通过本节课的学习，使学生达到课程目标，为后续相关知识的学习打下基础。
二、教学内容本节课依据课程目标，选取以下教学内容：1. 5进制计数原理：介绍5进制计数的基本概念、计数规则及其与10进制数的区别与联系。
2. 5进制与10进制的转换：讲解5进制数与10进制数之间的转换方法，并通过实例进行演示。
3. 5进制计数器设计与搭建：引导学生利用生活中的材料，设计并搭建一个简单的5进制计数器模型。
4. 5进制数学运算：教授5进制数的加、减运算方法，让学生通过实际操作进行练习。
5. 5进制计数在生活中的应用：介绍5进制计数在计算机科学、电子技术等领域的应用，激发学生学习兴趣。
教学内容安排如下：第一课时：5进制计数原理、5进制与10进制的转换。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验报告
课程名称：电子技术基础2 第7 次实验实验名称：同步时序电路逻辑设计
实验时间：2013 年11 月10 日
实验地点：机号
学号：姓名：
教师姓名：评定成绩：
实验7 同步时序电路逻辑设计一、实验目的：
1．掌握同步时序电路逻辑设计过程。
2．掌握实验测试所设计电路的逻辑功能。
3．学习EDA软件的使用。
二．实验仪器：
序号芯片或器材名称型号
1 主从JK触发器JKFF
2 二输入与门组件AND-2
3 BCD数字显示译码器7SED-B
三、实验原理：
同步时序电路逻辑设计流程图如图7-1 所示。
其主要步骤有：
1．确定状态转移图或状态转移表
根据设计要求写出状态说明，列出状态转移图或状态转移表，这是整个逻辑设计中最困
难的一步，设计者必须对所需要解决的问题有较深入的理解，并且掌握一定的设计经验和技巧，才能描绘出一个完整的、较简单的状态转移图或状态转移表。
2．状态化简
将原始状态转移图或原始状态转移表中的多余状态消去，以得到最简状态转移图或状态
转移表，这样所需的元器件也最少。
3．状态分配
这是用二进制码对状态进行编码的过程，状态数确定以后，电路的记忆元件数目也确定了，但是状态分配方式不同也会影响电路的复杂程度。
状态分配是否合理需经过实践检验，因此往往需要用不同的编码进行尝试，以确定最合理的方案。
4．选择触发器
通常可以根据实验室所提供的触发器类型，选定一种触发器来进行设计，因为同步时序
电路触发器状态更新与时钟脉冲同步，所以在设计时应尽量采用同一类型的触发器。
选定触发器后，则可根据状态转移真值表和触发器的真值表作出触发器的控制输入函数的卡诺图，然后求得各触发器的控制输入方程和电路的输出方程。
5．排除孤立状态
理论上完成电路的设计后，还需检查电路有否未指定状态，若有未指定状态，则必须检
查未指定状态是否有孤立状态，即无循环状态，如果未指定状态中有孤立状态存在，应采取措施排除，以保证电路具有自启动性能。
经过上述设计过程，画出电路图，最后还必须用实验方法对电路的逻辑功能进行验证，
如有问题，再作必要的修改。
时序电路的功能测试可以用静态和动态两种方法进行，静态测试由逻辑开关或数据开关提供输入信号，测试各级输出状态随输入信号变化的情况，可用指示灯观察，用状态转移真值表或功能表来描述。
动态测试是在方波信号的作用下，确定各输出端输出信号与输入信号之间的时序图，可用示波器观察波形。
在实际的逻辑电路设计中，以上的设计过程往往不能一次性通过，要反复经过许多次仿真调试，才能符合设计要求，既费时费力，又提高了产品的成本，而且，随着电路的复杂化，受工作场所及仪器设备等因素的限制，许多试验不能进行。
为了解决这些问题，很多国内外的电子设计公司推出了专门用于电子线路仿真和设计的“电子设计自动化（EDA）”（Electronics Design Automation）软件，例如Proteus,电子产品设计人员利用这个软件对所设计的电路行仿真和调试，一方面可以验证所设计的电路是否能达到设计要求的技术指标，另一方面又可以通过改变电路中元器件的参数，使整个电路性能达到最佳。
四、实验内容：
要求：
设计一个自然二进制码的五进制计数器
实验步骤：
①画出状态图
该电路无输入，只要对触发脉冲进行计数，所以状态图已经确定。
根据题意画出自然二进制码的5进制状态图。
②列状态表
现态次态输出
Q1n Q2n Q3n Q1n+1 Q2n+1 Q3n+1 Z
0 0 0 0 0 1 0
0 0 1 0 1 0 0
0 1 0 0 1 1 0
0 1 1 1 0 0 0
1 0 0 0 0 0 1
1 0 1 x x x x
1 1 0 x x x x
1 1 1 x x x x
③采用JK 触发器，由状态表和触发器激励表可作出激励函数的卡诺图，根据卡图，得J2、J1、J0,K2、K1.K0、Z 的表达式为
J0=Q2' K0=1
J1=K1=Q0
J2=Q0Q1 K2=1
④根据化简结果，画出逻辑电路图
五、实验体会：
在进行实验前，先看懂课件中的例题分析，在根据例题中的思路寻找本题与例题的相通之处，将这种相通之处充分利用分析清楚实验的思路，着手实验之前必须，弄清楚每一步，以及实验中计数器的变化，否则没有完备的思路就匆忙做实验只会浪费时间和精力，在进行试验时，如果有错误要耐心仔细的找出问题所在并修改更正。