六十进制计数器的仿真与设计

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2.设计方案论证
2.1 概述 由设计任务可知,六十进制计数器由一个十进制计数器(计数状态 0~9)和一个
六进制计数器(计数状态 0~5)级联构成,在计数状态 59 的下一个状态产生清零信 号,同时产生进位输出。根据自己所学的知识,可以采用同步十进制计数器 74LS160 级联的形式来构成六十进制计数器。首先,将两片 74160 串联起来构成一个一百进制 计数器。其中,第一片记的是十位,第二片记的是个位。然后,再用置数法将得到的 百进制计数器改接为六十进制计数器。设计数器从全零开始计数,则计入 59 个脉冲 以后,第一片计成 Q3Q2Q1Q0=0101(5),第二片计成 Q3Q2Q1Q0=1001(9),与非门的 输出使两片 74160 的 LD’同时为低电平。当下一个(第六十个)计数输入脉冲到达时, 两个 74160 同时被置零,返回起始状态。这样就得到了六十进制计数器。
文件→ 记录实验结果→分析仿真结果
2.3 单元电路设计
图 1 流程图
74LS160 逻辑框图如图 2 所示。
图 2 同步十进制计数器 74LS160
各引出端功能为:RCO 为进位输出端;QD—QA 为计数器的输入端;D C B A 为
计数器的并行输入端;CLK 为时钟脉冲输入端;ENF、ENT 为计数器的控制端,均
通过查阅资料对不同的设计方案进行比较论证,由于 Multisim7 电路仿真软件采 用交互式界面,比较直观,操作简便,具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器以 及强大的分析功能等特点,因而,采用 Multisim7 电路仿真软件进行设计电路并仿真
在 Multisim7 环境中,把两个 74160 以级联的形式用置数法构建成六十进制计数 器。并运行仿真,观测其结果。 2.2 原理论证
为高电平时为计数状态,否则为保持状态;~LOAD 为同步并行置数允许端(低电平
有效);~CLR 为异步清零端(低电平有效)。
其逻辑功能如表一所示。表中×表示任意状态,0 表示低电平,1 表示高电平,
↑表示时钟脉冲的上升沿。
74LS160D 十进制计数器
74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数
2.5.1 所需元件及其用途
采用 76LS160 同步十进制计数器两片级联的形式构成一百进制计数器,再用置数
的方法将其改接为六十进制计数器。与非门与所需输出端相接并将其另一端接回到两
计数器的置数端。计数器从全零开始计数,则计入 59
个脉冲以后,第一
片计成 Q3Q2Q1Q0=0101(5)第二片计成 Q3Q2Q1Q0=100(9),与非门的输出使两片 74160
1
保持
0
保持
1
计数
图 6 提供高电平的电压源
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 图 7 时钟脉冲源如所示
图 8 数码显示器
2.2 选定器件列表如表 2 所示。
表 2 选定元器件列表
元件标号 74LS160D
7420N 74LS04D
VCC X1 V1 DCD_HEX
说明 同步十进制计数器
的 LD’同时为低电平。此时 RCO=1.当下一个(第六十个)计数输入脉冲到达时,两
个 74160 同时被置零,返回起始状态,同时 RCO 端产生进位输出。
3.2 测试步骤并用 Multisim7 进行仿真:
在 Multisim7 中对电路进行仿真的过程主要分两步,一是构建电路原理图,二是进行
示出来。
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2.4 六十进制计数器仿真原理图 六十进制计数器仿真原理图如图 9 所示。
图 10 60 进制计数器仿真原理图
六十进制计数器主要测试点:
观察数码显示器,计数状态从 0~59,再从 0 开始计数,并有译码显示并产生进
位输出。
2.5 测试方案
与非门 非门
电压源 发光二Baidu Nhomakorabea管 时钟脉冲源 数码显示器
2.3 应用 protel DXP 软件的原理框图如图所示
图 9 protel DXP 软件的原理框图
通过 protel DXP 绘制的 60 进制计数器原理图由两个数码显示管、两个芯片以及插线
组成,将会实现 60 进制计数器的显示完成。所完成的数字将会在数码显示管上面显
流程图如下: 明确设计目的 → 确定 Multisim7 仿真软件 → 设计论证
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方案 → 运用 protel DXP 软件绘制电路原理图 → 选定所需元器件 →设计单元电
路 →设计仿真原理图 →设置 Multisim7 仿真环境→ 进行仿真运行 →仿真后输出
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六十进制计数器的仿真与设计
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1.课程设计的目的
训练学生综合运用学过的 protel DXP 软件的基础知识,在教师指导下完成查找资 料,选择、论证方案,设计电路,安装调试,分析结果,撰写报告等工作。巩固和加 深在《EDA 技术及应用》课程中所学的理论知识和实验技能。自己对 Protel DXP 制 图软件也有进一步的了解与掌握,并且深刻体会到它在仿真中的重要用途。DXP 对电 子电路仿真的目的是电子电路原理图设计和仿真设计与 PCB 印制技术联系起来,经 过电子电路仿真后,马上可以制作 PCB 图或自动生成 PCB 图。它在前版本的基础上 增加了许多新的功能。新的可定制设计环境功能包括双显示器支持,可固定、浮动以 及弹出面板,强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。使学生初步掌握数字 电子电路设计的一般方法步骤,通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问 题的能力和创新能力,为后续课程的学习、毕业设计和毕业后工作打下一定的基础。

其功能表如下:
表 1 十进制计数器功能表
CP
Rd
LD
EP
X
0
X

1
0
X
X
1
1
0
X
1
1
X

1
1
1
图 3 与非门 7420N 逻辑框图
原理说明:
与非门逻辑关系:Y=(ABCD)’
图 4 非门 74LS04D 逻辑框图
原理说明:
非门逻辑关系:Y=(A)’
图 5 用于计数的发光二极管
ET
工作状态
X
置零
X
预置数
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