计数器及应用设计实验
实验一梯形图实现逻辑与,或,非,定时计数等功能
实验一梯形图实现逻辑与、或、非、定时计数等功能一、实验目的：1) 认识PLC，了解PLC系统结构，熟悉PLC组成及各部分的作用，掌握PLC的工作原理，明确PLC输入/输出的意义。
2) 了解PLC应用软件的编制方法。
3) 熟悉PLC基本指令，了解PLC功能指令。
4) 掌握PLC基本电路的程序构成以及简单设计方法。
5) 熟悉PLC基本指令梯形图或语句表程序的编辑方法。
二、实验设备：1) PLC主机2) 微型计算机（带编程电缆及编程软件）3) 输入/输出实验板4) 电工工具及导线若干三、实验内容：1) 保持电路如图1-1所示，将输入信号加以保持记忆。
当X000接通一下，辅助继电器M500接通并保持，Y000有输出。
停电后再通电，Y000仍有输出，只有X001接通，其常闭触点断开，才能使M500自保持清除，使Y000无输出。
按照保持电路的要求，编制PLC控制程序。
按照要求连接PLC主机和输入/输出实验板，运行PLC控制程序，模拟保持电路输入信号，观察输出结果。
2) 延时断开电路如图1-2所示，输入X000＝ON时，Y000=ON，并且输出Y000的触点自锁保持接通，输入X000＝OFF后，启动内部定时器T0，定时5s后，定时器触点闭合，输出Y000断开。
LD X000OR M500ANI X001OUT M500LD M500OUT Y000ENDa) 梯形图b) 指令表图1-1 保持电路LD X000OR Y000ANI T0OUT Y000LD Y000ANI X000OUT T0K50ENDa) 时序图b) 梯形图c) 指令表图1-2 延时断开电路按照延时断开电路的要求，编制PLC控制程序。
按照要求连接PLC 主机和输入/输出实验板，运行PLC控制程序，模拟延时断开电路输入信号，观察输出结果。
3) 分频电路图1-3所示为一个二分频电路。
待分频的脉冲信号加在输入X000上，在第一个脉冲信号到来时，M100产生一个扫描周期的单脉冲，使M100常开触点闭合一个扫描周期。
教案范例(计数器)
教案范例（计数器）第一章：认识计数器1.1 教学目标让学生了解计数器的概念和基本功能。
学会使用计数器进行基本的数学运算。
1.2 教学内容计数器的定义和作用。
计数器的组成部分。
计数器的使用方法。
1.3 教学步骤1. 引入计数器的概念，让学生观察并描述计数器的外观和功能。
2. 讲解计数器的使用方法，示范如何进行加减乘除等基本运算。
3. 让学生分组讨论并尝试使用计数器进行计算。
1.4 作业布置第二章：计数器的进制转换2.1 教学目标让学生了解计数器在不同进制下的使用方法。
学会将十进制数转换为其他进制数。
2.2 教学内容不同进制数的概念和表示方法。
计数器在不同进制下的使用方法。
十进制数与其他进制数之间的转换方法。
2.3 教学步骤1. 讲解不同进制数的概念，介绍二进制、八进制、十六进制等。
2. 示范如何在计数器上进行不同进制数的转换。
3. 让学生分组讨论并尝试使用计数器进行不同进制数的转换。
2.4 作业布置请学生使用计数器将十进制数255 转换为二进制、八进制和十六进制。
第三章：计数器的程序设计3.1 教学目标让学生了解计数器的基本编程方法。
学会使用计数器编写简单的程序。
3.2 教学内容计数器的编程语言和语法。
计数器的编程方法和技巧。
计数器编程实例。
3.3 教学步骤1. 讲解计数器的编程语言和语法，介绍常用的指令和操作符。
2. 示范如何使用计数器编写简单的程序。
3. 让学生分组讨论并尝试使用计数器编写简单的程序。
3.4 作业布置请学生使用计数器编写一个程序，实现计算1到100的所有整数之和的功能。
第四章：计数器的扩展应用4.1 教学目标让学生了解计数器在其他领域的应用。
学会使用计数器解决实际问题。
4.2 教学内容计数器在科学、工程、商业等领域的应用。
计数器解决实际问题的方法和技巧。
4.3 教学步骤1. 讲解计数器在不同领域的应用实例，如测量时间、计数物品数量等。
2. 示范如何使用计数器解决实际问题。
3. 让学生分组讨论并尝试使用计数器解决实际问题。
SMI计数器的应用设计
SMI计数器的应用设计余 莉 朱利洋（丽水学院工学院 浙江 丽水 323000）摘 要： 通过对比分析汇总若干常用的中规模集成（SMI）计数器，并通过实例得出灵活设计任意进制计数器的方法。
关键词： SMI任意进制计数器；清零置数级联；设计中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1110054－02制计数器，若k>1，采用先级联后反馈的方式实现M 进制，具体0 引言做法是：先将这K 片连接成，然后采用整体反馈法实现M 进制计计数器是最常用的时序逻辑电路，在数字电子技术课程中k 数器。
主要思想是：在N 进制计数的过程中，设法使之跳越-占有非常重要的地位。
集成计数器的灵活应用是计数器部分的M 个状态，就可以得到M 进制的计数器。
教学目标。
目前大多数的教材中都会花大量篇幅介绍大量的电 2.1 确定芯片数目k路和集成芯片，学生学习起来难以快速掌握。
本文汇总各种常见的SMI 计数器，对比分析总结各种计数器的功能区别，并通过设计实例得到快速、灵活掌握任意进制计数器的实现方法。
1 常见SMI计数器计数器的种类非常繁多。
按计数器中的各个触发器是否同时翻转分为同步计数器和异步计数器。
按计数过程中数值的增减可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。
按计数容量可分为十进制计数器，十六进制计数器，任意进制计数器。
74系列SMI 同步计数器是目前集成计数器的主流产品。
常见的SMI 同步计数器型号有160/161/162/163/190/191/192/193。
其中，160/161/162/163是同步加法计数器，同步可逆（加/减）计数器型号是190/191/192/193。
常见的SMI 异步计数器有74LS290/293等。
161/163/191/193/293等型号是奇数的为四位二进制计数器，也称十六进制计数器，160/162/190/192/290等型号是偶数的为十进制计数器。
什么是计数器如何设计一个二进制计数器
什么是计数器如何设计一个二进制计数器计数器是一种电子设备，用于记录和显示特定事件或数据的次数。
它可以根据输入信号的变化来实现计数，常见的应用包括时钟、定时器、频率计等。
二进制计数器是一种特殊类型的计数器，它的计数方式采用二进制编码。
每当触发信号发生变化时，计数器的值会根据预设的计数规则进行自动递增或递减。
二进制计数器常用于电子数字电路中，以表示和控制各种复杂的数字逻辑。
设计一个二进制计数器需要考虑以下几个方面：1. 计数位数：确定计数器的位数决定了其能够表示的最大数字范围。
一般而言，n位二进制计数器可以表示0到2^n-1之间的数字。
2. 计数方向：确定计数器递增或递减的方向。
递增计数器按照二进制编码规则，顺序增加；递减计数器则按照相反的顺序递减。
3. 触发条件：确定计数器何时开始计数。
可以根据时钟信号、外部触发信号和逻辑运算等条件来触发计数器的计数。
4. 计数模式：确定计数器的工作模式，包括连续计数和循环计数。
连续计数模式下，计数器会一直递增或递减，直到达到最大或最小值；循环计数模式下，计数器会在达到最大或最小值后返回到初始值重新计数。
5. 输出接口：设计计数器的输出接口，以便将计数器的结果用于其他逻辑电路。
常见的接口形式包括二进制数码、BCD码、七段显示等。
根据上述要求，设计一个简单的4位二进制递增计数器，以实现从0到15的计数：首先，确定计数器的位数为4位，即可以表示0到15的数字。
其次，计数方向设置为递增模式，按照二进制编码规则从0000到1111。
然后，通过时钟信号触发计数器的计数。
可以将时钟信号作为计数器的输入，每当时钟信号发生一个上升沿或下降沿，计数器的值就会加1或减1。
最后，将计数器的结果输出到一个四位二进制数码管，以显示当前计数器的值。
通过以上设计，一个简单的4位二进制递增计数器便实现了。
它可以用于时钟、定时器、频率计等各种应用场景，并且可以根据需要进行扩展和优化，以满足更为复杂的计数需求。
产品计数器课程设计
产品计数器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握产品计数器的基本概念，理解其在日常生活和数学中的应用。
2. 学会运用不同的数学方法进行产品计数，并能正确运用到实际问题中。
3. 掌握基本的计数法则，如加法、减法、乘法和除法，并能在产品计数中灵活运用。
技能目标：1. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力，特别是在产品计数方面的应用。
2. 提高学生在团队协作中进行数据收集、整理和分析的能力。
3. 培养学生运用信息技术工具，如电子表格等，进行产品计数和数据处理的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数学学习的兴趣，尤其是产品计数这一领域。
2. 引导学生认识到数学知识在生活中的重要性，增强其学习的自觉性和主动性。
3. 培养学生团结协作、积极探索的精神，使其在解决问题时充满信心和耐心。
课程性质：本课程为数学学科教学，以实际问题为载体，注重培养学生的实际应用能力。
学生特点：考虑到学生年级的特点，注重启发式教学，引导学生主动参与，培养其独立思考和解决问题的能力。
教学要求：结合课程内容和学生的实际情况，设计富有启发性和实践性的教学活动，使学生能够在实践中掌握知识，提高技能，培养正确的情感态度和价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 产品计数器的基本概念：介绍产品计数器的作用、种类以及在日常生活和数学中的应用。
2. 计数方法及其应用：- 教学基本的计数法则，如加法、减法、乘法和除法。
- 通过实例讲解，让学生学会运用这些方法进行产品计数。
3. 实际问题中的产品计数：- 结合教材中的案例，引导学生学会在具体情境中收集、整理和分析数据。
- 设计实践活动，让学生运用所学知识解决实际问题。
4. 信息技术工具的应用：- 介绍电子表格等工具在产品计数和数据整理中的应用。
- 指导学生掌握使用这些工具进行数据处理的技巧。
5. 团队协作与交流：- 安排小组讨论和分享，培养学生团队协作和沟通能力。
计数器设计及应用
Ｑ３ Ｑ２ Ｑ１ Ｑ０
Ｏ ０ Ｏ Ｏ ０ Ｏ ０ ０ １ １ ０ Ｏ ０ Ｏ １ １ １ １ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ １ １ Ｏ Ｏ １ １ ０ ０ ０ １ ０ １ Ｏ １ ０ １ Ｏ １
Ｊ ｌ＝Ｋ１ ＝１
ｃ２ Ｐ ＝Ｑ
Ｊ ２＝Ｋ２ １ ＝
ｃ ３ Ｑ Ｐ＝ ２
Ｊ ３＝Ｋ３＝１
Ｑ Ｑ Ｑ１ ｏ 计数 输 出 ； ３２ Ｑ：
Ｑ ： 位输 出 ； ３进
Ｒ ： 步复 位 ｄ异
状 态转换 表 和时序 图如 图 ３ 图 ４所示 ： 、
Ｃ Ｐ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ １ １ １ １ １ ０ １ ２ ３ ４ ５
输 出． 果把 Ｑ作 为 下一个 触 发器 的时 钟信号 ， 可构成 多 位二进 制 加法计 数 器 ， 果把 Ｑ作 为下 一 个 如 则 如
触发 器 的时钟 信号 ， 则可 构成 多位 二进 制减 法计数 器 ． 用Ｊ Ｋ触 发器 组成 的异 步二进 制 加法计 数 器如 图 ２所 示 ：
有Ｒ Ｓ触 发器 、 发器 、 发器 及 Ｊ Ｔ触 Ｄ触 Ｋ触 发器等 ． 计数 器在 数字 系统 中应用 广泛 ， 因此 需掌握 计数 器 工 作原 理 ， 并根 据需 要设 计任 意进制 计数器 ．
１ 异 步 二 进 制计 数 器
计 数器 按计 数进制 不 同 ， 可分 为二进 制计 数器 、 十进 制计数 器 、 其他进 制计 数器 和可变 进制计 数器 ； 若 按计 数单元 中各触发 器所 接收计 数脉 冲和 翻转顺 序或 计 数功 能来 划 分 ， 则有 异 步 计数 器 和 同步 计数 器两 大类 ， 以及加 法计 数器 、 减法 计数器 、 减计数 器 等 ； 按 预置 和 清 除方 式来 分 ， 有并 行 预 置 、 加／ 如 则 直
2位十进制计数器
本科实验报告课程名称：CPLD/FPGA应用设计实验项目：2位十进制计数器实验地点：中区采矿楼二层专业班级：学号：学生姓名：2014年 3 月17 日一、实验目的1、熟悉Quartus II的原理图设计流程全过程。
2、学习简单时序电路的设计方法。
3、学习EDA设计的时序仿真和硬件测试方法。
二、实验原理2位十进制计数器参考原理图如图所示，也可以采用其他元器件实现。
三、实验任务1、设计2位十进制计数器电路。
2、在EDA环境中输入原理图。
3、对计数器进行仿真分析、引脚锁定、硬件测试。
四、实验步骤1、设计电路原理图设计含有时钟使能及进位扩展输出的十进制计数器。
可以选用双十进制计数器74LS390或者十进制计数器74LS160和其他一些辅助元件来完成。
2、计数器电路的实现按照电路图进行连线，完成完整的实验原理图。
绘制过程中应特别注意图形设计规则中信号标号和总线的表达方式。
若将一根细线变成一粗线显示的总线，可以先单机使其变红，再选Option选项中的Line Style；若在某线上加信号标号，也应该点击该线某处使其变成红色，然后键入标号名称，标有相同标号的线段可视为连接线段，不必直接连接。
总线可以以标号方式进行连接。
3、波形仿真4、编程下载后的硬件测试，实验图如下图：五、实验感想通过本次实验，我熟悉了Quartus II软件的使用方法，对图形设计方法和VHDL语句设计方法都有了初步的了解。
通过对两种方法进行分析比较可以发现，图形设计方法直观明了，但不便于修改，而且受元件库所能提供的元件限制，在设计时要求对元件有较好的了解；而采用VHDL语言设计方法，只要设计者正确描述目标电路的功能，通常就可以利用综合器产生符合要求的电路，而且该方法实现电路容易进行修改，设计者也不用过多考虑实际可获得的硬件资源，因此提高了设计效率。
第3次《单片机原理与应用》-定时计数器
定时器初始化编程：
使用定时器工作之前，先写入控制寄存器， 确定好定时器工作方式。 初始化编程格式：
MOV TMOD，# 方式字 MOV THx，#XH MOV TLx，#XL (SETB EA ) (SETB ETx) SETB TRx ；选择方式 ；装入Tx时间常数 ；开Tx中断 ；启动Tx定时器
TMOD，#01H ；设置T0为方式1定时
ACALL PT0M0
HERE： AJMP HERE
；调用初始化子程序PT0M0
；原地循环，等待中断
22
PT0M0： MOV
TL0，#0CH
；T0初始化，装初值的低8位
MOV
TH0，#0FEH
；装初值的高8位
；允许T0中断 ；总中断允许 ；启动T0 ；中断子程序，T0重装初值 ；P1.0的状态取反
本例，主程序用一条转至自身的短跳转指令来代替。
21
参考程序如下：
ORG 0000H ；程序入口 ；转主程序 ；T0中断入口 ；转T0中断处理程序IT0P ；主程序入口 ；设堆栈指针
RESET： AJMP MAIN ORG 000BH
AJMP IT0P ORG MAIN： MOV MOV 0100H SP，#60H
2）中断方式：初始化后执行其它任务，中断服务程序处理溢出。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH(001BH) ；Tx中断入口 LJMP PTS MAIN： … ；初始化后执行其他程序 PTS： … ；溢出中断服务程序 MOV THx，#XH ；重装时间常数 MOV TLx，#XL RETI
即T0每隔1ms产生一次中断，CPU响应中断后，在中断服务 子程序中对P1.0取反。为此要做如下几步工作。
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计数器及应用设计实验
计数器是一种广泛应用于各个领域的计量工具。
它能够记录和显示某个事件发生的次数或者某个物体经过的数量。
计数器的设计和应用非常重要，不仅仅在日常生活中有实际的应用场景，也在各个工业领域中发挥着巨大的作用。
首先，我们来讨论计数器的基本设计原理和组成部分。
计数器的主要组成部分包括输入接口、计数存储器、计数控制器和显示装置。
输入接口用于接收外部事件的触发信号，比如按键、传感器等，将这些信号转化为计数器的输入。
计数存储器用于存储计数值，可以是数字存储器或者模拟存储器。
计数控制器则负责对计数器的计数过程进行控制，根据不同的需求可以设定计数器的起始值、停止值，以及计数方式（加法或者减法）等。
最后，显示装置用于将计数值显示出来，可以是数码管、液晶屏等。
计数器的应用非常广泛，下面我们将讨论几个典型的应用场景。
首先，计数器在工业自动化控制中发挥着重要的作用。
在生产过程中，我们常常需要统计某个产品的生产数量，这时可以使用计数器来实时记录产品的产量，并进行数据上传和分析，有助于生产线的管理和调整。
此外，在自动化流水线中，计数器也可以用来计算某个物体经过的数量，从而实现自动分拣和包装等操作。
其次，计数器在交通领域也有很多应用。
比如，交通信号灯就是使用计数器来控制红绿灯的切换时间，通过实时统计通过的车辆数来调整红绿灯的时长，实现交通的合理调度。
另外，高速公路收费站也可以使用计数器来记录通过车辆的数量，
从而实现无感支付的功能。
这些应用不仅提高了交通效率，还减少了人为误操作和排队等待的时间。
此外，计数器在商业场景中也非常常见。
比如，商场的人流量统计，可以使用计数器来记录进出人员的数量，从而掌握各个时段的客流情况，有针对性地进行运营和促销活动。
同时，计数器还可以被用于库存管理，通过实时统计库存的进出数量，及时补充和预测货物的供应量，从而提高仓库管理的效率。
最后，计数器在科学实验室中也是必不可少的设备。
在生物学、化学和物理实验中，我们经常需要进行实验事件的计数，比如细胞的分裂次数、化学反应的次数、粒子的撞击次数等。
此时，计数器不仅可以准确地记录实验的结果，还提供了数据分析和处理的基础，为科学研究提供了有力的支持。
综上所述，计数器设计与应用实验非常重要。
计数器通过记录和显示事件的次数或者物体的数量，帮助我们实现了生产、交通、商业和科学等领域的自动化和智能化。
合理设计计数器的组成部分和功能，能够提高工作效率，降低操作风险，为各个领域的发展和创新提供强有力的支持。