三位二进制减法计数器的设计

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目录

1设计目的与作用 (1)

1.1设计目的及设计要求 (1)

1.2设计作用 (1)

2设计任务 (1)

3三位二进制减法计数器的设计 (1)

3.1设计原理 (1)

3.2设计过程 (2)

4 74161构成227进制同步计数器并显示 (4)

4.1设计原理 (4)

4.2设计过程 (4)

5仿真结果分析 (5)

5.1三位二进制减法计数器仿真结果 (5)

5.2 74161构成227进制同步计数器的仿真结果 (8)

6设计总结 (8)

7参考文献 (9)

1设计目的与作用

1.1设计目的及设计要求

按要求设计三位二进制减法计数器（无效状态001，011）及用74161构成227进制同步计数器并显示，加强对数字电子技术的了解，巩固课堂上学到的知识，了解计数器，并且加强对软件multisim的了解。

1.2设计作用

multisim仿真软件的使用，可以使我们对计数器及串行检测器有更深的理解，并且学会分析仿真结果，与理论结果作比较。加强了自我动手动脑的能力。

2设计任务

1.三位二进制减法计数器（无效状态001，011）

2.74161构成227进制同步计数器并显示

3三位二进制减法计数器的设计

3.1设计原理

设计一个三位二进制减法计数器（无效状态001，011）

000 /0010 /0100 /0101 /0110 /0 111

/1

排列n n n

210

Q Q Q

图3.1.1 状态图

3.2设计过程

a ．选择触发器

由于JK 触发器的功能齐全，使用灵活，在这里选用3个CP 上升沿触发的边沿JK 触发器。 b ．求时钟方程

采用同步方案，故取012CP CP CP CP === c ．求状态方程

由3.1所示状态图可直接画出电路次态n+1n+1n+1

2

10Q Q Q 卡诺图。再分解开便可以得到如图各触发器的卡诺图。

Q 1n Q 0n

Q

2n

00 01 11 10

1

图3.2.1次态n+1

n+1n+12

10Q Q Q 卡诺图

Q 1n Q 0n

Q 2n 00 01 11 10

1

图3.2.2n+1

2

Q 的卡诺图

Q 1n Q 0n

Q 2

n

00 01 11 10 0 1

图3.2.3

n+11Q 的卡诺图

Q 1n Q 0n

Q 2n 00 01 11 10

0 1

图3.2.4

n+10Q 的卡诺图

状态方程：

n

n Q Q Q Q Q Q 0

1n 2n 1n 21n 2++=+ （1）

n n n n n Q Q Q Q Q 010111+=+ （2）

n 0

n 1n 2n 1n 21n 0Q Q Q Q Q Q +=+ （3）

（2）求驱动方程

JK 触发器的特性方程为n n 1n Q K Q J Q +=+

120Q Q J ⊕=,n Q Q K 1n

20+= n 011Q K J ==

n 0n 12Q Q J +=，n 0n 12Q Q K =

（3）画逻辑电路图

选用触发器，写出时钟方程，输出方程，驱动方程，便可以画出如图所示的逻辑电路图。

图3.2.5 三位二进制减法计数器逻辑电路图

（4）检查电路能否自启动

000001,110011→→，可见在CP 操作下都能回到有效状态，电路能够自启动。

4 74161构成227进制同步计数器并显示

4.1设计原理

3位二进制的状态图，从初态000开始，在第一个计数脉冲作用后，触发器FF 0由0翻转为1（Q 0的借位信号），此上升沿使FF 1也由0翻转为1(Q 1的借位信号)，这个上升沿又使FF 2由0翻转为1，即计数器由000变成了111状态。在这一过程中，Q 0向Q 1进行了

借位,Q 1向Q 2进行了借位。此后，每输入1个计数脉冲，计数器的状态按二进制递减（减1）。输入第8个计数脉冲后，计数器又回到000状态，完成一次循环。

4.2设计过程

(1)写出S N-1的二进制代码

1110001022612271-===-S S S N

(2)求归零逻辑

n

1n 5n 6n 72261Q Q Q Q P P LD CR N ====- (3)逻辑图

图4.1.1 74161构成227进制同步计数器图

5仿真结果分析

5.1三位二进制减法计数器仿真结果

对电路分别置“1”置“0”后，开始自动计数，计数状态如下，因无效状态为001，011所以不会出现此俩种状态。

图5.1.1 状态111图

图5.1.2 状态110图

图5.1.3状态101图

图5.1.4状态100图

图5.1.5状态010图

图5.1.6状态000图

5.2 74161构成227进制同步计数器的仿真结果

图5.2.1 74161构成227进制同步计数器的仿真结果图

6设计总结

数电课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多。的确，从选题到定稿，从理论到实践，在短短的一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次数电课程设计，使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做数电课程设计，难免会遇