試驗(yàn)五時(shí)序邏輯電路試驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)五時(shí)序邏輯電路（計(jì)數(shù)器和寄存器）-實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握同步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方法與測(cè)試方法。2 掌握常用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的邏輯功能和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)備：THHD-2型數(shù)字電子計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)箱、示波器、信號(hào)源器件：74LS163、74LS00、74LS20 等。三、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)電路1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器不僅可用來(lái)計(jì)數(shù)，也可用于分頻、定時(shí)和數(shù)字運(yùn)算。在實(shí)際工程應(yīng)用中，一般很少使用小規(guī)模的觸發(fā)器組成計(jì)數(shù)器，而是直接選用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器。2. （1）四位二進(jìn)制（十六進(jìn)制）計(jì)數(shù)器 74LS161 （74LS163）74LS161是同步置數(shù)、異步清零的 4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，其功能表見(jiàn)表。74LS163是同

2、步置數(shù)、同步清零的4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。除清零為同步外，其他功能與74LS161相同。二者的外部引腳圖也相同，如圖所示。表 74LS161(74LS163 )的功能表清零R）預(yù)置LD使能時(shí)鐘CP預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸出工作模式EPETQQQQABCD0XXXX（_T）XXXX00 00異步清零10XXDADBDCDdDaDBDCDD同步置數(shù)110XXXXXX保持?jǐn)?shù)據(jù)保持11X0XXXXX保持?jǐn)?shù)據(jù)保持1111XXXX計(jì)數(shù)加1計(jì)數(shù)3. 集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用一一實(shí)現(xiàn)任意M進(jìn)制計(jì)數(shù)器一般情況任意M進(jìn)制計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)分為 3類，第一類是由觸發(fā)器構(gòu)成的簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)器。第二類是由集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器。第三類是由移位寄存

3、器構(gòu)成的移位寄存型計(jì)數(shù)器。第一類，可利用時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。第二類，當(dāng)計(jì)數(shù)器的模 M較小時(shí)用一片集成計(jì)數(shù)器即可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)M較大時(shí)，可通過(guò)多片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。兩種實(shí)現(xiàn)方法：反饋置數(shù)法和反饋清零法。第三類，是由移位寄存器構(gòu)成的移位寄存型計(jì)數(shù)器。4. 實(shí)驗(yàn)電路：十進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步清零法同步置數(shù)法六進(jìn)制扭環(huán)計(jì)數(shù)器具有方波輸出的六分頻電路圖74LS161 (74LS163)外部引腳圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1 .集成計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)(1) 按電路原理圖使用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器 74LS163和與非門74LS00,連接成一個(gè)同步置數(shù)或 同步清零十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并將輸出連接至數(shù)碼管或發(fā)光二極管。 然后使用單次脈

4、沖作為觸發(fā) 輸入，觀察數(shù)碼管或發(fā)光二極管的變化，記錄得到電路計(jì)數(shù)過(guò)程和狀態(tài)的轉(zhuǎn)換規(guī)律。(2) 根據(jù)電路圖，首先用D觸發(fā)器74LS7474構(gòu)成一個(gè)不能自啟的六進(jìn)制扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，同樣將輸出連接至數(shù)碼管或發(fā)光二極管。然后使用單次脈沖作為觸發(fā)輸入，觀察數(shù)碼管或發(fā)光二極管的變化，記錄得到電路計(jì)數(shù)過(guò)程和狀態(tài)的轉(zhuǎn)換規(guī)律。注意觀察電路是否能自啟，若不能自啟，則將電路置位有效狀態(tài)。接下來(lái)再用D觸發(fā)器74LS7474構(gòu)成一個(gè)能自啟的六進(jìn)制扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，重復(fù)上述操作。2分頻實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖用74LS163及74LS00組成一個(gè)具有方波輸出的六分頻電路。選擇適當(dāng)時(shí) 鐘輸入方式及頻率(CP接連續(xù)波脈沖)，用雙蹤示波器

5、觀察并記錄時(shí)鐘與分頻輸出信號(hào)的時(shí) 序波形。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 1 .集成計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn) 同步清零和同步置數(shù)的十進(jìn)制加一計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程分別如下所示：000； 0001-； 001： 00114 01001001=1000：-0111-0110：-0101 - . -六進(jìn)制扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程如下:不能自啟的計(jì)數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖能夠自啟的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖分頻實(shí)驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)了六分頻輸出，始終和輸出波形如下所示：六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及改進(jìn)本次試驗(yàn)比較成功， 通過(guò)本次試驗(yàn)，我掌握了同步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方法與測(cè)試方法，還掌握了常用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的邏輯功能和使用方法，本次試驗(yàn)使我對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)有了更加深刻的理解，加深了我對(duì)相

6、關(guān)數(shù)電理論的認(rèn)識(shí)，增加了學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)的興趣。本次實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于同步置數(shù)的加一計(jì)數(shù)器和分頻電路， 都存在另外的設(shè)計(jì)思路， 這也體 現(xiàn)了數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的多樣性， 因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中， 我們應(yīng)該努力拓展自己的思路， 應(yīng)用多 種角度去思考，以便設(shè)計(jì)出更加合理高效的電路。七、實(shí)驗(yàn)思考題解答（1 ）同步計(jì)數(shù)器與異步計(jì)數(shù)器有何區(qū)別？計(jì)數(shù)器與分頻器有何區(qū)別？同步計(jì)數(shù)器與異步計(jì)數(shù)器的主要區(qū)別在于：同步計(jì)數(shù)器電路采用統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖，而異步計(jì)數(shù)器則沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖。分頻器的時(shí)鐘脈沖CP定是周期信號(hào)，則輸出信號(hào)也是周期性，輸出信號(hào)的周期是輸入信號(hào)周期的M倍，反過(guò)來(lái)輸出信號(hào)的頻率是輸入信號(hào)頻率的M分之一。計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘

7、脈沖 CP不一定是周期信號(hào)，可以是隨機(jī)脈沖，稱為計(jì)數(shù)脈沖，則輸 出信號(hào)也不一定是周期性。 計(jì)數(shù)器工作目的是紀(jì)錄計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)（遞加或遞減）以及產(chǎn)生溢出（進(jìn)位或借位）信號(hào)。（2）集成計(jì)數(shù)器的同步清零和異步清零有和區(qū)別？同步清零的實(shí)現(xiàn)需要等待觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)，而異步清零則可直接將電路狀態(tài)置零，不需要觸發(fā)輸入。（3）如何判斷計(jì)數(shù)器能否自啟動(dòng) ？從電路的任意狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)有限次狀態(tài)變換， 電路能夠進(jìn)入有效狀態(tài)循環(huán)， 則說(shuō)明此電路能夠自啟。（3）簡(jiǎn)述用雙蹤示波器測(cè)試多路信號(hào)的時(shí)序波形的方法。用雙蹤示波器同時(shí)觀察兩個(gè)頻率有倍數(shù)關(guān)系的信號(hào)時(shí)，一般選用頻率較低的信號(hào)作為示波器的內(nèi)部同步信號(hào)。這樣操作比較容易得到穩(wěn)定的觀察波形。（4）在利用數(shù)碼管或發(fā)光二極管觀察電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律及用示波器觀察時(shí)序波形時(shí)，時(shí)