計數(shù)與分頻電路

第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四計數(shù)與分頻電路實驗16第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四目錄實驗?zāi)康?3實驗儀器4實驗原理5實驗任務(wù)67實驗提示8實驗報告思考題2預(yù)習(xí)要求第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四1掌握計數(shù)器和分頻器的設(shè)計方法。實驗?zāi)康?掌握測量計數(shù)器波形和自啟動性能的方法。2掌握用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字器件中計數(shù)器構(gòu)成各種功能電路的方法。4加深鞏固對計數(shù)器和分頻器電路工作原理的理解。第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四1.自學(xué)第三章有關(guān)計數(shù)與分頻電路設(shè)計的內(nèi)容。

2.自學(xué)第三章“第二節(jié)數(shù)字電路的測試”內(nèi)容計數(shù)與分頻電路

預(yù)習(xí)要求第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四預(yù)習(xí)要求3.設(shè)計實驗任務(wù)要求的電路。

4.擬定各個實驗電路的測試方案。

5.用EDA軟件對所設(shè)計的電路進(jìn)行仿真分析。第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四計數(shù)與分頻電路

實驗儀器直流穩(wěn)壓電源萬用表數(shù)字電路實驗箱第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗儀器實驗室所用直流電壓源為雙通道直流穩(wěn)壓電源。電壓顯示值僅為參考，實際輸出以萬用表測量為準(zhǔn)

應(yīng)避免電壓源短路!直流穩(wěn)壓電源第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗儀器萬用表剛打開電源時，指針的瞬時擺動屬正常。注意其正確讀數(shù)。（有效值和分貝值）被測量值未知時應(yīng)把量程調(diào)至最高檔。第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗儀器數(shù)字電路實驗箱第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理計數(shù)與分頻電路

第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理計數(shù)器的基本功能是記憶加在輸入端上的時鐘脈沖個數(shù)。但它的用途很廣，不僅可以用來統(tǒng)計輸入脈沖的數(shù)目，對輸入脈沖進(jìn)行分頻，而且還可以用它來完成定時操作、數(shù)字運(yùn)算、代碼轉(zhuǎn)換以及產(chǎn)生脈沖波形等特定任務(wù)。

計數(shù)器的工作原理第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理計數(shù)器按工作方式可分為異步和同步計數(shù)器；按進(jìn)位制可分為二進(jìn)制、十進(jìn)制計數(shù)器；按計數(shù)方式可分為加法和可逆計數(shù)器；按集成工藝可分為雙極型和單極型計數(shù)器。

幾種常用的MSI計數(shù)器第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理常用的TTL異步計數(shù)器有：二----五----十進(jìn)制異步計數(shù)器----74LS196二----八----十六進(jìn)制異步異計數(shù)器---74LS197以上兩種帶預(yù)置端；二----五----十進(jìn)制異步異計數(shù)器----74LS196雙十進(jìn)制異步計數(shù)器----74LS390雙四位二進(jìn)制異步計數(shù)器----74LS393

異步計數(shù)器第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理常用的TTL同步計數(shù)器有：十進(jìn)制同步計數(shù)器----74LS160、74LS1624位二進(jìn)制同步計數(shù)器---74LS161、74LS163十進(jìn)制同步加/減計數(shù)器----74LS1904位二進(jìn)制同步加/減計數(shù)器----74LS191十進(jìn)制同步加/減計數(shù)器----74LS1924位二進(jìn)制同步加/減計數(shù)器----74LS193以上計數(shù)器均帶預(yù)置端

同步計數(shù)器第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理對具有同步清零和同步置數(shù)的器件來說，用清零或置數(shù)端來構(gòu)成任意進(jìn)制計數(shù)器，因反饋狀態(tài)是存在的，故反饋狀態(tài)應(yīng)分別為N反=M-1，N反=M+N10-1。脈沖反饋法預(yù)置數(shù)法

同步計數(shù)器第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理脈沖反饋法：就是利用適當(dāng)?shù)姆答佇盘査椭劣嫈?shù)器的清零端，從而達(dá)到組成所需模計數(shù)器，關(guān)鍵在于求RD（反饋函數(shù)）。對于異步清零：RD=模（十進(jìn)制）所對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)中的“1”相與（非）。如RD是“0”有效，則取與非；如RD是“1”有效則取與，74LS160是異步清零，“0”有效。對于同步清零：RD=（M-1）十進(jìn)制數(shù)所對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)中的“1”相與（非）。74LS163是同步清零，“0”有效。

同步計數(shù)器第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理預(yù)置數(shù)法：預(yù)置數(shù)法分為8421碼（置0法）和非8421碼（預(yù)置數(shù)法）。1.置0法：要求計數(shù)器的編碼一定要是8421碼。2.預(yù)置數(shù)法：非8421碼。預(yù)置數(shù)與分頻互補(bǔ)即：預(yù)置數(shù)+分頻數(shù)=Mmax,預(yù)置數(shù)=Mmax-分頻數(shù)

同步計數(shù)器第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗任務(wù)J2、用預(yù)置法設(shè)計一個計數(shù)電路。功能要求是：①M=7，并且有自啟動特性；②測試出其各個輸出端波形的時間關(guān)系；③測試自啟動特性。計數(shù)與分頻電路

基礎(chǔ)型實驗任務(wù)第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗提示

理論上可用三種方法實現(xiàn)及滿足上述設(shè)計功能要求。計數(shù)與分頻電路第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗提示

1.小數(shù)分頻器（先設(shè)計一個模值為M的計數(shù)器，再附加一可以取出G個輸出脈沖的電路）+兩分頻器f0fCP小數(shù)分頻二分頻器

2.二倍頻器+N分頻器+二分頻器CRF0=F1/nF1N分頻二分頻器第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗提示

3.高精度分?jǐn)?shù)分頻器模K計數(shù)器F0F1CP模M計數(shù)器Qk第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四設(shè)計過程方法一電路圖（M=14）第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四設(shè)計過程實現(xiàn)結(jié)果：第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四設(shè)計過程方法二電路圖（M=7）第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四設(shè)計過程實現(xiàn)結(jié)果：第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗思考題1.2.第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗報告要求實驗名稱；實驗?zāi)康?；實驗儀表（應(yīng)寫明具體型號）；實驗原理及實驗電路圖；實驗數(shù)據(jù)：整理各項測試內(nèi)容的實驗數(shù)據(jù)和串聯(lián)諧振曲線，分析實驗結(jié)果和誤差原因；實驗小結(jié)：總結(jié)實驗的情況，實驗的收獲和體會。第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四實驗結(jié)束后，整理好工具包，正確擺放儀器，并將實驗箱放