100進制計數(shù)器報告

南京信息工程大學數(shù)字邏輯實驗報告姓名：尤天羽院（系）：電子與信息工程學院專業(yè)：電子信息工程學號：20111305046指導教師：裴曉芳南京信息工程大學電子與信息工程學院2011-06-04基于TTL芯片74LS163 設計模為100的計數(shù)器一、引言基于TTL芯片74LS163，利用芯片級聯(lián)設計并實現(xiàn)一個100進制計數(shù)器的邏輯功能，通過電路的仿真和數(shù)電實驗想進行硬件驗證，進一步了解計數(shù)器的特性和功能。二、電路設計和分析2.1理論分析獲取100進制計數(shù)器的常用的方法有兩種：一是用時鐘觸發(fā)器和門電路進行設計；二是用集成計數(shù)器構成。本題制定用集成芯片74LS163來實現(xiàn)功能，故選用方案二。由于集成計數(shù)器是產家生產的定型產品，其函數(shù)關系已被固化在芯片中，狀態(tài)分配即編碼是不能更改的，而且多為純自然態(tài)序編碼，因此僅是利用清零端或置數(shù)端控制，讓電路跳過某些狀態(tài)而獲得100進制計數(shù)器。從74LS163的狀態(tài)表可知（如圖一所示），74LS163的清零和置數(shù)均采用同步方式。本次試驗的主要設計理念為：采用數(shù)碼管顯示計數(shù)數(shù)值，個位顯示到9時，下一個上升沿到來時，個位清零，同時向十位進位；同理顯示結果為99時，下一個上升沿到來，則歸零，繼續(xù)開始下一輪計數(shù)。2.2主要步驟寫出狀態(tài)的二進制代碼===1001求歸零邏輯==進位設計由于74LS163是十六進制計數(shù)器，即計滿16個數(shù)才能使進位端CO有效，而本題計滿10個數(shù)就要進位，所以要給CO一個特定的脈沖，給清零端的脈沖正好能滿足這個要求。即當=1001時，CO得到一個下降沿，=1010時，CO得到一個上升沿，使進位端有效，與此同時，清零端也有效，完美的實現(xiàn)了清零和進位，比如從29到30。電路仿真如圖二所示74LS163功能真值表輸入輸出CPCO0xxx↑xxxx10xx↑1111↑xxxx110xxxxxx11x0xxxxx0000計數(shù)保持保持00圖一Multisim仿真原理圖圖二實驗結果分析從Multisim的仿真效果來看，完美的實現(xiàn)了從00~99的循環(huán)計數(shù)。不過在數(shù)電試驗箱在進行具體操作時，會出現(xiàn)26,27,28,30,31，32的現(xiàn)象，即跳過29.經分析運算得，由于74LS163是同步清零，當=1001時，應該顯示9，但如果方波頻率過高，下一個上升沿來的太快，導致清零和進位太快，就直接清零進位了，出現(xiàn)了上述的錯誤。所以，做數(shù)電實驗時，最好用單次脈沖還控制，因為手按得頻率較慢，能夠順利實現(xiàn)100進制計數(shù)。此外，在數(shù)電試驗箱上操作時，老師還要求先置數(shù)然后再開始計數(shù)。具體步奏是這樣的，先將兩片的端置零，然后通過邏輯開關置數(shù)，完成置數(shù)后，再將兩片的端置高，進行計數(shù)。需要注意的是，如果要實現(xiàn)先置數(shù)再自加一的話，要把時鐘換成單次脈沖，計數(shù)時再換回去。總結本次設計的100進制計數(shù)器兩片163的時鐘是異步的，置數(shù)計數(shù)切換起來比較麻煩，不過還在可以接受的范圍之內。本系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示10進制計數(shù)值，比較直觀和人性化。經過一學期的數(shù)電實驗