可控五进制计数器的设计与实现文档格式.docx

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班级：

电本0801

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学期：

2010——2011第2学期

摘要

计数器是利用数字电路技术数出给定时间内所通过的脉冲数并显示计数结果的数电子仪器。

电子计数器是其他数字化仪器的基础。

在它的输入通道接入各种模-数变换器，再利用相应的换能器便可制成各种数字化仪器。

电子计数器的优点是测量精度高、量程宽、功能多、操作简单、测量速度快、直接显示数字，而且易于实现测量过程自动化，在工业生产和科学实验中得到广泛应用。

计数器是应用最多的时序逻辑电路，其主要特点是任一时刻的输出不仅取决于当时的输入，还取决于前一时刻的状态。

计数器可以用于对时钟信号的计数，同时可以实现分频，定时，产生节拍脉冲和脉冲序列。

本实验主要是针对其计数功能进行研究。

通过设计来实现可控的五进制计数。

关键字：

卡诺图逻辑图计数器波形图

1.引言

电子计数器是一种多功能的电子测量仪器。

它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。

可控五进制计数器是每五个脉冲信号向前进一位，且当控制端不同时产生的进位输出不同。

　计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。

计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。

计数器可以用来显示产品的工作状态，一般来说主要是用来表示产品已经完成了多少份的折页配页工作。

它主要的指标在于计数器的位数，常见的有3位和4位的。

在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。

计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。

但是并无法显示计算结果，一般都是要通过外接LCD或LED屏才能显示。

如果按照计数器中的触发器是否同时翻转分类，可将计数器分为同步计数和异步计数器两种。

常见的同步计数器有74160系列,74LS190系列，常见的异步计数器有74LS290系列。

如果按照技术过程中数字增减分类，又可将计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器，随时钟信号不断增加的为加法计数器，不断减少的为减法计数器，可增可减的叫做可逆计数器。

EWB软件由INTERACTIVEIMAGETECHNOLOGIESLtd（交互图像技术有限公司）推出，近几年开始在国内使用。

相对其它EDA软件而言，它是个较小巧的软件，只有16M，功能也比较单一，就是进行模拟电路和数字电路的混合仿真，但你绝对不可小瞧它，它的仿真功能十分强大，可以几乎100％地仿真出真实电路的结果，而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具，它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片，器件库中没有的元器件，还可以由外部模块导入，在众多的电路仿真软件中，EWB是最容易上手的，它的工作界面非常直观，原理图和各种工具都在同一个窗口内，未接触过它的人稍加学习就可以很熟练地使用该软件，对于电子设计工作者来说，它是个极好的EDA工具，许多电路你无需动用烙铁就可得知它的结果，而且若想更换元器件或改变元器件参数，只需点点鼠标即可，它也可以作为电学知识的辅助教学软件使用。

　EWB建立在SPICE基础上，它具有以下突出的特点：

（1）采用直观的图形界面创建电路：

在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；

（2）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。

　　（3）EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。

　　（4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。

　　（5）EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。

3.主要功能

用正边沿D触发器分别设计一个可控五进制计数器，要求如下：

当控制输入端A=1时，实现下述状态：

000---100---110---111---011---000

当控制端A=0时，实现下述状态：

000---100---110---010---011---000

4.设计思路

本实验由主要用了D触发器，首先根据设计要求，画出原始状态转化图，然后画出对应的卡诺图。

再根据卡诺图写出函数表达式，之后在EWB上画出电路图。

状态转化图为

对应的卡诺图为

D1

00

01

11

10

1

---

D2

D3

激励函数和激励方程为

实验电路图

自启动判断如图所示

发器实验波形记录

当A=1时波形为

当A=0时波形为

小结

首先，通过这次可控五进制计数器的设计，在很大程度上提高了自己的独立思考能力和数电方面专业知识，也深刻了写一篇论文的步骤和格式，有过这样的一次训练，相信在各个方面都有一个较大的提高。

更重要的是，我终于发现了学习这个专业的真正价值。

刚开始设计可控五进制实验的时候，看到简单的要求后居然无处下手，把数电书又重新打开，看了一下计数器及卡诺图的内容后豁然开朗。

之后遇到的问题就是卡诺图的化简，我想把它花简成两两相乘的与非式，因为这样画图时会很方便，一幕了然，而且便于检查错误。

通过反复使用摩根定理，终于把它化简成了我要的式子，连图时也证明了我之前所花费的精力是值得的。