计数器的应用实验报告.docx

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计数器的应用实验报告

实验题目

计数器的应用

（一）

小组合作

无

姓名

班级

学号

一、实验目的

1.了解并掌握74LS7474LS112的基本功能

2.用74LS7474LS112组成异步4位二进制加法和减法计数器。

二．实验环境

NIMultisim13.0

三、实验内容与步骤

（1）用74LS74组成异步4位二进制加法和减法计数器。

（2）用74LS112组成异步4位二进制加法和减法计数器。

四、实验过程与分析

（一）、74ls74数字集成块介绍

（1）74ls74引脚图及功能

（2）74ls74逻辑图

（3）74ls74真值表

（二）、74ls112数字集成块介绍

（1）74ls112引脚图及功能

CLK1、CLK2————时钟输入端（下降沿有效）

J1、J2、K1、K2————数据输入端

Q1、Q2、/Q1、/Q2————输出端

CLR1、CLR2————直接复位端（低电平有效）

PR1、PR2————直接置位端（低电平有效）

（2）74ls112真值表

说明

　　H－高电平↓－高到低电平跳变

　　L－低电平Q0－稳态输入建立前Q的电平

X－任意/Q0－稳态输入建立前/Q的电平

（3）74ls112功能图

（三）、异步4位二进制加法和减法计数器。

（1）74ls74组成异步四位二进制加法器

设计过程

用四个D触发器串接起来可以构成四位二进制加法计数器（每个D触发器连接为T’触发器）。

计数器的每级按逢二进一的计数规律,由低位向高位进位,可以对输入的一串脉冲进行计数，并以16为一-个计数值环。

其累计的脉冲数等于2"（n为计数的位数）。

状态转换图

实验结果

当点击仿真开始运行键时,进行加法计算，从0000加到1111，到达1111后又变回0000进行下一循环的加法计算。

而将A置于高电位,则进行减法计算，从1111减值0000，到达0000后又变回1111进行下一循环的减法计算。

各触发器的脉冲信号输入为异步输入，有四个脉冲信号输入端。

对二进制进行加法计算，即电路是一个异步四位二进制加法计数器。

（2）74ls74组成异步四位二进制减法器

设计原理

用四个D触发器串接起来可以构成四位二进制减法计数器（每个D触发器连接为T’触发器）。

计数器的每级按逢二进一的计数规律,由高位向低位进位,可以对输入的一串脉冲进行计数，并以16为一-个计数值环。

其累计的脉冲数等于2"（n为计数的位数）。

实验结果

当点击仿真开始运行键时，进行减法计算，从1111减值0000，到达0000后又变回1111进行下一循环的减法计算。

各触发器的脉冲信号输入为异步输入，有四个脉冲信号输入端。

对二进制进行减法计算，即电路是一个异步四位二进制减法计数器。

（3）74ls112组成异步四位二进制加法器

设计原理

异步二进制加法计数器是比较简单的。

是由4个JK（选用双JK74LS112）触发器构成的4位二进制（十六进制）异步加法计数器，图为其状态图和波形图

对于所得状态图和波形图可以这样理解:

触发器FF。

（最低位）在每个计数沿（CP）的下降沿（1→0）翻转,触发器FF1的CP端接FF0的Q.端，因而当FF。

（Q。

）由1一0时，FF1翻转。

类似地，当FF1（Q1）由10时，FF2翻转，FF2（Q2）由1→0时，FF3翻转。

4位二进制异步加法计数器从起始态0000到1111共十六个状态，因此,它是十六进制加法计数器,也称模16加法计数器（模M=16）。

从波形图可看到,Q。

的周期是CP周期的二倍;Q1是Q.的二倍，CP的四倍;Q2是Q1的二倍，Q.的四倍，CP的八倍;Q:

是Q2的二_倍，Q的四倍，Q.的八倍，CP的十六倍。

所以Q。

、Q1、Q2、Q3分别实现了二、四、八、十六分频,这就是计数器的分频作用。

实验结果

当点击仿真开始运行键时，进行加法计算，4位二进制异步加法计数器从起始态0000到1111共十六个状态，顺时完成。

（4）74ls112组成异步四位二进制减法器

设计原理

异步二进制减法计数器原理同加法计数器，只要在加法计数器逻辑电路中将低位触发器Q端接高位触发器CP端换成低位触发器Q端接高位触发器CP端即可。

实验运行

a.按图接线。

实际上，只要把异步二进制加法计数器的输出脉冲引线由Q端换成Q`端，即为异步二进制减法计数器。

b.输入单次脉冲CP,观察输出Q3、Q2Q1Q0的状态是否一致。

c.将CP脉冲连线接至接续脉冲输出（注意,必须先断开与单次脉冲连线，再接到连续脉冲输出上）,调节连续脉冲旋钮,观察计数器的输出。

五、实验总结

1.实验设计选择电路芯片时，应该先了解芯片的构造,原理，主要用途。

像本实验要求用74LS74和74ls112芯片。

通过了解可知道到74LS74是D触发器，74ls112是JK触发器。

2.做实验设计时，应该按步骤设计:

列真值表→根据真值表列出逻辑函数表达式并化简→根据化简了的逻辑表达式画出逻辑电路图,选择适当的电路芯片合理布线设计实验线路。