1分钟倒计时计数器（附后10s警报）自主设计实验

1分钟倒计时计数器（附后10s警报）

1、实验预期

设计一个一分钟倒计时计数器，在一分钟的最后十秒钟另可显示10s倒计时，并且指示灯点亮作为警告提示。

2、实验目的

（1）设计可用于日常生活和学习中演讲，答题等情况下的一分钟倒

计时计数器，并且附有警报提示功能； （2）熟悉74LS161，74LS192，数码管的工作原理； （3）掌握逻辑电路的设计和multisim软件的仿真； （4）体会数字电路的优点及其在生活中的应用；

3、总体设计方案

电路由两部分构成：

（1） 一片74LS161和一片74LS192构成的60进制加法计数器：

U4U5DCD_HEXVCC5VU103456ABCDQAQBQCQDRCO1413121115DCD_HEX102190151109111454ABCDU2QAQBQCQD~BO~CO3267131256117187ENPVCC10ENT912~LOAD~CLRCLK~LOADCLRUPDOWN1274LS161NU3B74LS00N3U3A74LS00N74LS192NVCC5VVCC8XFG10

加入1HZ的时钟信号后，这一部分电路可以实现00-59的加法计数。每隔一秒钟记一次数，用于记录时间，并将实时计数情况通过数

码管显示出来。当计数器个位数达到9时，个位的192芯片发出进位信号，异步置数恢复到0的初始状态重新计数，并向十位的161芯片发送进位脉冲钟频信号；当计数器十位数达到5时，十位的161芯片异步置数，加入脉冲上升沿信号恢复到0的初始状态，然后重新计数。上述过程将重复进行

（2） 一片74LS192构成的10进减法计数器：

U7DCD_HEXVCC5V151109ABCD~LOADCLRUPDOWNU6QAQBQCQD~BO~CO3267131217161514VCC11145474LS192NX2U3D374LS00N2.5 V 4

当60进制加法计数器十位数达到5时，UP端口出现高电平，192

芯片进入减法计数状态，同时LED灯点亮。当192芯片计数为0时，刚好达到1分钟，此时LED灯熄灭，倒计时完毕，重新进入下一轮倒计时过程。

4、实验电路图

U4U5U7DCD_HEXVCC5VU107ENPVCC10ENTRCO91~LOAD~CLRCLK2153456ABCDQAQBQCQD14131211DCD_HEXDCD_HEX109021511091ABCDU2QAQBQCQD11~LOAD14CLR54UPDOWN~BO~CO326713125611718VCC5VU617161514151109VCC74LS192NVCCU3A74LS00N5VVCC8XFG1ABCDQAQBQCQD326711~LOAD14CLR~BO~CO13121274LS161NU3B74LS00N074LS192NX2U3D374LS00N2.5 V 45、仪器设备名称和型号

54UPDOWN

名称 74LS161芯片 74LS00芯片 74LS192芯片 模拟、数字电子技术实验箱 脉冲信号 直流稳压电源 电阻 导线 74LS00引脚图：

数量 1 1 2 1 1 1 1 若干

74LS161引脚图：

74LS192引脚图：

6、仿真分析结果

U4U5U7DCD_HEXVCC5VU103456ABCDQAQBQCQDRCO1413121115DCD_HEXDCD_HEX102190151109111454ABCDU2QAQBQCQD~BO~CO326713125611718VCC5V151109ABCD~LOADCLRUPDOWNU6QAQBQCQD~BO~CO32671312151417167ENPVCC10ENT912~LOAD~CLRCLK~LOADCLRUPDOWNVCCXFG11114541274LS161NU3B74LS00NU3A74LS00N74LS192NVCC5VVCC8074LS192NX2U3D374LS00N2.5 V 4

通过multisim 软件仿真，可以实现一分钟倒计时计数器功能，在一分钟的最后十秒钟另可显示10s倒计时，并且指示灯点亮作为警告提示。

7、详细实验步骤及实验结果数据记录

（1）将芯片插入试验箱并接入供电电路；

（2）按照电路图连接实验电路，确认无误后打开电源； （3）接入1HZ时钟信号，观察数码管和LED灯显示情况； （4）达到预期效果后记录实验结论，验收合格后拆线；

8、实验结论

可以实现一个一分钟倒计时计数器，在一分钟的最后十秒钟另可显示10s倒计时，并且指示灯点亮作为警告提示。

9、电路设计中出现的问题及解决对策

（1）在设计161部分的60进制加法计数器时曾尝试使用同步清零的方式恢复到初始状态，但在仿真的时候会出现数值的跳变，不是很理想；

（2）开始时在逻辑设计上过于复杂，导致使用了大量的与非门电路； （3）曾尝试使用74LS161替代192芯片完成60进制加法计数器中的

个位计数，但由于设计出来和本电路相比过于复杂最终放弃；

10、实验收获与心体会

做了两次数字电子技术自主设计型实验，一次是双学位的数字

电子技术实验的自主设计实验，做了5次最终才成功；这次是电子线路实验的自主设计实验，相比上一次感觉有了很大的进步。同时在设计电路中能收获很多快乐，尤其是在自己花了大量时间设计出的独一无二电路最终变成现实，并且可以实现预期功能时，那种快乐是不言而喻的！

（1）将芯片插入试验箱并接入供电电路；

（2）按照电路图连接实验电路，确认无误后打开电源； （3）接入1HZ时钟信号，观察数码管和LED灯显示情况； （4）达到预期效果后记录实验结论，验收合格后拆线；

8、实验结论

可以实现一个一分钟倒计时计数器，在一分钟的最后十秒钟另可显示10s倒计时，并且指示灯点亮作为警告提示。

9、电路设计中出现的问题及解决对策

（1）在设计161部分的60进制加法计数器时曾尝试使用同步清零的方式恢复到初始状态，但在仿真的时候会出现数值的跳变，不是很理想；

（2）开始时在逻辑设计上过于复杂，导致使用了大量的与非门电路； （3）曾尝试使用74LS161替代192芯片完成60进制加法计数器中的

个位计数，但由于设计出来和本电路相比过于复杂最终放弃；

10、实验收获与心体会

做了两次数字电子技术自主设计型实验，一次是双学位的数字

电子技术实验的自主设计实验，做了5次最终才成功；这次是电子线路实验的自主设计实验，相比上一次感觉有了很大的进步。同时在设计电路中能收获很多快乐，尤其是在自己花了大量时间设计出的独一无二电路最终变成现实，并且可以实现预期功能时，那种快乐是不言而喻的！

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/05m7.html