数电实验报告四集成

计数器及其应用研究

一、 实验目的：

1．熟悉计数器的工作原理，掌握中规模计数器 （MSI）逻辑功能及其应用。

2．掌握计数器的级联方法，并会用中规模计数 器（MSI）实现任意进制计数器。 二 实验仪器

1． 万用表 一块 2. 直流稳压电源 一台 3. 函数信号发生器 一台 4. 双踪示波器 一台 5. 逻辑分析仪 一台 6. 数字电路实验板 一块 三．实验内容

1.用VHDL语言描述模50计数器。要求完成电路设计，进行电路仿真，并下载后作功能测试。将计数器时钟置为1HZ方波信号，输出接译码、显示电路，在数码管上观察输出状态变化。

2.设计一个计数型序列码产生电路，产生的序列码（输出Z)为1101000101。要求用FPGA实现，并在实验箱上测试其功能，时钟设置为1KHZ，在示波器上双踪观察并记录CP，Z的波形。 四．实验结果 1．VHDL语言描述

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all; use

数电实验报告

一、实验目的

1、 了解交通灯的状态转换规律,学会用硬件描述语言来建立交通灯的模块。 2、 利用该软件进行可编程逻辑器件设计,完成交通灯的逻辑仿真功能。

3、 使用编译器将设计实现,下载到JDEE—10 实验箱上进行调试和验证所设计的十字

路口交通管理信号灯的功能。

二、实验设计

实验的主要任务是模拟十字路口信号灯的工作原理。信号灯工作主要分为以下几部分： 1、 时钟部分

利用硬件提供的4MHz晶振，经过21次分频后得到1Hz的信号源。

2、 计数部分

利用时钟产生的1Hz的信号，通过一个模为24的计数器即可实现每一盏红绿灯的24秒的循环状态。

计数器采用软件提供的计数器，模为24，其中有一个异步清零端，主要用途是为了实现拓展4，利用计数器的清零从而实现整个过程的清零，该清零端接在一个微动开关上，利用开启开关时产生的一个脉冲信号，使计数器异步清零。 3、 主红绿灯的控制部分

利用计数器提供的状态信息，每一个状态（即每一秒）对应一个数码管显示的信息。所以，该模块输入即为计数线，输出有数码管十位和个位的显示数字，以及确定数码管是否亮灯的信息（亮灯则输出高电平）。

该模块的源文件：

SUBDESIGN main ( incount[4

实验一：基本逻辑门电路实验 1、 测试74LS00逻辑关系

2、 测试74LS02逻辑关系接线图 3、 测试74LS86逻辑关系接线图

见实验数据

实验二 组合逻辑电路部件实验 实验目的：

掌握逻辑电路设计的基本方法

掌握EDA工具MAX-PlusII的原理图输入方法

掌握MAX-PlusII的逻辑电路编译、波形仿真的方法 设计并实现一个4位二进制全加器 二进制全加器原理

一个ｎ位二进制加法运算数字电路是由一个半加器和（ｎ－1）个全加器组成。它把两个ｎ位二进制数作为输入信号。产生一个（ｎ＋1）位二进制数作它的和。

一位加法器:

3—8译码器

实验三 时序电路设计 1：触发器实验 实验目的

1．掌握D触发器、JK触发器的工作原理。 2．学会正确使用D触发器、JK触发器。 D触发器：

JK触发器：

用D触发器DFF（或74LS74）构成的4位二进制计数器（分频器） (1) 输入所设计的4位二进制计数器电路并编译。

(2) 建立波形文件，对所设计电路进行波形仿真。并记录Q0、Q1、Q2、Q3的状态。 (3) 对所设计电路进行器件编程。将CLK引脚连接到实验系统的单脉冲输出插孔，4位二进制计数器输出端Q0、Q1、

实验一：基本逻辑门电路实验 1、 测试74LS00逻辑关系

2、 测试74LS02逻辑关系接线图 3、 测试74LS86逻辑关系接线图

见实验数据

实验二 组合逻辑电路部件实验 实验目的：

掌握逻辑电路设计的基本方法

掌握EDA工具MAX-PlusII的原理图输入方法

掌握MAX-PlusII的逻辑电路编译、波形仿真的方法 设计并实现一个4位二进制全加器 二进制全加器原理

一个ｎ位二进制加法运算数字电路是由一个半加器和（ｎ－1）个全加器组成。它把两个ｎ位二进制数作为输入信号。产生一个（ｎ＋1）位二进制数作它的和。

一位加法器:

3—8译码器

实验三 时序电路设计 1：触发器实验 实验目的

1．掌握D触发器、JK触发器的工作原理。 2．学会正确使用D触发器、JK触发器。 D触发器：

JK触发器：

用D触发器DFF（或74LS74）构成的4位二进制计数器（分频器） (1) 输入所设计的4位二进制计数器电路并编译。

(2) 建立波形文件，对所设计电路进行波形仿真。并记录Q0、Q1、Q2、Q3的状态。 (3) 对所设计电路进行器件编程。将CLK引脚连接到实验系统的单脉冲输出插孔，4位二进制计数器输出端Q0、Q1、

数字电子技术实验报告

学号： 姓名： 班级：

实验一 组合逻辑电路分析

一、实验用集成电路引脚图

74LS00集成电路：

74LS20集成电路：

二、实验内容

1．ABCD接逻辑开关，“1”表示高电平，“0”表示低电平。电路图如下:

2

VCC5VVCCJ11Key = AJ22Key = BJ33Key = CJ47400N4Key = D0U5B67400N7400N5U6CU4AX1 2.5 V7

A=B=C=D=1时

（注：逻辑指示灯：灯亮表示“1”，灯不亮表示“0”。）

表格记录：

A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

B 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 C 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 D 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 X1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 3

结果分析：由表中结果可得该电路所实现功能的逻辑表达式为：F=AB+CD。

在multisim软件里运用逻辑分析仪分析，可得出同样结果：

XLC112U4A7400N5U6C3A B4U5B7400N

上海电力学院

数字电路与数字逻辑

实验指导书

实验题目： 计数器的应用

专业年级： 信息安全11级252班 学生姓名： 石鑫磊 学号：20113296 同组姓名： 指导教师姓名： 刘洪利

实验六：计数器的应用

一、实验目的和要求：

1、了解并掌握计数器的使用方法。

2、了解并掌握仿真（功能仿真及时序仿真）方法及验证设计正确性。 二、实验内容：

1、由四位二进制计数器74161及门电路组成的时序电路如图所示。要求画出状态转换图，并说明电路为几进制计数器。

状态转换图

0100 → 0101 → 0110 → 0111→ 1000→ 1001 ↑ ↓ 1101 ← 1100 ← 1011 ← 1010

状态转换图共有十个有效状态，所以是十进制计数器

2. 由四位二进制计数器74161及门电路组成的时序电路如图所示。要求画出状态转换图，并说明电路为几进制计数器。

状态转换图

0101 → 0110 → 0111

实验十六 （N-1/2）分频器

一、实验目的

1、掌握74193同步四位二进制可逆计数器的逻辑功能； 2、用74193设计可编程计数器和（N-1/2）分频器。

二、实验原理

1.74193逻辑功能：

74193是同步四位二进制可逆计数器；其功能如表1。 表1 74193功能表 Cpu CpD Rd LD' D3 × × 1 其中：

（1）进位信号Co’：Co’=（Q3·Q2·Q1·Q0·Cpu’）’即：计数器状

n

n

n

n

D2 ×

D2 × ×

D1 ×

D1 × ×

D0 ×

D0 × ×

Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 Co' Bo' 1

× 1

× × 1 ×

× 1 1

0 0 0

× 0 1 1

× D3 × ×

0 D3 0 D2 0 D1 0 D0

四位二进制加法计数器 四位二进制减法计数器

态从“1111”向“0000”转换时，当Cpu的上升沿到来时，Co’输出一个

上升沿作进位信号；

（2）借位信号Bo’=（Q3’·Q2’·Q1’·Q0’·CpD’）’即：计数器状态从“0000”向“1111”转换时，当CpD的上升沿到来时，Bo’输出一个上升沿作借位

实验十六 （N-1/2）分频器

一、实验目的

1、掌握74193同步四位二进制可逆计数器的逻辑功能； 2、用74193设计可编程计数器和（N-1/2）分频器。

二、实验原理

1.74193逻辑功能：

74193是同步四位二进制可逆计数器；其功能如表1。 表1 74193功能表 Cpu CpD Rd LD' D3 × × 1 其中：

（1）进位信号Co’：Co’=（Q3·Q2·Q1·Q0·Cpu’）’即：计数器状

n

n

n

n

D2 ×

D2 × ×

D1 ×

D1 × ×

D0 ×

D0 × ×

Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 Co' Bo' 1

× 1

× × 1 ×

× 1 1

0 0 0

× 0 1 1

× D3 × ×

0 D3 0 D2 0 D1 0 D0

四位二进制加法计数器 四位二进制减法计数器

态从“1111”向“0000”转换时，当Cpu的上升沿到来时，Co’输出一个

上升沿作进位信号；

（2）借位信号Bo’=（Q3’·Q2’·Q1’·Q0’·CpD’）’即：计数器状态从“0000”向“1111”转换时，当CpD的上升沿到来时，Bo’输出一个上升沿作借位

《数字电子技术》实验报告

中频自动增益数字

电路研究

姓名：

班级：

指导老师： 佟毅 时间：2014年11月5日

目录

一 设计任务要求 ........................................................................................................................... 1 二 设计方案及论证 ....................................................................................................................... 1

1 任务分析 ............................................................................................................................. 1 2 方案比较 ..........................

数字电子技术基础 综合性实验

设计题目：电子拔河游戏机

班级：电力实1102

组员：尹献杰庞曼蓝峥 王雪松孙永健李卓桁

一、设计要求

电子拔河比赛游戏机供2人玩耍。由一排LED灯表示拔河的“电子绳”，初态时中间的LED亮，比赛时双方通过按扭使中间亮的LED向己方移动，当亮至某方最后一个LED时，该方获胜，并记分。双方按键分别控制LED灯的左移和右移。

（1）比赛开始，由裁判下达比赛“开始”命令后，双方才能输入信号，否则电路自锁，输入信号无效。

（2）“电子绳”由9个（或15个）LED构成，裁判下达比赛“开始”命令后，位于中间的LED亮。甲乙双方通过按键输入信号，使发亮的LED向自己一方移动，并能阻止其向对方移动。当自己一方终点LED亮时，表示比赛结束。此时电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位。

2．扩展发挥

（1）增加计分电路，双方记分电路分别用一位数码管对得分进行累计，在每次比赛结束时能自动加分。

二、实验器件：

CC4514 4线—16线译码器 CC4518 双同步十进制计数器 74LS193 同步二进制可逆计数器 74LS00 四2输入与非门 74LS08 四2输入与门 74LS02 四2输