数电自主设计实验

姓名 姓名 黄俊睿 班级 班级 1106103 学号 学号 1110610328 实验日期 实验日期 2013 12 13 节次 节次 5 6 教师签字 教师签字 成绩 成绩 自主设计实验自主设计实验 数字钟数字钟 一 一 实验目的实验目的 1 掌握不同进制计数器的设计方法 学会运用集成芯片来达到不同进制计数器 的设计 2 通过附加功能的设置来掌握计数器处于非计时状态的工作情况 二 总体设计方案二 总体设计方案 1 时 分 秒功能的实现时 分 秒功能的实现 本次实验采用 74ls160 位十进制同步加法计数器来设计秒 分 时的计数功 能 秒 分都为 60 进制计数器 其中秒计数器采用的级联方式为同步并行进位 方式 两片 74ls160 接同一个 1Hz 时钟信号 低位计数器进位输出 RCO 接高位 计数器计数使能端 ET 和 EP 当产生进位信号时 高位计数器的 ET 和 EP 都为 1 开始计数 同时高位计数器输出端 Q1 和 Q2 经过一个与非门后与高低两个计 数器清零端 CR 相连 由于 CR 为低电平有效 所以当 Q3Q2Q1Q0 0110 时 CR 0 两个计数器同时清零后重新开始计数 即为 60 进制计数器 分计数器采 用的级联方式为异步串行进位方式 即低位计数器进位输出反相后接高位计数 器时钟输入端 高低计数器的计数使能始终有效 其余接线与秒计数器相同 时计数器采用异步串行进位级联方式 同时高位计数器输出 Q1 和低位计数器输 出 Q2 经过与非门后与高低两位计数器清零端连接 当 高 Q3Q2Q1Q0 低 Q3Q2Q1Q0 00100100 即十进制为 24 时清零 即构成 24 进制计数器 时 分 秒计数器都采用异步清零法改变进制 模块示意图如下 秒计数器 哈尔滨工业大学 2 分计数器 时计数器 2 复位功能的实现复位功能的实现 数字钟的复位功能可以通过 74ls160 的清零功能实现 六片计数器的清零 端 CR 与同一个逻辑开关相连 可实现时分秒统一复位的功能 若要实现时分秒 哈尔滨工业大学 3 单独复位 可在实验箱上分别接三个逻辑开关即可 3 时钟校对功能的实现时钟校对功能的实现 要实现时钟校对功能 可以采用手动脉冲的方法 先断开 1Hz 自动脉冲 然后时分秒三个计数器的时钟输入端分别与三个手动单脉冲相连 手动调整时 间后再接自动脉冲 即可完成校时 4 秒表功能的实现秒表功能的实现 秒表由一个 100 进制及数字和一个 60 进制计数器组成 利用开关将秒计数 器改成 100 进制计数器 并改接 100Hz 脉冲 即可与分计数器共同组成秒表 计时精度为 0 01s 计时范围为 0 00s 23min59 99s 原因是时计数器仍为 24 进 制 虽然有一定限制 但能满足基本的需要 电路示意图如下 实验电路图实验电路图 实验仿真电路图如下 哈尔滨工业大学 4 四四 仪器设备名称 型号仪器设备名称 型号及元器件及元器件 双路直流稳压电流源 DF1731SB3AB 数字万用表 Aglient U1241B EEL 69 模拟数字电子技术试验箱及子板 74ls160 六片 74ls00 一片 74ls08 一片 74ls48 六片 数码管 六个 电阻 电容 导线若干 五五 理论分析或仿真分析结果理论分析或仿真分析结果 电路仿真使用的软件是 proteus 软件 主要功能实现过程如下 1 数字钟计时功能 2 数字钟复位功能 哈尔滨工业大学 5 3 数字钟校时功能 4 秒表功能 哈尔滨工业大学 6 经过仿真证明 所涉及的电路能完成以上四种功能 完成了预期目标 不足之 处在于电路刚接通时不是全零状态 如下图 分析原因 因为当电路刚接通时 时 分计数器的低位计数器的进位端为低电 平 而经过与非门后为高电平接到高位计数器的时钟端 而 74ls160 为上升沿 触发 从而高位计数器加一 解决方法 可以用清零开关进行复位 六 实验步骤及实验记录六 实验步骤及实验记录 1 数字钟计时功能 接通电源后秒计数器脉冲接 1Hz 连续脉冲 观察数码管显示变化 与仿真 结果比较是否相符 2 数字钟清零功能 接通电源 断开连续脉冲 按下清零逻辑开关 观察数码管是否显示全为 零 3 数字钟校时功能 接通电源 断开连续脉冲 接通三个校时逻辑开关 把数码管显示时间调 整到当前时间 断开逻辑开关 接通连续脉