数字电子技术实验(5)(05-10-15)

1、第五次实验第五次实验 集成计数器及其应用集成计数器及其应用任务：任务： 设计设计2424进制、进制、6060进制计数电路进制计数电路 设计设计1212归归1 1计数设计计数设计 设计含有小时及分钟显示的数字钟设计含有小时及分钟显示的数字钟选用器件选用器件:74LS290:74LS290（2-5-102-5-10计数器）计数器） 74LS16374LS163（1616进制计数器）进制计数器） 门电路门电路2424进制参考电路进制参考电路 Q QD2D2Q QC2C2Q QB2B2Q QA2 A2 Q QD1D1Q QC1C1Q QB1B1Q QA1 A1 =0 0 1 0 0 1 0 0 =0

2、0 1 0 0 1 0 06060进制参考电路进制参考电路 Q QD2D2Q QC2C2Q QB2B2Q QA2 A2 Q QD1D1Q QC1C1Q QB1B1Q QA1 A1 =0 1 0 1 1 0 0 1 =0 1 0 1 1 0 0 11001100101010101讨论讨论60进制进制100110010101010112归归1计数器设计计数器设计 要求：用要求：用2位十进制数位十进制数BCD码表示计数状态。码表示计数状态。 计数状态：计数状态：十位十位 个位个位0000 00010000 00100000 00110000 01000000 01010000 01100000 01

3、110000 10000000 10010001 00000001 00010001 0010十位十位 个位个位 0 0001 0 0010 0 0011 0 0100 0 0101 0 0110 0 0111 0 1000 0 1001 1 0000 1 0001 1 0010或者或者译码电路译码电路74LS48212归归1计数器计数器十进制十进制计数便计数便于译码于译码显示输显示输出。出。290：2510异步计数器异步计数器 异步清异步清0，异步置数。，异步置数。1、用、用74LS290实现实现12归归1 Q3 Q2 Q1 Q0CP2 CP1 RO1RO2 SO1SO2二进制二进制五进制五

4、进制组成十组成十进制进制也可组成十也可组成十进制进制 Q3 Q2 Q1 Q0CP2 CP1 RO1RO2 SO1SO2二进制二进制五进制五进制290290（1 1）290290（2 2）10CP入入CP1Q0二进制二进制CP2Q3 Q2 Q1五进制五进制CP1Q0二进制二进制当当Q Q2121Q Q1818Q Q1414Q Q1212Q Q11 11 =1 0011时时, (2)片清片清0 、(1)片保持不变，仍为片保持不变，仍为1, 结果使结果使 Q Q2121Q Q1818Q Q1414Q Q1212Q Q11 11 =0 0001，实现，实现12归归1的计数。的计数。当当Q Q1818Q

5、 Q1414Q Q1212Q Q11 11 组由组由1001 0000时时,产生十位的计数脉冲产生十位的计数脉冲,Q Q2121由由0 01 1。由由Q Q2121和和Q Q1818Q Q1414Q Q1212Q Q11 11 组成十位和个位。上电后全为组成十位和个位。上电后全为0。1212归归1 1电路电路分析分析: :Q18 Q14 Q12 Q11个位个位组成个位组成个位组成十位组成十位&Q21十位十位74LS29074LS290实现实现1212归归1 1电路电路2、用、用74LS163实现实现12归归174LS163: 16进制计数器，同步清零，同步置数；进制计数器，同步清零，同

6、步置数； ETEP1时计数。时计数。74LS163功能表功能表CP Cr LD ET EP Q3Q2Q1Q0 0 1 0 1 0 置数置数 1 1 1 1 计数计数 0 保持保持 QC=ET Q3 Q2 Q1 Q02、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理： 由两片由两片74LS163分别组成个位和十位的同步计数电路。分别组成个位和十位的同步计数电路。Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个个位位十位十位cp2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理：11 0 0 1 个位个位ET1 1EP1 11进

7、行十进制计数进行十进制计数(09)， 当计数到当计数到1001时时CRCR1 1=0， 同时使同时使ET2 2EP2 21 ，允许十位开始计数。，允许十位开始计数。&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个个位位十十位位cp2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理： 当第当第10个个CP到来后，个位清到来后，个位清0，十位计，十位计1。0 0 0 00 0 0 11&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个个位位十十位位

8、cp2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理：0 0 1 00 0 0 1 当第当第12个个CP到来后，即计数到到来后，即计数到1 0010时，使时，使 LDLD1 1LDLD2 20，准，准备置数。备置数。 十位置十位置0000，个位置，个位置0001。&0011&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个位个位十位十位cp2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理： 当第当第13个个CP到来后完成置数，计数器归到来后完成置数，计数器归1 ，完成，完成12归归1计数。计数。0 0 0

9、 10 0 0 0&0011&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个个位位十位十位cp2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理： 不用的输入端子不用的输入端子CRCR2 2接接1。10 0 0 10 0 0 0&0011&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个位个位十位十位cp2、用、用74LS163实现实现12归归1归纳归纳：个位个位74LS163有计数、清有计数、清0和置数三种工作方式；和置数三种

10、工作方式； 十位十位74LS163有可控计数、置数两种工作方式。有可控计数、置数两种工作方式。十位十位74LS163的归的归0也可用清也可用清0实现。实现。1&0011&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个位个位十位十位cp3、用、用74LS161实现实现12归归1选自选自电子线路设计电子线路设计实验实验测试测试（谢自美）（谢自美）分析：分析：两片两片161161构成同步计数电路（构成同步计数电路（片高位、片高位、片低位），片低位）， 由使能端控制级联计数。由使能端控制级联计数。161161异步清零（

11、异步清零（片有清零，片有清零，片无清零），片无清零）， 同步置数（同步置数（片置片置1 1，片置片置0 0） 。计数到计数到0 10010 1001后，后，片可以计数，再来片可以计数，再来CPCP，十位加，十位加1 1， 个位变为个位变为10101010后立即清后立即清0 0。总计数值为。总计数值为1 00001 0000。计数到计数到1 00101 0010(12(12个脉冲个脉冲) )后，后，LD1LD1LD2LD20 0，第，第1313个脉冲来后，个脉冲来后， 片置片置0 0，片置片置1 1。总计数值为。总计数值为0 00010 0001。Q Q2020Q Q1313Q Q1212Q Q

12、1111Q Q1010第六次第六次 综合设计实验预习综合设计实验预习设计注意事项：设计注意事项： 设计题目自选。设计题目自选。 选用选用WorkbenchWorkbench含有的芯片。含有的芯片。 原理设计时不要用芯片管脚图连线。原理设计时不要用芯片管脚图连线。 仿真时仿真时SSISSI选用理想器件，不要用芯片连线。选用理想器件，不要用芯片连线。 仿真时电路中用到的仿真时电路中用到的CPCP脉冲，选用软件提供的脉冲源。脉冲，选用软件提供的脉冲源。选题范围：选题范围：交通灯控制电路交通灯控制电路 电梯自动控制电路电梯自动控制电路培养综合运用数字电子技术知识进行简易数字电子系统设培养综合运用数字电

13、子技术知识进行简易数字电子系统设计，及利用计，及利用EWBEWB软件进行仿真的能力。软件进行仿真的能力。目的：目的： 设计一个功能完整、实用的简易数字电子系统，并在计设计一个功能完整、实用的简易数字电子系统，并在计算机上完成电路仿真。算机上完成电路仿真。 用用555555设计设计CPCP脉冲源。脉冲源。要求：要求：1交通灯控制电路交通灯控制电路设计一个十字路口交通灯的控制电路，每个路口的东西方向及设计一个十字路口交通灯的控制电路，每个路口的东西方向及南北方向，设有南北方向，设有2 2组信号灯组信号灯, ,每组信号灯有红、绿、黄三种颜色。每组信号灯有红、绿、黄三种颜色。信号灯的变换符合现行交通规

14、则，可设红灯时间为信号灯的变换符合现行交通规则，可设红灯时间为2525秒，黄灯秒，黄灯时间为时间为5 5秒，绿灯时间为秒，绿灯时间为2020秒。秒。各路口需有时间显示器，分别显示三种颜色灯的点亮时间各路口需有时间显示器，分别显示三种颜色灯的点亮时间, , ( (可加计时也可减计时可加计时也可减计时) )。基本功能要求：基本功能要求：可予设亮灯时间。可予设亮灯时间。可强制使某个方向为绿灯，另一方向则为红灯。可强制使某个方向为绿灯，另一方向则为红灯。扩展要求：扩展要求：2电梯自动控制电路电梯自动控制电路设计一个七层楼简易电梯控制电路。上电时电梯指示停在一层。设计一个七层楼简易电梯控制电路。上电时电

15、梯指示停在一层。每个楼层设置一个呼唤按钮，当按下呼唤按钮，电梯自动运行到该每个楼层设置一个呼唤按钮，当按下呼唤按钮，电梯自动运行到该层，并停在该层，直到有新的呼唤则再次运行，假设电梯运行时没有层，并停在该层，直到有新的呼唤则再次运行，假设电梯运行时没有新的呼唤请求。新的呼唤请求。要求设置呼唤指示灯和电梯运行指示灯，均以要求设置呼唤指示灯和电梯运行指示灯，均以LEDLED表示。表示。每个楼层设置上行、下行两个呼唤按钮，电梯在运行过程中，如每个楼层设置上行、下行两个呼唤按钮，电梯在运行过程中，如遇到同方向的请求，则自动停车，在延时（设为遇到同方向的请求，则自动停车，在延时（设为3 3秒）后，继续自

16、动秒）后，继续自动运行，直到最终的请求楼层为止。运行，直到最终的请求楼层为止。其它实用的功能。其它实用的功能。基本功能要求：基本功能要求：扩展要求：扩展要求：综合实验报告要求综合实验报告要求一、目的：一、目的：设计一个功能完整、实用的简易数字电子系统，并在设计一个功能完整、实用的简易数字电子系统，并在计算机上完成电路仿真。计算机上完成电路仿真。（按选题要求填写）（按选题要求填写）培养综合运用数字电子技术知识进行简易数字电子系培养综合运用数字电子技术知识进行简易数字电子系统设计，及利用统设计，及利用EWBEWB软件进行仿真的能力。软件进行仿真的能力。二、要求：二、要求：四、电路设计四、电路设计:

17、 :五、实验结论五、实验结论: : 1 1明确仿真结果具体实现了任务中的哪些要求，还有哪些要求没明确仿真结果具体实现了任务中的哪些要求，还有哪些要求没实现。实现。 2 2叙述设计电路的特点。叙述设计电路的特点。 3 3提出对现有设计电路的改进及完善的设想。提出对现有设计电路的改进及完善的设想。三、任务：三、任务：综合实验报告要求综合实验报告要求六、实验小结六、实验小结: : 对完成综合设计实验的收获、体会，以及对如何进行综合设计对完成综合设计实验的收获、体会，以及对如何进行综合设计实验（包括实验方法、要求、验收等方面）提出你的建议和要求。实验（包括实验方法、要求、验收等方面）提出你的建议和要求

18、。序号名称代号型号或标称值1计数器U174LS1632译码器U274LS1383电阻R1510七、附件：七、附件：1完整的电原理图。完整的电原理图。2元器件清单。示例格式如下：元器件清单。示例格式如下：电路设计电路设计:1根据任务要求进行功能划分，给出完成任务要求的功能模块根据任务要求进行功能划分，给出完成任务要求的功能模块框图框图,要说明每个模块的作用，受控于哪些信号，产生（输出）要说明每个模块的作用，受控于哪些信号，产生（输出）哪些信号，如信号输出是有条件的，则需说明在什么条件下输出哪些信号，如信号输出是有条件的，则需说明在什么条件下输出什么信号。什么信号。2具体给出各功能模块的实现电路，说明工作原理。简单系统具体给出各功能模块的实现电路，说明工作原理。简单系统可以直接画出完整的原理图