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1、目录一、 实验目的3二、 实验内容及要求31、 设计背景32、 设计内容43、 设计要求41、将 7490 通过接线实现六进制计数器，用来作为秒表的高位显示。 4三、 实验原理4四、实验过程及原始记录61、原理分析及设计62、 实验原理图6六、实验结果及分析71、实验结果72、 实验结果分析8七、实验体会99教师评阅意见：签名：年月日实验成绩：一、实验目的1、熟悉计数器的工作原理及特点。2、学习设计 N 进制加法计数器的方法。3、掌握电子秒表的设计方法。4、深入了解同步计数器与异步计数器的计数特点，从而实现对计数器功能的充分利用。5、理解并掌握 M 进制计数器转 N 进制计数器的原理以及设计方
2、法。二、实验内容及要求1、设计背景在数字电路中使用得最多的时序逻辑电路就是计数器了。计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算。计数器的种类非常繁多。如果按计数器中的触发器是否同时翻转分类，可以将计数器分为同步式和异步式两种。在同步式计数器当中，当时钟脉冲输入时触发器的翻转式同时发生的。而在异步计数器当中，触发器的翻转有先有后，不再是同时发生的。如果按计数过程中计数器中的数字增减分类，有可以将计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器（或称为加减法计数器）。随着计数器脉冲的不断输入二作递增计数的称为加法计数器，作递减计数的称为减法计数器，可增
3、可减的称为可逆计数器。如果按计数器中数字编码方式分类，又可以将计数器分为二进制计数器、二十进制计数器、格雷码计数器等等。有时也可以按照计数器的计数容量来对计数器进行分类。总之，计数器在电子设计以及仪器仪表设计方面都有着广泛的应用，在许多设计中利用好计数器，既可以使电路变得简单，又能保证电路功能的稳定性。为了对计数器工作原理以及功能用途作进一步深入的了解，我们这次综合设计实验选用计数器来完成一分钟的秒表设计。2、设计内容1、将 7490 通过接线实现六进制计数器，用来作为秒表的高位显示。2、将 7490 通过接线实现十进制计数器，用来作为秒表的低位显示。3、通过六进制的计数器和十进制的计数器级联
4、的方法，使总体形成一个六十进制的计数器。用来实现一分钟的秒表功能。4、通过使用八段显示译码器 7448 完成对计数器产生的数值进行译码的功能。使计数数值直观地在数码管上显示。3、设计要求1、将 7490 通过接线实现六进制计数器，用来作为秒表的高位显示。2、将 7490 通过接线实现十进制计数器，用来作为秒表的低位显示。3、通过六进制的计数器和十进制的计数器级联的方法，使总体形成一个六十进制的计数器。用来实现一分钟的秒表功能。4、将计数器形成的数值通过译码后送到八段数码管进行显示。5、时钟脉冲频率为 1HZ，即在一秒钟的时间内，CLOCK 触发一次。三、实验原理本次实验的主要设计内容是利用两片
5、型号为：7490 的计数器来完成一分钟的秒表设计。根据 7490 芯片的逻辑功能，我们知道：7490 是二五十进制异步计数器。我们可以根据自己的需要，通过异步置数法实现其他进制的计数功能。例如，你要做八进制的就先把 7490 接成十进制的（CPA 与 Q0 接，以 CPB 做输入，Q3 做输出就是十进制的），然后用异步置数跳过一个状态达到八进制计数下面以从 000 计到 111 为例先接成加法计数状态，在输出为 1000 时（既 Q4 为高电平时）把 Q4 输出接到 R01 和 R02 脚上（即异步置 0），此时当计数到 1000 时则立刻置 0，从新从 0 开始计数1000 的状态为瞬态状态
6、转化图中是 0000 到 0111 是有效状态，1000 是瞬态，跳转从这个状态跳回到 0000状态我们使用两片 7490 来完成秒表的设计。通过对 7490 作相应的连线变化，可以将第一片 7490 设计为六进制的计数器，第二片设计为十进制的计数器。并且两片计数器之间满足这样的关系，即：当第一片计数器计数十次后就给第二片计数器一个脉冲信号， 从而实现第一片计数十次后就向第二片进一位的功能。通过以上分析，我们就可以直观地知道两片 7490 的连接方式。我们将第一片 7490连接为六进制计数器，其方法是：当计数器计数数值来到 0110 时，我们通过异步置零法将计数器的状态置回到 0000，而由于
7、我们采用的是异步置零法，0110 只是作为暂态出现。实际上我们的计数器的状态分别为：0000-0001-0010-0011-0100-0101 六种状态， 从而使计数器的状态逃过了 01101001 之间的状态。这样，我们就将十进制的计数器置为了六进制的计数器。对于第二片计数器，只需在它出现 1000 时给高位六进制计数器进一位就行了。也就是当出现 1000 时，QD 给 CKA 触发一次。这样，我们就实现了低位计数十次后给高位进位的功能。第一片 7490 电路的状态转换图如下：0000100110000111/0Q3Q2Q1Q0/co00010110/0/0/0001000110100/00
8、101第二片 7490 电路的状态转换图如下：0000/11001/010000111/0/0Q3Q2Q1Q0/co/000010110/0/0/0001000110100/0/00101我们将计数器产生的二进制代码通过 7448 八段显示译码器译码后，接入到八段显示器中。实现对计数器计数产生的数值的显示。（此处作一下说明，由于计数器生成的数值具有 BCD 码的特点，因此，我们可以很方便地运用 7448 八段译码器来完成数值的译码功能，实现对数值的直观显示。）这样，我们就可以很直观的看到计数器的计数过程以及计数生成的数值。四、实验过程及原始记录1、原理分析及设计7490 可以实现六进制计数以及
9、十进制计数，因此，利用其功能特点，我们可以将六进制的计数器接为秒表的高位，显示值为 05；将十进制的计数器接为低位，显示值为09。并且当低位为 90 变化时，向高位进一位。由此就可以实现一分钟的秒表。2、实验原理图3、实验所需器件清单名称描述数量74907490 是二五十进制异步计数器27448八段数码管译码器，当输入为 BCD 码时，输出可以显示 0927-SEG-red红色七段显示数码管274ls08二输入与门电路，逻辑功能为 Y=AB1D-clock频率为 1HZ 的脉冲源1六、实验结果及分析1、实验结果秒表实现从 0059 变化。部分结果如下：2、实验结果分析通过以上实验过程，我们就可
10、以直观地知道两片 7490 的连接方式。我们将第一片7490 连接为六进制计数器，其方法是：当计数器计数数值来到 0110 时，我们通过异步置零法将计数器的状态置回到 0000，而由于我们采用的是异步置零法，0110 只是作为暂态出现。实际上我们的计数器的状态分别为：0000-0001-0010-0011-0100-0101 六种状态，从而使计数器的状态逃过了 01101001 之间的状态。这样，我们就将十进制的计数器置为了六进制的计数器。对于第二片计数器，只需在它出现 1000 时给高位六进制计数器进一位就行了。也就是当出现 1000 时，QD 给 CKA 触发一次，但是由于 7490 使用
11、的是 JK 触发器，即只有来到下降沿的时候，输出才改变一次。于是当第一片的状态在 1000 时，给第二片一个高电平，且保持到 1001 状态，此时，当第一片从 1001（9） 转到 0000（0）状态时，Q3 立即产生一个下降沿，此时高位加 1。这样，我们就实现了低位计数十次后给高位进位的功能。并且，两片计数器的输出都是在 0000（0）1001（9）范围内，我们可以利用 7448 对 BCD 码进行译码后送到七段显示数码管，即可实现 0059 的显示输出。七、实验体会通过这次实验，我又收获了许多；无论是关于数字电路的原理还是实验报告的排版， 我都从中获益。我想，大概人就是这样，一件事做完之后
12、，总有许多值得回忆的地方。说实话，数字电路实验设计还是很有趣的，一方面，它不仅锻炼我们的逻辑思维能力， 而且又是还在考验我们的耐力。我在设计制作的过程中，就深深体会到了这一点。有的时候，拿到一个设计题目，根本就没有一点想法；有时甚至不知所云。但是，此时千万不要放弃，就算我们暂时不能理解，只要我们勤学、好问，积极利用身边的资源，努力探索，最终必会有所收获。这次实验还让我明白了一个道理，我们在做事情时，有时不能太死板，要学会变通， 灵活运用自己所学的知识。这样会达到事半功倍的效果。另外，无论是做什么课程的实验，或者是团队参加比赛时。小组内部之间的团结以及沟通是非常重要的，其实，这里所说的团结就是为
13、了更好地协作。不管做什么实验， 我们首先必须要弄懂的就是实验原理，没有实验原理作为实验过程的参照物，任何实验都将半途而废，不会产生理想的实验结果。这不但耽搁了大家的学习时间，还消耗了同学们的意志。所以，在这里要求自己，在以后的实验过程当中，一定要先把实验原理以及实验所要研究的内容弄清楚，然后再进行实验，这样一来就会感到得心应手。并且能使自己保持一个清醒的头脑。其实，我们在学习数字电路的过程中，难免会遇到棘手的问题。例如，在学习触发器章节的时候，我感到很迷茫；上课的时候不理解老师的讲解，感到很痛苦。但是，我并没有因为这个章节难啃而放弃，老师上课的时候，如果我实在听不懂，我就会告诉自己，没事的，有很多人都和我一样。下课之后，我额外花点时间在数字电路上，于是， 许多问题都在这时迎刃而解。所以，我想给那些快要放弃或者已经放弃的同学一些建议， 当你感到迷茫的时候，就好好的放松一下自己；待你有精力和兴趣的时候，再回过头来解决一个又一个的问题，这样的话，你会活得比较轻松一点。通过这次实验，对 Proteus 软件有了进一步的了解。相信在以后的学习过程中，一定会从这次实验中获益。