实验三十二 计数器实验
一、实验目的
1．了解时序电路的经典设计方法（D触发器、JK触发器和一般逻辑门组成的时序逻辑电路）。
2．了解通用同步计数器，异步计数器的使用方法。
3．了解用同步计数器通过清零阻塞法和预置数法得到循环任意进制计数器的方法。
4．了解同步计数器和异步计数器的区别。
二、实验的硬件要求
1．数字逻辑电路实验箱。
2．数字逻辑电路实验箱1032E适配板和7128适配板。
3．信号源（可以使用实验箱中的信号源单元）。
4．双踪示波器。
5．PC机。
三、实验内容
1．用D触发器设计异步四位二进制加法计数器。
2．用JK触发器设计异步二—十进制减法计数器。
3．用74LS161连接成六位二进制同步计数器。
4．用74LS390连接成八位二—十进制异步计数器。
四、实验原理图及实验步骤
实验内容中的实验均要通过“扫描显示电路”进行显示，扫描显示电路的具体源代码如图6－172所示。
图6－172 扫描显示电路源代码
1．D触发器构成的异步四位二进制加法计数器（见图6－173）
图6－173 D触发器构成的异步四位二进制加法计数器
连线说明：
①计数时钟频率CLK接1Hz；扫描时钟频率CKDSP接大于1kHz时钟。
②四位D触发器接成异步计数器。
③A…G为显示译码输出，代表数码管的七个段位（a，b，c，d，e，f，g），注意此时两个数码管必须同极性的数码管（均为共阴或均为共阳）。
④SEL0～SEL1为扫描地址（控制二位数码管的扫描顺序和速度），将SEL0接一个数码管的第3和第8脚，SEL1接另外一个数码管的第3和第8脚。
⑤二位数码管同时顺序显示0～F。
⑥具体连线根据实验内容完成时的管脚划分和定义，同相应的输入、输出接口功能模块相连。
2．JK触发器构成的异步二—十进制减法计数器（见图6－174）
图6－174 JK触发器构成的异步二—十进制减法计数器
连线说明：
①计数时钟频率CLK接1Hz；扫描时钟频率CKDSP接大于1kHz时钟。
②四位JK触发器接成异步计数器。
③A…G为显示译码输出，代表数码管的七个段位（a，b，c，d，e，f，g），注意此时两个数码管必须同极性的数码管（均为共阴或均为共阳）。
④SEL0～SEL1为扫描地址（控制二位数码管的扫描顺序和速度），将SEL0接一个数码管的第3和第8脚，SEL1接另外一个数码管的第3和第8脚。
⑤具体连线根据实验内容完成时的管脚划分和定义，同相应的输入、输出接口功能模块相连。
3．74LS161连接成六位二进制同步计数器（见图6－175）
图6－175 两片74LS161连接成六位二进制同步计数器
连线说明：
①计数时钟频率CKCNT＝1Hz，扫描时钟频率CKDSP大于1kHz。
②两个74LS161串接成典型的同步计数器。
③SH8＿4块完成扫描数据的切换。
④A…G为显示译码输出，代表数码管的七个段位（a，b，c，d，e，f，g），注意此时两个数码管必须同极性的数码管（均为共阴或均为共阳）。
⑤SEL0～SEL1为扫描地址（控制二位数码管的扫描顺序和速度），将SEL0接一个数码管的第3和第8脚，SEL1接另外一个数码管的第3和第8脚。
⑥具体连线根据实验内容完成时的管脚划分和定义，同相应的输入、输出接口功能模块相连。
4．用74LS390连接成八位二—十进制异步计数器（见图6－176）。
图6－176 两片74LS390连接成八位二—十进制异步计数器
连线说明：
①计数时钟频率CKCNT＝1Hz，扫描时钟频率CKDSP大于1kHz。
②两个74LS390串接成典型的异步计数器。
③SH8＿4块完成扫描数据的切换。
④A…G为显示译码输出，代表数码管的七个段位（a，b，c，d，e，f，g），注意此时两个数码管必须同极性的数码管（均为共阴或均为共阳）。
⑤SEL0～SEL1为扫描地址（控制二位数码管的扫描顺序和速度），将SEL0接一个数码管的第3和第8脚，SEL1接另外一个数码管的第3和第8脚。
⑥两位数码管同时顺序显示十进制00～99。
⑦具体连线根据实验内容完成时的管脚划分和定义，同相应的输入、输出接口功能模块相连。
五、实验预习要求
1．复习有关同步计数器及异步计数器方面的知识，熟悉其功能及使用。
2．复习Max＋plus II和ispDesignEXPERT软件的使用方法。
3．绘制实验所用表格，以备做实验时用。
六、实验报告要求
1．认真观察实验现象，并做详细的实验记录。。
2．思考：如何用硬件描述语言来实现常见计数器的功能？
3．思考：如何用可编程逻辑器件实现一个数字钟的功能，要求数字钟有秒位，分位，时位，以24小时循环计时，秒脉冲使用信号源部分的1Hz信号。如果有兴趣，可以做一些数字钟的扩展功能：有清零，调节小时、分钟功能；具有整点报时功能。
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