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电子技术基础实验课程设计60进制计数器 学 期:2015-2016(一)班 级:电自1418姓 名:张垚学 号:2014302010933日 期:2015年12月30日 1、 实验目的(1) 掌握中规模集成计数器74LS161的引脚图和逻辑功能。(2) 熟悉555集成定数器芯片的引脚图。(3) 利用74LS161和555定时器构成60进制计数器。(4) 在Multisim软件中仿真60进制计数器。2、 实验内容(1) 集成计数器74LS161逻辑功能验证。(2) 用555定时器构成多谐振荡器。(3) 用两片74LS161和555定时器构成60进制计数器。3、 集成计数器介绍(1) 集成计数器74LS161管脚介绍 74LS161是4位二进制同步加法计时器。图1为它的管脚排列图,集成芯片74LS161的CLR是异步清零端(低电平有效),LOAD是异步预置数控制端(低电平有效)。CLK是时钟脉冲输入端,RCO是进位输出端,ENP、ENT是计数器使能端,高电平有效。A、B、C、D是数据输入端;QA、QB、QC、QD是数据输出端。 图1 74LS161管脚排列图(2) 集成计数器74LS161功能介绍 由表1可知,74LS161具有以下功能:1 异步清零。当CLR=0时,无论其他各输入端的状态如何,计数器均被直接置“0”。2 同步预置数。当CLR=1、LOAD=0且在CP上升沿作用时,计数器将ABCD同时置入QA、QB、QC、QD,使QA、QB、QC、QD=ABCD。3 保持(禁止)。CLR=LOAD=1且ENP、ENT=0时,无论有无CP脉冲作用,计数器都将保持原有的状态不变(停止计数)。4 计数。CLR=LOAD=ENP=ENT=1时,74LS161处于计数状态。表1 74LS161功能表四、用555定时器构成多谐振荡器(一)多谐振荡器的构成由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示,R1,R2和C是外接定时元件,电路中将高电平触发端(THR脚)和低电平触发端(TRI脚)并接后接到R2和C的连接处,将放电端(DIS脚)接到R1,R2的连接处。(二)工作原理由于接通电源瞬间,电容C来不及充电,电容器两端电压为低电平,小于(1/3)Vcc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平,输出为高电平,放电管V1截止。这时,电源经R1,R2对电容C充电,使电压按指数规律上升,当上升到 (2/3)Vcc时,输出为低电平,放电管V1导通,把从(1/3)Vcc上升到(2/3)Vcc由于放电管V1导通,电容C通过电阻R2和放电管放电,电路进人第二暂稳态,其维持时间的长短与电容的放电时间有关,随着C的放电,下降,当下降到(1/3)Vcc时,输出为高电平,放电管V1截止,Vcc再次对电容C充电,电路又翻转到第一暂稳态。 图2 多谐振荡器五、 用两片74LS161和555定时器构成60进制计数器(一)60进制计数器工作原理根据设计基理可知,计数器初值00,按递增方式计数,增到59时,再自动返回到00。因此,需要使用两片74LS161芯片级联的形式来构成六十进制计数器,一片控制个位,为十进制;另一片控制十位,为六进制。利用74LS161本身的控制端(完成十进制,在达到1001(即十进制的九)时),给高位芯片一个脉冲使高位芯片计数加一,同时低位芯片反馈清零,这样反复,直到第二片达到0110时第二片自身反馈清零,这样便完成一次60进制的计数,且回到初态,两片74LS161全部反馈清零,继续重复计数。图1、图2分别为60进制计数器的工作框图和状态转换图。时钟脉冲74LS161构成的六进制计数器(十位)反馈清零反馈清零74LS161构成的十进制计数器(个位)译码显示译码显示图3 60进制计数器的工作框图 图4 60进制计数器的状态转化图1.2.a)(二)实施方案制作60进制计数器,先要确定使用芯片个数。74LS161有16个状态,60进制计数器有60个状态,所以就需要两片74LS161串连并采用并行进位方式。具体电路连接图见图3。进行计数功能,将低位片的QD、QA连接到高位片的ENP、ENT,同时将低位片的LOAD、ENP、ENT管脚和高位片LOAD接到VCC=5V的电压源上,低位片和高位片CLK端共同接到时钟脉冲CP上。U1为低位片(十进制计数器),U2为高位片(六进制计数器)。U2从“0000”状态开始,到“1010”状态后,这个状态“1010”通过与非门U3使CLR为低电平,此时U1清零。通过两片74LS161同步式连接,使得U2中的ENT、ENP为高电平,在下一个脉冲到来时,开始计数。U2有从“0000”状态到“0101”六个状态,下一个状态“0110”通过与非门U4,使得U2的CLR为低电平,U2清零。U1每10个状态,U2有1个状态。所以LED从00开始计数,显示59后,又从00重新开始。 图5 60进制计数器 五、实验报告 (1)画出实验电路图及状态转换图。 (2)总结使用集成计数器的体会。六、仿真器件74LS161 两片7400N 两个VCC(5V) 一个DOC-HEX 两个555-VIRTUAL Timar 一个七、实验设备 (1)数字万用表(UA78A) 1块。 (2)模块化电子技术综合实验箱一台 1台。
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