六十进制计数器设计

* 实验目的
掌握时序逻辑电路的分析和设计方法,以及仿真测试方法。

* 实验原理
电路由两个74160N计数器、两个74LS47D七段显示译码器、一个与非门及两个数码显示器组成

* 实验内容
(一)、六十进制计数器介绍和原理

       1. 电路原理分析

六十进制计数器组成由计数器、译码器、显示器三个部分组成。工作过程:由一个1kHz的电源输出秒脉冲信号,再把秒脉冲信号送入计数器进行计数,并把累计的计数结果以以数字显示出来。显示由计数器和译码器组成六十进制计数器电路来实现。

(二)六十进制计数器的工作原理

六十进制计数器由一个模6的计数器和一个模10的计数器组成,模10的计数器完成一个周期时输出信号给模6计数器,当模10计数器计数到达10时则清零,同时给模6计数器一个信号,开始新一轮计数,模6计数器达到6时则清零,模6计数器选择
QB,QC端做反馈端,经过与非门输出控制清零端CLR,形成6进制计数形式。

(三)六十进制计数器的设计方案

       1.十进制计数器

 十进制计数器功能表

十进制

计数状态

D3

D2

D1

D0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

2

0

0

1

0

3

0

0

1

1

4

0

1

0

0

5

0

1

0

1

6

0

1

1

0

7

0

1

1

1

8

1

0

0

0

9

1

0

0

1

十进制计数器状态图

 

以上循环状态图使用的是反馈清零法构造的模10计数器。

当第十个脉冲上升沿到达时,输出1010时,通过一个与非门译码后,反馈给异步清零输入端一个清零信号,立即使得状态从1010返回到0000状态,实现不断循环的状态且只有10个状态。

     2.六进制计数器

六进制计数器功能表

十进制

计数状态

D3

D2

D1

D0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

2

0

0

1

0

3

0

0

1

1

4

0

1

0

0

5

0

1

0

1

六进制计数器状态图

3.七段显示译码器实现

       七段显示译码器是由七段数字管组成,a,b,c,d,e,f,g各控制一段发光管。

七段显示译码器

七段显示译码器功能真值表

十进制

输入

输出

字形

D3

D2

D1

D0

a

b

c

d

e

f

g

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

0

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

2

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

2

3

0

0

1

1

1

1

1

1

0

0

1

3

4

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

4

5

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

5

6

0

1

1

0

0

0

1

1

1

1

1

6

7

0

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

7

8

1

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

8

9

1

0

0

1

1

1

1

1

0

1

1

9

显示器由abcdefg共7个数码管组成,译码器的那些输出Y,就是显示器的输入,每一个输出Y对应每一个abcdefg中的一个,当译码器的Y=1时,对应的数码管点亮,也就形成了数字的效果。

(四)总电路设计图

* 实验结果及分析

当点击开始时,右边的十进制计数器开始计数,一旦达到9的时候就清零重新开始计数,达到9的那一刻十进制计数器输出信号给左边的六进制数,六进制数开始计数,一旦六进制达到6时,六进制计数器清零开始重新计数。

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