构造一个模为10的同步计数器
七段数码管模10计数器的设计
总结与展望
本次演示的优点在于详细介绍了七段数码管模10计数器的整个设计流程，包 括电路设计和软件设计两个主要方面，使得读者可以全面了解该计数器的设计过 程。此外，本次演示还给出了综合测试的具体步骤和方法，为读者提供了实际的 参考依据。
总结与展望
然而，本次演示也存在一些不足之处。例如，对于电路设计和软件设计的具 体细节没有进行深入的探讨，可能导致某些读者在阅读时存在一定的困难。此外， 本次演示并未涉及到七段数码管模10计数器的故障排除和修复方法，这在实际应 用中也是非常重要的一个方面。
软件设计
1、确定程序的控制流程和算法。我们需要实现模10计数器的计数功能，并将 其输出信号转换为七段数码管的输入信号。
软件设计
2、使用编程语言（如C语言或汇编语言）编写程序代码。代码应该包括模10 计数器的计数逻辑和七段数码管的显示逻辑。
软件设计
3、将编写好的程序代码上传到微控制器（如单片机）中，并设置好相关的参 数。
此外，随着科技的不断发展，新的材料和工艺不断涌现，注塑模的设计将面 临更多的挑战。因此，未来的研究需密切行业发展趋势，结合新的技术和材料， 探索更加高效和环保的注塑模设计方法。
内容摘要
在当今的电子设备领域，数码管显示仍然被广泛使用，尤其在需要实时信息 显示的地方，如计时器、计算器、仪表板等。数码管显示方法以其可靠的性能、 简单的结构和易于读取的特点，得到了广泛的应用。本次演示将对两种常见的数 码管显示方法——七段显示和点阵显示进行比较，分析它们的显示效果和应用场 景。
3D打印在食品中的应用举例
1、定制化甜点：通过3D打印技术，可以生产出具有复杂形状和结构的甜点， 如定制的巧克力、蛋糕和冰淇淋等。
3D打印在食品中的应用举例
同步和异步十进制加法计数器的设计
同步和异步十进制加法计数器的设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：同步和异步是计算机系统中常用的两种通信机制，它们在十进制加法计数器设计中起到了至关重要的作用。
在这篇文章中，我们将深入探讨同步和异步十进制加法计数器的设计原理及应用。
让我们来了解一下十进制加法计数器的基本概念。
十进制加法计数器是一种用于执行十进制数字相加的数字电路。
它通常包含多个十进制加法器单元，每个单元用于对应一个十进制数位的运算。
在进行加法操作时，每个数位上的数字相加后，可能会产生进位，这就需要进位传递的机制来满足计数器的正确操作。
在同步十进制加法计数器中，每个十进制加法器单元都与一个时钟信号同步，所有的操作都按照时钟信号的节拍来进行。
具体来说，当一个数位的加法计算完成后，会将结果通过进位端口传递给下一个数位的加法器单元，这样就能确保每个数位的计算都是按照特定的顺序来进行的。
同步十进制加法计数器的设计较为简单，在时序控制方面有很好的可控性，但由于需要受限于时钟信号的频率，其速度受到了一定的限制。
在实际应用中，根据不同的需求可以选择同步或异步十进制加法计数器。
如果对计数器的速度要求较高，并且能够承受一定的设计复杂度，那么可以选择异步设计。
如果对计数器的稳定性和可控性要求较高，而速度不是首要考虑因素，那么同步设计可能更为适合。
无论是同步还是异步，十进制加法计数器的设计都需要考虑诸多因素，如延迟、数据传输、进位控制等。
通过合理的设计和优化，可以实现一个高性能和稳定的十进制加法计数器，在数字电路、计算机硬件等领域中有着广泛的应用。
同步和异步十进制加法计数器的设计都有其各自的优势和劣势，需要根据具体的需求来选择合适的设计方案。
通过不断的研究和实践，我们可以进一步完善十进制加法计数器的设计，为计算机系统的性能提升和应用拓展做出贡献。
希望这篇文章能够为大家提供一些启发和帮助，让我们共同探索数字电路设计的奥秘，开拓计算机科学的新境界。
第二篇示例：同步和异步计数器都是数字电路中常见的设计，用于实现特定的计数功能。
同步和异步十进制加法计数器的设计
同步和异步十进制加法计数器的设计1. 引言1.1 引言在计算机科学领域，同步和异步十进制加法计数器是常见的设计。
它们可用于对数字进行加法运算，是数字逻辑电路中的重要组成部分。
同步计数器和异步计数器的设计原理和工作方式有所不同，各有优劣势。
同步十进制加法计数器是一种通过时钟信号同步运行的计数器，采用同步电路设计。
它的设计目的是确保每一位数字在同一时刻进行加法运算，以保证正确性和稳定性。
同步计数器具有较高的精确度和可靠性，但需要更多的电路元件和较复杂的控制逻辑。
与之相反，异步十进制加法计数器采用异步电路设计，每一位数字都根据前一位数字的状态自主运行。
这种设计方式减少了电路复杂度和功耗，但可能会造成计算不稳定或出错的情况。
在选择计数器设计时需要根据实际需求和应用场景进行权衡。
通过对同步和异步十进制加法计数器的设计进行比较分析，可以更好地理解它们的优劣势和适用范围。
结合实际的应用案例，可以更好地理解它们在数字逻辑电路中的作用和价值。
2. 正文2.1 设计目的在设计同步和异步十进制加法计数器时，我们的主要目的是实现一个能够对十进制数字进行加法运算的电路。
具体来说，我们希望设计一个可以接受两个十进制数字作为输入，并输出它们的和的计数器。
设计的目的是为了实现数字的加法计算，并且保证计数器的正确性、稳定性和效率。
在设计过程中，我们需要考虑到各种可能的输入情况，例如进位、溢出等，并确保计数器能够正确处理这些情况。
我们也希望设计出一个简洁、高效的电路，以确保在实际应用中能够满足性能要求。
我们也需要考虑到电路的功耗和面积，以确保设计的成本和资源利用是否合理。
设计同步和异步十进制加法计数器的目的是为了实现对十进制数字的加法运算，保证计数器的正确性和性能，并在满足需求的前提下尽可能地降低成本和资源消耗。
2.2 同步十进制加法计数器的设计同步十进制加法计数器是一种利用时钟脉冲同步输入和输出的数字电路，用于实现十进制加法运算。
数字逻辑考试试卷A
一、 单项选择题(每小题2分，共20分)1. 表示任意两位十进制数，至少需要（ ）位二进制数。
A.6B.7C.8D.92. 下列电路中，属于数字电路的有（ ）。
A.差动放大电路B.集成运放电路C.RC 振荡电路D.逻辑运算电路3. 要使J-K 触发器在时钟脉冲作用下，1n Q Q +=,则输入信号应为（ ）。
A.J=K=0B.J=K=1C.J=1，K=0D.J=0，K=14. 下列触发器中，（ ）对输入信号有约束。
A.钟控R-S 触发器B.时钟控制T 触发器C.时钟控制J-K 触发器D.时钟控制D 触发器5. n 个变量可以构成（ ）个最大项。
A.nB.n *2C.n 2D.12-n6. 组合逻辑电路中的险象是由（ ）引起的。
A.电路未达到最简B.电路有多个输出C.电路中的时延D.逻辑门类型不同7. 构造一个模10同步计数器，需要（ ）个触发器。
A.3B.4C.5D.108. 根据状态等效对(A,B),（C,D ）和（B,D ），可构成最大状态等效类（ ）。
A.{A,B,D}B.{A,B,C}C.{A,B,C,D}D.{B,C,D}9. Moore 型时序逻辑电路的输出( )。
A.仅与当前外部输入有关B.仅与电路内部状态有关C.与外部输入和内部状态都有关D.与外部输入和内部状态都无关10.下列中规模通用集成电路中，（ ）属于时序逻辑电路。
A.多路选择器74153 B 译码器74138 C.并行加法器74283 D.寄存器74194二、 填空题(每空1分，共20分)1. 数字信号有（ ）和（ ）两种形式。
2. (11110111)2=( )10=( )8。
3. 机器数有（ ）、（ ）和（ ）3种常用类型。
4. 逻辑代数有（ ）、（ ）、（ ）3种基本运算。
5. 根据电路输出端是一个还是多个，通常将组合逻辑电路分为（ ）和（ ）。
6. 消除组合逻辑电路中险象的常用方法有（ ）、（ ）和选通法。
7. 时序逻辑电路按其状态改变是否受统一定时信号控制，可分为（ ）和（ ）两种类型。
数字电路-练习B
数字电子技术练习一、填空题1.=⊕⊕⊕4434421K A偶数个A A A ① 。
2.逻辑函数F=A +B+C D 的反函数F = ① ，对偶式为 ②。
触发器的特征方程为 ① ，JK 触发器的特征方程为 ② 。
4.构造一个模10计数器需要 ① 个状态， ② 个触发器。
5.将JK 触发器的J 端和K 端连在一起，就得到了 ① 触发器。
6. ① 型触发器克服了空翻现象。
的清零端是异步清零，则下图构成 ① 进制计数器。
1. ① 02. ①)(D C B A +⋅⋅ ②)(D C B A +⋅⋅3. ①D Q n =+1 ②n nn Q K Q J +=+1 4.① 10 ② 4 5. ① T 6. ① 边沿 7. ① 641.进制转换(31)10 = ① 2 = ② 16。
2.逻辑函数的表示方法有 ① 、卡诺图、函数式、 ② 和波形图。
触发器的特性方程是： ① ，T 触发器的特性方程=+1n Q② 。
4.下图(a)、(b)所示的组合逻辑电路，已知(a)中为TTL 门电路，（b ）中为OC 门，它们的输出表达式Y 1 = ① ，Y = ② 。
(a)(b)5.译码集成电路74LS138的地址码有 ① 个，译码输出端的个数有 ② 个。
6.某加计数器是由74LS161构成的十进制计数器，设初始状态Q 3Q 2Q 1Q 0 = 0000，当采用同步归零方式时其最后一个状态是 ① ，当采用异步归零方式时其最后一个状态是 ② 。
1. ① 11111 ② 1F2. ① 真值表 ② 逻辑图 （可对调）3. ①0,1=+=+RS Q R S Qn n ② n n Q T Q T + 4. ① A ② CD AB CD AB +⋅或5. ① 3 ② 86. ① 1001② 10101.进制转换：（）10 = ① 2 ，（1F ）16 = ② 2。
2.公式定理：=+B A A ① ，=++BC C A AB ② 。
集成十进制同步计数器
CR LD 1 CTT CTP 1 n n CO Q3 Q0 保持功能： CTT CTP 0 n n CO CTT Q3 Q0 CTT 1 进位信号保持 CTT 0 进位输出低电平
一、利用同步清零或置数端获得 N 进制计数
思 路：当 M 进制计数到 SN –1 后使计数回到 S0 状态 步 骤：1. 写出状态 SN –1 的二进制代码； 2. 求归零逻辑表达式； 3. 画连线图。 [例] 用4位二进制计数器 74163 构成十二进制计数器。 解： Q0 Q1 Q2 Q3 1. S N 1 S11 = 1011 2. 归零表达式：
CP N1进制 计数器 进位C
CP
N2进制 计数器
[例] 用 74290 构成 六十 进制计数器 异步清零 60 = 6 10 = N1 N2 = N Q0 Q1 Q2 Q3 N = 6 Q0 Q1 Q2 Q3 N1= 10 2
Q0 Q1 Q2 Q3
CP
CP1
CP0
Q0 Q1
Q2 Q3
74290
(二) 计数容量的扩展 1. 集成计数器的级联
Q0 Q1 Q2 Q3
Q4 Q5 Q6 Q7
Q Q Q Q3 CTP 0 1 2 CO CTT 74161(1)LD CP CR D 0 D1 D2 D3
16 16 = 256
1 CP
Q Q Q Q3 CO0 CTP 0 1 2 CO CTT 74161(0)LD 1 CP CR 1 D0 D1 D2 D3
CR Q3Q1Q0
或 LD Q3Q1Q0
3. 连线图
12 D3
CO LD
&
CR 同步置零
同步清零
提高归零可靠性和计数容量的扩展
同步十进制加法计数器优化设计
物理科学与技术学院课程设计同步十进制加法计数器设计班级：指导老师：学生：集成电路设计愈发成为现代高科技的基石，尤其是芯片设计，几乎所有的电子系统都需要芯片，而在芯片逻辑功能中，计数器就显得非常重要。
市场上多数同步十进制计数器多数采用JK触发器设计，而本设计采用D型主从触发器构成的同步十进制加法计数器。
本设计采用8421BCD码的编码方式来表示一位十进制数。
设计中采用D型主从触发器构成T触发器来设计基本逻辑电路单元。
本设计使用Microwind和Dsch软件完成原理图和版图设计。
采用D型主从触发器，优化了同或门电路，大大减少MOS管数量，节省了版图面积，提高芯片性能。
关键词：同步十进制加法计数器Microwind Dsch D触发器T触发器The integrated circuit design increasingly becomes the modern high tech the cornerstone, particularly the chip design, the nearly all electronic system needs the chip, but in the chip logical function, the counter appears very important. In the market the most synchronization decade counter uses the JK trigger design most, but this design uses D main the synchronized decimal base addition counter which constitutes from the trigger to compare the JK trigger to be possible to omit 80 MOS tubes.This design uses 8421BCD the code the encoding method to express a decimal digit. In the design uses D main to constitute the T trigger from the trigger to design the basic logic circuit unit. This design uses Microwind and the Dsch software completes the schematic diagram and the domain design. Uses D main from the trigger, optimized the same or gate electric circuit, reduces the MOS tube quantity greatly, has saved the domain area, enhances the chip performance.Keywords: Synchronized decimal base addition counter Microwind DschD trigger T trigger目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)一、集成电路的概念 (5)二、集成电路发展历史 (5)三、集成电路分类 (5)（一）按器件结构类型分类 (5)（二）按集成度分类 (5)（三）按使用的基片材料分类 (6)（四）按电路的功能分类 (6)（五）按应用领域分类 (6)四、集成电路的设计 (6)（一）什么是集成电路设计 (6)（二）设计流程 (6)（三）设计方法 (8)第二章软件使用 (9)一、Microwind3.1与Dsch 2.0简介 (9)二、Microwind版图设计软件使用 (9)（一）进入Microwind (9)（二）实例：设计CMOS反相器 (10)三、Dsch 原理图软件使用 (14)第三章同步十进制加法计数器设计 (18)一、同步十进制加法计数器设计思路 (18)（一）CMOS电路的特点 (18)（二）设计分析 (18)（三）真值表 (19)（四）驱动方程 (19)二、同步十进制加法计数器设计及仿真 (20)（一）传输门设计仿真 (20)（二）反相器设计仿真 (22)（三）D触发器的设计仿真 (24)（四）同或门设计仿真 (25)（五）由D触发器、同或门构成T触发器及其仿真 (27)（六）二输入与门设计及其仿真 (28)（七）AOA211设计仿真 (30)三、同步十进制加法计数器模块设计优化 (32)（一）同或门设计优化仿真 (32)（二）T触发器设计优化仿真 (34)四、同步十进制加法计数器原理图构成及仿真 (35)（一）同步十进制加法计数器原理图： (35)（二）同步十进制加法计数器原理图仿真 (37)（三）同步十进制加法计数器原理图仿真波形 (39)五、生成版图以及版图仿真 (39)（一）生成版图 (39)（二）版图仿真 (41)第四章总结 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录Ⅰ Microwind一些重要功能 (45)附录Ⅱ同步十进制加法计数器Verilog文件 (49)第一章绪论如今，集成电路已经成为现代信息社会的基石，其应用已深入到科学，工业，农业的各个领域，遍布人们生活的每一个角落集成电路设计和制造水平已经成为一个国家技术发展水平的重要标志，其重要性已为人所共知。
EDA技术与应用-EDA实验及课程设计
三、实验内容 1. 建立图7.1所示的原理图电路。 2. 通过该例熟悉软件的使用。 3. 熟悉EDA/SOPC实验箱使用。
图7.1 原理图设计例图 四、实验研究与思考 功能仿真、验证可以起到什么作用？
实验二 奇偶检测电路设计
一、实验目的
1. 掌握EDA软件开发工具的原理图输入的设计步骤及方法； 2. 掌握简单组合逻辑电路原理图的设计方法，进一步熟悉开
图7.7的UP控制是加法计数还是减法计数，RST控制是否清 0，EN是使能端控制输入信号是否有效，CLK是时钟脉冲。 COUNT是输出的进位信号，SUM是输出信号(000～111)。 其中CLK可以由实验箱中的时钟电路来提供(必要时进行分 频处理)，也可以手动产生。
路。
二、实验仪器 计算机、MAX + plusⅡ或QuartusⅡ软件、EDA/SOPC实验箱。
三、实验内容 1. 设计要求：用八选一数据选择器74151实现一个四位二进
制数输入中含偶数个‘0’的判断电路，可附加必要的外围电 路。 2. 对设计文件进行语法检查、项目编译，无误后加以仿真以 验证电路设计是否正确。
0 XX 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1
0 X0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1
0 01111111 1 1 1 0 1
四、实验内容 1. 启动软件建立一个空白工程，然后命名。 2. 新建VHDL源程序文件并命名，输入程序代码并保存，进行
综合编译，若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误， 直至编译成功为止。 3. 新建仿真文件，对各模块设计进行仿真，验证设计结果， 打印仿真结果。
二、实验仪器 计算机、MAX + plusⅡ或QuartusⅡ软件、EDA/SOPC实验箱。
同步十进制计数器
同步十进制加法计数器一实验目的（1）学会Pspice软件的使用，会用Pspice软件对电路进行仿真。
（2）掌握时序电路的设计方法。
（3）提高分析、动手解决实际问题的能力。
二实验环境（1）软件环境：WindowsXP操作系统，Pspice软件。
（2）硬件环境：Pentium 以上的计算机。
（3）JK触发器4片、双输入单输出与门芯片4片、三输入单输出芯片1片、时钟信号源2个、高电平信号1个。
三实验原理同步时序电路的设计过程可由图1-1描述。
首先将实际逻辑问题进行抽象——确定输入、输出变量及电路的状态数，对变量逻辑赋值，对状态编号，从而得到一个反应时序问题的状态装换图。
去掉重复状态（若有重复的话），且对状态编码，则得到状态转换图的最简形式。
对图化简得到电路的状态方程与输出方程，选定触发器类型后，则有状态方程求出驱动方程。
最后根据驱动与输出方程画出逻辑原理图、实验电路图。
根据实验电路图连线、调试并验证电路功能。
检查电路能否自启动，若不能则应修改设计或预置初值解决。
确定触发器类型检查自启动图1-1 时序电路的设计过程四实验内容与步骤1、根据时间问题当数字每满十置零一次，根据BCD码原则需要用四位二进制来表示，因此，需要选择4个触发器，其状态表如表1-2所表示：表1-2同步十进制加法器状态表2、根据状态表画出的该计数器的状态图如下：图1-3 同步十进制计数器状态图3、确定状态方程：本实验中选择使用JK触发器，其特性方才为Q n+1=J Q n+K Q n ,由于所设计电路为同步时序电路，故其时钟方程为：CP0=CP1=CP2=CP3=CP由于电路的进位输出和次态Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1唯一取决于电路的现态Q3n Q2n Q1n Q0n 的取值，故可以根据表1-2画出表示进位输出函数和次态函数的卡诺图，如图1-4所示。
由于计数器工作时不会出现1010、1011、1100、1101、1110和1111这六个状态，所以可以将Q3n Q2n Q1n Q0n、Q3n Q2n Q1n Q0n、Q3n Q Q n Q1n Q0n、Q3n Q2n Q1n Q0n 、Q3n Q2n Q1n Q0n 和Q3n Q2n Q1n Q0n这六个最小项作为随意项处理，在卡诺图中用“×”表示。
十进制同步加法计数器
性能测试
测试环境
为保证测试结果的准确性和可靠 性，需要搭建一个标准的测试环 境，包括适当的电源、时钟源、
输入信号和输出负载等。
测试方法
按照规定的测试方法，对计数器的 各项性能指标进行测试，如计数范 围、计数速度、功耗和集成度等。
测试数据记录
详细记录测试过程中的各项数据， 如输入信号的频率、电源电压、输 出信号的状态等。
THANK YOU
感谢各位观看
发。
十进制同步加法计数器是一种同步计数 器，它可以在时钟信号的控制下进行加
法运算，并输出十进制数的计数值。
Hale Waihona Puke 02十进制同步加法计数器的工作原理
同步计数器的概念
同步计数器
一种数字逻辑电路，能够按照给 定的时钟信号进行计数操作。
工作原理
在每个时钟周期内，同步计数器 对输入的时钟信号进行检测，并 根据时钟信号的变化进行计数操 作。
05
十进制同步加法计数器的性能分析
性能指标
计数范围
计数速度
计数器的最大计数值和最小计数值，即其 能计数的十进制数的范围。
计数器完成一次计数操作所需的时间，通 常以纳秒或微秒为单位。
功耗
集成度
计数器在工作过程中消耗的电能，通常以 毫瓦或瓦为单位。
计数器内部电路的规模和复杂度，通常以 门电路的数量来表示。
进位输出
当计数器达到9态时，会产生一个 进位输出信号，表示需要将这个 进位值加到更高位的计数器中。
回零操作
在每个时钟周期结束时，计数 器会自动回零，即回到0态，准
备进行下一次计数操作。
03
十进制同步加法计数器的设计
设计步骤
确定计数器的进制
十进制计数器的制作与调试
任务 十进制计数器的制作与调试
3. 同步RS触发器的主要特点
(1)时钟控制。在CP=1期间接收输入 信号，CP=0时状态保持不变，与基本RS 触发器相比，对触发器状态的转变增加了 时钟控制。
(2)R、S之间有约束条件。不能允许出 现R和S同时为1的情况，否则会使触发器 处于不确定的状态。
任务 十进制计数器的制作与调试
（一） 二进制译码器
二进制译码器是将输入的二进制代码“翻译”成 为其原来所对应信息的组合逻辑电路。它有n个输入端， 2n个输出端。一般称为n线-2n线译码器，且对应于输 入代码的每一种状态，2n个输出中只有一个为1(或为 0)，其余全为0(或为1)。图4-2所示为3线-8线译码器 74LS138的引脚排列及惯用图形符号。
图4-8 74LS48与共阴极数码管相连
任务 十进制计数器的制作与调试
活动
小组成员讨论译码 电路的实现方法，以译 码器74LS248为例来制 作一个0~9一位数字的 显示电路。首先了解 74LS248芯片的结构和 功能，其惯用图形符号 如图4-9所示。
图4-9 74LS248的惯用图形符号
任务 十进制计数器的制作与调试
任务 十进制计数器的制作与调试
共阴极显示译码器有7448、74LS48和74C48等，其特点是： 有效高电平输出；内部有升压电阻，因而无须外部电阻；试灯输 入；前、后沿零灭灯控制；显示译码器有灯光调节能力；输出最 大电压为 5.5 V，吸收电流为6 mA。共阳极显示译码器7446的引 脚排列及惯用图形符号如图4-5所示。其功能表见表4-3。从表中 可以看到，当输入信号DCBA为0000~1001时，分别显示0~9数 字信号；当输入1010~1110时，显示非数字信号，当输入1111时， 7个显示段全暗。
一款简易十进制计数器的制作
图 中 ： ＬＤ为 置 数 端 ， ＣＰ＋为 加 计 数 管是否损坏 。ＬＥ：锁定控制端 ，当ＬＥ＝Ｏ 的 引脚 图如 图３所示 ：ｌ为Ｇｒｏｕｎｄ（ＯＶ）；
端 ，ｃＰ一为减计数端 ，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ为计数 时 ，允 许 译 码 输 出 。ＬＥ＝Ｉ时译 码 器 是 锁 ２为 Ｔｒｉｇｇｅｒ； ３为Ｏｕｔｐｕｔ；４为 Ｒｅｓｅｔ；
／
／
／ＷＣ
ｖｃＣ 帅 。ＮＤ
７ ｌ
２ ６ ： 》
３
Ｉ 瞄 ５
８ 缸
图５周期１ｓ脉冲产生 电路
ｅｅ １６ ｖｅｃ 共阴搔越鹤营 鼍 １３ １ － 脚－ｌＩｒ
ｃ ｌ２ｌ ２３ － ｔ
ｄ ｌ０ ４ ‘■ ｆ ■
幸 ９ ５ ● ●
ｆ １５ ６
２Ｉ嘲
３舳 ：
４峨 ： ５洲
５ 日嘣 ：
７妇
８
：
路 采 用 ＣＤ４５１１，７４ＬＳ１９２芯 片 的引 脚 接 线 如 图 ６所 示 ， 电 路 中 采 用 标 号 的 方 式 ， ｃＰ ｕＰ表示 接到 多谐振 荡器 的输 出脚 ，
—
ＶＣＣ表 示 和 ９Ｖ电源 相 连 ，ＧＮＤ表 示 和 地 相 连 。 电路原理如下 ： 由多谐振荡器产 生
样 一来，７４ＬＳ１９２就构成 了加１计数器 ， 十进制减１计数器 ；使用两片 ７４ＬＳ１９２芯 将加 ｌ计数器 的Ｑｏ＿—＿Ｑ３端接￣ＵＣＤ４５１ １的 片，利用进位端和 借位 端可 以制 作００— 通讯作者 ：黄双根 （１９７９一 ），男，江西新干人 ，
硕士 ，讲 师 ，研 究 方向 ：高等教 育、 应用 电子技
图２ ＣＤ４５１ １逻辑符号 图３ ＮＥ５５５Ｐ的引脚 图
十进制计数器级联方法verilog
十进制计数器级联方法verilog在Verilog中，你可以使用一个简单的模块来创建一个十进制计数器。
以下是一个简单的4位十进制计数器的例子：```verilogmodule counter4bit(input wire clk,input wire reset,output reg [3:0] count);always (posedge clk or posedge reset) beginif (reset) begincount <= 4'b0000;end else begincount <= count + 4'b0001;endendendmodule```在这个模块中，我们定义了一个4位宽的输出`count`，它表示当前的计数值。
`clk`是时钟输入，`reset`是复位输入。
在每个时钟上升沿，如果没有复位信号，计数器就会加1。
如果复位信号为高，计数器就会被清零。
级联多个这样的计数器，你可以通过将一个计数器的输出连接到下一个计数器的时钟输入来实现。
例如，如果你想创建一个16位的十进制计数器，你可以将两个4位计数器级联在一起：```verilogmodule counter16bit(input wire clk,input wire reset,output reg [15:0] count);counter4bit counter1(.clk(clk),.reset(reset),.count(count[3:0]));counter4bit counter2(.clk(count[3]),.reset(reset),.count(count[7:4]));endmodule```在这个例子中，我们创建了一个16位的计数器，它由两个4位计数器组成。
第一个计数器的输出连接到第二个计数器的时钟输入。
这样，当第一个计数器的计数值达到9（即二进制1001）时，第二个计数器就会开始计数。
第五章 同步时序逻辑电路的习题 数字逻辑
第五章 同步时序逻辑电路的习题一、基本知识点1、时序逻辑电路的一般结构特点：a 、有存储电路（记忆元件）；有组合电路（特殊时可没有） b 、包含反馈电路，电路功能与“时序”相关c 、输出不仅与输入（X ）有关，而且与存储状态（Y ）有关 分类：（1）Mealy 型 Z ＝F （X ，Q ）输出是电路的输入和现态的函数（注意输出与输入有直接关系）（2）Moore 型 Z ＝F （Q ）输出仅仅是电路现态的函数（注意输出与输入没有直接关系）同步时序逻辑电路：各触发器共用同一时钟信号，即电路中各触发器状态的转换时刻在统一时钟信号控制下同步发生。
异步时序逻辑电路：电路没有统一的时钟信号对状态变化进行同步控制，输入信号的变化将直接引起电路状态的变化。
//本课程将较少讨论异步时序逻辑电路 2、同步时序逻辑电路的描述注意：任一个同步时序逻辑电路的结构和功能可用3组函数表达式完整地描述。
（1）激励函数表达式：存储电路输入Y 与电路输入X 和现态Q 之间的关系 Y ＝F （X ，Q ） //现态Q 就是上图存储电路原始的输出y k （2）次态函数表达式：电路的次态Q n+1与激励函数Y 和现态Q 之间关系Q n+1＝F （Y ，Q ） //次态Q n+1就是上图存储电路再次触发后的输出y k n+1 （3）输出函数表达式：电路的输出Z 和输入X 和当前现态Q 的关系 Mealy 型 Z ＝F （X ，Q ） Moore 型 Z ＝F （Q ）输入信号 输出信号X 1 X 2 X n Z 1 Z 2 Z m y s 过去输入 现态现在输入 ｝输出 输出所有输入 现态状态表的格式Mealy 型 Moore 型状态图的画法 Mealy 型Moore 型3、同步时序逻辑电路分析 （1）表格法的分析步骤a 、根据电路写出输出表达式和激励函数表达式b 、列出各自的激励矩阵，确定电路相应的次态c 、作出给定电路的状态表和状态图d 、拟定一个典型输入序列，画出时间图，描述此电路的功能 （2）代数法的分析步骤a 、根据电路写出输出表达式和激励函数表达式b 、把激励函数代入次态方程，导出次态方程组c 、根据此方程组，作出状态表和状态图d 、拟定一个典型输入序列，画出时间图，描述此电路的功能 注意：上述两种分析方法的b 、c 两步骤不同 4、同步时序逻辑电路设计 步骤：（1）形成原始的状态图和状态表y n+1/ y输入X 次态 / 输出 现 态 次 态现 态 Zy n+1y输入X输 出y n+1yx / Zy n+1 Zy n+1 / x（2）对原始的状态进行化简，变成最简状态，降低电路复杂度和成本 （3）把状态与二进制代码相对应，即决定触发器的个数（4）确定激励函数（对应触发器的种类）和输出函数（对应逻辑电路的种类），并画出逻辑电路图5、常用的时序电路（1）计数器 周期性的状态循环按进制可分为：二进制计数器、BCD 码计数器、任意进制计数器（楼两种存在无效状态） 按时钟输入方式：同步计数器、异步计数器 按趋势可分为：加“1”计数器、减“1”计数器 * 同步二进制计数器（3位数值，即3个触发器）用3个JK 触发器实现，电路图如下所示（输入端悬空为信号“1”）驱动方程 J 0 ＝ K 0 ＝1 （Q 0触发器的输入控制） J 1 ＝ K 1 ＝Q 0 （Q 1触发器的输入控制） J 2 ＝ K 2 ＝Q 0 Q 1 （Q 2触发器的输入控制）输出方程 Z ＝（Q 2 Q 1 Q 0） 三个触发器的输出端原相直接输出 输出波形如下所示说明：Q 0触发器按时钟Cp 触发，每一个时钟Q 0触发器翻转一次Q 1触发器接收Q 0触发器的原相输出，当Q 0原相输出为1后才翻转一次Q 2触发器接收Q 0和Q 1原相输出相与之后的结果，只有前两者输出均为1后才翻转一次Cp Q 0 Q 1 Q 2 001 010 011 100 101 110 111 000* 异步二进制计数器也用3个JK 触发器实现，CR 为清零端，电路图如下所示（3个JK 触发器的输入端均悬空）驱动方程同上（略）输出波形如下所示（对比同步计数器，看看异同）注意：如反向输出则为加“1”计数（1）寄存器 多个触发器的并行操作，可以暂存数据信息* 数据寄存器（4位数值，即4个触发器）用D 触发器来实现，电路图如下所示* 移位寄存器（输入可并行亦可串行，输出可并行亦可串行）各位之间存在传递关系Cp Q 0 Q 1 Q 2 111 110 101 100 011 010 001CpCp数据输入端（存储4位数据）Cp数据输入端（存储4位数据）* 移位寄存器（各位之间存在传递关系，且首位和末位也存在传递关系）注意：前面示意的均为左移位，如右移位，传递关系相反二、相关习题**填空题 1、时序逻辑电路按其状态改变是否受统一定时信号控制，可分为（ ）和（ ）两种类型。
可置数的10位计数器的设计说明
第二章EDA实验内容实验一可置数的10位计数器的设计一、实验目的：熟悉Lattice公司的ISPexpert软件，掌握采用EDA技术进行设计的过程，学会使用用VHDL语言进行电路设计。
二、实验内容：1、编写可置数的10位计数器的VHDL程序。
2、进行逻辑编译、综合和优化。
3、进行软件仿真。
三、实验步骤：1、建立新目录：如e:\ispexpert 。
2、启动ispDesign Expert ：选择“开始→程序→LatticeSemiconductor→ispDesign Expert”。
进入ispEXPERT System Project Navigator（项目浏览器）主窗口。
3、创建一个新的设计项目：在ispEXPERT System Project Navigator主窗口中，选择File→NewProject，建立一个新的工程文件。
此时会弹出如下对话框。
注意：在该对话框中的Project Type栏中，必须根据设计类型选择相应的工程文件的类型。
将该工程文件保存在E：\ispexpert路径下，取名ls160.syn。
4、项目命名：用鼠标双击Untitled，出现对话框，在Title文本框中输入“ls160 Project”,按OK。
5、选择器件：双击ispLSI15256VE-165LF256，出现Device Selector对话框，选择ispLSI 1k Device→ispLSI 1032E→ispls1032E-70LJ84，按OK按钮。
6、在设计中增加可置数的10位计数器VHDL源文件：（1）从菜单上选择“Source→new”（2）在New Source主窗口中，选择VHDL Module 类型。
按OK后，产生New VHDL Sourse 对话框，在对话框的各栏中，分别添入如图所示的信息。
按OK钮后，进入文本编辑Text Editor编辑VHDL文件。
（3）在Text Editor中输入可置数的10位计数器的VHDL设计。
数字电路实验 十进制计数与显示电路的设计与仿真 小白发布
目录一．设计目的和设计内容1.1设计目的1.2设计要求二．设计原理2.1计数器2.2集成计时器2.3 常用计时器原理2.4显示与译码2.5 VHDL计数器三.设计方案3.1备选方案3.2设计方案3.3仿真软件的选择四.仿真分析和体会五.致谢六.参考资料摘要:计数器的功能是记忆脉冲的个数,它是数字系统中应用最广泛的基本时序逻辑构件。
计数器在微型计算机系统中的主要作用就是为CPU和I/O设备提供实时时钟，以实现定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示等定时控制，或者对外部事件进行计数。
一般的微机系统和微机应用系统中均配置了定时器/计数器电路，它既可当作计数器作用，又可当作定时器使用，其基本的工作原理就是"减1"计数。
计数器：CLK输入脉冲是一个非周期事件计数脉冲，当计算单元为零时，OUT输出一个脉冲信号，以示计数完毕。
以下是关于十进制计数器的几种设计方法。
一．设计目的和内容1．本次课程设计应达到的目的：1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题；2、通过查阅手册和相关文献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力；3、进一步熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性，并掌握合理选用器件的原则；4、学会电路的设计与仿真；5、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
2．本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）：1、具有10进制计数功能；2、设置外部操作开关，控制计数器的直接清零、启动、和暂停/连续功能；3、计时器为10进制加法计数，计时间隔为1秒；4、并用相关仿真软件对电路进行仿真。
二．设计原理1.计数器计数器是数字系统中用的较多的基本逻辑器件。
它不仅能记录输入时钟脉冲的个数，还可以实现分频,定时，产生节拍脉冲和脉冲序列等。
例如，计算机中的时序发生器，分频器，指令计数器等都要使用计数器。
计数器的种类很多。
按时序脉冲输入方式的不同，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制不同可以分为二进制计数器和非二进制计数器；按计数器的数字增减趋势的不同，可分为加法计数器，减法计数器和可逆计数器。
基于FPGA十进制同步计数器
十进制同步计数器一、实验目的1.学习十进制同步计数器的Verilog硬件设计2.学会并掌握Quartus II软件的使用3.学会并掌握modelsim仿真软件的使用二、实验原理进制计数器具有电路结构简单、运算方便等特点，但是日常生活中我们所接触的大部分都是十进制数，特别是当二进制数的位数较多时，阅读非常困难，还有必要讨论十进制计数器。
在十进制计数体制中，每位数都可能是0，1，2，…，9十个数码中的任意一个，且“逢十进一”。
根据计数器的构成原理，必须由四个触发器的状态来表示一位十进制数的四位二进制编码。
第2个计数脉冲来到后，其状态为0010。
以下类推，可以得到如表1所示的状态表。
但需注意：在第9个脉冲来到后，亦即计数器处于1001态时，低电平封住了F2的置1端，Q1的高电平又使K4＝1，故第十个计数脉冲来到后，F2、F3状态不变，F1、F4同时置0，计数器跳过多余的6个状态，完成一次十进制计数循环。
表1 同步十进制加法计数器状态表为了满足十进制加法计数器的原理，本实验用Verilog程序在FPGA/CPLD 中来实现。
首先设计一个程序，程序为脉冲输入，设输出的四位码为q[3:0]，十进制计数值为count,脉冲上升沿时q值+1，直到q=9时count=1，q置零重新开始计数直至下一个q=9，count=2，依次循环。
三、实验任务1.根据实验目的编写verilog程序2.将设计好的Verilog译码器程序在Quartus II上进行编译3.对程序进行适配、仿真，给出其所有信号的时序仿真波形图（注意仿真波形输入激励信号的设置）。
本实验要求自己设置clr值，理解清零的意义四、实验步骤：1.建立工作库文件和编辑设计文文件任何一项设计都是一项Project（工程），而把一个工程下的所有文件放在一个文件夹内是一个非常好的习惯，以便于我们整理，利用和提取不同工程下的文件，而此文件夹将被EDA软件默认为Work Library（工作库），所以第一步先根据自己的习惯，建立个新的文件夹。
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5-1（1） 构造一个模为10的同步计数器，需要多少个触发器？
（2） 下列中规模通用集成电路中，哪些属于时序逻辑电路：（a）4位计数器；（b）4位并行加法器；（c）4位寄存器；（d ）4位数据选择器。
5-2（1） 同步时序逻辑电路中的存储元件可以是任意类型的触发器吗？
（2） 下列触发器中，哪些可作为同步时序逻辑电路的记忆元件：（a）D-FF；（b）JK-FF；（c）T-FF；（d）基本RS-FF。
5-3 一个同步时序逻辑电路可以由哪三组函数表达式描述？
5-4 某时序逻辑电路如题图所示，设电路现态0012=Q Q ，经过三个时钟脉冲作
用后，电路的状态如何？
题5-5图
题5-4图 5-5 分析题图所示逻辑电路，说明该电路的逻辑功能。
5-6 分析题图所示逻辑电路，说明电路功能，并评价该设计的合理性。
5-7 分析题图所示异步时序逻辑电路。
要求：
（1）作出状态表和时序图；（2）说明电路的逻辑功能。
题5-7图
题5-6图
5-8 如题图所示电路为D 触发器构成的计
数器，试说明其功能；并画出在CP 脉冲作用下的输出波形。
5-9
试列出如题图所示计数器的状态表，从而说明它是一个几进制计数器？
题5-8图 题5-9图
题5-10图 题5-11图
5-10 如题图所示逻辑图为用两个中规模集成同步十进制加法计数器构成的一个六十进制计数器。
试分析其工作原理。
5-11 在题图所示电路中，x 为控制端，、为输出端，CP 为一连续脉冲。
（1）画出状态转换图；（2）说明电路的功能。
1Q 2Q 5-12 一时序电路如题图所示。
假设触发器的初始状态000123=Q Q Q 。
（1）画出状态转换图和时序图；（2）说明电路的逻辑功能。
5-13 已知某同步时序逻辑电路
的激励函数和输出函数表达式为
题5-12图 121221Q Q X Q Q Q X D ++=
1222Q XQ Q X D +=
2Q Z =
其中x 为外部输入，Z 为外部输出，
、为状态变量，、为D 触发器的输入。
试求出改用JK 触发器作为存储元件的最简电路。
1Q 2Q 1D 2D 5-14 用T 触发器作为存储元件，设计一个模6计数器，该计数器的状态转移关系如下：
5-15 用JK触发器作为存储单元，设计一个脉冲异步模8的递增计数器。
5-16设计一个步进电机用的三相六状态脉冲分配器。
如题图所示，用1表示线圈通，用0表示线圈断。
A、B、C表示3
个线圈。
P为控制端，P=1时正转，P=0时反转。
100→110→010
↑ ↓
101←001←011
P=1
100←110←010
↓ ↑
101→001→011
P=0
5-17 设计一个可控同步加法计数器。
要求当控制信号M=0时为六进制，M=1时
为十二进制。
题5-16图
题5-16图。