60进制计数器设计

《数字电子技术基础》课程设计任务书

专业：16电气工程及其自动化

班级：专升本二班

学号：*********

*名：**

指导教师：***

二零一六年十二月二十七日

目录

1、计数器的概述 (3)

2、六十进制计数器 (4)

2.1设计要求 (4)

2.2设计方案框架图 (4)

3、六十进制计数器设计描述 (5)

3.1设计的思路 (5)

3.2设计的实现 (7)

4、六十进制计数器的仿真设计与仿真的结果 (10)

4.1基本电路分析仿真设计 (11)

4.2 计数器电路的仿真的结果 (12)

5、心得体会 (13)

6、参考文献 (13)

1、计数器概述

计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。

在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。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等。但是并无法显示计算结果，一般都是要通过外接LCD或LED屏才能显示。

计数器的种类

1.按照计数器中的触发器是否同时翻转分类，可将计数器分为同步计数器和异步计数器两种。

2.按照计数过程中数字增减分类，又可将计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器，随时钟信号不断增加的为加法计数器，不断减少的为减法计数器，可增可减的叫做可逆计数器。

2、六十进制计数器

2.1设计要求

1）频率为1HZ（相当于1秒钟计数一次）

2）在计数到60次时，以一种方式提示

3）有复位，暂停等功能

4）画出并实现自己设计的电路或仿真电路

5）写出设计报告。

（1）每隔99s，计数器增1；能以数字形式显示时间。

（2）当定时器递增到59时，定时器会自动返回到00显示，然后继续计时。整个计数过程中，X1即发光灯会显示进位信号。

（3）本设计主要芯片是两个74LS162同步十进制计数器，并且由

100HZ，5V电源供给。

2.2方案框架图

使用1HZ时钟信号作为计数器的时钟脉冲。根据设计基理可知，计数器初值为00，按递增方式计数，增到59时，再自动返回到00。此电路可以作为简易数字时钟的分钟显示。下图为60进制计数器的总体框图。

⑴六十进制计数器（个位）电路

本电路采用74LS162作为十进制计数器，它是一个具有同步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器。功能表如下

连接方式如图1 ：

图1.

⑵六十进制计数器（十位）电路

连接方法如图2 ：

右图符号代表是与非门。

图2.

⑶时钟脉冲电路（右上图）

⑷置数电路（左下图）接六十进制计数器（个位）脉冲输入

⑸译码显示电路如下图所示：

3.2设计的实现

⑴绘制原理图

⑵选定器件列表

仪器名称型号数量用途同步十进制计

数器74LS162 2片

极联构成60进

制计数器

与非门与非门非门74LS20D

74LS00D

74LS04D

各1个

辅助设计构成其

他计数器

①与非门：74LS20D 两个4输入与非门，内含两组4与非门74LS20D芯片管脚：第一组：1,2,4,5输入6输出。

第二组：9,10,12,13输入8输出

74LS00D 芯片管脚：第一组：1，2输入3输出。

第二组：3、4输入6输出。

第三组：9、10输入8输出。

第四组：12、13输入11输出。

74LS20D

。

②与非门：74LS00D 四个2输入与非门内含四组2与非门

74LS00D

③非门：74LS04D 芯片含6个非门

4、六十进制计数器的仿真设计与仿真的结果

4.1基本电路分析仿真设计：60进制计数器是由六进制计数器（十

位）和十进制计数器（个位）组成

⑴用74LS162D等芯片组成十进制计数器把十进制计数器当

成六十进制计数器的个位计数器，并且用译码显示管显现出来（如图下图所示）

⑵用74LS160D等芯片组成六进制器计数器把六进制计数器当

成六十进制计数器的十位计数器，并且用译码显示管显示出来

4.2 计数器电路的仿真的结果

以下两个仿真结果分别是计数器计数的仿真起点00和仿真终点59，之后计数器会自动恢复原来的00起点继续进行循

环计数，并且进位输出灯X1会在59时发光。

计数器的状态转换图如下

5、总结

5.1心得体会

本设计原理简单，结构清晰，较为容易仿真成功。从本次课程设计中使我获益匪浅，首先使我对数电这门课程有了更深的体会，通过对60进制计数器的设计使我将以前所学的理论知识运用到实际中去，使用Multisim软件进行仿真，使我找到了很多以前没有完全理解的知识，通过再次查找资料，我又学会了很多。本次课程设计也反映出很多问题，比如竞争—冒险现象是很常见的，并且消除此现象并不是很容易，尤其是对结构复杂的电路而言，往往消除了一处竞争—冒险现象，又产生了另一处，此问题需要我以后多加注意。

6、参考文献

[1]彭介华. 电子技术课程设计指导[M]. 北京：高等教育出版社，2002.6：23—42

[2]王传新. 电子技术基础——分析、调试、综合设计[M]. 北京：高

等教育出版社，2006.1：270—275

[3]阎石. 数字电子技术基础[M].第5版.北京：清华大学出版社，2006.5：278—311

[4]康华光.电子技术基础:数字部分[M].第4版.北京：高等教育出版社，2000