实验七 数模转换及计数器的应用
(数字电子技术)第7章数模与模数转换
第7章 数/模与模/数转换
7.1 概述 7.2 数/模转换 7.3 模/数转换 7.4 本章小结 7.5 例题精选 7.6 自我检测题
第7章 数/模与模/数转换
7.1 概 述
随着以数字计算机为代表的各种数字系统的广泛普及和 应用，模拟信号和数字信号的转换已成为电子技术中不可或 缺的重要组成部分。数/模转换指的是把数字信号转换成相 应的模拟信号，简称D/A转换，同时将实现该转换的电路称 为D/A转换器，简称DAC；模/数转换指的是把模拟信号转 换为数字信号，简称A/D转换，并将实现该转换的电路称为 A/D转换器，简称ADC。
当Rf=R时
uo＝
uR 2n
n-1
di zi
i＝ 0
由上式可以看出，此电路完成了从数字量到模拟量的转 换，并且输出模拟电压正比于数字量的输入。
第7章 数/模与模/数转换
2. 集成DAC电路AD7524 AD7524(CB7520)是采用倒T型电阻网络的8位并行D／A 转换器，功耗为20 mW，供电电压UDD为5～15 V。 AD7524典型实用电路如图7.2.5所示。
第7章 数/模与模/数转换
7.3.4 常见的ADC电路
1. 逐次逼近型ADC 逐次逼近型ADC是按串行方式工作的，即转换器输出 的各位数码是逐位形成的。图7.3.6为原理框图，该电路由电 压比较器、逻辑控制器、D/A转换器、逐次逼近寄存器等组 成。
第7章 数/模与模/数转换
图 7.3.6 பைடு நூலகம்次逼近型ADC原理图
第7章 数/模与模/数转换
(2) 四舍五入法：取最小量化单位Δ＝2Um/(2n－1－1)， 量化时将0～Δ/2之间的模拟电压归并到0·Δ，把Δ/2～3·Δ/2之 间的模拟电压归并到1·Δ，依此类推，最大量化误差为Δ/2。 例如，需要把0～+1 V之间的模拟电压信号转换为3位二进制 代码，这时可取Δ＝(2/15)V，那么0～(1/15)V之间的电压就 归并到0·Δ，用二进制数000表示；数值在(1/15)～(3/15)V之 间的电压归并到1·Δ，用二进制数001表示，并依此类推，如 图7.3.5(b)
数电实验报告：计数器及其应用
数电实验报告：计数器及其应用数字电子技术实验报告实验四：计数器及其应用一、实验目的：1、熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
2、掌握二进制计数器和十进制计数器的工作原理和使用方法。
二、实验设备：1、数字电路实验箱；2、74LS90。
三、实验原理：1、计数是一种最简单基本运算，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，同时具有分频功能。
计数器按计数进制分有：二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器；按计数单元中触发器所接收计数脉冲和翻转顺序分有：异步计数器，同步计数器；按计数功能分有：加法计数器，减法计数器，可逆（双向）计数器等。
2、74LS90是一块二-五-十进制异步计数器，外形为双列直插，NC表示空脚，不接线，它由四个主从JK触发器和一些附加门电路组成，其中一个触发器构成一位二进制计数器；另三个触发器构成异步五进制计数器。
在74LS90计数器电路中，设有专用置“0”端R0（1），R0（2）和置“9”端S9（1）S9（2）。
其中前两个为异步清0端，后两个为异步置9端。
CP1, CP2为两个时钟输入端；Q0 ~Q3为计数输出端。
当R1=R2=S1=S2=0时，时钟从CP1引入，Q0输出为二进制；从CP2引入，Q3输出为五进制。
时钟从CP1引入，二Q0接CP1,则Q3Q2Q1Q0输出为十进制（8421码）；时钟从CP2引入，而Q3接CP1，则Q0Q3Q2Q1输出为十进制（5421码）。
四、实验原理图及实验结果：1、实现0～9十进制计数。
1）实验原理图如下：（函数信号发生器：5V 3Hz 偏移2.5V方波）2）实验结果：解码器上依次显示0~9十个数字。
2、实现六进制计数。
1）实验原理图如下：（函数信号发生器：5V 3Hz 偏移2.5V方波）2）实验结果：解码器上依次显示0~5六个数字。
3、实现0、2、4、6、8、1、3、5、7、9计数。
1）实验原理图如下：（函数信号发生器：5V 3Hz 偏移2.5V方波）2）实验结果：解码器上依次显示0、2、4、6、8、1、3、5、7、9十个数字。
模数、数模转换及其应用论文
模数、数模转换及其应用摘要：随着电子技术的迅速发展以及计算机在自动检测和自动控制系统中的广泛应用，利用电子系统处理模拟信号的情况变得更加普遍。
数字电子计算机所处理的都是不连续的数字信号，而实际遇到的大都是连续的模拟量，模拟量经过传感器转换成电信号的模拟量后，需经过模/数转换变成数字信号后才可输入到数字系统中进行处理和控制。
同时，往往还要求将处理后得到的数字信号再经过数/模转换成相应的模拟信号，作为最后的输出。
模数、数模转换建立在各种转换电路的基础上，并且不断改进模数、数模转换器的转换精度与转换速度。
模数、数模转换技术在工业中有着重要的应用。
关键字：电子系统模数转换器数模转换器转换技术的应用Digital to analog、digital to analog conversion and its application Abstract: With the rapid development of electronic technology and computer in the automatic detection and automatic control system in the broad application, the use of electronic system for processing analog signal conditions become more common. Digital electronic computer processing are not continuous digital signal, but actually encountered mostly continuous analog, analog quantity sensor is converted into electrical signals by analog, after A / D conversion into digital signal can be input to a digital system for processing and control. At the same time, also often seek treatment received digital signals through D / A conversion into a corresponding analog signal, as the final output. ADC, DAC based on conversion circuit based on continuous improvement, and module, digital to analog converter conversion precision and conversion rate. ADC，DAC technology in industry has important applications.Key words: electronic system；analog to digital converter；digital to analog converter；conversion technology application１引言作为把模拟电量转换成数字量或数字量转换成模拟电量输出的接口电路，转换器是现实世界中模拟信号通向数字信号的桥梁，是电子技术发展的关键和瓶颈所在。
第7章 模数转换及数模转换
一个完整的微机闭环实时控制系统示意图
COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY
zhaohw@
2
7.2 传感器
• A/D转换器是将模拟的电信号转换成数字信号。所以将物理量 转换成数字量之前，必须先将物理量转换成电模拟量。传感 器是把非电量的模拟量（如温度、压力、流量等）转换成电 压或电流信号。 • 因此，传感器一般是指能够进行非电量和电量之间转换的敏 感元件。传感器的精度直接影响整个系统的精度，如果传感 器误差较大，则测量电路、放大电路以及A/D转换电路和微机 的处理都会受到影响。 • 物理量的多样性使得传感器的种类繁多，下面对几种常用的 传感器作以简单的介绍。
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15
1．DAC 0832主要特性 ． 主要特性
• • • • • • • • • • 8位分辨率， 电流型输出， 外接参考电压-10V～+10V， 可采用双缓冲、单缓冲或直接输入三种工作方式， 单电源+5V～+15V， 电流建立时间1µs， R-2R T型解码网络， 线性误差0.2%FS（FS为满量程）， 非线性误差0.4%FS， 数字输入与TTL兼容。
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3
1．温度传感器 ．
• 热电偶是一种大量使用的温度传感器，它是利用热电势效应 来工作的，室温下的典型输出电压为毫伏数量级。温度测量 范围与热电偶的材料有关，常用的有镍铝-镍硅热电偶和铂铑铂热电偶。热电偶的热电势-温度曲线一般是非线性的，需要 采取措施进行非线性校正。 • 另一种温度传感器为热敏电阻，它是一种半导体新型感温元 件，具有负的电阻温度系数，当温度升高时，其电阻值减小， 在使用热敏电阻作为温度传感器时，将温度的变化反映在电 阻值的变化中，从而改变电压或电流值。
数字电子实验-实验七-计数器及其应用
2、用74LS161和逻辑门实现一种十二进制加法
计数器，要求用置数法。
置数法
Q3Q2Q1Q0=1011
&
1
Q0 Q1 Q2 Q3
P
QCC
T
74LS161 LD
CP
C
Q3Q2Q1Q0=0000
74LS161 构成十二进制计数器
LD Q3Q1Q0
四、试验原理
2、用74LS161和逻辑门实现一种十二进制加法 计数器，要求用置数法。
在试验箱上安装电路，检验试验电路接线 无误之后打开试验箱电源，测试设计计数器旳 功能。
四、试验原理
3、试用两片74LS161构成二十四进制加法计数器， 要求用复位法。
首先，利用一片74LS161复位法实现不大于十 六进制计数器旳试验原理如下页所示。
试验七 计数器及其应用
一、试验目旳
1、熟悉集成计数器旳功能。 2、掌握二进制计数器和十进制计数器旳工作原理和使 用措施。 3、掌握任意进制计数器旳设计措施。
二、试验要求
1、测试计数器74LS161旳功能 2、用74LS161和逻辑门实现一种十二进制加法计数器 3、用两片74LS161构成二十四进制加法计数器
四、试验原理
74LS161复位法实现十二进制计数器
➢器使Q3QC2rQ1QQ0=30Q0200，。当实计现到了Q十3Q二2Q进1Q制0=计1数10。0，计数
无CP 0000 0001 0010 0011 0100 0101
1100
瞬 CP 1011 1010 1001 1000 0111 0110 时
输
入
Cr LD P T CP D0 D1 D2 D3
L × ×× × ×× × × H L × × ↑ D0 D1 D2 D3 HH H H ↑ × ×× × HH L × × × ×× × HH × L × × ×× ×
实验：计数器功能及其应用
实验计数器功能及其应用实验目的：通过实验，熟悉中规模集成计数器的功能及应用，掌握利用中规模集成电路计数器构成任意进制计数器的方法，学会综合测试的方法，让学生加深对相关理论知识的理解。
实验原理：计数器对输入的时钟脉冲进行计数，来一个CP脉冲计数器状态变化一次。
根据计数器计数循环长度M，称之为模M计数器（M进制计数器）。
通常，计数器状态编码按二进制数的递增或递减规律来编码，对应地称之为加法计数器或减法计数器。
一个计数型触发器就是一位二进制计数器。
N个计数型触发器可以构成同步或异步N位二进制加法或减法计数器。
当然，计数器状态编码並非必须按二进制数的规律编码，可以给M进制计数器任意地编排M个二进制码。
在数字集成产品中，通用的计数器是二进制和十进制计数器。
按计数长度、有效时钟、控制信号、置位和复位信号的不同有不同的型号。
74LS161是集成TTL四位二进制加法计数器，其符号和管脚分布分别如下图所示：表 8-1为74LS161的功能表：表8-1A B C D从表1在为低电平时实现异步复位（清零需要时钟信号。
在复位端高电平条件下，预置端LD为低电平时实现同步预置功能，即需要有效时钟信号才能使输出状态等于并行输入预置数 A B C D。
在复位和预置端都为无效电平时，两计数使能端输入使能信号，74LS161实现模16加法计数功能，；两计数使能端输入禁止信号，，集成计数器实现状态保持功能，。
在时，进位输出端OC=1。
在数字集成电路中有许多型号的计数器产品，可以用这些数字集成电路来实现所需要的计数功能和时序逻辑功能。
用M进制集成计数器构成任意N进制计数器：1、M>N，需一片M进制计数器一种为反馈清零法，另一种为反馈置数法。
（1）反馈清零法反馈清零法是利用反馈电路产生一个给集成计数器的复位信号，使计数器各输出端为零（清零）。
反馈电路一般是组合逻辑电路，计数器输出部分或全部作为其输入，在计数器一定的输出状态下即时产生复位信号，使计数电路同步或异步地复位。
实验七 计数器的应用
实验七计数器的应用一、实验内容1．测试74LS90的逻辑功能，构建模10、模2、模5计数器并写出功能表。
2．74LS90构建的模10计数器中，用模拟示波器测时钟信号和QB的波形。
3．用2片74LS90级联模100计数器。
4．用2片74LS90级联模24计数器。
二、实验条件实验箱，74LS90芯片，导线，模拟示波器三、实验电路及分析1.构建一个模10计数器实验室里用7490、导线、电平按键、数码管、脉冲信号CP连接电路如下电路说明：输出端ＱＡ接在输入端ＣＫＢ，输入端ＣＫＡ接脉冲信号，置零和置九端接电平按键，输出端ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ分别对应接在数码管的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ端，也将QA、QB、QC、QD接到发光二级管上，便于观察各自数值。
测试结果（功能表）如下：结果分析及结论：1.置零端R01、R02必须同时有效才会有清零效果，同样置九端也必须同时有效，才会置为9；2.由上面可知，当置零端和置九端无效、时钟信号沿下降沿时，开始计数，由0~9依次循环，到9时此时QA为1，将QA接到输入B端便会有强制清零功能，故只会计到9，并重新开始计数，从而实现了模10计数器功能。
2.构建一个模5计数器实验室里用7490、导线、电平按键、数码管、脉冲信号CP连接电路如下电路说明：输入端CKB接脉冲信号，输入端CKA接输出端QD，置零和置九端接电平按键，输出端ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ分别对应接在数码管的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ端，也将QA、QB、QC、QD接到发光二级管上，便于观察各自数值。
结果分析及结论：1.置零端和置九端同模10的功能一样，参考上面，功能表上不再显示；2.当置零端和置九端无效、时钟信号沿下降沿时，开始计数，显示0-2-4-6-8-0-2-4-6-8-………循环，从而实现了模5计数功能。
3.构建一个模2计数器实验室里用7490、导线、电平按键、数码管、脉冲信号CP连接电路如下电路说明：输入端CKA接脉冲信号，输入端CKB悬空，置零和置九端接电平按键，输出端ＱＡ、ＱＢ、ＱＣ、ＱＤ分别对应接在数码管的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ端，也将QA、QB、QC、QD接到发光二级管上，便于观察各自数值。
实验.计数器及其应用
实验2.10 计数器及其应用一、实验目的1、熟悉中规模集成计数器的功能及使用方法。
2、掌握时序逻辑部件功能的测试方法。
3、能熟练地用中规模集成计数器设计时序电路。
二、实验仪器及材料数字逻辑电路实验箱和扩展板、双踪示波器、芯片74LS00、74LS04、74LS10、双D触发器74LS74、同步十进制可逆计数器芯片74LS192（或CC40192）、可预置的4位同步二进制计数器74LS161等。
三、实验原理计数器是数字电路系统中应用较多的基本逻辑器件。
它的基本功能是统计时钟脉冲的个数，实现计数操作；同时也用于与分频、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。
按构成计数器的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制的不同，分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；按计数过程中数字增、减不同，分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器；还有可预制数和可编程计数器等等。
1、用D触发器构成异步二进制加法/减法计数器如图2.10.1所示，电路由3只上升沿触发的D触发器组成的3位二进制异步加法计数器。
电路的连接特点是将每只D触发器转换成为T′型触发形式，再由低位触发器反相输出Q端和高一位的CP端相连接，即构成异步计数方式。
图2.10.1 用74LS74构成3位二进制异步加法计数器若将图2.10.1电路稍加改动（将异步加法器电路的低位触发器的Q端与高一位的CP端相连），即构成了3位二进制异步减法计数器，如图2.10.2所示。
59 / 52、中规模十进制计数器中规模集成计数器品种多，功能完善，通常具有预置、保持、计数等多种功能。
集成芯片74LS192是同步十进制可逆计数器。
它具有双时钟输入，可执行十进制加法和减法计数，并具有清零、置数等功能。
芯片引脚排列如图2.10.3所示。
其中LD 为置数端，CP U 为加计数脉冲输入端，CP d 为减计数脉冲输入端，u TC 为非同步进位输出端，d TC 为非同步借位输出端，P 0、P 1、P 2、P 3为数据输入端，MR 为清零端，Q 0、Q 1、Q 2、Q 3为计数器输出端。
实验七 计数器及其应用
实验七 计数器及其应用一．实验目的1．熟悉计数器的工作原理，掌握MSI 计数器逻辑功能及其应用。
2．掌握计数器的级联方法，并会用MSI 计数器实现任意进制计数器。
3．会用MAX+PLUS Ⅱ系统软件进行任意进制计数器的设计。
二、实验器材1．74LS00 四2输入与非门 2．74LS20 双4输入与非门3．74LS161 同步二进制可预置计数器 4．74LS290 异步2-5-10进制计数器三、实验原理计数器是一种使用相当广泛的功能器件，现在无论是TTL 还是CMOS 集成电路，都有品种齐全的MSI 计数器。
计数器是一种时序电路，工作方式可分为同步和异步两种。
计数器按计数制可分为二进制，十进制和任意进制计数器；按计数方式可分为加法﹑减法和可逆计数器。
下面介绍几种常用的MSI 计数器及其应用(一) 同步计数器同步计数器是将计数脉冲同时引入到各级触发器，当输入计数时钟脉冲触发时，各级 触发器的状态同时发生转移。
这类计数器有四位二进制可予置计数器﹑十进制可予置计数器和可予置可逆计数器等，常用的74LS160为十进制计数器，直接清除；161为二进制计数器，直接清除；162为十进制计数器，同步清除；163为二进制计数器，同步清除。
两个高电平有效允许输入P 和T 及动态进位输出使计数器易于级联；T 允许动态进位输出；在允许态若计数器处于最大值的状态，动态进位输出变为高电平；对于160和162，动态进位输出=T A Q B Q C Q D Q ；对于161和163，动态进位输出=T D C B A Q Q Q Q 。
功能表（160/161）输 入输出 Qn 时钟 清除 置数 P T X L X X X 清除 H L X X 置数 H H H H 计数 XH H L X 不计数 XHHXL不计数 功能表（162/163）输 入 输出 Qn 时钟 清除 置数 P T L X X X 清除 H L X X 置数 H H H H 计数 X H H L X 不计数 XHHXL不计数在可逆计数器中，74190﹑74LS190﹑74HC190为可予置BCD 十进制同步可逆计数器（带方式控制）；74191﹑74LS191﹑74HC191为可予置四位二进制同步可逆计数器（带方式控制）；74192﹑74LS192﹑74HC192﹑74C192为可予置BCD 十进制同步可逆计数器（双时钟带清除）；74193﹑74L193﹑74LS193﹑74HC193﹑74C193为可予置四位二进制同步可逆计数器（双时钟带清除）。
数字电路实验实验7计数器及其应用
1、要像上理论课一样，积极准备，认真实验； 要像上理论课一样，积极准备，认真实验； 2、要像到自己家里一样，保持实验环境整洁； 要像到自己家里一样，保持实验环境整洁； 3、要像爱护自己一样，爱护我们的实验设备。 要像爱护自己一样，爱护我们的实验设备。
实验前的准备工作
1、检查实验台和相关设备是否供电正常； 检查实验台和相关设备是否供电正常； 2、检查实验所用到的电线是否完好无损； 检查实验所用到的电线是否完好无损； 3、切记断电接线，通电实验，断电拆线； 切记断电接线，通电实验，断电拆线； 4、完成后要关设备电源，整理实验台。 完成后要关设备电源，整理实验台。
2 实验原理
计数器的分类
按各触发器翻转的次序：同步计数器和异步计数器； 按计数增减：加法计数器、减法计数器和可逆计数器； 按进位规律：二进制计数器、十进制计数器、可编程N 进制计数器。
同步、异步之分
同步计数器，又称为并行计数器，通常为上升沿触发； 异步计数器，又称为串行计数器，是指各触发器的时钟 不是来自同一 RD EP
功 能 表
2 实验原理
74LS161的计数功能 以下各图是几进制 计数器？
反馈置数法实现计数 反馈清零法实现计数
如何实现任意进制 计数器？
3 实验设备与器件
3 实验设备与器件
KHM-2B型模拟实验装置
4 实验内容及步 骤
4 实验内容及步骤
实验项目
验证集成计数器74161的功能； 反馈清零法将74161构成九进制计数器； 反馈置数法将74161构成九进制计数器。
2 实验原理
2 实验原理
计数器的特点
一种中规模集成电路； 用以实现计数功能的时序器件 ； 可用于计脉冲数、定时、分频、数字运算等功能； 具有“置零”的功能（从零开始计数），还有“预置” 的功能（从任意数开始计数）。
数模转换与模数转换的应用
电工电子实验系列讲座——数模转换与模数转换的应用
uA
6 4
2
1111 1101 1011 1001 1110 1100 1010 0010 0100 0110 0001 0011 0101 0111
D
-2
-4 -6
图3 D和uA的关系图
5
电工电子实验系列讲座——数模转换与模数转换的应用
2.倒T型R-2R电阻网络DAC
(0 ~ 1)
…
1
0
最大量化误差 max 1
16
…
电工电子实验系列讲座——数模转换与模数转换的应用
采样—保持信号uO
量化电平uq
13 15 U REF uO U REF (6.5 ~ 7.5 ) 15 15
7
1 3 U REF uO U REF (0.5 ~ 1.5) 15 15
C D2
QC 器
S K
D3
图6 4位逐次逼
D
近型A/D转换器 结构图
R J
D QD
S K
012 3 4
UR EF
CP
时序分配器
20
电工电子实验系列讲座——数模转换与模数转换的应用
CP CP0 CP1 CP2 CP3 CP4
图7 时序分配器输出波形
21
电工电子实验系列讲座——数模转换与模数转换的应用
34
电工电子实验系列讲座——数模转换与模数转换的应用
波形控制及转换电路图
35
电工电子实验系列讲座——数模转换与模数转换的应用
由题意可知：三角波的频 率为正负斜率锯齿波的1/2。 显然可由模32计数器来实现。 K1K2=11时：
计数0-15为加法计数，正 斜率锯齿波
实验七计数器及其应用
② 置数 — Cr=0，CP-和CP+任意，A、B、C、D输入任意一 组二进制数，令 LD =0，观察译码显示输出，预置功能是否完 成，此后置 LD=1。
③ 加法计数 — Cr=0，LD =CP-=1，CP+接单次脉冲源。清0 后送入10个单次脉冲，观察译码数字显示是否按照8421BCD码 十进制状态转换，输出状态变化是否发生在CP+的上升沿。
4. 用74LS192设计一个60进制加法计数器并搭 接电路实验之。
④ 减法计数 — Cr=0，LD = CP+=1，CP-接单次脉冲源，参 照③ 进行实验。
2. 用两片74LS192组成100进制加法计数器，输 入1HZ连续计数脉冲，进行00～99累加计数并显示。
3. 用两片74LS192组成100进制减法计数器，输 入1HZ连续计数脉冲，进行99～00递减计数并显示。
74LS192 0B
74LS192 0B
CP-
CP-
AB CD
ABC D
3. 用74LS192实现任意模值
下图分别给出了用反馈清0法和反馈置数法构成的六进制 加计数器。
＆
QA QB QC QD
Cr
＆
CP+
QA QB QC QD LD A B C D
CP+
反馈清0法的六进制计数器 反馈置数法的六进制计数器
引脚说明：
Cr异步清0，高有效；LD异步预置，低有效。
CP+加法计数时钟输入；CP-减法计数时钟输入。
0C为进位输出，进入1001状态后有负脉冲输出。
0B为借位输出，进入0000状态后有负脉冲输出。
数模转换器和模数转换器实验报告材料
数模转换器和模数转换器实验报告材料一、实验目的1.学习和掌握数模转换器和模数转换器的原理和工作方式；2.了解数模转换器和模数转换器在各种应用领域的具体应用；3.掌握数模转换器和模数转换器的实际测量方法和数据处理。
二、实验器材和原理1.数模转换器（DAC）：将数字信号转换为模拟信号。
它可以将二进制数字信号转换为连续的模拟信号，并且可以根据控制信号的不同而输出不同的电压或电流；2.模数转换器（ADC）：将模拟信号转换为数字信号。
它能够实时取样模拟信号，并将其转换为对应的数字信号；3.示波器：用于观测和显示信号波形；4.信号发生器：用于产生输入信号。
三、实验过程1.数模转换器实验：（1）将示波器的X轴连接到数模转换器的数字输入端，Y轴连接到模拟输出端；（2）通过示波器上的控制按钮，调整示波器显示的方式，使其能够显示数模转换器输出的模拟信号波形；（3）使用信号发生器产生不同频率的正弦信号，并通过数模转换器将其转换为模拟信号；（4）观察和记录示波器上显示的模拟信号波形，并进行分析和比较。
2.模数转换器实验：（1）将信号发生器的输出连接到模数转换器的模拟输入端；（2）调整信号发生器的频率和幅度，产生不同的模拟信号；（3）将模拟信号输入到模数转换器中，并观察和记录模数转换器输出的数字信号；（4）使用示波器观测和记录模数转换器输出的数字信号波形，并进行分析和比较。
四、实验结果和数据处理1.数模转换器实验结果：根据示波器显示的模拟信号波形，可以观察到数模转换器能够将输入的数字信号转换为连续的模拟信号，并且输出的模拟信号的波形与输入信号的波形一致。
2.模数转换器实验结果：根据示波器显示的数字信号波形，可以观察到模数转换器能够将输入的模拟信号实时取样并转换为对应的数字信号。
对于不同频率和幅度的输入信号，模数转换器能够正确地输出对应的数字信号。
五、实验结论数模转换器和模数转换器是将数字信号和模拟信号相互转换的重要器件。
数电实验 实验七 计数器及其应用 数据
实验七计数器及其应用一、实验目的1．学习用集成触发器构成计数器的方法2．掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法3．运用集成计数器构成1∕N分频器二、实验原理计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。
计数器种类很多。
按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。
根据计数器的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。
根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。
还有可预置数和可编程序功能计数器等等。
目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数电路。
使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。
1、用D触发器构成异步二进制加∕减计数器图7-1是用四只D触发器构成的四位二进制异步加法计数器，它的连接特点是将每只D 触发器接成T′触发器，再由低位触发器的Q端和高一位的CP端相连接。
图7-1若将图7-1稍加改动，即将低位触发器的Q端与高一位的CP端相连接，即构成了一个4位二进制减法计数器3．中规模十进制计数器74LS90，其内部是由四个下降沿J-K触发器组成的两个独立CP为时钟脉冲输入端，Q0为输出端；另一个是异步五进计数器。
一个是二进制计数器，CP为时钟脉冲输入端，Q3Q2Q1为输出端。
R0A、R0B称异步复位（清零）端，制计数器，1S9A、S9B称异步置9端。
表7-1是该计数器功能表。
由该表可见：（1）复位端R0A= R0B=1以及置9端S9A或S9B之中有一个接“0”就实现计数器清零，即Q3Q2Q1Q0=0000。
（2）置9端S9A= S9B=1以及复位端R0A或R0B状态任意就实现计数器置“9”，即Q3Q2Q1Q0=1001。
（3）正常计数时，必须使R0A或R0B之中有一个接“0”，同时R9A或S9B之中有一个接“0”。
实验7 计数器及其应用
实验7 计数器及其应用一、实验目的：1． 熟悉计数器的逻辑功能。
2． 掌握集成计数器的使用方法。
3． 学习实现任意进制计数器的方法。
二、实验原理计数器是最常用的时序逻辑电路之一。
其功能就是对输入的脉冲进行计数。
计数器种类繁多，按计数制式可分为二进制计数器、十进制计数器、任意进制计数器；按构成计数器中的各触发器是否使用同一个时钟信号可将计数器分为同步计数器和异步计数器；按照计数方向，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器等。
本实验选用同步二进制计数器74LS161。
图1为74LS61的逻辑符号及管脚分布。
图中，LD ——置数端；CP ——时钟脉冲输入端；CR ——清零端；S 1、S 2使能端；CO 溢出进位端；D 0~D 3预置数输入端；Q 0~Q 3数据输出端。
74LS161的功能表如表1所示。
从功能表可以看出，74LS161是异步清零、同步置数的模16加法计数器。
表 1 74LS161的功能表三、 实验内容图 1 74LS61 引脚排列及逻辑符号1.74LS61功能测试CR、LD、S1、S2、D0~D3接LED，CP接单脉冲。
在图2中画出实验接线图。
按自己画的接线图连接电路，将实验结果填入表2中。
图 2 实验内容1的接线图表 2 74LS161性能测试结果根据测试结果回答下列问题：(1) 74LS161进行清零操作与CP有关吗？（）（有关，无关），因此74LS161是（）（同步、异步）清零的。
(2) 74LS161进行置数操作与CP有关吗？（）（有关，无关），74LS161进行置数操作是在CP脉冲的（上升沿、下降沿）实现的？因此74LS161是（同步、异步）置数的。
2.实验原理图如图3所示。
根据74LS161和74LS00的引脚分布在图中标出引脚号。
然后按图3连接电路。
其中CP接单脉冲，Q0~Q3、Z接LED。
将实验结果填入表3。
根据实验结果回答问题：(1) 该计数器是进制的计数器。
(2) 如果CR不接基本RS触发器，而按图中虚线所示连接，是否影响计数模数？图 3表 33. 原理图如图4所示。
实验七 数模转换及计数器的应用
11
7
D6
D5
+VCC +5V D4
14
&
D0 12 D1
11
5.1kΩ
13
12
13
ETP
10
Q3
Q2
Q1
Q0
D2 10 D3
9
5.1kΩ
15 2
VREF +5V
ETT
74LS161
CP
2
LD
9
D4 8 D5
7
DAC0808
4
VO
5.1kΩ
1
CR
D6 6 D7
5
D3
6
D2
5
D1
4
VREF +5V
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0V - 0.312V
D2
D3 D4
DAC0808
2
数 字 变 量
D5 D6 D7
4
VO
5.1kΩ
实验七 数/模转换及计数器的应用
一、实验目的(P123)：
1、熟悉集成数/模转换器的基本功能及其应用。 2、学习集成数/模转换器的测试方法。
二、实验元器件：
集成计数器：74LS161 D/A转换器：DAC0808 集成与非门：74LS00 1片 1片 1片
电
阻：5.1KΩ
3只
电
容：0.01μ F
1只
D0
3
3
实验6-数模转换器应用实验
3、石英晶体振荡电路 、
P.95图3－14列出两种晶体振荡电路的形式， 图 － 列出两种晶体振荡电路的形式， 列出两种晶体振荡电路的形式 电路振荡频率取决于晶体谐振器的固有频率， 电路振荡频率取决于晶体谐振器的固有频率，与 电路参数基本无关。图(a) 中的R对TTL电路取 电路参数基本无关。 中的 对 电路取 0.7K~3K 之间，对CMOS电路取值 之间， 电路取值10M左右，C取 左右， 取 电路取值 左右 几十pF至几十 左右。图(b)是另一种形式，反相 几十 至几十nF左右。 是另一种形式， 至几十 左右 是另一种形式 器通常制作在器件内部， 器通常制作在器件内部，外接谐振器和电容即可 振荡，根据频率高低C通常取十几～三十几pF。 振荡，根据频率高低 通常取十几～三十几 。 通常取十几
8、电流－电压转换器 电流－ DAC0800输出是电流量 输出是电流量， DAC0800输出是电流量，无法显示和直接 使用，因此需要通过运放构成的 － 转换 使用，因此需要通过运放构成的 I－V转换 器， 将它转换为电压量输出 输出。 将它转换为电压量输出。 Vo＝－ ＝－I× ＝－I× Vo＝－ ×R＝－ ×2K4 由于电流方向是负的，当数据为最大值FFH 由于电流方向是负的，当数据为最大值FFH 时，反相放大器 2K4 输出为＋5V， 输出为＋5V， I 当数据为最小值 2 6 00H时 输出为0V 0V。 00H时，输出为0V。 Vo
8 位
8
基准电源
R
ΣIR Vo = -ΣI R
U1 Vo LF353
DAC
I-V转换器
1、时钟电路 时钟电路在时序电路中， 时钟电路在时序电路中，其电路是按照一 定节奏工作的振荡源。 定节奏工作的振荡源。有多种产生振荡的方 各种方法产生的振荡器振荡频率的范围、 法，各种方法产生的振荡器振荡频率的范围、 振荡频率的误差各有不同。 振荡频率的误差各有不同。目前电路中最常 用的振荡器是石英晶体振荡器， 用的振荡器是石英晶体振荡器，它具有频率 稳定度高（通常在几十PPM PPM， 稳定度高（通常在几十PPM，通过温度补偿可 1PPM内）、价格低廉 容易制作、 价格低廉、 达1PPM内）、价格低廉、容易制作、频率范 围在1M 100多MHz等特点 得到广泛应用。 1M～ 等特点， 围在1M～100多MHz等特点，得到广泛应用。 普通的RC振荡器简单，频率范围较宽， RC振荡器简单 普通的RC振荡器简单，频率范围较宽，也 得到较多应用，但其频率稳定度仅百分之几， 得到较多应用，但其频率稳定度仅百分之几， 多使用在精度不高的场合。 多使用在精度不高的场合。
电路实验七实验报告_数模转换电路测量
电路实验七实验报告
实验题目：数模转换电路测量
实验内容：
1.设计一个四位二进制数的数字模拟信号（D/A）转换器；
2.实验室提供100Ω和200Ω电阻用于搭接梯形电路，二进制数用0V、5V电压提供；
3.用集成运放µA741作放大输出，其供电电压为+12V和-12V；
4.记录输入的二进制数从0000——1111对应的输出电压值。
描点绘制数模转换的输入输
出曲线（用excel画）。
实验环境：
数字万用表、学生实验箱、导线、面包板、色环电阻。
实验原理：
数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。
D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。
在实验中，我们用如下所示的电路来搭接一个数模转换器。
用4个开关K1、K2、K3、K4分别对应四位二进制数，当开关接地时，二进制数为0，当开关接基准电源时，二进制数为1。
我们将测量16个四位二进制数分别对应的输出模拟电压U o的值。
实验记录及结果分析：
实验测得的数据如下表（模拟信号电压取绝对值）：
绘制出数模转换器的输入输出曲线图如下：
可见模拟输出电压随着数字信号的增加呈阶梯型增长，数字信号被转化为了模拟信号。
实验总结：
这一次的实验，因为电路较为复杂，且网上相关资料较少，所以做起来稍显困难，一开始有点找不到方向。
不过经过老师的指导和自己的摸索，逐渐掌握了方法，最后顺利完成了实验。
实验过程中学会了处理很多问题的方法，特别是面包板接线的一些操作。
同时，这次实验也让我们更深刻地理解了数模转换的概念。
实验七模-5计数器的设计与实现
实验七模-5计数器的设计与实现一．实验目的1．使用ISE软件设计并仿真；2．学会程序下载。
二．实验内容使用ISE软件进行模-5计数器的设计与实现。
三．实验步骤1. 编写文本文件并编译2. 软件仿真3. 进行硬件配置四．实验原理1. ISE软件是一个支持数字系统设计的开发平台。
2. 用ISE软件进行设计开发时基于相应器件型号的。
注意：软件设计时选择的器件型号是与实际下载板上的器件型号相同。
3. 模-5计数器就是从0到4重复计数。
也就是说，它一共要经历5个状态，输出从000变到100然后再回到000。
本实验中用Verilog语句来描述。
（1）新建工程双击桌面上“ISE Design Suite 14.7”图标，启动ISE软件(也可从开始菜单启动)。
每次打开ISE都会默认恢复到最近使用过的工程界面。
当第一次使用时，由于还没有历史工程记录，所以工程管理区显示空白。
选择File New--Project 选项，在弹出的对话框中输入工程名称并指定工程路径。
点击Next按钮进入下一页，选择所使用的芯片及综合、仿真工具。
计算机上安装的所有用于仿真和综合的第三方EDA工具都可以在下拉菜单中找到。
在图中我们选用了Spartan6 XC6SLX16芯片，采用CSG324封装，这是NEXYS3开发板所用的芯片。
另外，我们选择Verilog作为默认的硬件描述语言。
再点击Next按钮进入下一页，这里显示了新建工程的信息，确认无误后，点击Finish就可以建立一个完整的工程了。
（2）设计输入和代码仿真在工程管理区任意位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择New Source命令，选择Verilog Module输入，并输入Verilog文件名。
单击Next按钮进入端口定义对话框。
其中Module Name栏用于输入模块名，这里是mod5cnt，下面的列表框用于端口的定义。
Port Name表示端口名称，Direction表示端口方向(可选择为input、output或inout)，MSB表示信号最高位，LSB表示信号最低位，对于单信号的MSB和LSB不用填写。
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三、实验原理：P123~124
四、实验内容：
1、按图接线，基准电压VREF取值为+5V，按表所示内容依 次输入数字量，静态测试相应的输出模拟电压VO，记入表 中。DAC0808低四位接地 D7 D6 D5 D4 V0理 V0实
+VCC +5V
D0 D1 5.1kΩ 12 11 10 9 8 7 15 13 5.1kΩ
VREF +5V
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0V - 0.312V
D2
D3 D4
DAC0808
2
数 字 变 量
D5 D6 D7
4
VO
5.1kΩ
实验七 数/模转换及计数器的应用
一、实验目的(P123)：
1、熟悉集成数/模转换器的基本功能及其应用。 2、学习集成数/模转换器的测试方法。
二、实验元器件：
集成计数器：74LS161 D/A转换器：DAC0808 集成与非门：74LS00 1片 1片 1片
电
阻：5.1KΩ
3只
电
容：0.01μ F
1只
D7 +5V “1”
11
7
D6
D5
+VCC +5V D4
14
&
D0 12 D1
11
5.1kΩ
13
12
13
ETP
10
Q3
Q2
Q1
Q0
D2 10 D3
9
5.1kΩ
15 2
VREF +5V
ETT
74LS161
CP
2
LD
9
D4 8 D5
7
DAC0808
4
VO
5ห้องสมุดไป่ตู้1kΩ
1
CR
D6 6 D7
5
D3
6
D2
5
D1
4
七、预习：
集成定时器555及应用
D0
3
3
16
CP
C 0.01uF -VEE -15V
CP
t VO t
DAC0808输出端的电压波形
3、当基准电压VREF=+10V，重新测试数模转换的输 出电压值。（扩展内容）
五、注意事项：
注意DAC0808的电源极性 VCC=+5V，VEE=-15V，不得接错。
六、思考题：
当VREF=+10V，如果输入二进制数11001101时， D/A转换器的输出模拟电压为何值？
6
5
3
16
C 0.01uF
-VEE -15V
1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
1 1
- 2.5V
VO=
VREF 2n
×
Rf
R
×（Dn-1 ×2n-1+…+D0 ×20）
- 4.69V
2、参照图18-8所示阶梯波产生器原理图，将二进制计数器 74LS161的输出Q3、Q2、Q1、Q0由高到低，对应接到DAC0808 数字输入端的高4位D7、D6、D5、D4，低4位输入端D3、D2、 D1、D0接地。CP选用1KHZ方波信号，观测和记录DAC0808输出 端的电压波形。