电工电子基础实验 (计数与分频电路) PPT
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.判断题 (1)示波器同时观察M=7计数器的时钟信号cp和 进位信号F时触发源应该选择为F。 （√） (2) 示波器耦合方式中的DC耦合是指直流耦合， 只有直流分量能够通过示波器显示出来。（X）
30
6.示波器在双踪使用时，为了使两个通道的波 形稳定的显示在屏幕上，在什么情况下使用信 号强的信号作为触发同步信号；在什么情况下 使用周期长的信号作为触发同步信号。 答：同频下使用强信号作为同步触发信号；在 不同频率下（整数倍）使用频率低的信号或周 期长的信号作为同步触发信号。
2
➢ 74LS161是同步置数，异步清零十六进制 （M=16）计数器，其功能表 如下
CLR LOAD P
01 φ 10 φ 11 1 11 0 11 φ
T CLK Q3 Q2 Q1 Q0
φ φ 0000
φ ↑ DB C A
1↑
0000~1111
1
φ Qn3 Qn2 Qn1 Qn0
0
φ Qn3 Qn2 Qn1 Qn0
❖ 用模N的计数器构成模M的计数器(N>M)，一般 采用同步置数的方法。可采用置最小数法、置 “0”法和置最大数法。基本思想是使计数器从 预置状态开始计数，当计到满足模值为M的终 止状态时产生置数控制信号，下一CP周期进行 置数，重复计数过程，从而实现模M的计数。
4
P194-1-设计过程:
反馈函数
电工电子基础实验第九次课 计数与分频电路 实验提示
1．P194 – 1、2 2．P177-3
1
一、计数器与分频电路的简介
计数器是数字系统中一种用得最多的时 序逻辑部件，他的基本功能是记录输入脉冲 的个数，可用于分频、定时、产生顺序脉冲 和序列码以及数值运算等。 分频器是加法计数器和减法计数器的统称。
31
7、用示波器显示TTL电平时，其输入耦合 方式选择 DC（直流）(DC（直流）、AC （交流）、GND（接地）)；当双踪显示频 率相同、幅度分别为5mv和1V的两个正弦 波形时，触发信源选择幅度为1V 的那一路。 当频率不同，但两路波形的频率具有整数倍 关系时，选择周期 长 (长、短)的那一路作触 发信源。
19
④求解LD= Q2Q1
20
⑤画波形
21
示波器画波形：
Ch2作为触发源
22
擦出多余的波形，获得最终的输出波形：
23
思考题：
1、用预置法设计M=9的计数电路。
同步预置数为全“0”。对于同步预置加计数 器，反馈状态为（M－1），本例中反馈状态为 9－1=8，即计数器从“0000”计到“1000”。 反馈函数LD=Q3
2020/8/1
15
二、 P194 - 2
2、设计一个分频比N=5的整数分频电路，观 察并记录时钟和输出波形。
解：① 搞清分频的概念。
首先分频是一个大的概念，它可以用加法计 数器实现，也可以用减法计数器实现。但通常 人们习惯于用加法计数器实现分频。
根据M=7计数器的分析设计，本题也就是用 置“0‘法设计M=5的加法计数器。则其反馈 函数按SM-1状态书写：
2020/8/1
6
预测波形:
2020/8/1
7
用示波器画输出波形：
8
用示波器画输出波形：
9
用示波器画输出波形：
10
2.置最大数法(非8421码)
反馈状态为（M－2），本例中反馈状态为7
－2=5，即计数器从“1111”计到“0101”。反 馈函数LD=Q3Q2Q1Q0
2020/8/1
11
预测波形:
M – 1=5 –1= 6 =(0100)2;
16
即： SM-1=（0100）2。
17
预测输出波形：
18
三、 P176 - 3
例：试用MUX产生1110010序列信号，用示 波器双踪观察并记录时钟和序列信号波形。
设计思路：计数器+数据选择器 设计分析：
①分析序列码码长M=7；
②确定计数器的模长M=7； ③列真值表
2020/8/1
12
3.置最小数法(非8421码)
同步预置最小数，最小数=N－M。本例中最
小数=16-7=9，即计数器从“1001”计到 “1111”。可利用“QCC”经反相后置数。电路最 简单。
2020/8/1
13
预测波形:
2020/8/1
14
P194-1-调测
Biblioteka Baidu❖ 以置“0”法为例： ❖ 用双踪示波器同时观测、记录CP和QC的波
2020/8/1
24
M=9的输出波形图：
2020/8/1
25
2、试用74161和门电路设计循环顺序为0,1,2, 5,6,7,0,1…的模长为6的计数电路。要求电路具有 自启动能力，写出设计过程，画出电路原理图。 解：1、列出状态转移表
2、在考虑自启动的基础上写出反馈函数
3、写出数据端的数据 D2=D0=1，D3=D1=0
功能
异步清零 同步并入 8421计数 保持QCC=QCCn 保持QCC= 0
2020/8/1
3
P194 - 1
用74LS161设计M＝7的计数器，测试并 记录CP、QA、QB、QC、QD各点波形。
❖ 74LS161是同步置数，异步清零十六进制 （M=16），其管脚图和功能表参见《电工电子 实验手册》P91
2020/8/1
26
3、设计一个 “10101”的序列信号发生器，观 察并记录时钟和输出波形。 常规的分析方法通常是：
①先分析序列长度，即：序列长度=5；
②再根据序列长度确定计数器的模长，M=5。
③ 选择74151数据选择器实现序列码。 设计思路：
① 74161用置“0”法设计一个M=5的加法计数
器;
② 采用74151芯片，实现“10101”序列码。 27
设计步骤：
28
预测输出波形：
29
4.示波器的输入耦合方式中直流和交流有什么区别？ 请分别举一个实际应用的例子加以说明。 解:直流耦合：信号的交直流成分都能显示；例如： 数字电路中时钟信号的测量。 交流耦合：信号的交流成分能正常显示，直流成分 不能显示。例如：测量直流稳压电源中的纹波。
形 Q一C。个一触的个发周完信期整源 的的应 起周选 始期择 位，置Q并C。注的意通查道验。、至确少认显示QC ❖ 将 QA观波测形C。P的在探示头波依器次上分QB别、观Q测A、一记个录的Q周B 、
期的起始位置和QC的起始位置相同。 ❖ 记录波形时必须注意CP、 QC 、 QB 、 QA
各波形的时间关系。
Q3 Q2 Q1 Q0 QCC
CP
74LS161
LD
A B C D P T CR
预置数 “1”
用74161构成模M计数器的示意图
2020/8/1
5
1.置“0”法
同步预置数为全“0”。对于同步预置加计数 器，反馈状态为（M－1），本例中反馈状态为 7－1=6，即计数器从“000”计到“0110”。 反馈函数LD=Q2Q1
30
6.示波器在双踪使用时，为了使两个通道的波 形稳定的显示在屏幕上，在什么情况下使用信 号强的信号作为触发同步信号；在什么情况下 使用周期长的信号作为触发同步信号。 答：同频下使用强信号作为同步触发信号；在 不同频率下（整数倍）使用频率低的信号或周 期长的信号作为同步触发信号。
2
➢ 74LS161是同步置数，异步清零十六进制 （M=16）计数器，其功能表 如下
CLR LOAD P
01 φ 10 φ 11 1 11 0 11 φ
T CLK Q3 Q2 Q1 Q0
φ φ 0000
φ ↑ DB C A
1↑
0000~1111
1
φ Qn3 Qn2 Qn1 Qn0
0
φ Qn3 Qn2 Qn1 Qn0
❖ 用模N的计数器构成模M的计数器(N>M)，一般 采用同步置数的方法。可采用置最小数法、置 “0”法和置最大数法。基本思想是使计数器从 预置状态开始计数，当计到满足模值为M的终 止状态时产生置数控制信号，下一CP周期进行 置数，重复计数过程，从而实现模M的计数。
4
P194-1-设计过程:
反馈函数
电工电子基础实验第九次课 计数与分频电路 实验提示
1．P194 – 1、2 2．P177-3
1
一、计数器与分频电路的简介
计数器是数字系统中一种用得最多的时 序逻辑部件，他的基本功能是记录输入脉冲 的个数，可用于分频、定时、产生顺序脉冲 和序列码以及数值运算等。 分频器是加法计数器和减法计数器的统称。
31
7、用示波器显示TTL电平时，其输入耦合 方式选择 DC（直流）(DC（直流）、AC （交流）、GND（接地）)；当双踪显示频 率相同、幅度分别为5mv和1V的两个正弦 波形时，触发信源选择幅度为1V 的那一路。 当频率不同，但两路波形的频率具有整数倍 关系时，选择周期 长 (长、短)的那一路作触 发信源。
19
④求解LD= Q2Q1
20
⑤画波形
21
示波器画波形：
Ch2作为触发源
22
擦出多余的波形，获得最终的输出波形：
23
思考题：
1、用预置法设计M=9的计数电路。
同步预置数为全“0”。对于同步预置加计数 器，反馈状态为（M－1），本例中反馈状态为 9－1=8，即计数器从“0000”计到“1000”。 反馈函数LD=Q3
2020/8/1
15
二、 P194 - 2
2、设计一个分频比N=5的整数分频电路，观 察并记录时钟和输出波形。
解：① 搞清分频的概念。
首先分频是一个大的概念，它可以用加法计 数器实现，也可以用减法计数器实现。但通常 人们习惯于用加法计数器实现分频。
根据M=7计数器的分析设计，本题也就是用 置“0‘法设计M=5的加法计数器。则其反馈 函数按SM-1状态书写：
2020/8/1
6
预测波形:
2020/8/1
7
用示波器画输出波形：
8
用示波器画输出波形：
9
用示波器画输出波形：
10
2.置最大数法(非8421码)
反馈状态为（M－2），本例中反馈状态为7
－2=5，即计数器从“1111”计到“0101”。反 馈函数LD=Q3Q2Q1Q0
2020/8/1
11
预测波形:
M – 1=5 –1= 6 =(0100)2;
16
即： SM-1=（0100）2。
17
预测输出波形：
18
三、 P176 - 3
例：试用MUX产生1110010序列信号，用示 波器双踪观察并记录时钟和序列信号波形。
设计思路：计数器+数据选择器 设计分析：
①分析序列码码长M=7；
②确定计数器的模长M=7； ③列真值表
2020/8/1
12
3.置最小数法(非8421码)
同步预置最小数，最小数=N－M。本例中最
小数=16-7=9，即计数器从“1001”计到 “1111”。可利用“QCC”经反相后置数。电路最 简单。
2020/8/1
13
预测波形:
2020/8/1
14
P194-1-调测
Biblioteka Baidu❖ 以置“0”法为例： ❖ 用双踪示波器同时观测、记录CP和QC的波
2020/8/1
24
M=9的输出波形图：
2020/8/1
25
2、试用74161和门电路设计循环顺序为0,1,2, 5,6,7,0,1…的模长为6的计数电路。要求电路具有 自启动能力，写出设计过程，画出电路原理图。 解：1、列出状态转移表
2、在考虑自启动的基础上写出反馈函数
3、写出数据端的数据 D2=D0=1，D3=D1=0
功能
异步清零 同步并入 8421计数 保持QCC=QCCn 保持QCC= 0
2020/8/1
3
P194 - 1
用74LS161设计M＝7的计数器，测试并 记录CP、QA、QB、QC、QD各点波形。
❖ 74LS161是同步置数，异步清零十六进制 （M=16），其管脚图和功能表参见《电工电子 实验手册》P91
2020/8/1
26
3、设计一个 “10101”的序列信号发生器，观 察并记录时钟和输出波形。 常规的分析方法通常是：
①先分析序列长度，即：序列长度=5；
②再根据序列长度确定计数器的模长，M=5。
③ 选择74151数据选择器实现序列码。 设计思路：
① 74161用置“0”法设计一个M=5的加法计数
器;
② 采用74151芯片，实现“10101”序列码。 27
设计步骤：
28
预测输出波形：
29
4.示波器的输入耦合方式中直流和交流有什么区别？ 请分别举一个实际应用的例子加以说明。 解:直流耦合：信号的交直流成分都能显示；例如： 数字电路中时钟信号的测量。 交流耦合：信号的交流成分能正常显示，直流成分 不能显示。例如：测量直流稳压电源中的纹波。
形 Q一C。个一触的个发周完信期整源 的的应 起周选 始期择 位，置Q并C。注的意通查道验。、至确少认显示QC ❖ 将 QA观波测形C。P的在探示头波依器次上分QB别、观Q测A、一记个录的Q周B 、
期的起始位置和QC的起始位置相同。 ❖ 记录波形时必须注意CP、 QC 、 QB 、 QA
各波形的时间关系。
Q3 Q2 Q1 Q0 QCC
CP
74LS161
LD
A B C D P T CR
预置数 “1”
用74161构成模M计数器的示意图
2020/8/1
5
1.置“0”法
同步预置数为全“0”。对于同步预置加计数 器，反馈状态为（M－1），本例中反馈状态为 7－1=6，即计数器从“000”计到“0110”。 反馈函数LD=Q2Q1