100进制计数器报告

南京信息工程大学

数字逻辑实验报告

姓名：尤天羽

院（系）：电子与信息工程学院

专业：电子信息工程

学号：20111305046

指导教师：裴晓芳

南京信息工程大学电子与信息工程学院

2011-06-04

基于TTL芯片74LS163 设计模为100的计数器

一、引言

基于TTL芯片74LS163，利用芯片级联设计并实现一个100进制计数器的逻辑功能，通过电路的仿真和数电实验想进行硬件验证，进一步了解

计数器的特性和功能。

二、电路设计和分析

2.1理论分析

获取100进制计数器的常用的方法有两种：一是用时钟触发器和门电路进行设计；二是用集成计数器构成。本题制定用集成芯片74LS163来实现功能，故选用方案二。由于集成计数器是产家生产的定型产品，其函数关系已被固化在芯片中，状态分配即编码是不能更改的，而且多为纯自然态序编码，因此仅是利用清零端或置数端控制，让电路跳过某些状态而获得100进制计数器。从74LS163的状态表可知（如图一所示），74LS163的清零和置数均采用同步方式。

本次试验的主要设计理念为：采用数码管显示计数数值，个位显示到9时，下一个上升沿到来时，个位清零，同时向十位进位；同理显示结果为99时，下一个上升沿到来，则归零，继续开始下一轮计数。

2.2主要步骤

1、写出状态{EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT |

S的

N

1

二进制代码

= = = 1001

2、求归零逻辑

=

=

3、进位设计

由于74LS163是十六进制计数器，即计满16个数才能使进位端CO 有效，而本题计满10个数就要进位，所以要给CO一个特定的脉冲，给清零端的脉冲正好能满足这个要求。即当=1001时，CO得到一个下降沿，=1010时，CO得到一个上升沿，使进位端有效，与此同时，清零端也有效，完美的实现了清零和进位，比如从29到30。

4、电路仿真

如图二所示

74LS163功能真值表

输入输出

CP CO

0 x x x

↑ x x x x 1 0 x x ↑

1 1 1 1 ↑ x x x x 1 1 0 x x x x x x 1 1 x 0 x x x x x

0 0 0 0

计数 保持 保持

0 0

图一

Multisim 仿真原理图

图二

三、实验结果分析

从Multisim 的仿真效果来看，完美的实现了从00~99的循环计数。不过在数电试验箱在进行具体操作时，会出现26,27,28,30,31，32的现象，即跳过29.经分析运算得，由于74LS163是同步清零，当=1001时，应该显示9，但如果方波频率过高，下一个上升沿来的太快，导致清零和进位太快，就直接清零进位了，出现了上述的错误。所以，做数电实验

时，最好用单次脉冲还控制，因为手按得频率较慢，能够顺利实现100进制计数。

此外，在数电试验箱上操作时，老师还要求先置数然后再开始计数。具体步奏是这样的，先将两片的端置零，然后通过逻辑开关置数，完成置数后，再将两片的端置高，进行计数。需要注意的是，如果要实现先置数再自加一的话，要把时钟换成单次脉冲，计数时再换回去。

四、总结

本次设计的100进制计数器两片163的时钟是异步的，置数计数切换起来比较麻烦，不过还在可以接受的范围之内。本系统采用数码管显示10进制计数值，比较直观和人性化。

经过一学期的数电实验课学习，我把白天学到的芯片、知识，晚上很好的用数电试验箱来验证了，而且老师上课严谨认真，是我最喜欢的实验老师。希望今后还能上到裴老师的课，继续探讨题目。