十进制同步加法计数器
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。
二进制十进制同步加法计数器 逻辑ic芯片
二进制十进制同步加法计数器逻辑ic芯片二进制十进制同步加法计数器是一种逻辑集成电路（IC）芯片，可用于进行二进制的加法和计数操作。
它主要由逻辑门和触发器构成，能够实现数字计数与加法运算的功能。
在本文中，我将详细介绍二进制十进制同步加法计数器的工作原理、设计流程以及应用场景。
首先，让我们了解一下二进制和十进制的概念。
二进制是一种由0和1组成的数制，用来表示数字和进行计算。
而十进制是指以10为基数的数制，由0至9的数字组成。
二进制数字的加法和十进制数字的加法有着类似的原理，但操作方法稍有不同。
二进制十进制同步加法计数器的主要功能是进行加法和计数操作。
它能够将输入的二进制数值与当前内部存储的数值相加，并将结果输出。
在进行计数操作时，只需要连续输入0、1的脉冲信号即可完成对二进制数值的计数。
二进制十进制同步加法计数器的实现主要依赖于逻辑门和触发器。
逻辑门用来实现不同输入信号的逻辑运算，而触发器则用于存储并传递逻辑运算的结果。
常见的逻辑门有AND门、OR门、NOT门等，触发器常用的有RS触发器、D触发器等。
在设计二进制十进制同步加法计数器时，需要根据具体的需求来选择适当的逻辑门和触发器，并将它们按照一定的电路连接方式进行组合，以实现所需的功能。
以下是一个简单的设计流程供参考：1.确定计数器的位数：根据需求确定计数器需要的位数，决定计数范围和精度。
2.选择逻辑门和触发器：根据计数器的位数和功能需求选择适当的逻辑门和触发器。
3.连接逻辑门和触发器：按照设计需求将选择好的逻辑门和触发器进行连接，形成计数器的核心电路。
4.确定输入和输出信号：确定计数器的输入信号和输出信号，并设计合适的接口电路进行连接。
5.进行测试和调试：将设计好的电路进行实物搭建，并通过信号发生器等设备产生输入信号进行测试和调试。
二进制十进制同步加法计数器的应用场景非常广泛。
例如，在数字电路和计算机体系结构中，计数器被广泛用于时序控制、频率分频等功能的实现。
十进制计数器
方法之二：利用同步置数功能实现。
方案 1：设计数器从 Q3 Q2 Q1 Q0 = 0000 状态开始计数， 因此，取 D3 D2 D1 D0 = 0000。
① 写出 S7-1 的二进制代码 ② 写出反馈置数函数 ③ 画电路图 & 1 CP CTT Q0 Q1 Q2 Q3 CTP CT74LS160 CO CR LD D0 D1 D2 D3 1 S7-1 = S6 = 0110 LD = Q2 Q1
计数 计 数 器 状 态 顺序 Q3 Q2 Q1 Q0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
项目设计任务书
数字时钟项目的设计任务
每个团队要设计一个可显示时、分、秒的数字时钟， 利用multisim仿真软件独立完成“硬件电路”的设计， 并通过仿真得到论证；结合电子CAD软件独立设计、 制作数字时钟PCB板，然后再在电子实训室中进行硬 件电路的装接与调试，设计出真正的计数器为止。
完成产品制作的准备工作 ——计数器的应用 任务一 简单二进制计数器应用 任务二 简单十进制计数器应用 任务三 设计制作复杂进制计数器 任务四 在虚拟实验室完成数字时钟设计与仿真
8421 码十进制加法计数器计数规律
计数顺序
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
计 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
数 器 状 Q2 Q1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
同步十进制加法计数器、异步十进制加法计数器---数字电路教案
同步十进制加法计数器、异步十进制加法计数器---数字电路教案课题:同步十进制加法计数器、异步十进制加法计数器教学目的:1.掌握十进制加法计数器的工作原理并会画波形图.2．计数器容量的扩展3.基本应用（考题3307）.教学重点:工作原理并会画波形图教学难点:基本应用.教学方法:采用多媒体教学.教学时间:2学时教学内容：四.十进制计数器1、同步十进制加法计数器2、异步十进制加法计数器五、计数器容量的扩展异步计数器一般没有专门的进位信号输出端，通常可以用本级的高位输出信号驱动下一级计数器计数，即采用串行进位方式来扩展容量。
考题3307 多地单键控制开关电路•四.简述电路的工作原理•接通电源瞬间,C1 R2的微分作用使电路复位,Q1 Q2输出都为0,VT截止,K不吸合,EL不亮,此时Cr处计数状态.当按下任一开关时,CP得到触发脉冲,Q1输出1,VT导通,K得电吸合,EL发光.Q2仍为0,使C4017仍为计数状态.再按开关,Q1输出0,VT截止,K释放使EL 灯灭,Q2输出1,使Cr为1,CD4017再次复位,Q1 Q2为0,电路又回到计数状态,这样使Q1在CP端得到触发信号时,每次都翻转,因此得到“按任一灯亮，再按则灭”的结果。
课题:寄存器教学目的:1.了解寄存器的作用及其工作原理.2.了解集成寄存器74LS164的功能.教学重点:工作原理.教学难点:工作原理.教学方法:采用多媒体教学.教学时间:2学时教学内容：§1-6 寄存器在数字电路中，用来存放二进制数据或代码的电路称为寄存器。
寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。
一个触发器可以存储1位二进制代码，存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。
按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两大类。
基本寄存器只能并行送入数据，需要时也只能并行输出。
移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，十分灵活，用途也很广。
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。
十进制加法计数器
十进制加法器设计1课程设计的任务与要求 课程设计的任务1、综合应用数字电路知识设计一个十进制加法器。
了解各种元器件的原理及其应用。
2、了解十进制加法器的工作原理。
3、掌握multisim 软件的操作并对设计进行仿真。
4、锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。
5、通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法，掌握十进制加法器的设计方法。
课程设计的要求1、设计一个十进制并运行加法运算的电路。
2、0-9十个字符用于数据输入。
3、要求在数码显示管上显示结果。
2十进制加法器设计方案制定 加法电路设计原理图1加法运算原理框图如图1所示第一步置入两个四位二进制数。
例如（1001）2,（0011）2和（0101）2，（1000），同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9，3和5，8。
2第二步将置入的数运用加法电路进行加法运算。
第三步前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。
即：加法运算方式，则（1000）2+（0110）2=（1110）2 十进制8+6=14 并在七段译码显示出14。
运算方案通过开关S1——S8接不同的高低电平来控制输入端所置的两个一位十进制数，译码显示器U8和U9分别显示所置入的两个数。
数A直接置入四位超前进位加法器74LS283的A4——A1端，74LS283的B4——B1端接四个2输入异或门。
四个2输入异或门的一输入端同时接到开关S1上，另一输入端分别接开关S5——S8，通过开关S5——S8控制数B的输入,通过加法器74LS283完成两个数A和B的相加。
由于译码显示器只能显示0——9，所以当A+B>9时不能显示，我们在此用另一片芯片74LS283完成二进制码与8421BCD码的转换，即S>9（1001）2时加上3（0011）2，产生的进位信号送入译码器U10来显示结果的十位，U11显示结果的个位。
3十进制加法器电路设计加法电路的实现用两片4位全加器74LS283和门电路设计一位8421BCD码加法器。
十进制同步计数器
01 0010 11 0100 10 0011
0110
××××
1000
××××
0111
××××
次态卡诺图
状态方程
0000 ×××× ××××
QQ3n3nQQ2n2n
Q11nnQQ0n0n
0000 0101 1111 1010
0000 010 010 ×× 1 10
0011 001 001 ×× 0 0
Q3n
Q0n
Q3n
Q0n1 1 Q0n 1 Q0n Q1n1 Q3nQ2nQ0n Q1n Q0n Q1n Q2n1 Q3nQ0n Q2n Q1nQ0n Q2n Q3n1 Q2nQ1nQ0n Q3n Q0n Q3n
Qn1 JQ n KQn
比较，得驱动方程：
J0 K0 1
十进制同步可逆计数器
把前面介绍的十进制加法计数器和十进制减法计数器用与或门组合起来，并用 U/D作为加减控制信号，即可获得十进制同步可逆计数器。
集成十进制同步计数器
集 成 十 进 制 同 步 加 法 计 数 器 74160 、 74162 的 引 脚 排 列 图 、 逻 辑 功 能 示 意 图 与 74161 、 74163 相 同 ， 不 同 的 是 ， 74160 和 74162 是 十 进 制 同 步 加 法 计 数 器 ， 而 74161和74163是4位二进制（16进制）同步加法计数器。此外，74160和74162的 区别是，74160采用的是异步清零方式，而74162采用的是同步清零方式。 74190是单时钟集成十进制同步可逆计数器，其引脚排列图和逻辑功能示意图与 74191相同。 74192是双时钟集成十进制同步可逆计数器，其引脚排列图和逻辑功能示意图与 74193相同。
同步十进制计数器
同步与异 步十进制计数 器的功能和工 作波形相同， 但时钟控制方 式及电路构成 不同。 计数顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 计
Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
数 器 状 Q2 Q1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
本节小结：
计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除 用于计数、分频外，还广泛用于数字测量、运算 和控制，从小型数字仪表，到大型数字电子计算 机，几乎无所不在，是任何现代数字系统中不可 缺少的组成部分。 计数器可利用触发器和门电路构成。但在实 际工作中，主要是利用集成计数器来构成。在用 集成计数器构成N进制计数器时，需要利用清零 端或置数控制端，让电路跳过某些状态来获得N 进制计数器。
Q0高 Q1高 Q2高 Q3高 CTT CT74LS161 CO CTP (高位) CR LD D0 D1 D2 D3 1 1 × ×××
1
1
1 × ×××
讨论
将上图中的“161”换成“160”，则构成几进制计数器？
讨论总结
(1)两个十进制计数器级联构成 100 进制计数器。从高位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出的是十位数，而从低位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出 的是个位数。 (2)两个 4 位二进制计数器级联则构成 8 位二进制计数器， 即 256 进制计数器。从高位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出的是高 4 位 二进制数，而从低位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出的是低 4 位二进制
方案 2： 用 “160” 的后七个状态 0011 ~ 1001 实现七进制计数。 计数顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 计 数 器 状 态 进位输出 Q3 Q2 Q1 Q0 CO 0 0 0 0 0 D3D2D1D0=0011 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 LD = Q3 Q0或CO 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0
十进制加法计数器
在数字系统中，常需要对时钟脉冲的个数进行计数，以实现测量、运算和控制等功能。
具有计数功能的电路，称为计数器。
计数器是一种非常典型、应用很广的时序电路，计数器不仅能统计输入时钟脉冲的个数，还能用于分频、定时、产生节拍脉冲等。
计数器的类型很多，按计数器时钟脉冲引入方式和触发器翻转时序的异同，可分为同步计数器和异步计数器；按计数体制的异同，可分为二进制计数器、二—十进制计数器和任意进制计数器；按计数器中的变化规律的异同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。
二进制加法计数器运用起来比较简洁方便，结构图和原理图也比其它进制的简单明了，但二进制表示一个数时，位数一般比较长。
十进制是我们日常生活中经常用到的，不用转换，所以设计十进制加法计数器比设计二进制加法计数器应用广泛，加法器是以数据的累加过程，日常生活中，数据的累加普遍存在，有时候需要一种计数器对累加过程进行运算处理，所以设计十进制加法计数器应广大人们生活的需要，对我们的生活有一个积极地促进作用，解决了生活中许多问题，所以会设计十进制加法计数器使我们对数字电路的理论和实践知识的充分结合，也使我们对电子技术基础有了深刻的了解，而且增强了我们对电子技术基础产生了浓厚的兴趣，这次课程设计使我受益匪浅！一、设计题目 (3)二、设计目的 (3)三、设计依据 (3)四、设计内容 (3)五、设计思路 (4)六、设计方案 (7)七、改进意见 (10)八、设计总结 (11)九、参考文献 (12)一、设计题目十进制加法计数器二、设计目的1.学习电子电路设计任务。
2.通过课程设计培养学生自学能力和分析问题、解决问题的能力。
3.通过设计使学生具有一定的计算能力、制图能力以及查阅手册、使用国家技术标准的能力和一定的文字表达能力。
三、设计依据1.用JK触发器组成。
2.实现同步或异步加法计数。
四、设计内容1.复习课本，收集查阅资料，选定设计方案；2.绘制电气框图、电气原理图；3.对主要元器件进行计算选择，列写元器件的规格及明细表；4.设计总结及改进意见；5.参考资料；6.编写说明书。
数字电子技术--计数器
保持
1 1 0
保
持
置数 0
CR = 1, LD = 1, CP，CTP = CTT = 1 二进制同步加法计数
CR = 1，LD = 1， CTPCTT = 0 保持 若 CTT = 0 CO = 0 若 CTT = 1 CO Q3nQ2nQ1nQ0n
2) CC4520—双四位二进制同步加计数器
设计方法二： 按计数规律进行级联
j0
来一个CP — Carry
CP Q2Q1Q0 翻当C转Q0一=1次，CP 向高位的进位
0 1 2
0 0 0
00 01 10
当到Q来001Q即0=翻1，转CCP = 到0来即翻转
Q2n Q1n Q0n
3 0 11
0
4 1 00
0
5 1 01
0
J0= K0 = 1 = T0 J1= K1 = Q0 = T1
CT / LD 1
二-八-十六进制计数器的实现
FF0 Q0
1J
FF1 Q1
1J
FF2 Q2
1J
FF3 Q3
1J
C1
C1
C1
C1
1K
1K
1K
1K
CP0 1
Q0 1 CP1
Q1 1
Q2 1
Q3
M = 2 CP0 CP
计数输出：Q0
M = 8 CP1 CP
计数输出：Q3 Q2 Q1
M = 16 CP0 CP,CP1 Q0 计数输出：Q3Q2 Q1 Q0
CP 1K
1
Q0
FF1
1J
C1 Q1
1K
Q1 1
FF2
1J
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。
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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
CD4518同步加法计数器(中文资料)
同步加法计数器CD4518,CD4520中文资料二、十进制同步加法计数器CD4518,CD4520中文资料CD4518/CC4518是二、十进制（8421编码）同步加计数器，内含两个单元的加计数器，其功能表如真值表所示。
每单个单元有两个时钟输入端CLK和EN，可用时钟脉冲的上升沿或下降沿触发。
由表可知，若用ENABLE信号下降沿触发，触发信号由EN端输入，CLK端置“0”；若用CLK信号上升沿触发，触发信号由CL℃K端输入，ENABLE端置“1”。
RESET端是清零端，RESET端置“1”时，计数器各端输出端Q1～Q4均为“0”，只有RESET端置“0”时，CD4518才开始计数。
CD4518采用并行进位方式，只要输入一个时钟脉冲，计数单元Q1翻转一次；当Q1为1，Q4为0时，每输入一个时钟脉冲，计数单元Q2翻转一次；当Q1=Q2=1时，每输入一个时钟脉冲Q3翻转一次；当Q1=Q2=Q3=1或Q1=Q4=1时，每输入一个时钟脉冲Q4翻转一次。
这样从初始状态（“0”态）开始计数，每输入10个时钟脉冲，计数单元便自动恢复到“0”态。
若将第一个加计数器的输出端Q4A 作为第二个加计数器的输入端ENB的时钟脉冲信号，便可组成两位8421编码计数器，依次下去可以进行多位串行计数。
CD4520/CC4520为二进制加计数器，由两个相同的内同步4级计数器构成。
计数器级为D型触发器，具有内部可交换CP和EN线，用于在时钟上升沿或下降沿加计数。
在单个单元运算中，EN输入保持高电平，且在CP上升沿进位。
CR线为高电平时，计数器清零。
计数器在脉动模式可级联，通过将Q3连接至下—计数器的EN输入端可实现级联，同时后者的CP输入保持低电平。
引脚功能：引脚符号功能1 9CLOCK时钟输入端7 15RESET消除端2 10ENABLE计数允许控制端3 4 5 6Q1A-Q4A计数输出端11 12 13 14Q1B-Q4B计数输出端8 VSS地16VDD电源正CD4518 引脚图功能图CD4518逻辑图CD4520逻辑图真值表功能：CL℃KENABLERESETACTION上升沿10加计数0下降沿0加计数下降沿X0不变X上升沿0不变上升沿00不变1下降沿0不变XX1Q0～Q4=0CD4518 CD4520时序图极限参数：DC Supply V oltage Range, (VDD)-0.5V to +20V(V oltage Referenced to VSS Terminals)Input V oltage Range, All Inputs输入电压范围，所有投入-0.5V to VDD +0.5V DC Input Current, Any One Input直流输入电流±10mAOperating Temperature Range 工作温度范围-55℃to +125℃Storage Temperature Range (TSTG)储存温度范围-65℃to +150℃典型应用电路：串联4个计数器上升沿边缘触发CD4020,CD4012,CD4071组成的同步串联二进制计数器负边缘触发器电路同步串联二进制计数器负边缘触发器电路。
计数器的设计实验报告
计数器的设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计并实现一个简单的计数器，通过对计数器的设计和调试，深入理解数字电路的基本原理和逻辑设计方法，掌握计数器的工作原理、功能和应用，提高自己的电路设计和调试能力。
二、实验原理计数器是一种能够对输入脉冲进行计数，并在达到设定计数值时产生输出信号的数字电路。
计数器按照计数方式可以分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器；按照计数进制可以分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器。
本次实验设计的是一个简单的十进制加法计数器，采用同步时序逻辑电路设计方法。
计数器由触发器、门电路等组成，通过对触发器的时钟信号和输入信号的控制，实现计数功能。
三、实验设备与器材1、数字电路实验箱2、集成电路芯片：74LS160（十进制同步加法计数器）、74LS00（二输入与非门）、74LS04（六反相器）3、示波器4、直流电源5、导线若干四、实验内容与步骤1、设计电路根据实验要求，选择合适的计数器芯片 74LS160，并确定其引脚功能。
设计计数器的清零、置数和计数控制电路，使用与非门和反相器实现。
画出完整的电路原理图。
2、连接电路在数字电路实验箱上，按照电路原理图连接芯片和导线。
仔细检查电路连接是否正确，确保无短路和断路现象。
3、调试电路接通直流电源，观察计数器的初始状态。
输入计数脉冲，用示波器观察计数器的输出波形，检查计数是否正确。
若计数不正确，逐步排查故障，如检查芯片引脚连接、电源电压等，直至计数器正常工作。
4、功能测试测试计数器的清零功能，观察计数器是否能在清零信号作用下回到初始状态。
测试计数器的置数功能，设置不同的预置数，观察计数器是否能按照预置数开始计数。
五、实验结果与分析1、实验结果成功实现了十进制加法计数器的设计，计数器能够在输入脉冲的作用下进行正确计数。
清零和置数功能正常，能够满足实验要求。
2、结果分析通过对计数器输出波形的观察和分析，验证了计数器的工作原理和逻辑功能。
同步十进制计数器-优质课件
CT74LS160 CT74LS162
CO
CP CR LD D0 D1 D2 D3
CTT CTP
CT74LS161 CT74LS163
CO
CP CR LD D0 D1 D2 D3
CR LD
CR LD
◆ 逻辑符号形式一样。 ◆ 输入端用法一样。 ◆ “160(162)”输出 1 组 8421BCD 码；
2
0010
0
3
0011
0
4
0100
0
5
0101
0
6
0110
0LD = Q3 Q0或CO
7
0111
0
8
1000
0
9
1001
1
10 0 0 0 0
0
方案 2：用 “160” 的后七个状态 0011 ~ 1001实现七进制计数。 取 D3 D2 D1 D0 = 0011 ，LD = CO
1 CTT Q0 Q1 Q2 Q3
CTP CT74LS160 CO CP
CR LD D0 D1 D2 D3 1
1
1100
二、利用计数器的级联构成大容量 N 进制计数器
反馈置 0 法和反馈置数只能实现模 N 小于集成计 数器模 M 的 N 进制计数器；将模 M1、M2、…、Mm 的 计数器串接起来 (称为计数器的级联) ，可获得模 N小 于 M1 ·M2 ·… ·Mm 的大容量 N 进制计数器。
该电路构成 100 进制异步加法计数器。
[例 3] 两片CT74LS290 构成二十三进制计数器。 &1
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0' Q1' Q2' Q3'
十进制加法计数器74ls160
3. 74LS160逻辑功能
同同保保
步 清
步 置
持 功
持 功
功
能
表
计数功能
零 数 能 能输入
输出
CLR LD ENP ENT CLK D C B A QDQCQBQA
1
0
D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1
10
D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0
110
D3 D2 D1 D0 Q D Q C Q B Q A
ENP ENT
74LS160
LD
1
CLK
RCO
D C B A CLR
1 图4 74ls160逻辑符号图
3. 74LS160逻辑功能
异同保保
步 清
步 置
持 功
持 功
功
能
表
零 数 能 能输入
输出
CLR LD ENP ENT CLK D C B A QDQCQBQA
x
0
D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0
数字电子技术
十进制加法计数器74LS160
74LS160是4位同步十进制加法计数器。它 可以用4个下降沿JK触发器构成，也可以用上升 沿D触发器构成，具有异步清零，同步置数功能。
1. 74LS160逻辑图
图2 74ls160实物图 图1 十进制加法计数器74ls160逻辑图
2. 74LS160逻辑符号图
1 0 D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0
^
D3 D2 D1 D0
QD ENP ENT CLK
QC QB QA
74LS160LD RCOD C B Nhomakorabea CLR
十进制计数器的原理
十进制计数器的原理十进制计数器的原理是指根据十进制系统进行数字计数的一种电子设备，广泛应用于各个领域的数码显示、时钟、计时器等设备中。
它能够按从0到9的顺序依次显示数字，并且能够根据输入信号进行数字的增减。
十进制计数器通常由若干个触发器组成，其中每个触发器负责表示一个十进制位上的数值。
对于一个n位的计数器来说，从右到左第一位为个位，第二位为十位，以此类推，最高位为第n位。
每个触发器都有两个状态：置位（1）和复位（0），用于表示不同的数字值。
在计数器中，每个触发器都与下一个触发器相连，并且通过一个时钟信号进行同步。
当时钟信号发生边缘跳变时，即从低电平到高电平（上升沿）或从高电平到低电平（下降沿）时，计数器开始进行计数操作。
在计数开始时，所有的触发器都会被置位并显示数字0。
当时钟信号发生上升沿时，计数器开始计数。
这时，个位触发器会进行状态翻转，并显示数字1；当个位触发器再次接收到一个上升沿信号时，它会再次翻转状态，并显示数字2。
依此类推，当个位触发器显示数字9时，在下一个上升沿到来时，个位触发器会复位为0并产生一个进位信号。
进位信号会传递到十位触发器，使得十位触发器也进行状态翻转。
十位触发器进行状态翻转的规则与个位触发器相同，但是进位信号只会在个位触发器显示数字9时才会产生。
同样的规则适用于其他所有的位上的触发器。
当最高位触发器接收到进位信号时，说明整个计数器已经完成一次完整的计数周期。
此时，最高位触发器进行状态翻转并显示数字1，从而开始下一个计数周期。
这样，计数器就能够一直进行自动的循环计数。
除了通过递增的时钟信号进行计数外，计数器还可以通过递减的时钟信号进行递减。
在递减的过程中，计数器会按照相反的顺序显示数字，并且每当最低位触发器显示数字0时，会产生一个借位信号传递到上一位触发器，从而使得上一位触发器进行状态翻转。
总结起来，十进制计数器的原理是通过一组触发器来表示各个位上的数字，并根据时钟信号的边缘跳变进行状态翻转，以实现数字的递增或递减。
集成十进制同步计数器
S N 1 S59 ( 111011 ) 用 SN–1 产生同步置数信号： 先用两片74161构成 256 进制计数器
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
Q0 Q1 Q2 Q3 CTP CO CTT 74161 LD (1) CR CP D0 D1 D2 D3来自&1 CP
CO0 Q0 Q1 Q2 Q3 CTP CO 74161 CT 1 LD (0) TCP CR 1 D0 D1 D2 D3
S9A S9B R0B R0A
CP1
74290
CP0 S9A S9B R0B R0A
个位芯片应逢十进一 个位
十位
2) 用归零法或置数法获得大容量的 N 进制计数器 [例] 试分别用 74161 和 74162 接成六十进制计数器。
用 SN 产生异步清零信号： S N S60 ( 111100 )
集成十进制同步计数器
1. 集成十进制同步加法计数器 74160、74162
VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LD
16 15 14 13 12 11 10 9
同步计数功能：
74160(2)
1 2 3 4 5 6 7 8
CR CP D0 D1 D2 D3 CTP 地
异步清零功能： CR 0 (74162 同步清零) 同步置数功能： CR 1 LD 0 CP
CR Q3Q1Q0
或 LD Q3Q1Q0
3. 连线图
1 CTP
CTT CP
74163
D0 D1 D2 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
(一) 归零法存在的问题和解决办法
同步十进制加法计数器
4位二进制同步减法计数器 实现二进制减法计算，即每 输入一个脉冲计数器状态减 一
5
6 7 8 9 10 11 12 13
1
1 1 1 0 0 0 0 0
0
0 0 0 1 1 1 1 0
1
1 0 0 1 1 0 0 1
1
0 1 0 1 0 1 0 1
11
10 9 8 7 6 5 4 3
14
15 16
0
1-4十进制计数器-同步十进制加法计数器
计数脉冲 序号 现 态 次 态 进位输出 CO
0
1 2
0
0 0
0
0 0
0
0 1
0
1 0
0
0 0
0
0 0
0
1 1
1
0 1
0
0 0
3
4 5
0
0 0
0
1 1
1
0 0
1
0 1
0
0 0
1
1 1
0
0 1
0
1 0
0
0 0
6
7 800 1Fra bibliotek11 0
1
1 0
0
1 0
0
1 1
1
0 0
数字电子技术应用 项目5 六十进制计数器的制作
昆明冶金高等专科学校-精品课程-数字电子技术
项目5 六十进制计数器的设计 项目目标
◇ 掌握常见计数器的工作原理及分析方法。 ◇ 会对简单时序逻辑电路进行分析和设计。
◇ 掌握集成计数器引脚排列、功能及使用方法。
◇ 熟悉用现有集成计数器实现任意进制计数器的方法。 ◇ 了解寄存器移位寄存器的逻辑功能及常见集成芯片。
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计数脉冲CP序号
0 1 2 3 4 5 6 7 8
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
计数器状态
Q2 Q1 Q0
000 001 010 011 100 101 110 111 000
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
当F3状态为0时，F1的输入取决于Q0，这样由F0～F2构 成一同步3位二进制加法计数器。
假设计数器从Q3Q2Q1Q0=0000开始计数，经过7个计
数脉冲后，计数器的状态从0000计到0111。这时，
J3=Q0Q1Q2 =1，K3=Q0=1，为F3由0态变为1态准备了
4 BI / RBO 74LS48
3 LT RBI
GND A3
A2
A1
VCC 16 A0
5 8 62 1 7
4 BI / RBO 74LS48
3 LT RBI
GND A3
A2
A1
VCC 16 A0
5 8 62 1 7
4 BI / RBO 74LS48
3 LT RBI
GND A3
A2
A1
VCC 16 A0
13 12 11 10 9 15 14
13 12 11 10 9 15 14
13 12 11 10 9 15 14
+5V Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg
+5V Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg
+5V Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg
+5V Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg
无论哪种类型的计数器，其必须包含存储单元(这里通称 计数单元)，有时还增加一些组合逻辑门电路，其中存储单 元是由触发器构成的。
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9 二进制计数器 异步二进制加法计数器
所谓的异步是各个触发器的时钟不相同，在本电路中， JK触发器的J、K输入端均接高电平(图中未画出)。
CP
2
Hale Waihona Puke 10 ET RGND
&
1
8
1 74LS 08 4
+5V
+5V 16 7
11 12 13 14
VCC Q3 Q2 Q1 Q0
E P
74LS161 CP
2
10 ET R
GND
&
1
8
1 74LS 08 4
5-22pF
1MΩ 10 CP0
32768Hz 22pF
11 CP1
16 VDD
CD4060
Q14 3
74LS161
CP
2
10 ET R
GND
&
1
8
1 74LS 08 4
+5V 16 7
VCC E P
11 12 13 14 Q3 Q2 Q1 Q0
74LS161 CP
2
10 ET R
GND
&
1
8
1 74LS 08 4
+5V 16 7
VCC E P
11 12 13 14 Q3 Q2 Q1 Q0
74LS161
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
相关知识
1、基本知识
(1)计数器
统计输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节拍 脉冲及进行数字运算等等。
计数器的种类繁多，按计数长度可分为二进制、十进制 及N进制计数器。按计数脉冲的引入方式可分为异步型和 同步型计数器两类。按计数的增减趋势可分为加法、减法 及可逆计数器。
条第件8。个计数脉冲作用后，F3由0态变为1态，同时F0～F2 均由1态变为0态，因此计数器状态为1000。
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
第8个计数脉冲作用后，F3由0态变为1态，同时F0～F2 均由1态变为0态，因此计数器状态为1000。
此时，除F0外，因Q3=0加到F1的J1输入端，同时
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
任务提出
下图为一个秒表电路，试分析其工作原理并制
作该电路
分十位
分个位
秒十位
秒个位
LC5011-11
LC5011-11
LC5011-11
LC5011-11
1k*7
......
1k*7
......
1k*7
......
1k*7
......
13 12 11 10 9 15 14
5 8 62 1 7
4 BI / RBO 74LS48
3 LT RBI
GND A3
A2
A1
+5V VCC 16 A0
5 8 62 1 7
1 74LS 00 4
&
1 74LS 00 4
&
1 74LS 00 4
&
1 74LS 00 4
&
+5V
1KΩ
A
K
+5V 16 7
VCC E P
11 12 13 14 Q3 Q2 Q1 Q0
R VSS
12 8
16 2
1 CP
VDD CPE CD4518 Q0 1Hz
3
R VSS
78
1
S
2
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
任务目标
通过对秒表电路的分析与制作，理解和掌握 计数器、多谐振荡器的基本工作原理 ，能按工艺 要求独立进行电路装配、测试和调试，并能独立 排除装配、调试过程中出现的简单故障。
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
十进制计数器是在二进制计数器的基础上得出的， 用四位二进制数来代表十进制的每一位，所以也称为二十进制计数器。
常用8421BCD编码方式，取四位二进制数前面的 “0000”~“1001”来表示十进制的0~9十个数码，去掉 “1010”~“1111”六个数。也就是计数器计到第九个脉冲 时再来一个脉冲，即由“1001”变为“0000”。
对于F0触发器，每输入一个计数脉冲，其输出状态翻 转一次；对于F1触发器，只有当F0为1态时，在下一个计 数脉冲下降沿才进行状态的翻转；对于触发器F2，只有在 F0、F1全为1态时，在下一个计数脉冲下降沿到来才进行 状态翻转。
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
十进制计数器
J2=K2=0、J3=K3=0，所以在第9个CP作用后，F1～F3状态
均不变，计数器状态为1001，J3=0、K3=1。
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
本电路每来一个计数脉冲，计数器的状态加1， 所以它是一个异步3位二进制加法计数器。 另外，从波形图不难看出，该电路还具有分频功能
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9
电子产品生产电工艺子与线管路理分---学析习与情实境九践-9 同步二进制加法计数器 所谓的同步，指的是各触发器的时钟相同