计数器的应用实验报告

实验题计数器的应用 （一） 目 姓名 班级 学 号 小组合作 无 一、实验目的 1. 了解并掌握74LS74 74LS112的基本功能 2. 用74LS74 74LS112组成异步4位二进制加法和减法计数器。 二．实验环境 NI Multisim 13.0 三、实验内容与步骤 （1） 用74LS74组成异步4位二进制加法和减法计数器。 （2） 用74LS112组成异步4位二进制加法和减法计数器。 四、实验过程与分析 （一）、74ls74数字集成块介绍 （1）74ls74引脚图及功能 （2）74ls74逻辑图

（3）74ls74真值表 （二）、74ls112数字集成块介绍 （1）74ls112引脚图及功能

CLK1、CLK2————时钟输入端（下降沿有效） J1、J2、K1、K2————数据输入端 Q1、Q2、/Q1、/Q2————输出端 CLR1、CLR2————直接复位端（低电平有效） PR1、PR2————直接置位端（低电平有效） （2）74ls112真值表 说明 H－高电平 ↓－高到低电平跳变

L－低电平 Q0－稳态输入建立前 Q 的电平 X－任意 /Q0－稳态输入建立前/Q 的电平 （3）74ls112功能图 （三）、异步4位二进制加法和减法计数器。 （1）74ls74组成异步四位二进制加法器 设计过程 用四个D触发器串接起来可以构成四位二进制加法计数器(每个D触发器连接为T’触发器)。计数器的每级按逢二进一的计数规律,由

低位向高位进位,可以对输入的一串脉冲进行计数，并以16为一-个计数值环。其累计的脉冲数等于 2\" (n为计数的位数)。 状态转换图 实验结果 当点击仿真开始运行键时,进行加法计算，从0000加到1111，到达1111后又变回0000进行下一循环的加法计算。而将A置于高电位,则进行减法计算，从1111减值0000，到达0000后又变回1111进行下一循环的减法计算。各触发器的脉冲信号输入为异步输入，有四个脉冲信号输入端。对二进制进行加法计算，即电路是一个异步四位二进制加法计数器。 （2）74ls74组成异步四位二进制减法器

设计原理 用四个D触发器串接起来可以构成四位二进制减法计数器(每个D触发器连接为T’触发器)。计数器的每级按逢二进一的计数规律,由高位向低位进位,可以对输入的一串脉冲进行计数，并以16为一-个计数值环。其累计的脉冲数等于 2\" (n为计数的位数)。 实验结果 当点击仿真开始运行键时，进行减法计算，从1111减值0000，到达0000后又变回1111进行下一循环的减法计算。各触发器的脉冲信号输入为异步输入，有四个脉冲信号输入端。对二进制进行减法计算，即电路是一个异步四位二进制减法计数器。 （3）74ls112组成异步四位二进制加法器

设计原理 异步二进制加法计数器是比较简单的。是由4个JK (选用双JK74LS112)触发器构成的4位二进制(十六进制)异步加法计数器，图为其状态图和波形图

对于所得状态图和波形图可以这样理解:触发器FF。(最低位)在每个计数沿(CP)的下降沿(1→0)翻转,触发器FF1的CP端接FF0的Q.端，因而当FF。(Q。)由1一0时，FF1翻转。类似地，当FF1 (Q1) 由1 0时，FF2翻转，FF2 (Q2)由1→0时，FF3翻转。 4位二进制异步加法计数器从起始态0000到1111共十六个状态，因此,它是十六进制加法计数器,也称模16加法计数器(模M=16)。 从波形图可看到, Q。的周期是CP周期的二倍; Q1是Q.的二倍，CP的四倍; Q 2是Q1的二倍，Q.的四倍，CP的八倍; Q :是Q2的二_倍，Q的四倍，Q.的八倍，CP的十六倍。所以Q。、Q1、Q2、Q3分别实现了二、四、八、十六分频,这就是计数器的分频作用。 实验结果 当点击仿真开始运行键时，进行加法计算，4位二进制异步加法计数器从起始态0000到1111共十六个状态，顺时完成。 （4）74ls112组成异步四位二进制减法器

设计原理 异步二进制减法计数器原理同加法计数器，只要在加法计数器逻辑电路中将低位触发器Q端接高位触发器CP端换成低位触发器Q端接高位触发器CP端即可。 实验运行 a.按图接线。实际上，只要把异步二进制加法计数器的输出脉冲引线由Q端换成Q`端， 即为异步二进制减法计数器。 b.输入单次脉冲CP,观察输出Q3、Q2 Q1Q0的状态是否一致。 c.将CP脉冲连线接至接续脉冲输出(注意,必须先断开与单次脉冲连线，再接到连续脉冲输出上) ,调节连续脉冲旋钮,观察计数器的输出。 五、实验总结 1. 实验设计选择电路芯片时，应该先了解芯片的构造,原理，主要用途。像本实验要求用74LS74和74ls112芯片。通过了解可知道到74LS74是D触发器，74ls112是JK触发器。

2. 做实验设计时，应该按步骤设计:列真值表→根据真值表列出逻辑函数表达式并化简→根据化简了的逻辑表达式画出逻辑电路图, 选择适当的电路芯片合理布线设计实验线路。