1、2.5 計(jì)數(shù)器邏輯功能和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯功能和使用方法。（2）熟悉二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯功能和使用方法。（3）熟悉中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。（4）初步理解數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，以數(shù)字鐘設(shè)計(jì)為例。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備（1）數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱。（2）數(shù)字萬用表。（3）數(shù)字集成電路：74161 4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74390 2二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器7400 4與非門7408 4與門7432 4或門預(yù)習(xí)（1）復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)所用芯片的邏輯功能及邏輯函數(shù)表達(dá)式。（2）復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)所用芯片的結(jié)構(gòu)圖、管腳圖和功能表。（3）復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)所用的相關(guān)原理。（4）按要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的各電路。實(shí)驗(yàn)原理（

2、1）計(jì)數(shù)器是一個(gè)用以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能的時(shí)序邏輯部件，它不僅可以用來對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還常用做數(shù)字系統(tǒng)的定時(shí)、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算以及其他特定的邏輯功能。計(jì)數(shù)器的種類很多，按構(gòu)成計(jì)數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用一個(gè)時(shí)鐘脈沖源來分，有同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；根據(jù)計(jì)數(shù)進(jìn)制的不同，分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ；根據(jù)計(jì)數(shù)的增減趨勢(shì)分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器；還有可預(yù)置數(shù)和可編程功能計(jì)數(shù)器等。（2）利用集成計(jì)數(shù)器芯片構(gòu)成任意（N）進(jìn)制計(jì)數(shù)器方法。反饋歸零法。反饋歸零法是利用計(jì)數(shù)器清零端的清零作用，截取計(jì)數(shù)過程中的某一個(gè)中間狀態(tài)控制清零端，使計(jì)數(shù)器由此狀態(tài)返回到零重新開始計(jì)數(shù)。把模數(shù)大的計(jì)數(shù)器改成模數(shù)小的計(jì)數(shù)器，

3、關(guān)鍵是清零信號(hào)的選擇。異步清零方式以N作為清零信號(hào)或反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為0N-1；同步清零方式以N-1作為反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為0N-1。還要注意清零端的有效電平，以確定用與門還是與非門來引導(dǎo)。反饋置數(shù)法。反饋置數(shù)法是利用具有置數(shù)功能的計(jì)數(shù)器，截取從Nb到Na之間的N個(gè)有效狀態(tài)構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。其方法是當(dāng)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)循環(huán)到Na時(shí)，由Na構(gòu)成的反饋信號(hào)提供置數(shù)指令，由于事先將并行置數(shù)數(shù)據(jù)輸入端置成了Nb的狀態(tài)，所以置數(shù)指令到來時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出端被置成Nb，再來計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器在Nb基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)數(shù)至Na，又進(jìn)行新一輪置數(shù)、計(jì)數(shù)，其關(guān)鍵是反饋?zhàn)R別碼的確定與芯片的置數(shù)方式有關(guān)。異步置數(shù)方式

4、以Na =Nb+N作為反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為NbNa；同步置數(shù)方式以Na =Nb+N-1作為反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為NbNa。還要注意置數(shù)端的有效電平，以確定用與門還是與非門來引導(dǎo)。（3）74HC161同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。該計(jì)數(shù)器具有異步清零端口和同步預(yù)置數(shù)端口，兩個(gè)端口都是低電平有效，可以采用歸零法和置數(shù)法設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。IC還具有兩個(gè)使能端，當(dāng)兩個(gè)使能端處于高電平時(shí)計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)。IC具有進(jìn)位端口可以很方便地級(jí)聯(lián)多個(gè)計(jì)數(shù)器進(jìn)行擴(kuò)展。該計(jì)數(shù)器時(shí)鐘端口為上升沿觸發(fā)。（4）74HC390雙二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。該計(jì)數(shù)器內(nèi)部有兩個(gè)獨(dú)立的二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，兩個(gè)計(jì)數(shù)器均有兩個(gè)時(shí)鐘，必須

5、進(jìn)行初步連接后才能構(gòu)造出十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。使用Q0接CP1的連接方式，時(shí)鐘從CP0進(jìn)入，此時(shí)是8421碼的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器;使用Q3接CP0的連接方式，時(shí)鐘從CP1進(jìn)入，此時(shí)是5421碼的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。該計(jì)數(shù)器具有清零端口，高電平有效，該計(jì)數(shù)器時(shí)鐘端口為下降沿觸發(fā)。（5）數(shù)字鐘。基本的數(shù)字鐘電路包括兩個(gè)六十進(jìn)制和一個(gè)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，因此本次實(shí)驗(yàn)要求同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并搭設(shè)一個(gè)簡易數(shù)字鐘。先搭設(shè)一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器（可以采用清零法，如出現(xiàn)競爭冒險(xiǎn)可改用預(yù)置數(shù)法），由六進(jìn)制和已經(jīng)有的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，由整體復(fù)位法搭設(shè)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)得到簡易數(shù)字鐘模型。實(shí)驗(yàn)I

6、C結(jié)構(gòu)圖和引腳圖（1）74HC161同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖2.5.1 74HC161的結(jié)構(gòu)圖與功能表（2）74HC390雙二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。圖2.5.2 74HC390的結(jié)構(gòu)圖與功能表實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（1）測(cè)試74HC161的邏輯功能，根據(jù)測(cè)試結(jié)果總結(jié)并描述其邏輯功能，表格自行完善。輸 入輸 出CPCREnpEntLoad文字描述功能011111表2.5.1 74HC161的功能表（2）測(cè)試74HC390的邏輯功能，根據(jù)測(cè)試結(jié)果總結(jié)并描述其邏輯功能，表格自行完善。輸 入輸 出CPACPBCR文字描述功能表2.5.2 74HC390功能表（3）用74LS161和74LS390構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器（利用數(shù)碼管顯示） 用74LS161設(shè)計(jì)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。a.寫出設(shè)計(jì)方案。b.畫出邏輯圖。c.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其邏輯功能。用一片74HC161和一片74HC390構(gòu)成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。a.寫出設(shè)計(jì)方案，指出個(gè)位與十位的進(jìn)位如何獲得。b.畫出接線圖。c.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其邏輯功能。用一片74HC161和一片74HC390構(gòu)成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。a.寫出設(shè)計(jì)方案，特別指出個(gè)位與十位的級(jí)聯(lián)如何設(shè)計(jì)。b.畫出接線圖。c.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其邏輯功能。級(jí)聯(lián)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。a.寫出設(shè)計(jì)方案，特別指出六十進(jìn)制與二十四進(jìn)制的級(jí)聯(lián)如何設(shè)計(jì)。b.畫出接線圖。c.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其邏輯功能。思考題（1）解決電路自啟動(dòng)