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資訊科學與工程學院
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實驗專案性質
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實驗室(中心)： .
指導教師
實驗完成時間： ..
目錄一、 實驗目的 3
二、 實驗內容及要求 3
1、 設計背景 3
2、 設計內容 4
3、 設計要求 4
1、將7490通過接線實現六進製制計數器，用來作為秒錶的高位顯示。 4
三、 實驗原理 5
四、實驗過程及原始記錄 6
1、原理分析及設計 6
2、 實驗原理圖 6
六、實驗結果及分析 7
1、實驗結果 7
2、 實驗結果分析 8
七、實驗體會 9
1、實驗目的
1、熟悉計數器的工作原理及特點。
2、學習設計n進製加法計數器的方法。
3、掌握電子秒錶的設計方法。
4、深入了解同步計數器與非同步計數器的計數特點，從而實現對計數器功能的充分利用。
5、理解並掌握m進製計數器轉n進製計數器的原理以及設計方法。
2、實驗內容及要求
1、設計背景
在數位電路中使用得最多的時序邏輯電路就是計數器了。計數器不僅能用於對時鐘脈衝計數，還可以用於分頻、定時、產生節拍脈衝和脈衝序列以及進行數字運算。
計數器的種類非常繁多。如果按計數器中的觸發器是否同時翻轉分類，可以將計數器分為同步式和非同步式兩種。在同步式計數器當中，當時鐘脈衝輸入時觸發器的翻轉式同時發生的。
而在非同步計數器當中，觸發器的翻轉有先有後，不再是同時發生的。
如果按計數過程中計數器中的數字增減分類，有可以將計數器分為加法計數器、減法計數器和可逆計數器（或稱為加減法計數器）。隨著計數器脈衝的不斷輸入二作遞增計數的稱為加法計數器，作遞減計數的稱為減法計數器，可增可減的稱為可逆計數器。
如果按計數器中數字編碼方式分類，又可以將計數器分為二進位制計數器、二—十進位制計數器、格雷碼計數器等等。有時也可以按照計數器的計數容量來對計數器進行分類。總之，計數器在電子設計以及儀器儀表設計方面都有著廣泛的應用，在許多設計中利用好計數器，既可以使電路變得簡單，又能保證電路功能的穩定性。
為了對計數器工作原理以及功能用途作進一步深入的了解，我們這次綜合設計實驗選用計數器來完成一分鐘的秒錶設計。
2、設計內容
1、將7490通過接線實現六進製制計數器，用來作為秒錶的高位顯示。
2、將7490通過接線實現十進位制計數器，用來作為秒錶的低位顯示。
3、通過六進製制的計數器和十進位制的計數器級聯的方法，使總體形成乙個六十進位制的計數器。用來實現一分鐘的秒錶功能。
4、通過使用八段顯示解碼器7448完成對計數器產生的數值進行解碼的功能。使計數數值直觀地在數碼管上顯示。
3、設計要求
1、將7490通過接線實現六進製制計數器，用來作為秒錶的高位顯示。
2、將7490通過接線實現十進位制計數器，用來作為秒錶的低位顯示。
3、通過六進製制的計數器和十進位制的計數器級聯的方法，使總體形成乙個六十進位制的計數器。用來實現一分鐘的秒錶功能。
4、將計數器形成的數值通過解碼後送到八段數碼管進行顯示。
5、時鐘脈衝頻率為1hz，即在一秒鐘的時間內，clock觸發一次。
3、實驗原理
本次實驗的主要設計內容是利用兩片型號為：7490的計數器來完成一分鐘的秒錶設計。根據7490晶元的邏輯功能，我們知道：
7490是二—五—十進位制非同步計數器。我們可以根據自己的需要，通過非同步置數法實現其他進製的計數功能。例如，你要做八進位制的就先把7490接成十進位制的（cpa與q0接，以cpb做輸入，q3做輸出就是十進位制的），然後用非同步置數跳過乙個狀態達到八進位制計數．
下面以從000計到111為例．先接成加法計數狀態，在輸出為1000時（既q4為高電平時）把q4輸出接到r01和r02腳上（即非同步置0），此時當計數到1000時則立刻置0，從新從0開始計數．1000的狀態為瞬態．
狀態轉化圖中是0000到0111是有效狀態，1000是瞬態，跳轉從這個狀態跳回到0000狀態．
我們使用兩片7490來完成秒錶的設計。通過對7490作相應的連線變化，可以將第一片7490設計為六進製制的計數器，第二片設計為十進位制的計數器。並且兩片計數器之間滿足這樣的關係，即：
當第一片計數器計數十次後就給第二片計數器乙個脈衝訊號，從而實現第一片計數十次後就向第二片進一位的功能。
通過以上分析，我們就可以直觀地知道兩片7490的連線方式。我們將第一片7490連線為六進製制計數器，其方法是：當計數器計數數值來到0110時，我們通過非同步置零法將計數器的狀態置回到0000，而由於我們採用的是非同步置零法，0110只是作為暫態出現。
實際上我們的計數器的狀態分別為：0000-0001-0010-0011-0100-0101六種狀態，從而使計數器的狀態逃過了0110—1001之間的狀態。這樣，我們就將十進位制的計數器置為了六進製制的計數器。
對於第二片計數器，只需在它出現1000時給高位六進製制計數器進一位就行了。也就是當出現1000時，qd給cka觸發一次。這樣，我們就實現了低位計數十次後給高位進製的功能。
第一片7490電路的狀態轉換圖如下：
/co第二片7490電路的狀態轉換圖如下：
/co我們將計數器產生的二進位制**通過7448八段顯示解碼器解碼後，接入到八段顯示器中。實現對計數器計數產生的數值的顯示。（此處作一下說明，由於計數器生成的數值具有bcd碼的特點，因此，我們可以很方便地運用7448八段解碼器來完成數值的解碼功能，實現對數值的直觀顯示。
）這樣，我們就可以很直觀的看到計數器的計數過程以及計數生成的數值。
四、實驗過程及原始記錄
1、原理分析及設計
7490可以實現六進製制計數以及十進位制計數，因此，利用其功能特點，我們可以將六進製制的計數器接為秒錶的高位，顯示值為0—5；將十進位制的計數器接為低位，顯示值為0—9。並且當低位為9—0變化時，向高位進一位。由此就可以實現一分鐘的秒錶。
2、實驗原理圖
3、實驗所需器件清單
六、實驗結果及分析
1、實驗結果
秒錶實現從00——59變化。部分結果如下：
2、實驗結果分析
通過以上實驗過程，我們就可以直觀地知道兩片7490的連線方式。我們將第一片7490連線為六進製制計數器，其方法是：當計數器計數數值來到0110時，我們通過非同步置零法將計數器的狀態置回到0000，而由於我們採用的是非同步置零法，0110只是作為暫態出現。
實際上我們的計數器的狀態分別為：0000-0001-0010-0011-0100-0101六種狀態，從而使計數器的狀態逃過了0110—1001之間的狀態。這樣，我們就將十進位制的計數器置為了六進製制的計數器。
對於第二片計數器，只需在它出現1000時給高位六進製制計數器進一位就行了。也就是當出現1000時，qd給cka觸發一次，但是由於7490使用的是jk觸發器，即只有來到下降沿的時候，輸出才改變一次。於是當第一片的狀態在1000時，給第二片乙個高電平，且保持到1001狀態，此時，當第一片從1001（9）轉到0000（0）狀態時，q3立即產生乙個下降沿，此時高位加1。
這樣，我們就實現了低位計數十次後給高位進製的功能。並且，兩片計數器的輸出都是在0000（0）—1001（9）範圍內，我們可以利用7448對bcd碼進行解碼後送到七段顯示數碼管，即可實現00—59的顯示輸出。
7、實驗體會
通過這次實驗，我又收穫了許多；無論是關於數位電路的原理還是實驗報告的排版，我都從中獲益。我想，大概人就是這樣，一件事做完之後，總有許多值得回憶的地方。說實話，數位電路實驗設計還是很有趣的，一方面，它不僅鍛鍊我們的邏輯思維能力，而且又是還在考驗我們的耐力。
我在設計製作的過程中，就深深體會到了這一點。有的時候，拿到乙個設計題目，根本就沒有一點想法；有時甚至不知所云。但是，此時千萬不要放棄，就算我們暫時不能理解，只要我們勤學、好問，積極利用身邊的資源，努力探索，最終必會有所收穫。
這次實驗還讓我明白了乙個道理，我們在做事情時，有時不能太死板，要學會變通，靈活運用自己所學的知識。這樣會達到事半功倍的效果。
另外，無論是做什麼課程的實驗，或者是團隊參加比賽時。小組內部之間的團結以及溝通是非常重要的，其實，這裡所說的團結就是為了更好地協作。不管做什麼實驗，我們首先必須要弄懂的就是實驗原理，沒有實驗原理作為實驗過程的參照物，任何實驗都將半途而廢，不會產生理想的實驗結果。
這不但耽擱了大家的學習時間，還消耗了同學們的意志。所以，在這裡要求自己，在以後的實驗過程當中，一定要先把實驗原理以及實驗所要研究的內容弄清楚，然後再進行實驗，這樣一來就會感到得心應手。並且能使自己保持乙個清醒的頭腦。
其實，我們在學習數位電路的過程中，難免會遇到棘手的問題。例如，在學習觸發器章節的時候，我感到很迷茫；上課的時候不理解老師的講解，感到很痛苦。但是，我並沒有因為這個章節難啃而放棄，老師上課的時候，如果我實在聽不懂，我就會告訴自己，沒事的，有很多人都和我一樣。
下課之後，我額外花點時間在數位電路上，於是，許多問題都在這時迎刃而解。所以，我想給那些快要放棄或者已經放棄的同學一些建議，當你感到迷茫的時候，就好好的放鬆一下自己；待你有精力和興趣的時候，再回過頭來解決乙個又乙個的問題，這樣的話，你會活得比較輕鬆一點。
通過這次實驗，對proteus軟體有了進一步的了解。相信在以後的學習過程中，一定會從這次實驗中獲益。
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