EDA十进制计数器的设计

物理与电气工程学院课程设计报

告

可控制计数器设计

姓名：李自新

学号： 131103032

一、实验任务

熟悉QuartusⅡ的Verilog HDL文本设计流程全过程，学习计数器的设计、仿真和硬件测试。EDA的设计流程为原理图/HDL文本编辑、逻辑综合、FPGA/CPLD适配、FPGA/CPLD编程下载。EDA的设计所用的软件是Quartus II 软件，Quartus II 软件可以用图形输入、VHDL文本输入的方法输入，之后进行时序仿真，EDA设计流程的最后一步是将程序下载到开发板上，进行硬件测试。

二、实验原理

根据频率的定义和频率测量的基本原理，测定信号的频率必须有一个脉宽为1秒的对输入信号脉冲计数允许的信号；1秒计数结束后，计数值锁入锁存器的锁存信号和为下一测频计数周期作准备的计数器清0信号。这3个信号可以由一个测频控制信号发生器产生，即图6-24中的TESTCTL，它的设计要求是，TESTCTL的计数使能信号CNT_EN能产生一个1秒脉宽的周期信号，并对频率计的每一计数器CNT10的ENA使能端进行同步控制。当CNT_EN高电平时，允许计数；低电平时停止计数，并保持其所计的脉冲数。在停止计数期间，首先需要一个锁存信号LOAD的上跳沿将计数器在前1秒钟的计数值锁存进各锁存器REG4B中，并由外部的7段译码器译出，显示计数值。设置锁存器的好处是，显示的数据稳定，不会由于周期性的清零信号而不断闪烁。锁存信号之后，必须有一清零信号RST_CNT对计数器进行清零，为下1秒钟的计数操作作准备。

按规定编写程序如下：

module CNT10 (CLK,RST,EN,LOAD,COUT,DOUT,DATA);

input CLK,EN,RST,LOAD;

input [3:0] DATA;

output [3:0] DOUT;

output COUT;

reg [3:0] Q1 ; reg COUT ;

assign DOUT = Q1;

always @(posedge CLK or negedge RST) begin

if (!RST) Q1 <= 0;

else if (EN) begin

if (!LOAD) Q1 <= DATA;

else if (Q1<9) Q1 <= Q1+1;

else Q1 <= 4'b0000; end

end

always @(Q1)

if (Q1==4'h9) COUT = 1'b1;

else COUT = 1'b0;

endmodule

编写Verilog程序描述一个电路，实现以下功能：设计带有异步复位、同步计数使能和可预置型的十进制计数器。

具有5个输入端口（CLK、RST、EN、LOAD、DATA）。CLK输入时钟信号；RST 起异步复位作用，RST=0，复位；EN是时钟使能,EN=1,允许加载或计数；LOAD 是数据加载控制，LOAD=0，向内部寄存器加载数据；DATA是4位并行加载的数据。有两个输出端口（DOUT和COUT）。DOUT的位宽为4，输出计数值，从0到9；COUT是输出进位标志，位宽为1，每当DOUT为9时输出一个高电平脉冲。

四、实验方法

1、在非C盘中建立一个CNT10的文件夹，启动Quartus II软件，新建一个Verilog HDL File，如图所示：

2、编写如图的Verilog程序，存盘，文件名为CNT10.V。

存盘后会出现如图所示的对话框，问是否建立一个新的工程，点击“是”。

然后添加工程文件

选择如图所示的元件

最后完成工程的建立，进行编译。

3、通过编译后，建立波形文件

把上图中的输入、输出端口放入仿真列表中，并对各输入端进行仿真设

置，CLK设置时钟，EN、RST、LOAD设置高低电平，DATA设置数值，如

图所示

最后保存，文件名为CNT10.vwf

4、进行仿真，分析结果。

五、心得体会

通过本次，基本掌握熟悉QuartusⅡ的Verilog HDL文本设计流程全过程，学习计数器的设计、仿真和硬件测试，为下一步学习打好了基础！

设计60进制计数器 数电课程设计

电子技术基础实验 课程设计 用74LS161设计六十进制计数器 学院：班级：姓名：学号：电气工程学院电自1418 刘科 20

用74LS161设计六十进制计数器 摘要 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来及脉冲数，还常用作数子系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能和工作波形图以及引出端的排列，就能正确运用这些器件。计数器在现代社会中用途中十分广泛，在工业生产、各种和记数有关电子产品。如定时器，报警器、时钟电路中都有广泛用途。在配合各种显示器件的情况下实现实时监控，扩展更多功能。 利用两片74LS161分别作为六十进制计数器的高位和低位，分别与数码管连接。把其中的一个通过一个与门器件构成一个十进制计数器，另一个芯片构成六进制计数器。十进制计数器（个位）和六进制计数器（十位）均采用反馈清零法利用两个74LS161构成。当个位计数器从1001计数到0000时，十位计数器要计数一次，可通过两芯片之间级联实现。使用200HZ时钟信号作为计数器的时钟脉冲。根据设计基理可知，计数器初值为00，按递增方式计数，增到59时，再自动返回到00。 关键字：60进制，计数器，74LS161，级联 目录 第1章概述 (1) 计数器设计目的 (1) 计数器设计组成 (1) 第2章六十进制计数器设计描述 (2) 74LS161的功能 (2)

方案框架 (3) 第3章六十进制计数器的设计与仿真 (4) 基本电路分析设计 (4) 计数器电路的仿真 (6) 第4章总结 (8)

项目四六十进制计数器的设计与制作

认识常见计数器 读一读： 集成计数器的分类 集成计数器的分类如下。 (1) 按数的进制分类 二进制计数器是指按二进制数的运算规律进行计数的电路。例如74LS161为集成4位二进制同步加法计数器，其计数长度为16。 十进制计数器是指按十进制数的运算规律进行计数的电路。例如CC4518为集成十进制同步加法计数器，其计数长度为10。 任意进制计数器是指二进制计数器和十进制计数器以外其它进制计数器统称为任意进制计数器。如十二进制计数器和六十进 制计数器等。 (2) 按计数时触发器的状态是递增还是递减分类 加法计数器、减法计数器和可逆计数器。图5-15、5-16分别为十进制加法、减法计数器的状态转换图。 Q D Q C Q B Q A 0000 0110 0001 0111 0010 0011 0101 0100 1000 1001 图5-15 十进制加法计数器状态转换图 Q D Q C Q B Q A 1001 0011 1000 0010 0111 0110 0100 0101 0001 0000 图5-16 十进制减法计数器状态转换图 (3) 按计数器中触发器的翻转是否同步分类 同步计数器和异步计数器。 (4) 按计数器中使用的开关元件类型分类 TTL 计数器和CMOS 计数器。TTL 计数器中电路元件均为晶体 管，而CMOS 计数器中电路元件均为场效应管。

读一读： 计数器是一种能累计脉冲数目的数字电路，在计时器、交通信号灯装置、工业生产流水线等中有着广泛的应用。 计数器电路是一种由门电路和触发器构成的时序逻辑电路，它是对门电路和触发器知识的综合运用。计数器是用以统计输入时钟脉冲CP个数的电路。计数器不仅可以用来计数，也可以用来作脉冲信号的分频、程序控制、逻辑控制等。计数器的种类很多，按计数器中触发器的翻转情况，分为同步计数器和异步计数器两种。按照计数值增减情况，可以分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。计数器也有TTL和CMOS不同类型系列产品。计数器累计输入脉冲的最大数目为计数器的模，用M表示，如十进制计数器又可称为模为10的计数器，记作M=10； 触发器有两个稳定状态，在时钟脉冲作用下，两个稳定状态可相互转换，所以可用来累计时钟脉冲的个数。用触发器构成计数器的原理是触发器的状态随着计数脉冲的输入而变化，触发器状态变化的次数等于输入的计数脉冲数。 读一读： 四进制计数器 四进制计数器能累计4个时钟脉冲，有4个有效状态，因此用两个JK触发器就能构成四进制计数器。如图5-8所示为用两个JK触发器构成的四进制同步加法计数器的逻辑图。 JK触发器构成四进制同步加法计数器逻辑图 图5-8中J0=K0=1时，根据JK触发器的逻辑功能可知，左边的触发器在CP上升沿作用下，具有翻转的功能；J1=K1=Q0，当Q0=0时，右边的触发器状态保持不变，当Q0=1时，右边的触发器状态在CP上升沿作用下，具有翻转的功能。于是得到图5-9所示电路的状态转换真值表5-3。 根据状态转换真值表5-3画出状态转换图5-9，由图5-9可知该电路实现了四进制加法计数器的逻辑功能。 电路的状态转换真值表

10进制加法计数器课程设计

西北师范大学知行学院 数字电子实践论文 课题：74ls161组成的十进制加法计数器 （置数法） 班级：14电本 学号：14040101114 姓名：于能海

指导老师：崔用明 目录 第1章前言 (1) 1.1 摘要 (1) 1.2 设计目的 (2) 1.3 设计内容及要求 (2) 第2章设计方案 (3) ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 2．1主要芯片功能介绍 (3) 2.2.1 四位二进制计数器74161介绍 (3) ............................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 工作原理 (4) 第3章硬件设计 (4) 3.1 单元电路设计 (4) 3.2 总硬件电路图 (5) 第4章仿真与试验 (6) 4.1 仿真结果 (6) 4.2 调试中遇到的问题 (7) 第5章结论和体会 (8)

第1章前言 1.1 摘要在数字电路技术的课程中，计数器的功能是记忆脉冲的个数,它是数字系统中应用最广泛的基本时序逻辑构件。计数器在微型计算机系统中的主要作用就是为CPU和I/O设备提供实时时钟，以实现定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示等定时控制，或者对外部事件进行计数。一般的微机系统和微机应用系统中均配置了定时器/计数器电路，它既可当作计数器作用，又可当作定时器使用，其基本的工作原理就是"减1"计数。计数器：CLK输入脉冲是一个非周期事件计数脉冲，当计算单元为零时，OUT输出一个脉冲信号，以示计数完毕。 本十进制加法计数器是基于74161芯片而设计的， 该十进制加法计数器设计理念是用于工厂流水线上产品计数，自动计数，方便简单。 关键词：74ls161计数器 Introduction In the course of digital circuit technology, the counter memory function is the number of pulses, it is a digital system, the most widely used basic sequential logic components. The main role of the counter in the micro-computer system is to provide real-time clock for the CPU and I / O devices to achieve the timer interrupt, timing detection, scheduled scanning, the timing display timing control, or to count external events. General computer systems and computer application systems are equipped with a timer / counter circuit, it can as a counter action, but also as a timer, the basic working principle is "minus 1" count. Counter: CLK input pulse is a non-periodic event count pulses to zero when calculating unit, OUT outputs a pulse signal, to show the count is completed. The decimal addition counter is designed based on the 74161 chip, the low potential sensor senses when to rely on external signals, sensors in an object within the sensing range, otherwise it is a high potential. Within the sensing range of the sensor when an object is moved out of date, sensor potential from high to low and then high, appears on the edge. Counter is automatically incremented and displayed on a digital control. The decimal addition counters have two seven-segment LED. It can count from 0 to 99 objects, and easy to expand. The design concept of decimal addition counter is used to count on a factory assembly line products, automatic counting, convenient and simple. Keywords:74ls161counter

用同步十进制加法记数器构成的一个六进制记数器

如何改进六进制记数器设计的方法 ---私立华联学院电子信息工程系龙志 摘要：本文主要通过对同步十进制加法计数器74LS160实现六进制计数器的的常规设计分析,进而研究并实现对六进制计数器的改进设计,本设计主要是对74LS160的异步复位端进行分析设计,使用74LS160能克服触发器的工作速度的差异情况以及竞争冒险现象，实现了使异步复位信号能够持续足够长的时间，从而使74LS160能够从0110这一状态复位变为0000状态,成功得竞争结果，实现我的设计思想。 关键字：同步计数器、加法计数器、触发器、计数脉冲、异步复位、预置数 引言：任何一个数字系统几乎都包含计数器。计数器不仅可以用来计数，也可用来定时、分频和进行数字运算。所谓计数，就是计算输入脉冲的个数，而计数器就是实现计数功能的时序部件。计数器的种类很多。按照组成计数器各触发器的状态转换所需CP是否来自统一的计数脉冲，可以分为同步计数器和异步计数器；按照计数数值的增减情况可以分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器；按照计数进位制不同可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；按照集成工艺不同可分为双极型计数器和单极型计数器。另外，计数器既有中规模集成组件，也可以用小规模集成电路组成。 正文：除了计数功能外，计数器还有一些附加功能，如异步复位、预置数（注意，有同步预置数和异步预置数两种。前者受时钟脉冲控制，后者不受时钟脉冲控制）、保持（注意，有保持进位和不保持进位两种）。虽然计数器产品一般只有二进制和十进制两种，有了这些附加功能，我们就可以方便地用我们可以得到的计数器来构成任意进制的计数器。 同时我们也知道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,需要利用置数控制端或清零端,让电路跳过某些状态来获得N进制计数器。下面我举自己设计的用同步十进制加法计数器74LS160构成一个六进制计数器。

十进制4位加法计数器设计

洛阳理工学院 十 进 制 4 位 加 法 计 数 器 系别：电气工程与自动化系 姓名：李奇杰学号：B10041016

十进制4位加法计数器设计 设计要求： 设计一个十进制4位加法计数器设计 设计目的： 1.掌握EDA设计流程 2.熟练VHDL语法 3.理解层次化设计的内在含义和实现 设计原理 通过数电知识了解到十进制异步加法器的逻辑电路图如下 Q3 则可以通过对JK触发器以及与门的例化连接实现十进制异步加法器的设计 设计内容 JK JK触发器的VHDL文本描述实现： --JK触发器描述 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity jk_ff is

port( j,k,clk: in std_logic; q,qn:out std_logic ); end jk_ff; architecture one of jk_ff is signal q_s: std_logic; begin process(j,k,clk) begin if clk'event and clk='0' then if j='0' and k='0' then q_s <= q_s; elsif j='0' and k='1' then q_s <= '0'; elsif j='1' and k='0' then q_s <= '1'; elsif j='1' and k='1' then q_s <= not q_s; end if; end if; end process; q <= q_s; qn <= not q_s; end one; 元件门级电路： 与门VHDL文本描述实现： --与门描述library ieee; use ieee.std_logic_1164.all;

课程设计：六十进制计数器的设计

一、实验目的 1．进一步掌握VHDL语言中元件例化语句的使用 2．通过本实验，巩固利用VHDL语言进行EDA设计的流程 二、实验原理 1．先分别设计一个六进制和十进制的计数器，并生成符号文件2．利用生成的底层元件符号，设计六十进制计数器顶层文件 三、实验步骤 （略） 四、实验结果

六进制计数器源程序cnt6.vhd： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE. STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CNT6 IS PORT (CLK, CLRN, ENA, LDN: IN STD_LOGIC; D: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); Q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); COUT: OUT STD_LOGIC); END CNT6; ARCHITECTURE ONE OF CNT6 IS SIGNAL CI: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0):="0000"; BEGIN PROCESS(CLK, CLRN, ENA, LDN) BEGIN IF CLRN='0' THEN CI<="0000"; ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN IF LDN='0' THEN CI<=D; ELSIF ENA='1' THEN IF CI<5 THEN CI<=CI+1; ELSE CI<="0000"; END IF; END IF; END IF; Q<=CI; END PROCESS; COUT<= NOT(CI(0) AND CI(2)); END ONE;

六位十进制计数器设计(DOC)

河南科技学院新科学院电子课程设计报告 题目：六位十进制计数显示器 专业班级：电气工程及其自动化113班 姓名：吕志斌 时间：2013.05.27 ～2013.06.05 指导教师：邵锋张伟 完成日期：2013年06月05 日

6位十进制计数显示器设计任务书 1．设计目的与要求 设计6位十进制计数显示器电路，要认真并准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能： （1）能够实现0-999999的计数并显示； （2）具备计数数据的锁存功能； （3）采用数码管显示； （4）具备复位清零功能。 2．设计内容 （1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系； （2）确定元器件及元件参数； （3）电路仿真； （4）SCH文件生成与打印输出； （5）PCB文件生成与打印输出。 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和电路图，有总结体会。 4．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。 目录 1.引言 (1) 2.总体设计方案 (1)

2.1设计思路 (1) 2.2总体设计框图 (1) 3.设计原理分析 (1) 3.1计数器所用元器件74LS47 (1) 3.2译码显示电路所用器件 (3) 3.3译码显示电路工作原理分析 (4) 3.4锁存电路工作原理及器件 (4) 4.调试与仿真 (4) 5.体会与总结 (5) 参考文献 (5) 附录1仿真图 (6) 附录2原理图 (7)

6位十进制计数器设计 摘要：本文为完成六位十进制计数显示电路设计的完整过程，该电路是一种具备锁存复位清零功能的显示电路。具有结构简单，原理清晰的特点。 关键词：计数锁存复位 74LS47 74LS161 74LS93 74LS162 1引言 计数器的计数范围不够广，功能不太完善。在一些要求计数显示的场合需要较宽的计数范围，随着大规模集成电路的发展，数字技术显示技术也在不断的更新替换。然而，一些有时也需要一些专用的功能键。六位十进制显示器是一种能直接用数字显示范围且计数范围为0-999999的脉冲计数仪表，通过计数显示器将输入脉冲信号转换为对等的四位BCD码，再进入译码器将其转换为其位二进制数，最后经过驱动电路输入到七段式数字显示器显示十进制数。 2总体设计方案 本设计用74LS161芯片完成计数译码功能和锁存功能，将他们分别作为输入端接入74LS47译码，然后接入七段显示器完成显示功能。通过逻辑与非门与下一级的脉冲输入端完成进位，用开关KA.,KB分别控制复位清零和锁存。 2.1设计思路 本设计用六块74LS161来实现0-999999计数功能和完成锁存功能。将他们作为输入端接入6块74LS47芯片完成译码显示功能，用开关KA控制74LS161芯片的CLR端和CLK端来控制计数器清零和下一位的进位功能。 2.2总体设计框架图 该电路输入脉冲先进入计数电路然后再进入译码电路，同时计数与电路给下一位输入脉冲，计数器经过译码器译码，然后由LED数码管显示 (总体设计框架如图1)。 3设计原理分析 3.1计数器所用元器件74LS161 本设计计数器所用芯片为74LS161（图2）。该芯片A~D可以预置数，CLK端为脉冲接入端并由QA-QD完成输出（上升沿有效）。CLR为异步清除输出端（低电平有效），CEP 和CET为技术控制端，/PE为同步并行置入控制端（低电平有效）可以完成置数清零功能，在本设计中CLR接开关KA与一个

十进制计数器设计教案资料

十进制计数器设计

十进制计数器设计 一、实验目的：熟悉Quartus II的Verilog文本设计流程全过程，学习十进制计数器的设计、仿真，掌握计数器的工作原理。 二、实验原理：计数器属于时序电路的范畴，其应用十分普遍。该程序设计是要实现带有异步复位、同步计数使能和可预置型的十进制计数器。该计数器具有5个输入端口（CLK、RST、EN、LOAD、DATA）。CLK输入时钟信号；RST起异步复位作用，RST=0，复位；EN是时钟使能，EN=1，允许加载或计数；LOAD是数据加载控制，LOAD=0，向内部寄存器加载数据；DATA是4位并行加载的数据。有两个输出端口（DOUT和COUT）。DOUT的位宽为4，输出计数值，从0到9；COUT是输出进位标志，位宽为1，每当DOUT为9时输出一个高电平脉冲。RST在任意时刻有效时，如CLK非上升沿时，计数也能即刻清0；当EN=1，且在时钟CLK的上升沿时刻LOAD=0，4位输入数据DATA被加载，但如果此时时钟没有上升沿，尽管出现了加载信号LOAD=0,依然未出现加载情况；当EN=1,RST=1,LOAD=1时，计数正常进行，在计数数据等于9时进行输出高电平。 三、实验任务：在Quartus II上将设计好的程序进行编辑、编译、综合、适配、仿真，从时序仿真图中学习计数器工作原理，了解计数器的运行情况及时钟输入至计数器数据输出的延时情况。 四、实验步骤： （一）、建立工作库文件和编辑设计文件 任何一项设计都是一项Project（工程），而把一个工程下的所有文件放在一个文件夹内是一个非常好的习惯，以便于我们整理，利用和提取不同工程下的

24进制计数器设计报告.doc

24进制计数器设计报告 单时钟同步24进制计数器课程设计报告1.设计任务1.1设计目的1.了解计数器的组成及工作原理。 2.进一步掌握计数器的设计方法和计数器相互级联的方法。 3.进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 4.进一步掌握数字系统的制作和布线方法。 5.熟悉集成电路的引脚安排。 1.2设计指标1.以24为一个周期，且具有自动清零功能。 2.能显示当前计数状态。 1.3设计要求1.画出总体设计框图，以说明计数器由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向。 并以文字对原理作辅助说明。 2.设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3.选择合适的元器件，利用multisim仿真软件验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在确定电路充分正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。 4.在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线进行合理布局。 5.打印PCB板，腐蚀，钻孔，插元器件，焊接再就对整个计数器电路进行调试。

2.设计思路与总体框图.计数器由计数器、译码器、显示器三部分电路组成，再由555定时器组成的多谐振荡器来产生方波，充当计数脉冲来作为计数器的时钟信号，计数结果通过译码器显示。 图1所示为计数器的一般结构框图。 十位数码显示管译码驱动异步清零计数器计数脉冲(由555电路产生)个位位数码示像管译码驱动异步清零计数器强制清零▲图1计数器结构框图3.系统硬件电路的设计3.1555多谐荡电路555多谐振荡电路由NE555P芯片、电阻和电容组成。 由NE555P的3脚输出方波。 ▲图2555电路3.2计数器电路集成计数芯片一般都设置有清零输入端和置数输入端，而且无论是清零还是置数都有同步和异步之分。 有的集成计数器采用同步方式，即当CP触发沿到来时才能完成清零或置数任务；有的集成计数器则采用异步方式，即通过触发器的异步输入端来直接实现清零或置数，与CP信号无关。 本设计采用异步清零。 由2片十进制同步加法计数器74LS160（图2-1-1）、一片与非门74LS00（图2-1-2）和相应的电阻、开关。 由外加送来的计数脉冲（由555电路产生）送入两个计数器的CLK端，电路在计数脉冲的作用下按二进制自然序依次递增1，当个位计数到9时，输出进位信号给十位充当使能信号进位。

六十进制计数器设计

六十进制计数器 设计报告 姓名： 学号： 班级：13电气工程1班 系别：自动化工程系 指导教师： 时间： 2015-1-10

目录 1.概述 (2) 1.1计数器设计目的 (3) 1.2计数器设计组成 (3) 2.六十进制计数器设计描述 (4) 2.1设计的思路 (6) 2.2设计的实现 (6) 3. 六十进制计数器的设计与仿真 (7) 3.1基本电路分析设计 (7) 3.2 计数器电路的仿真 (10) 4.总结 (13) 4.1遇到的问题及解决方法 (13) 4.2实验的体会与收获 (14)

◆1概述 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来及脉冲数，还常用作数子系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。 计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。根据计数制的不同，分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器。根据计数器的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预制数和可变程序功能计数器等等。目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能和工作波形图以及引出端的排列，就能正确运用这些器件。 计数器在现代社会中用途中十分广泛，在工业生产、各种和记数有关电子产品。如定时器，报警器、时钟电路中都有广泛用途。在配合各种显示器件的情况下实现实时监控，扩展更多功能。 1.1计数器设计目的 1)每隔1s，计数器增1；能以数字形式显示时间。 2)熟练掌握计数器的各个部分的结构。 3)计数器间的级联。 4)不同芯片也可实现六十进制。 1.2计数器设计组成 1)用两个74ls192芯片和一个与非门实现。 2)当定时器递增到59时，定时器会自动返回到00显示，然后继续计 时。 3)本设计主要设备是两个74LS160同步十进制计数器，并且由200HZ， 5V电源供给。作高位芯片与作低芯片位之间级联。 4)两个芯片间的级联。 ◆2.六十进制计数器设计描述

十进制计数器设计

十进制计数器设计 一、实验目的：熟悉Quartus II的Verilog文本设计流程全过程，学习十进制计数器的设计、仿真，掌握计数器的工作原理。 二、实验原理：计数器属于时序电路的范畴，其应用十分普遍。该程序设计是要实现带有异步复位、同步计数使能和可预置型的十进制计数器。该计数器具有5个输入端口（CLK、RST、EN、LOAD、DATA）。CLK输入时钟信号；RST起异步复位作用，RST=0，复位；EN是时钟使能，EN=1，允许加载或计数；LOAD是数据加载控制，LOAD=0，向内部寄存器加载数据；DATA是4位并行加载的数据。有两个输出端口（DOUT和COUT）。DOUT 的位宽为4，输出计数值，从0到9；COUT是输出进位标志，位宽为1，每当DOUT为9时输出一个高电平脉冲。RST在任意时刻有效时，如CLK非上升沿时，计数也能即刻清0；当EN=1，且在时钟CLK的上升沿时刻LOAD=0，4位输入数据DA TA被加载，但如果此时时钟没有上升沿，尽管出现了加载信号LOAD=0,依然未出现加载情况；当EN=1,RST=1,LOAD=1时，计数正常进行，在计数数据等于9时进行输出高电平。 三、实验任务：在Quartus II上将设计好的程序进行编辑、编译、综合、适配、仿真，从时序仿真图中学习计数器工作原理，了解计数器的运行情况及时钟输入至计数器数据输出的延时情况。 四、实验步骤： （一）、建立工作库文件和编辑设计文件 任何一项设计都是一项Project（工程），而把一个工程下的所有文件放在一个文件夹内是一个非常好的习惯，以便于我们整理，利用和提取不同工程下的文件，而此文件夹将被EDA软件默认为Work Library（工作库），所以第一步先根据自己的习惯，建立个新的文件夹。 （1）新建文件夹：在盘建立并保存工程，将文件夹取名Jishuqi。 （2）输入源程序：打开Quartus II，选择菜单File→New→Design Files→VerilogHDL File→OK(如图1所示)。 图1 在空白处工作框处输入任务要求中的代码，代码如下： module CNT10 (CLK,RST,EN,LOAD,COUT,DOUT,DATA); input CLK, EN, RST,LOAD; input [3:0] DATA; output [3:0] DOUT; output COUT;

2位10进制加法计数器课程设计

目录 第1章前言 (1) 1.1 摘要 (1) 1.2 设计目的 (1) 1.3 设计内容及要求 (1) 第2章设计方案 (2) 2.1 系统框图 (2) 2．2主要芯片功能介绍 (2) 2.2.1 四位二进制计数器74161介绍 (2) 2.2.2七段显示译码器7448介绍 (3) 2.3 工作原理 (4) 第3章硬件设计 (5) 3.1 单元电路设计 (5) 3.2 总硬件电路图 (7) 第4章仿真与试验 (8) 4.1 仿真结果 (8) 4.2 调试中遇到的问题 (8) 第5章结论和体会 (9) 第6章参考文献 (10)

第1章前言 1.1 摘要 在数字电路技术的课程中，计数器的功能是记忆脉冲的个数,它是数字系统中应用最广泛的基本时序逻辑构件。计数器在微型计算机系统中的主要作用就是为CPU和I/O设备提供实时时钟，以实现定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示等定时控制，或者对外部事件进行计数。一般的微机系统和微机应用系统中均配置了定时器/计数器电路，它既可当作计数器作用，又可当作定时器使用，其基本的工作原理就是"减1"计数。计数器：CLK输入脉冲是一个非周期事件计数脉冲，当计算单元为零时，OUT输出一个脉冲信号，以示计数完毕。 本十进制加法计数器是基于74161芯片而设计的，依靠传感器感应外界信号，传感器在感应范围内有物体时输出低电位，反之则是高电位。当传感器的感应范围内有物体移过时，传感器电位由高到低再到高，出现上跳沿。计数器会自动加一，并将在数码管上显示。本十进制加法计数器有两位七段数码管。可计数0~99个物体，并易于扩展。 该十进制加法计数器设计理念是用于工厂流水线上产品计数，自动计数，方便简单。 1.2 设计目的 1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题； 2、学习用集成触发器构成计数器的方法； 3、进一步熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性，并掌握合理选用器件的原则； 5、初步了解电路设计、仿真的过程和方法； 4、锻炼分析问题解决问题的能力； 1.3 设计内容及要求 1、具有2位10进制计数功能； 2、利用传感器，不接触计数； 3、每一个物体经过，计数器自动加1； 4、具有显示功能； 5、并用相关仿真软件对电路进行仿真。

EDA60进制计数器设计

《EDA技术》课程实验报告 学生姓名： 所在班级： 指导教师： 记分及评价： 报告满分3分 得分 一、实验名称 实验6：60进制计数器设计 二、任务及要求 【基本部分】 1、在QuartusII平台上，采用文本输入设计方法，通过编写VHDL语言程序，完成60进制计数器的设计并进行时序仿真。 2、设计完成后生成一个元件，以供更高层次的设计调用。 3、实验箱上进行验证。 【发挥部分】 在60进制基础上设计6进制计数器，完成时序仿真。 三、实验程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity sixth is port(clk:in std_logic; co:out std_logic;--jin wei qh:buffer std_logic_vector(3 downto 0);--shi wei ql:buffer std_logic_vector(3 downto 0));--ge wei end entity sixth; architecture art of sixth is begin co<='1'when(qh="0101"and ql="1001")else'0'; process(clk) begin if(clk='1')then if(ql=9)then ql<="0000"; if(qh=5)then

qh<="0000"; else qh<=qh+1; end if; else ql<=ql+1; end if; end if; end process; end architecture art; 四、仿真及结果分析 图6-1 60进制计数器仿真图 用VHDL语言实现一个六十进制计数器，该计数器有计数使能端en，清零端clr和进位输出端co。档en=1时，计数器正常计数；当clr=1时，计数器清零。最后在试验箱上仿真，数码管显示了0到59，则60进制计数器完成。 五、硬件验证 1、选择模式： 2、引脚锁定情况表： 六、小结 1、六进制程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity six is port(clk,en,clr:in std_logic; co:out std_logic;--jin wei qh:buffer std_logic_vector(3 downto 0));--shi wei end entity six; architecture art of six is begin co<='1'when(qh="0101" and en='1')else'0';

Verilog10进制计数器电路

练习 设计一个10进制计数器电路，把10进制计数器的计数结果送到一位数码管显示，要求计数器的计数频率为1Hz。系统时钟为25MHz，要求系统同步复位，高电平有效。完成电路设计框图，各模块仿真以及系统功能仿真和下载编程。 分频器： module fenpin25(clk,rst,clk_1hz); input clk; input rst; output clk_1hz; reg clk_1hz; reg [23:0] cnt; always@(posedge clk or posedge rst) begin if(rst==1'b1) cnt<=24'd0; else if(cnt==13107119)begin cnt<=24'd0; clk_1hz<=~clk_1hz; end else cnt<=cnt+1; end endmodule 十进制计数器： module cnt10(rst,clk,cnt); input rst,clk; output [3:0] c nt; reg [3:0] c nt; always@(posedge clk) begin if(rst==1'b0) cnt<=4'b000;

else if(cnt==4'd9) cnt<=4'b000; else cnt<=cnt+1; end endmodule 十进制计数器仿真波形图： LED译码器： module qiduan(cnt,led,scan); input [3:0] c nt; output [6:0] l ed; output [3:0] s can; reg [6:0] l ed; wire [3:0] s can; assign scan=4'b0001; always@(cnt) begin case(cnt) 4'b0001:led=7'b0000110; 4'b0010:led=7'b1011011; 4'b0011:led=7'b1001111; 4'b0100:led=7'b1100110; 4'b0101:led=7'b1101101; 4'b0110:led=7'b1111100; 4'b0111:led=7'b0000111; 4'b1000:led=7'b1111111; 4'b1001:led=7'b1101111; 4'b1010:led=7'b1110111; default:led=7'b0111111; endcase end endmodule

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）2，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。

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。由于一位8421BCD 数A加一位数B有0到18这十九种结果。而且由于显示的关系,当大于9的时候要加六转换才能正常显示，所以设计的时候有如下的真值表：

实验一十进制计数器的设计与仿真电子科技大学

实验一十进制计数器的设计与仿真 一、实验目的 熟悉QuartusⅡ的Verilog HDL文本设计流程全过程，学习计数器的设计、仿真和硬件测试。 二、实验原理 该程序设计是带有异步复位、同步计数使能、可预置型功能全面的十进制计数器。 （1）第一个条件句if(!RST)构成的RST接于寄存器下方的异步清0端CLR。 （2）第二个条件句if(EN)构成EN接于寄存器左侧的使能端ENA。 （3）第三个条件句if(LODA)构成LODA接于上面的多路选择器，使之控制选择来自DATA的数据，还是来自另一多路选择器的数据。 （4）不完整的条件语句与语句Q1<=Q1+1构成了加1加法器和4位寄存器。 （5）语句（Q1<9）构成了小于比较器，比较器的输出信号控制左侧多路选择器。 （6）第二个过程语句构成了纯组合电路模块，即一个等式比较器，作进位输出。 三、实验设备与软件平台 实验设备：计算机、FPGA硬件平台是Cyclone系列FPGA 软件平台：Quartus II (32-Bit)、5E+系统 四、实验内容 编写Verilog程序描述一个电路，实现以下功能：设计带有异步复位、同步计数使能和可预置型的十进制计数器。 具有5个输入端口（CLK、RST、EN、LOAD、DATA）。CLK输入时钟信号；RST 起异步复位作用，RST=0，复位；EN是时钟使能,EN=1,允许加载或计数；LOAD 是数据加载控制，LOAD=0，向内部寄存器加载数据；DATA是4位并行加载的数

据。有两个输出端口（DOUT和COUT）。DOUT的位宽为4，输出计数值，从0到9；COUT是输出进位标志，位宽为1，每当DOUT为9时输出一个高电平脉冲。 五、实验步骤 设计程序： module CNT10 (CLK,RST,EN,LOAD,COUT,DOUT,DATA); input CLK; input EN; input RST; input LOAD; input [3:0] DATA; output [3:0] DOUT; output COUT; reg [3:0] Q1 ; reg COUT ; assign DOUT = Q1; always @(posedge CLK or negedge RST) begin if (!RST) Q1 <= 0; else if (EN) begin if (!LOAD) Q1 <= DATA; else if (Q1<9) Q1 <= Q1+1; else Q1 <= 4'b0000; end end always @(Q1) if (Q1==4'h9) COUT = 1'b1; else COUT = 1'b0; Endmodule

EDA十进制计数器的设计

物理与电气工程学院课程设计报 告 十进制计数器设计

一、实验任务 熟悉QuartusⅡ的Verilog HDL文本设计流程全过程，学习计数器的设计、仿真和硬件测试。EDA的设计流程为原理图/HDL文本编辑、逻辑综合、FPGA/CPLD适配、FPGA/CPLD编程下载。EDA的设计所用的软件是Quartus II 软件，Quartus II 软件可以用图形输入、VHDL文本输入的方法输入，之后进行时序仿真，EDA设计流程的最后一步是将程序下载到开发板上，进行硬件测试。 二、实验原理 根据频率的定义和频率测量的基本原理，测定信号的频率必须有一个脉宽为1秒的对输入信号脉冲计数允许的信号；1秒计数结束后，计数值锁入锁存器的锁存信号和为下一测频计数周期作准备的计数器清0信号。这3个信号可以由一个测频控制信号发生器产生，即图6-24中的TESTCTL，它的设计要求是，TESTCTL的计数使能信号CNT_EN能产生一个1秒脉宽的周期信号，并对频率计的每一计数器CNT10的ENA使能端进行同步控制。当CNT_EN高电平时，允许计数；低电平时停止计数，并保持其所计的脉冲数。在停止计数期间，首先需要一个锁存信号LOAD的上跳沿将计数器在前1秒钟的计数值锁存进各锁存器REG4B中，并由外部的7段译码器译出，显示计数值。设置锁存器的好处是，显示的数据稳定，不会由于周期性的清零信号而不断闪烁。锁存信号之后，必须有一清零信号RST_CNT对计数器进行清零，为下1秒钟的计数操作作准备。 按规定编写程序如下： module CNT10 (CLK,RST,EN,LOAD,COUT,DOUT,DATA); input CLK,EN,RST,LOAD; input [3:0] DATA; output [3:0] DOUT;