基于集成計數(shù)器的數(shù)字秒表實(shí)驗(yàn)設(shè)計

【摘 要】實(shí)驗(yàn)以集成電路數(shù)字計數(shù)器作為基礎(chǔ)器件，以集成與非門作為輔助器件，以七段數(shù)碼管顯示數(shù)字，構(gòu)成數(shù)字秒表，采用數(shù)字開關(guān)實(shí)現(xiàn)復(fù)位、暫停以及繼續(xù)功能。特別有利于學(xué)習(xí)掌握時序電路設(shè)計的知識。

【關(guān)鍵詞】集成電路 計數(shù)器 與非門 數(shù)字秒表

以集成電路實(shí)現(xiàn)數(shù)字秒表是數(shù)字邏輯電路課程教學(xué)中常選做的一項實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計以集成電路數(shù)字計數(shù)器作為基礎(chǔ)器件，原理清晰，難易程度適中，對學(xué)生掌握時序電路知識特別有利。

一、基本原理

實(shí)驗(yàn)中，數(shù)字秒表由兩個集成計數(shù)器74LS161，一個集成與非門74LS00和兩個七段數(shù)碼管組成，如圖1所示。兩個74LS161分別用來作為低位計數(shù)器和高位計數(shù)器，實(shí)現(xiàn)00～59的計數(shù)，并用七段數(shù)碼管來顯示。低位和高位計數(shù)器分別實(shí)現(xiàn)“0～9”的十進(jìn)制計數(shù)和“0～5”的六進(jìn)制計數(shù)。通過清零端實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能，使能端實(shí)現(xiàn)暫停和繼續(xù)功能。

二、實(shí)現(xiàn)方法

1.數(shù)字秒表基礎(chǔ)功能的實(shí)現(xiàn)

低位計數(shù)器和高位計數(shù)器都采用反饋置數(shù)法來分別實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制和六進(jìn)制。低位計數(shù)器為“0～9”的十進(jìn)制計數(shù)，當(dāng)其計數(shù)至9，9的二進(jìn)制為1001，將QA與QD與非反饋給置數(shù)端，從而使輸出端等于輸入端，由于輸入端為0000，從而達(dá)到清零的目的，實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制循環(huán)計數(shù)；同理，高位計數(shù)器為“0～5”的六進(jìn)制計數(shù)，當(dāng)其計數(shù)為5，5的二進(jìn)制為0101，將QA與QC與非反饋給置數(shù)端，實(shí)現(xiàn)六進(jìn)制循環(huán)計數(shù)。低位與高位芯片串行級聯(lián)實(shí)現(xiàn)進(jìn)位。當(dāng)?shù)臀恍酒B數(shù)碼管達(dá)9，使高位芯片的時鐘端口接入一個時鐘脈沖，實(shí)現(xiàn)高位計數(shù)器加一，當(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器為“0～8”時，高位計時器的時鐘端口無脈沖，從而保持當(dāng)前數(shù)字。……