实验五、计数器逻辑功能和设计

6.实验内容及步骤

（1）测试74HC161的逻辑功能，根据测试结果总结并描述其逻辑功能，表格自行完善。

表2.5.1  74HC161的功能表

（2）测试74HC390的逻辑功能，根据测试结果总结并描述其逻辑功能，表格自行完善。

表2.5.2  74HC390功能表

（3）用74LS161和74LS390构成N进制计数器（利用数码管显示）

输出端

数码管对应的字符

QD

QC

QB

QA

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

2

0

0

1

1

3

0

1

0

0

4

0

1

0

1

5

0

1

1

0

6

0

1

1

1

7

1

0

0

0

8

1

0

0

1

9

1

0

1

0

A

1

0

1

1

b

1

1

0

0

C

1

1

0

1

d

1

1

1

0

E

1

1

1

1

F

以下实验用Multisim仿真

① 用74LS161设计六进制计数器。

a.写出设计方案。

b.画出逻辑图。

c.实验验证其逻辑功能。

答：这里我使用的是反馈清零法。如下面的电路图所示，借助74LS161的异步清零功能实现。

②用一片74HC161和一片74HC390构成六十进制计数器。

a.写出设计方案，指出个位与十位的进位如何获得。

b.画出接线图。

c.实验验证其逻辑功能。

答：我这里的个位是由74HC161输出，十位是由74HC390输出。清零的方式都是反馈清零法，而进位信号使用的是用一个与非门(U3)和非门(U6)构成的，如下图所示：

③用一片74HC161和一片74HC390构成二十四进制计数器。

a.写出设计方案，特别指出个位与十位的级联如何设计。

b.画出接线图。

c.实验验证其逻辑功能。

答：我这里的个位是由74HC161输出，十位是由74HC390输出。清零的方式都是反馈清零法，而进位信号使用的是用一个与非门(U3)和非门(U6)构成的，如下图所示：

④级联六十进制计数器和二十四进制计数器。

a.写出设计方案，特别指出六十进制与二十四进制的级联如何设计。

b.画出接线图。

c.实验验证其逻辑功能。

7.思考题

（1）解决电路自启动问题有哪些方法？

答：第一种：修改无效循环中的状态转换关系，断开无效循环并把无效循环状态引导至有效状态，使电路的状态图形成能自启动的状态图，从而来解决自启动问题。第二种：加电预置和检测复位电路，在打开电源的瞬间，使电路处在一个有效状态下，从而避免进入无效状态；当电路工作不正常时，立即发出中断申请，使逻辑电路初始化，重新加电预置。

（2）在采用中规模集成计数器构成N进制计数器时，采用哪两种方法？两者有何区别？

答：用M进制集成计数器构成N进制计数器时，如果M>N，则只需一个M进制集成计数器；如果MN时，可以利用反馈清零法和反馈置数法来跳过多余的状态。反馈清零法适用于有清零输入端的集成计数器。在本次实验使用的74LS161和74LS390都具有异步清零功能，在其计数过程中，不管它的输出处于哪一个状态，只要异步清零输入端有效，其输出会立即从那个状态回到0000状态。反馈置数法适用于具有预置数功能的集成计数器。在本次实验使用的74LS161都具有同步预置功能，在其计数过程中，使预置控制端有效时，在下一个CP脉冲作用后，计数器就会把预置数据输入端的状态置入计数器。

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