厦大数电 实验十六

实验十六 （N-1/2）分频器

一、实验目的

1、掌握74193同步四位二进制可逆计数器的逻辑功能； 2、用74193设计可编程计数器和（N-1/2）分频器。

二、实验原理

1、74193逻辑功能：

74193是同步四位二进制可逆计数器；其功能如表。

其中：

（1）进位信号Co’：Co’=（Q3·Q2·Q1·Q0·Cpu’）’即：计数器状态从“1111”向“0000”转换时，当Cpu的上升沿到来时，Co’输出一个上升沿作进位信号；

（2）借位信号Bo’=（Q3’·Q2’·Q1’·Q0’·CpD’）’即：计数器状态从“0000”向“1111”转换时，当CpD的上升沿到来时，Bo’输出一个上升沿作借位信号。 2.用74193组成可编程计数器：

图2为74193组成可编程计数器示意图：当CpD =“1”，从Cpu输入时钟脉冲，用与非门对计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0进行译码，并将译码输出反馈给LD’端。

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当D3D2D1D0=“0000”时，计数器即为8421码可编程N进制（N=2~16）加法计数器；当LD’=（Q2·Q1）’时，

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可构成8421码六进制加法计数器。 3.74193组成（N-1/2）分频器： 74193组成（N-1/2）分频器电路如图：

（1）74193可编程计数器每循环一次，译码器输出一个负脉冲给LD’，同时该负脉冲出发T’触发器，使QT’翻转一次。

（2）QT’和Cp异或输出作为可编程计数器时钟Cpu,即：Cpu Cp，则： ①当QT’=“0”时，Cpu=Cp，可编程计数器在Cp的上升沿触发翻转。 ②当QT’=“1”时，Cpu=Cp’，可编程计数器在Cp的下升沿触发翻转。

显然，在计数器的两个相邻循环中，一个循环是在Cp的上升沿翻转；另一个是在Cp的下降沿翻转。从而使可编程控制器的进制数N比原来原来减1/2，达到（N-1/2）分频。

（3）当D3D2D1D0=“0000”时，计数器即为8421码可编程N进制（N=2~16）加法计数器；当LD’=（Q2·Q1）’时，可构成8421码六进制加法计数器。

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三、实验仪器

1.示波器 1台 2.多功能电路实验箱 1台

四、实验内容

1.74193功能测试

自拟实验步骤，按照74193功能表验证器功能。

（1）令Rd=“1”，则D3、D2、D1、D0输出为“0”，Co’=“1”。

（2）令LD’=Rd=“0”，则Q3、Q2、Q1、Q0分别为D3、D2、D1、D0。通过不断改变D3、D2、D1、D0加以验证，结果与74193逻辑功能一致。

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（3）令CpD=LD’=“1”，且CPU接CP，则计数器开始计数，构成四位二进制加法计数器。且当计数器状态从“1111”向“0000”转换时，当Cpu的上升沿到来时，Co’输出一个上升沿作进位信号；

（4）令CpU=LD’=“1”，且CPD接CP，则计数器开始计数，构成四位二进制减法计数器。且当计数器状态从“0000”向“1111”转换时，当CpD的上升沿到来时，Bo’输出一个上升沿作借位信号。 2.74193组成可编程计数器： （1）构成8421码六进制加法计数器：

令：LD’=（Q2·Q1）’，D3D2D1D0=“0000”时，从Cpu输入单脉冲P+（CPD=“1”），用发光管显示输出，列出编程计数器的时序表；

3.（（1）按图3搭接电路，用函数信号发生器的TTL信号（f=100kHz）做时钟Cp，用双踪示波器观察并记录Cp、Cpu、Q0、Q1、Q2、Q3、QT’、LD’的工作波形。 Cp、Cpu、Q0、Q1、Q2、Q3、QT’、LD’的工作波形如下：

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五、实验小结

通过这次实验，我掌握了74193同步四位二进制可逆计数器的逻辑功能，学会了设计可编程计数器和（N-1/2）分频器。实验线路比较复杂，需要认真连接电路。其中示波器依旧选择外触发，接在边沿最少的输出端QT’。外触发波形不稳定时，应该调整触发电平旋钮，使得波形稳定。电路中的高电平应接到开关处，并打开开关。