基于Quartus六十进制计数器的设计(2)

电工电子仿真实践课程设计（报告）

2.2 单元电路二：十进制计数器（十位）

本电路同样采用74160作为十进制计数器，如图2.3所示。当第一片进位端RCO进位即RCO=1时，第二片ENP·ENT＝1，第二片开始计数工作，第一片每计10个数，第二片加1（十位），当加到59时，由辅助门电路接入置数端使计数器输出置0000，并重新开始循环。

由于第二片（十位）74160输出端线路并不繁杂，因此本单元电路的四位输出端可分别直接连接输出符号Output，以便于观察波形。

接上片置数端 输出端，接Input输出符号 接上片进位端 接地 接高电平 接高电平或悬空 时钟脉冲

图2.3十进制计数器电路（十位）

2.3 单元电路三：置数与进位电路

通过创建波形文件，产生具有一定频率的时钟脉冲提供触发信号，通常称这个触发信号为时钟信号（CLOCK），记做CLK。当系统中有多个器件需要同时工作时，就可以用同一个CLK信号作为同步控制信号，比如本电路中用到的同步十进制计数器（74160）。

在时钟脉冲的触发作用下，当第二片（十位）74160加到59时，便由此单元门电路接入置数端使计数器输出置0000，并重新开始循环。

点击图中“符号工具”按钮，或者选择菜单Edit下的Insert Symbol命令，在元件库中选择primitives—logic—nand4和not。其中nand4表示具有四个输入端的与非门，辅助构成六十进制计数器；not为非门，实现反相功能，并能产生进位输出（高电平）。

3

电工电子仿真实践课程设计（报告）

计数器十位输出端 进位信号 计数器个位输出端

图2.4 置数与进位电路

3 元件选取与电路图的绘制

3.1 元件选取

元件的选取包括同步十进制计数器、与非门、反相器等，具体元件名称、型号、数量及用途如表3-1所示。

表3-1 元件的选取

名称 同步十进制计数器 四端子与非门 反相器 型号 74160 NAND4 NOT 数量 2片 1个 1个 用途 联成六十进制计数器 辅助构成计数器 实现反相（非）的功能 3.2 电路图的绘制

首先用两片74160接成一百进制的计数器，然后将电路的第59状态译码产生LD′=0信号，同时加到两片74160上，在下一个计数脉冲（第60个计数脉冲）到达时，将0000同时置入两片74160中，从而得到六十进制计数器。六十进制计数器的状态转换图如图3.1所示，完整原理图如图3.2所示。

00→01→02→03→04→05→06→07→08→09→10→11→12→13→14→15

↓

30←29←28←27←26←25←24←23←22←21←20←19←18←17←16

↓

31→32→33→34→35→36→37→38→39→40→41→42→43→44 ↓

59←58←57←56←55←54←53←52←51←50←49←48←47←46←45

图3.1 状态转换图

4

电工电子仿真实践课程设计（报告）

图3.2 六十进制计数器原理图

4 编译设计文件

QuartusII编译器的主要任务是对设计项目进行检查并完成逻辑综合，同时将项目最终设计结果生成器件的下载文件。编译开始前，可以先对项目的参数进行设置。编译完成以后，编译报告窗口Compilation Report会列出项目文件编译的相关信息的清单，如编译的顶层文件名、目标芯片的信号、引脚数目等等。

全编译的过程包括分析与综合（Analysis&Synthesis）、适配（Fitter）、编程（Assembler）、时序分析（Classical Timing Analysis）这4个环节，而这4个环节各自对应相应的菜单命令，而且可以单独分步进行，也就是分步编译。

编译工作非常简单，单击快捷菜单中的Start Compilation按钮，或者单击菜单栏中Processing—Start Compilation，即可进行编译操作。编译成功会弹出相应的对话框，内容为Full Compilation was successful，如图4.1所示。

图4.1 编译成功

5

电工电子仿真实践课程设计（报告）

5 仿真设计文件

1、建立波形文件

建立波形文件用来为设计产生输入激励信号。利用QuartusII波形编辑器可以创建矢量波形文件，后缀为.vwf。步骤如下：

（1）选择QuartusII主界面File菜单下的New命令，弹出新建对话框（如图 5.1所示）；

图5.1 建立波形文件

（2）在新建对话框中选择Other File标签页，从中选择Vector Waveform File， 点击OK按钮，则打开一个空的波形编辑器窗口（如图5.2所示）；

图5.2 空白波形编辑器

6

电工电子仿真实践课程设计（报告）

（3）将波形文件保存，并将原理图文件和波形文件一并加到项目之下（如图5.3所示），点击省略号按钮，选择波形文件和原理图文件，点击Add All即可。

图5.3 添加波形文件和原理图文件

2、输入信号节点

（1）执行Edit菜单中的Insert Node or Bus命令，或者在波形编辑器在编Name列的空白处单击鼠标右键弹出Insert Node or Bus对话框，如图5.4所示。

图5.4 添加节点或总线（1）

7