电子实验报告用D触发器做十进制计数器

1. 实验内容

用D触发器设计一个同步十进制计数器

2. 实验器材

3. 实验原理

计数器实际上是对时钟脉冲进行计数，每来一个脉冲，计数器状态改变一次。

8421 BCD码十进制加计数器在每个时钟脉冲作用下，触发器输出编码值加1，编码顺序与8421 BCD码一样，每个时钟脉冲完成一个计数周期。由于电路的状态数、状态转换关系及状态编码都是明确的，因此设计过程较简单。

4. 实验过程

1）

列出状态表

十进制计数器共有十个状态，需要4个D触发器构成，其状态表1-1所示。 表1-18421 BCD码同步十进制加计数器的状态表

（2）确定激励方程组

按表1-1可画出触发器激励信号的卡诺图，如图1-1所示。

4个触发器组合16个状态（0000 ~ 1111）,其中有6个转台（1010 ~ 1111）在8421 BCD码十进制计数器中是无效状态，在图1-1所示的卡诺图中以无关项×表示。于是，得到激励方程组：

图 1-1 卡诺图

（3）画出逻辑图，并且检查自启动能力

检查激励方程组可画出逻辑图，如图1-2所示。图中，各触发器的直接置0端为之地电平有效，如果系统没有复位信号，电路的RESET输入端应保持为高电平计数器能够正常工作。

图1-2 逻辑电路

检查自动启动能力的方法是：讲该电路的6个无效状态：1010、1011、1100、1101、1110和1111分别为状态，带入电路的状态方程组而求其次状态。如果还没有进入有效状态，再以新的状态作为现态以此类推，看最终能否进入有效状态。结果证明，这6个状态在一、两个时钟周期后全部都能进入有效循环状态，电路具有自启动能力。于是，可画出完全状态图，如图1-3所示。

图1-3 电路的状态图

如果需求电路必须从0000开始计数，则可将前述复位电路连接在RESET输入端。在开始计数前使RESET产生低电平脉冲，强制4个触发器进入0000的初始状态，待RESET=1后再开始计数。

5. 实验小结

(1) 了解了各个行芯片的作用；

(2) 了解了实验过程，并明白了实验原理； (3) 做实验时，得实物图和连线图相结合；

(4) 连好线路图以后需要多次实验，以确保连线准确；

(5) 在做实验的过程中，不懂的地方需要多向老师及同学请教，以确保实验

能够按时完成。

6. 实验心得

关于面包板，面包板是专为电子电路的无焊接实验设计制造的。由于各种

电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。每一条金属片插入一个塑料槽，在同一个槽的插孔相通，不同槽的插孔不通。三组五孔相通，一组五孔相通。铜线必须插入金属孔中，铜线太长容易引起短路。关于集成块的插法，由于集成块引脚间与距离与插孔位置有偏差，必须预先调整好位置，小心插入金属孔中，不然会引起接触不良，而且会使铜片位置偏移。在接线以前要把导线拉直。两个三组五孔和中间四组五孔相同接通，整形连通，常用来接电源和接地。左边整列连通，右边整列接通。常用来外界电源和地。整块板上的元器件的布局要合理，是走线距离短，接线方便，整洁美观。导线量好长度后，剥好线头，根据走线位置折好后插入面包板。走线方向为“横平，竖直”。多个线控接同一个地方时，可以串接，以减少走线距离。一根导线可以直通的地方尽量只用一根线，用多更导线转接费事又容易出错。