基于集成計數器的數字秒表實驗設計

【摘 要】實驗以集成電路數字計數器作為基礎器件，以集成與非門作為輔助器件，以七段數碼管顯示數字，構成數字秒表，采用數字開關實現復位、暫停以及繼續功能。特別有利于學習掌握時序電路設計的知識。

【關鍵詞】集成電路 計數器 與非門 數字秒表

以集成電路實現數字秒表是數字邏輯電路課程教學中常選做的一項實驗。本實驗設計以集成電路數字計數器作為基礎器件，原理清晰，難易程度適中，對學生掌握時序電路知識特別有利。

一、基本原理

實驗中，數字秒表由兩個集成計數器74LS161，一個集成與非門74LS00和兩個七段數碼管組成，如圖1所示。兩個74LS161分別用來作為低位計數器和高位計數器，實現00～59的計數，并用七段數碼管來顯示。低位和高位計數器分別實現“0～9”的十進制計數和“0～5”的六進制計數。通過清零端實現復位功能，使能端實現暫停和繼續功能。

二、實現方法

1.數字秒表基礎功能的實現

低位計數器和高位計數器都采用反饋置數法來分別實現十進制和六進制。低位計數器為“0～9”的十進制計數，當其計數至9，9的二進制為1001，將QA與QD與非反饋給置數端，從而使輸出端等于輸入端，由于輸入端為0000，從而達到清零的目的，實現十進制循環計數；同理，高位計數器為“0～5”的六進制計數，當其計數為5，5的二進制為0101，將QA與QC與非反饋給置數端，實現六進制循環計數。低位與高位芯片串行級聯實現進位。當低位芯片所連數碼管達9，使高位芯片的時鐘端口接入一個時鐘脈沖，實現高位計數器加一，當低位計數器為“0～8”時，高位計時器的時鐘端口無脈沖，從而保持當前數字。

2.數字秒表復位，暫停和繼續功能的實現

清零端為低電平時，即可清零。閉合開關1，將低位和高位計數器的清零端接低電平，即可實現復位功能。而要實現暫停和繼續功能，只需將低位計數器暫停和繼續即可。當閉合開關2，低位計數器使能端都為低電平時，計數器保持，實現暫停功能，相反，當斷開開關2，使能端都接高電平時，即可計數，從而實現繼續功能。

三、結論

本實驗只用到兩個74LS161和一個74LS00，實現原理容易理解，對掌握數字邏輯中的時序電路設計有直接的幫助作用。

參考文獻

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