数电——Multisim仿真设计六十进制计数器

六十进制计数器设计

• 实验目的

掌握时序逻辑电路的分析和设计方法，以及仿真测试方法。

• 实验原理

电路由两个74160N计数器、两个74LS47D七段显示译码器、一个与非门及两个数码显示器组成

• 实验内容

（一）、六十进制计数器介绍和原理

       1. 电路原理分析

六十进制计数器组成由计数器、译码器、显示器三个部分组成。工作过程：由一个1kHz的电源输出秒脉冲信号，再把秒脉冲信号送入计数器进行计数，并把累计的计数结果以以数字显示出来。显示由计数器和译码器组成六十进制计数器电路来实现。

（二）六十进制计数器的工作原理

六十进制计数器由一个模6的计数器和一个模10的计数器组成，模10的计数器完成一个周期时输出信号给模6计数器，当模10计数器计数到达10时则清零，同时给模6计数器一个信号，开始新一轮计数，模6计数器达到6时则清零，模6计数器选择QB，QC端做反馈端，经过与非门输出控制清零端CLR，形成6进制计数形式。

（三）六十进制计数器的设计方案

       1．十进制计数器

 十进制计数器功能表

十进制	计数状态
	D3	D2	D1	D0
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1

十进制计数器状态图

 

以上循环状态图使用的是反馈清零法构造的模10计数器。

当第十个脉冲上升沿到达时，输出1010时，通过一个与非门译码后，反馈给异步清零输入端一个清零信号，立即使得状态从1010返回到0000状态，实现不断循环的状态且只有10个状态。

     2．六进制计数器

六进制计数器功能表

十进制	计数状态
	D3	D2	D1	D0
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1

六进制计数器状态图

3．七段显示译码器实现

       七段显示译码器是由七段数字管组成，a,b,c,d,e,f,g各控制一段发光管。

七段显示译码器

七段显示译码器功能真值表

十进制	输入				输出													字形
	D3	D2	D1	D0	a	b		c		d		e		f		g
0	0	0	0	0	1		1		1		1		1		1		0	0
1	0	0	0	1	0		1		1		0		0		0		0	1
2	0	0	1	0	1		1		0		1		1		0		1	2
3	0	0	1	1	1		1		1		1		0		0		1	3
4	0	1	0	0	0		1		1		0		0		1		1	4
5	0	1	0	1	1		0		1		1		0		1		1	5
6	0	1	1	0	0		0		1		1		1		1		1	6
7	0	1	1	1	1		1		1		0		0		0		0	7
8	1	0	0	0	1		1		1		1		1		1		1	8
9	1	0	0	1	1		1		1		1		0		1		1	9

显示器由abcdefg共7个数码管组成，译码器的那些输出Y，就是显示器的输入，每一个输出Y对应每一个abcdefg中的一个，当译码器的Y=1时，对应的数码管点亮，也就形成了数字的效果。

（四）总电路设计图

• 实验结果及分析

当点击开始时，右边的十进制计数器开始计数，一旦达到9的时候就清零重新开始计数，达到9的那一刻十进制计数器输出信号给左边的六进制数，六进制数开始计数，一旦六进制达到6时，六进制计数器清零开始重新计数。