基于MSI芯片设计100分频的同步计数器.doc

武汉工业学院 数字逻辑实验报告 姓 名 周翔 院 (系) 数学与计算机学院 专 业 大类 学 号 100511310 指导教师 刘昌华 武汉工业学院数学与计算机学院 2011-11-30 题目：基于MSI芯片设计计数器 实验目的： 熟悉各种常用的MSI计数器芯片的逻辑功能和使用方法，利用多片MSI计数器芯片级联和功能扩展技术，设计并实现一个计数器的逻辑功能，通过电路的仿真和硬件的验证，进一步了解计数器的特性和功能。 实验原理提示： 1.异步计数器（7490/92/93） 所谓异步计数器是指计数器内各触发器的时钟信号，不是来自同一外接输入时钟信号，因而各触发器不是同时翻转。7490是二-五-十进制异步计数器，7492/93分别是二-六-十二进制的计数器、二-八-十六进制的异步计数器。 可编程4位二进制同步计数器 所谓同步计数器是指计数器内各触发器的时钟信号是来自同一外接信号，因而各触发器同时翻转，速度快。可编程计数器的编程方法有两种，一种是由计数器的不同输出组合来控制计数器的模；另一种是通过改变计数器的预置输入数据来改变模。74163是四位二进制加一计数器，可同步置数、清零；74161是4位二进制加一计数器，可同步置数、异步清零。74160是十进制加一计数器，可同步置数、异步清零；74162是十进制加一计数器，可同步置数、清零。 可逆同步计数器 74190/92是BCD码十进制可逆计数器，可以异步置数、异步清零；74191/93是4位二进制可逆计数器，可以异步置数、异步清零。 具体设计 基于MSI芯片的N进制计数器设计方法： 写出状态SN-1的二进制代码： （2）求归零逻辑，即求异步清零端或指数控制信号的逻辑表达式： （3）画图连线。（如下图） 74161/74160功能真值表 输入 输出 CLRN LDN ENT ENP CP D C B A QD QC QB QA RCO 0 X X X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 X X ↑ D C B A D C B A 1 1 1 1 ↑ X X X X 步进计数 1 1 0 X X X X X X 保持 1 1 X 0 X X X X X 保持 0 本实验设计用到74161设计，其中CLK为计数器时钟，CLR为清零信号，CO是进位输出。 实验环境 PC机（Windows xp，QuartusII） 实验内容 用中规模集成电路74161设计模10加法计数器，包括原来设计输入。编译、综合、适配、仿真、引脚锁定。 实验步骤 编辑文件： 建立工作项目目录文件夹：G\学习\数字逻辑\M=100. 原理图输入 打开QuartusII，选择File/New命令。在Design Files中选择Block Diagram/Schematic File，然后在编辑窗口中输入原理图，界面如下： （3）文件存盘。选择File/Save as，选择工程建立目录：G\学习\数字逻辑\M=100. ，将文件命名为：m100，单击next 按钮，弹出“工程设置”对话框，如图： 单击Next，得下图： 单击Next后，得工程统计窗口： 编译综合 点击菜单项Assingnments-device中的Compilation ProcessSeting选项卡，勾上右边的Save Project output files specified directory输入路径，如下图： 执行主窗口的processing菜单中的start compilation选项，启动全程编译。 编译结束后的窗口如下： 3.仿真测试 (1)建立仿真测试波形文件 选择主窗口的File/New选项，在弹出的编辑对话框中选择Other Files中的Vector Weaveform Files项，单击ok按钮，点击File-Save As。即出现波形编辑窗口。 （2）设置仿真参数 选择Assigment中的Seting对话框，可以进行如仿真激励文件、毛刺检测、功耗估计、输出等设计，一般情况下选默认值。如图： 本次试验中整个仿真时间区域设为10us、时间轴周期为25ns，其设置步骤在Edit菜单中的选择End Time，在弹出的窗口中Tine处填入10，单位选择us,同理在Gride Size中Time period输入25ns，单击OK，设置结束。如图： 输入工程信号节点 单击Edit--Insert--Insert Node or BUS...,即可弹出如下对话框，点击Node Foind选项，在选项对话框中选择