計數器控制電路設計

1、設計任務和要求：

設計一個模爲“學號後三位+100”的計數器，當計數器的值等於同宿舍同學的學號（後三位）時輸出Z爲1（指示燈亮），否則輸出爲0.（CP頻率f=1HZ）

2、基本設計思路：

1)        基於本人學號爲“041”，於是設計一個模爲141的計數器。

2)        設計指示燈Z控制電路，當計數器的值等於同宿舍同學學號，即041、042、043、044、045、046、047、048時，指示燈亮。

3、各單位電路設計：

1)        模141計數器電路的設計：

使用兩個四位十進制計數器74LS161同步級聯組成N=16*16=256的計數器，然後用整體置數法構成模141計數器，計數範圍爲0~140，當計到140（10001100）時，將140對應的輸出端連接一個三輸入與非門的輸入端，輸出端連接兩個計數器的清零端，同步置零重新計數。

2)        指示燈控制電路的設計：

要使計數器的值爲041~048（00101001~00110000）時指示燈亮，爲其餘值時指示燈不亮，我們使用了一片74LS138即3-8譯碼器，當地址碼爲00101001~00110000時，譯碼器的輸出Y0的非~Y7的非分別被譯中，用一個八輸入與非門將74LS138的8個輸出端連接到指示燈，即可實現電路功能。

我們用A₇~A₀控制74LS138的使能輸入端，使得E₁=A₅(A₄+A₃)[A₄+( A₀ +A₁ +A₂ + A₃ )]，E_2的非=E_3的非=A₇+A₆+[A₃+( A₀ +A₁ +A₂)]，即可實現電路功能。（加粗體的+表示異或）

4、電路設計如下圖：

5、電路仿真結果：

我們用Multisim進行仿真，得到了正確的結果，當計數器運行時間爲41~48秒，即計數器計到041~048時，指示燈亮。

當計數器運行時間超過48秒，指示燈滅。

當計數器運行時間爲182~189秒，即計數器第二個週期計到041~048時，指示燈亮。

6、電路不足反思：

不能實時顯示計數器的數值，不能直觀表示計數器的功能。