十进制可逆加减计数器.docx

【十进制可逆加减计数器】是一种在数字电子技术中常见的时序电路，主要用于实现模十的加法和减法计数。在本实验中，它被设计为可由用户通过拨码开关控制的加减模式，能够同步在四个七段数码管上显示计数结果。 实验的核心组成部分包括： 1. **脉冲发生电路**：由555定时器构成的多谐振荡器负责产生1秒周期的矩形脉冲，作为计数器的触发信号。555定时器是一个多功能定时器，可通过调整电阻R1、R2和电容C来设置振荡频率，从而改变计数器的计数速度。 2. **加/减计数控制电路**：这部分由74LS138三线到八线译码器实现。74LS138是一个常用的数字集成电路，用于逻辑解码和数据选择。它的输入状态决定哪个输出线被激活，进而控制计数器的加法或减法操作。 3. **计数单元电路**：使用74LS192同步十进制可逆计数器。74LS192具备双时钟输入，可以进行加法和减法计数，并有清除（clear）和置数（set）功能。这种计数器可以在时钟脉冲到来时，根据控制信号改变其计数值，且能保持十进制计数特性，即在达到9后回零（0-9-0循环）。 实验设计中，Verilog HDL语言被用来描述和模拟电路行为。代码中的关键部分包括： - `always @(posedge clk)`块：在时钟上升沿时，如果清除信号有效，计数器清零；否则，计数器加1。 - `always @(posedge counter[26])`块：在特定时钟边界触发时，根据SW1和SW0的值决定计数器的加法或减法操作。 - `always @(q)`块：根据计数器的当前值，更新七段数码管的显示。 测试文件`test`用于验证Verilog代码的功能正确性，它创建了所需的输入信号（如时钟、拨码开关等）并连接到单元测试实例（uut），以便观察输出是否符合预期的计数行为。 这个实验旨在让学习者熟悉数字电路的逻辑设计、组合逻辑电路的实现方法、Verilog HDL语言的使用以及EDA仿真技术，通过实际操作加深对数字系统工作原理的理解。通过这样的实践，学生可以掌握如何构建和测试一个能够执行特定功能的数字系统，如十进制可逆加减计数器。