实验二 用图形法设计模为12的同步计数器

实验二 用图形法设计模为12的同步计数器

一、实验目的：

掌握MAXPLUSⅡ的图形输入法和仿真过程

（1） 掌握图形输入法

（2） 熟悉仿真方法

（3） 理解时序仿真

（4） 掌握用图形编辑法实现组合逻辑电路设计思想。

二、实验设计：

1.实验原理

采用图形法来设计模为12的同步计数器，3个输入“INPUT”（分别为CLK,Clear，En），1个“74161计数器”芯片，1个“与非门”及1个“非门”，5个输出OUTPUT（分别为Cout,Q0,Q1,Q2,Q3）,电路连接如图2.1所示

2.实验电路

图2.1模为12的同步计数器

三.实验步骤

通过编译之后进行项目检验：建立波形输入文件（也称仿真器通道文件SCF）

（1）在File 菜单里面选择 New 打开新建文件类型对话框。选择 Waveform Editor File 项单击OK。

（2）在波形编辑器窗口的Name下单击鼠标右键，出现浮动的菜单，选择Enter Nodes from SNF...可以打开“从SNF文件输入观测点”的对话框。

（3）在Type区选择Input和Output，在默认的情况下是打开的，单击List按钮，可在Available Nodes & Groups区看到设计文件中使用的输入/输出信号，单击=>按钮可以将这些信号选择到 Selected Nodes & Groups区。单击OK按钮，关闭对话框即可看到波形编辑窗口，将此波形文件保存为默认名。

图3.1波形编辑器窗口

图3.2Name的浮动菜单

图3.3列出输入/输出信号

图3.4波形文件中的输入输出信号

图3.5网格大小设置对话框

图3.6绘图网格设置菜单条

在此，默认的情况下，模拟的时间长短为1us。此时在“File”菜单中选择“End Time”来设置结束时间。

（1） 在模为12的计数器中，我们将信号“en”从头到尾，即从

0ns到1000ns赋值为‘1’。选中信号“en”，单击“Name”区中的“en”信号，可看见“en”信号变为黑色，表示被选中；单击

即可将“en”信号赋为‘1’

（2） 采用同样的方式可将信号“clear”从0ns到1000ns赋值为

“1”，为观察其清零的作用，将在240ns到300ns之间将其赋值为“0”（因为该信号低电平有效

将鼠标移到“clear”信号的240ns处按住鼠标左键并向右拖动鼠标300ns处，松开鼠标左键可以看到这段区域为黑色，被选中，单击工具条中的

即可。

（3） 为了将时钟信号“clk”赋周期为40ns的时钟信号。选中信号“clk”；设置信号周期。单击工具条中的所需的时钟。

就可以打开下面的对话框，单击“OK”关闭就对话框即可生成

图3.7时钟周期设置对话框

选择“File”中的“Save”存盘。在此已完成波形输入：

图3.8建立好的输入波形图

运行仿真器，进行时序仿真从“MAX+PlusII”菜单中选择“Simulator”，打开仿真器，单击按钮“Start”开始仿真。仿真完毕之后，单击“Open SCF”按钮打开刚才编辑的波形文件，就可以对仿真结果进行检查。

图3.9仿真器

图3.10

为了观测方便，可将计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0作为一个组来观测：

（1） 将鼠标移到“Name”区的Q3上，按住鼠标的左键并按住向下拖动鼠标之Q0处，松开左键，可选中信号Q3、Q2、Q1、Q0。

（2） 在选中区（黑色）上单击鼠标右键，打开一个浮动菜单，选择“Enter Group”。

（3） 单击“Ok”关闭此对话框，可以得到下面的波形图文件。现在观测就容易了。

图3.11

实验电路图形

图3.12

实验过程截图

图3.13

图3.14

实验结果截图

BIN(二进制)

图3.15

DEC（十二进制）

图3.16

OCT（八进制）

图3.17

HEX（十六进制）

图3.18

四.实验结果分析

本次实验通过一个“74161同步计数器”来实现模可变的功能，通过在MAX+plusII软件中进行编译仿真，观察仿真结果，在初次接触此软件的同时，熟悉其功能操作，对实验结果及其相关步骤进行分析。实验当中，首先在图形元器件的选择上，按照实验指导来进行，及修改相关参数和名称，连接图形，掌握方法，成功连接完成，进行保存并仿真。

实验结果中，分别显示了二进制,十二进制，八进制，十六进制的结果波形图，通过波形图，我们不难看出，在不同进制下，计数的结果是相同的，但显示的形式不同。

实验中，也遇到了一些问题。比如说：在图形保存中，选择“.gdf”格式，如果选择错误就会导致实验仿真错误。在仿真前，要先建立工程，再进行编译，再导入图形中的输入项，，最后进行仿真，观察其结果。

五.实验心得

通过这次实验，学会了MAX+plusII软件的使用，并且在实验当中，能够巩固课本上关于模计数器的相关知识点，通过图形法来实现其设计的目的，熟悉仿真方法，理解时序仿真，掌握用图形编辑法实现组合逻辑电路设计思想。