实验四集成计数器及其应用

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1、实验四集成计数器及其应用实验性质：设计性一、实验H的(1)熟悉集成计数器的逻辑功能及各控制端的作用。⑵掌握用集成计数器构成任意进制计数器的方法。二、实验原理计数器是数字系统屮必不可少的组成部分，它不仅用来计输入脉冲的个数，还大量用于分频、程序控制及逻辑控制等。计数器种类繁多，其分类方式大致有以下三种.•第一种：按计数器的进制分。通常分为二进制、十进制和N进制计数器。第二种：按计数脉冲输入方式不同，可分为同步计数器和异步计数器两大类。同步计数器是指内部的各个触发器在同一时钟脉冲作用下同时翻转，并产生进位信号。其计数速度快、工作频率高、译码时不会产生尖峰信号。而异步计数器中的计数脉冲是逐

2、级传送的，高位触发器的翻转必须等低一位触发器翻转后才发生。其计数速度慢，在译码时输出端会出现不应有的尖峰信号，但其内部结构简.单，连线少，成本低，因此，在一般低速场合中应用。第三种：按计数加减分类。则有递减、递加计数器和可逆计数器。其屮可逆计数器又有加减控制式和双时钟输入式两种。针对以上计数器的特点，我们在设计电路时，可根据任务耍求选用合适器件。一些常用的计数器如表4-4-1所示。表4-4-1序号名称型号说明1十进制同步计数器74LS160同步预置、异步清零2四位二进制同步计数器74LS161同步预置、异步清零3十进制同步计数器74LS162同步预置、同步清零4四位二进制同步计数器7

3、4LS163同步预置、同步清零5十进制同步加/减计数器74LS190异步置数、无清零端、单时钟输入74LS192异步置数、异步清零、双时钟输入6四位二进制同步加/减计数器74LS191异步罝数、无清零端、单时钟输入74LS193异步置数、异步清零、双时钟输入7异步二一五一十进制计数器74LS290异步清零、异步置9下面我们以74LS160、74LS161、74LS190、74LS193、74LS290为例，介绍计数器的一般使用方法，对于表中的其它器件更详细功能介绍请参阅有关手册。1.四位二进制同步计数器74LS161其功能见表4-4-2所示,计数范围0~15。表4-4-2输入输出功能

4、CRLDCT,.CTtCPDoD,D,wD3QoQiQ30XXXXXXXX0000异步清零10XXtdodid2d3d0did2d3同步预置1111tXXXX加计数110XXXXXX保持禁止计数11X0XXXXX保持禁止计数CP:时钟输入端，上升沿有效；Qo^Q.3：计数器输出端；CO:进位输岀端；DcTD3:并行数据输入端；CTt，CTp:计数控制端；LZ):同步并行置入控制端，低电平有效；CR:异步清除输入端，低电平有效。该器件具有异步清零、同步预置数功能。当&=0时，计数器清零，QAQAcFOOOO,与CP无关；当斤=1、15=0时，在CP脉冲上升沿的作用下，DfD4俞入的数据

5、d3d2d:cV被置入计数器，BPQ3Q2Q1Qo=d3d2d,do.进位输出C0=Q她Q0o当CT尸(；1；=15=斤=1时，在CP脉冲上升沿作用下进行加计数。而在CTt和CTP屮有低电平时，计数器保持原状态不变。因此，利用CTt、CT4DCO可级联成多级计数器。当计到最大数15时(Q3Q2Q,Qo=1111),C0=l，而小于15时,C0=0,所以CO可作后级计数器CTt、CTP端的控制信号，从而实现多级计数器间的级联。下面介绍几个用74LS161构成N进制计数器的方法。⑴利用异步清零功能构成N进制计数器利用异步清零功能构成N进制计数&时，当计到N个CP脉冲时，将0?^中的高电平

6、通过与非门将输出的低电平加到异步清零端斤上，使计数器冋到初始的0状态，从而实现了N进制。这时并行数据输入端可接任意数据。用74LS161构成的十一进制计数器，其电路如图4-4-1所示。⑵利用同步预置功能构成N进制计数器利用同步预置功能构成N进制计数器时，并行数据输入端应接计数起始数据。通常从0开始计数，这时DfU应接低电平。当计到(N-1)个CP脉冲时，将Q(rQ3+的高电平通过与非门将输出的低电平加到同步罝入控制端Z万上，这样当输入第N个CP脉冲时，计数器将被罝数到0,回到初始的计数状态，从而实现了N进制计数。用74LS161构成的十一进制计数器，其电路如图4~4~2所示。还可以用

7、预置补数法构成N进制计数器。电路连接方式见图4-4-3所示(两电路功能相同)。此电路的工作状态为5〜15。预置端DAAD。=0101,输出端QMLQcFllll(此时C0=l)。这样，计数器从5幵始计数，到15后回到5。由于74LS161为16进制，对模N计数器可利用预置(16-N)的方法实现。也可利用0~15中任一段11个状态来实现模11,如2~12,4~14等。COLD11CPQ0Q1Q2Q374161>CPCRDODID2D31一1—CP一CPICR