实验五 计数器实验

1、实验五实验五 计数器实验计数器实验 一实验目的 （1） 掌握由集成触发器组成计数器的工作原理。 （2） 熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法。 二实验电路及仪器设备 实验电路：见图2-40、图2-41、图2-42所示。实验仪器：数字电路实验箱 D0 D1 D2 D3 CPU CPD CR LD Q0 Q1 Q2 Q3 CO BO 21 3 4 12 13 11 5 7 9 6 15 10 14 CT74LS192 图2-41 CT74LS192的逻辑符号 三实验内容及步骤 1. 十进制加/减计数器74LS192逻辑功能的测试 （1） 图2-41为 CT74LS192的逻辑符号，按表2-11

2、测 试其逻辑功能，并把输出结果记入表中。 输入输出 CPuCPDCRD0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 1 00 A B C D 101 101 1101 LD 表2-11 CT74LS192的功能表 用CT74LS192构成N进制计数器 用复位法构成六进制计数器。 用两片CT74LS192构成六十进制计数器 2. CT74LS290的测试与应用 （1） 二-五-十进制异步计数器CT74LS290的逻辑符号如图2-42所示。 当 R0(1) =R0(2) =1或R9(1)= R9(2) =1时，观察异步清零及异步置9功能。 当 R0(1) R0(2) =R9(1) R9(2) =0

3、,CP1=1,在CP0脉冲下降沿作用下，观察输出 端Q0 的状态，说明为几进制计数器。 当 R0(1) R0(2) =R9(1) R9(2) =0,CP0=1,在CP1脉 冲下降沿作用下，观察输出端Q3Q2Q1的状态，说 明为几进制计数器。 当 R0(1) R0(2) =R9(1) R9(2) =0,CP1接Q0，在CP0 脉冲下降沿作用下，观察输出端Q3Q2Q1 Q0 的状 态，说明为几进制计数器。 CT74LS290 9 1 3 12 13 11 10 5 4 8 0 CP 1 CP R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) Q3 Q2 Q1 Q0 图2-34 CT74LS290的逻

4、辑符号 （2）用两片CT74LS290组成二十五进制计数器。 3. 用集成触发器构成计数器 4. （1）图2-40是由JK触发器组成的同步五进制计数器，按图连接线路，CP 端加1Hz的连续脉冲信号，用0-1显示并记录输出端Q2Q1 Q0 的逻辑状态。 并把结果记录表2-10中。 CP Q0 Q1 C1 1K 1J C1 1K 1J C1 1J 1K Q2 & . 图2-40JK触发器组成的同步五进制计数器 （2）用七段字形显示译码器显示计数结果。 （3）检查自启功能，将电流所有的无效状态在时 钟脉冲的作用下进行检查，看能否进入有效循环 状态。 CPQ2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 表2

5、-10 计数时序表 74LS08与门 实验五 计数器实验数据 D0 D1 D2 D3 CPU CPD CR LD Q0 Q1 Q2 Q3 CO BO CT74LS192 1 & 1 CP 1.用复位法构成六进制计数器 (1) N=6,6进制加反馈置进制加反馈置 0 信号时信号时 所对应的计数状态为（所对应的计数状态为（ SN =6）即：）即： 0110 。 (2) 反馈置反馈置 0 函数函数CR=Q2Q0。 (3) 电路图如图电路图如图1。 图1 D0 D1 D2 D3 CPU CPD CR LD Q0 Q1 Q2 Q3 CO BO CT74LS192 D0 D1 D2 D3 CPU CPD

6、CR LD Q0 Q1 Q2 Q3 CO BO CT74LS192 十 位 个 位 1 CP 1 (1) N=60,60进制加反馈进制加反馈 置置 0 信号时信号时 所对应的计所对应的计 数状态为（数状态为（ SN =60）即：）即： 01100000 。 (2) 反馈置反馈置 0 函数函数 CR=Q2Q1。 (3) 电路图如图电路图如图2。 & 1 2.两片CT74LS192构成六十进制计数器 图2 (1) N=25,25进制加反馈进制加反馈 置置 0 信号时信号时 所对应的计所对应的计 数状态为（数状态为（ SN =25）即：）即： 00100101 。 (2) 反馈置反馈置 0 函数函数

7、 CR=Q1Q12Q10。 (3) 电路图如图电路图如图3。 CT74LS290 0 CP 1 CP R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) Q13 Q12 Q11 Q10 CT74LS290 0 CP 1 CP R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) Q3 Q2 Q1 Q0 & 图3 2.两片CT74LS290构成二十五进制计数器 个 位 十 位 一、如何用二输入与非门代换三输入与非门？一、如何用二输入与非门代换三输入与非门？ 二、如何用与非门替代或门？二、如何用与非门替代或门？ CABABCF BABABAF 注意：在实验室只提供了注意：在实验室只提供了74LS0074LS

8、00二输入与非门，若设二输入与非门，若设 计中出现了三输入与非门，或者或门，均需适当变换表达计中出现了三输入与非门，或者或门，均需适当变换表达 式，通过二输入与非门式，通过二输入与非门74LS0074LS00实现。实现。 1. CT74LS160 和和 CT74LS162 Q0Q1Q2Q3 CO D0 CT74LS192 CPU CPD CRLDD1D2D3 *十进制同步加十进制同步加/ /减计数器减计数器 CT74LS192 BO 1 4 11 5 9151014 23 12 13 76 清清 零零 端端 （高电平清零）（高电平清零） 置数置数 端端 计数器输入端计数器输入端 非同步进位非同

9、步进位 输出输出 端端 非同步借位非同步借位 输出输出 端端 加计数端加计数端 减计数端减计数端 数据输出端数据输出端 参考资料参考资料 输入输入输出输出 CRCPuCPDD0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 1 0 0 0 0 00 A B C D A B C D 011 加计数器 011 减计数器 0111 LD 74LS192功能说明功能说明 Q0Q1Q2Q3 CT74LS290M = 5CP0M = 2 CP1 CP0 CP1 Q0Q1Q2Q3 R0AR0BS9AS9B CT74LS290 注：注： 集成异步二集成异步二 - - 五五 - - 十进制计数器十进制计数器 CT7

10、4LS290 ( (1) ) CT74LS290 基本结构与逻辑功能示意图基本结构与逻辑功能示意图 R0AR0B 异步置异步置 0 端端 S9AS9B 异异 步步 置置 9 端端 内含一个内含一个 1 位二进制计位二进制计 数器和一个五进制计数器。数器和一个五进制计数器。 M = 2M = 5 二进制计数器的计数脉二进制计数器的计数脉 冲输入端，下降沿触发。冲输入端，下降沿触发。 二进制计数器输出端二进制计数器输出端 五进制计数器的计数脉五进制计数器的计数脉 冲输入端，下降沿触发。冲输入端，下降沿触发。 五进制计数器的输五进制计数器的输 出端，从高位到低位依出端，从高位到低位依 次为次为Q3、

11、Q2、Q1。 异步置异步置 0 功能：功能：当当 R0 = R0A R0B = 1、S9 = S9A S9B = 0 时，计数器异步置时，计数器异步置 0 。 ( (2) ) CT74LS290 的功能的功能 异步置异步置 9 功能：功能：当当 S9 = S9A S9B = 1、R0 = R0A R0B = 0 时，计数器异步置时，计数器异步置 9 。 计数功能计数功能：当：当 R0A R0B = 0 且且 S9A S9B = 0 时，在时，在 时钟下降沿进行计数。时钟下降沿进行计数。 计计 数数00 置置 9100110 置置 0000001 Q0Q1Q2Q3CPS9A S9BR0A R0B

12、 说明说明 输输 出出输输 入入 ( (3) ) CT74LS290 的基本应用的基本应用 Q0Q1Q2Q3 CT74LS290 CP0 CP1 R0AR0BS9AS9B 输出输出 计数输入计数输入 1 1 构成构成 1 位二位二 进制计数器进制计数器 Q0Q1Q2Q3 CT74LS290 CP0 CP1 R0AR0BS9AS9B 输出输出 1 1 构成异步五构成异步五 进制计数器进制计数器 计数输入计数输入 输出输出 从高位到低位依次为从高位到低位依次为 Q3、Q2、Q1、 Q0 构成构成 8421BCD 码异步十码异步十进制计数器进制计数器 Q0Q1Q2Q3 CT74LS290 CP0 C

13、P1 R0AR0BS9AS9B 电路接法电路接法 计数输入计数输入 如何构成如何构成 N 进制计数器呢？进制计数器呢？ ( 三三 ) 利用异步置利用异步置 0 功能获得功能获得 N 进制计数器进制计数器 * * 利用异步置利用异步置 0 功能获得功能获得 N 进制计数器进制计数器 例例 试用试用 CT74LS290 构成六进制计数器。构成六进制计数器。 解题思路解题思路 利用置利用置 0 功能获得功能获得 N 进制计数器的关键是：进制计数器的关键是： 弄清什么时候要加置弄清什么时候要加置 0 信号。信号。 若将输入第若将输入第 N 个计数脉冲时计数器状态用个计数脉冲时计数器状态用 SN 表示，

14、则本例中当表示，则本例中当 S6= 0110 时应加置时应加置 0信号。信号。 Q0Q1Q2Q3 计计 数数 器器 状状 态态 计数顺序计数顺序 10019 00018 11107 01106 10105 00104 11003 01002 10001 000010 00000 用用 CT74LS290 构成六进制计数器解题思路构成六进制计数器解题思路 首先构成首先构成 8421 码十进制计数器，其态序表为码十进制计数器，其态序表为 使计数至使计数至 “6”时自动返时自动返 回回“0000”态，态， 即可实现六进即可实现六进 制计数器。下制计数器。下 面进行演示：面进行演示： 准备开准备开 始

15、计数始计数 计数计数 1 计数计数 2 计数计数 3 计数计数 4 计数计数 5 0000 Q0Q1Q2Q3 CT74LS290 CP0 CP1 R0AR0BS9AS9B R0 = Q2 Q1 ( (3) ) 画连线图画连线图 计数输入计数输入 输出输出 使使R0 = R0A R0B = Q2 Q1 读数的高低位读数的高低位 依次为依次为 Q3 Q2 Q1 Q0 置置 9 端端 S9A 、S9B 不用，应接地。不用，应接地。 例例 试用试用 CT74LS290 构成六进制计数器。构成六进制计数器。 ( (1) ) 写出写出 S6 的二进制代码为的二进制代码为 S6 = 0110解：解： ( (

16、2) ) 写出反馈置写出反馈置 0 函数表达式函数表达式 正好是正好是“6” 对应的二进制数。对应的二进制数。 应根据应根据 S6 = 0110 和和 74LS290 的异步置的异步置 0 功能写出：功能写出： 由于由于 R0 = R0A R0B 高电平有效，因此，令高电平有效，因此，令 R0 = R0A R0B = Q2 Q1。 * *利用异步置利用异步置 0 功能获得功能获得 N 进制计数器的方法：进制计数器的方法： 1. 写出加反馈置写出加反馈置 0 信号时所对应的计数器状态，即信号时所对应的计数器状态，即 写出写出 SN 对应的二进制代码。对应的二进制代码。 2. 写出反馈置写出反馈置

17、 0 函数，即根据函数，即根据 SN 和置和置 0 端的有效电平端的有效电平 写置写置 0 输入信号的表达式。输入信号的表达式。 3. 画连线图：注意反馈置画连线图：注意反馈置 0 函数的连线方法。函数的连线方法。 例例 试用试用 CT74LS290 构成七进制计数器。构成七进制计数器。 解：解： ( (2) )写出反馈归零函数写出反馈归零函数 R0 = R0A R0B = Q2 Q1 Q0 ( (1) )写出写出 S7 的二进制代码为的二进制代码为S7 = 0111 ( (3) )画连线图画连线图 为什么为什么？请看举例说明。请看举例说明。 用同步和异步置用同步和异步置 0 功能构成功能构成

18、 N进制计数器的方法一样吗进制计数器的方法一样吗？ * * 利用同步置利用同步置 0 功能构成功能构成 N 进制计数器进制计数器 步步 骤骤 相相 同同 ( (1) ) 写出写出加反馈置加反馈置 0 信号时所对应的信号时所对应的计数状态。计数状态。 ( (2) ) 写出反馈置写出反馈置 0 函数。函数。 ( (3) ) 画连线图。画连线图。 差差 别别 异异步置步置 0 计数器计数器加反馈置加反馈置 0 信号时所对应信号时所对应的计数状态为的计数状态为 SN 。 同同步置步置 0 计数器计数器加反馈置加反馈置 0 信号时所对应信号时所对应的计数状态为的计数状态为 SN- -1 。 同步和异步置

19、同步和异步置 0 功能构成功能构成 N 进制计数器的方法比较进制计数器的方法比较 置置 0 有有同步和异步之分，同步和异步之分， 置数也有同步和异步之分。置数也有同步和异步之分。 同步置数与异步置数的区别，同步置数与异步置数的区别， 和和同步同步置置 0 与异步置与异步置 0 的区别的区别相似。相似。 同步置数与异步置数的区别同步置数与异步置数的区别 异步置数与时钟脉冲无关，只要异步置数与时钟脉冲无关，只要异步置数端出现有效异步置数端出现有效 电平，置数输入端的数据立刻被置入计数器。电平，置数输入端的数据立刻被置入计数器。 因此，利用异步置数功能构成因此，利用异步置数功能构成 N 进制计数器时

20、，应在进制计数器时，应在 输入第输入第 N 个个 CP 脉冲时，通过控制电路产生脉冲时，通过控制电路产生置数信号，使置数信号，使 计数器立即置数。计数器立即置数。 同步置数与时钟脉冲有关，当同步置数与时钟脉冲有关，当同步置数端出现有效电同步置数端出现有效电 平时，平时，并不能立刻置数，并不能立刻置数，只是为置数创造了条件，只是为置数创造了条件，需再输需再输 入一个入一个 CP 脉冲脉冲 才能进行置数。才能进行置数。 因此，利用同步置数功能构成因此，利用同步置数功能构成 N 进制计数器时，应在进制计数器时，应在 输入第输入第( (N 1) )个个 CP 脉冲时，通过控制电路产生脉冲时，通过控制电

21、路产生置数信号，置数信号， 这样，在输入第这样，在输入第 N 个个 CP 脉冲脉冲 时，计数器才被置数。时，计数器才被置数。 步骤步骤 ( (1) )确定确定 N 进制计数器需用的进制计数器需用的 N 个计数状态，并个计数状态，并确定预置数确定预置数。 利用利用置数置数功能功能构成构成 N 进进制计数器的制计数器的步骤步骤 ( (2) )写出加反馈置数时所对应的计数器状态写出加反馈置数时所对应的计数器状态：异步置数时，：异步置数时， 写出写出 SN 对应的二进制代码；同步置数时，写出对应的二进制代码；同步置数时，写出 SN- -1 对对 应的二进制代码。应的二进制代码。 ( (3) )写出反馈置数函数写出反馈置数函数：根据：根据 SN ( (或或 SN- -1) )和置数端的有效和置数端的有效 电平写出置数信号的逻辑表达式。电平写出置数信号的逻辑表达式。 ( (4) )画连线图。画连线图。 利用利用置数置数功能和置功能和置 0 功能构功能构 成成 N 进制计数器的原理有何异同？进制计数器的原理有何异同？ 利用利用“161”和和 “ “163”的同步的同步置数置数功能也功能也 可以构成可以构成 N 进制计数器。进制计数器。 * * 利用置数功能构成利用置数功能构成 N 进制计数器进制计数器 置置 0 法法 原