电子科技大学数字电路电子秒表计数器PPT课件

1、1、了解异步计数器的工作原理。2、掌握异步计数器的测试方法。3、掌握调试电路、排除电路故障的正确 方法。一、实验目的一、实验目的第1页/共35页CP1QA141312111091234568774LS90NCQDGND QBQCCP2 R0(1)NCVCCR0(2)S9(1)S9(2) 74LS90是异步二 五十进制加法计数器， 它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。二、实验二、实验原理原理第2页/共35页74LS90功能表 当R01R02=1，S91S92=0时，无论时钟如何，输出全部清0。当S91S92=1时，无论时钟和清0信号R01、R02如何，输出就置9。这说明

2、清0、置9都是异步操作，而且置9是优先的，所以称R01、R02为异步清0端，S91、S92为异步置9端。当满足R01R02=0、S91S92=0时电路才能执行计数操作，根据CP1、CP2的各种接法可以实现不同的计数功能。当计数脉冲从CP1输入，CP2不加信号时，QA端输出2分频信号，即实现二进制计数。当CP1不加信号，计数脉冲从CP2输入时，QD、 QC、QB实现五进制计数。实现十进制计数有两种接法。一种是8421 BCD码接法，先模2计数，后模5计数，由QD、QC、 QB、QA 输出8421 BCD码，最高位QD作进位输出。另一种是5421 BCD码接法，先模5计数，后模2计数，由QA、QD

3、、 QC、QB输出5421 BCD码，最高位Q作进位输出，波形对称。 输输 入入 输输 出出 功功 能能 清清 0 0 置置 9 9 时时 钟钟Q QD D Q QC C Q QB B Q QA AR R0 0(1)(1)、R R0 0(2)(2)S S9 9(1)(1)、S S9 9(2)(2) CP CP1 1 CPCP2 2 1 1 1 1 0 0 0 0 0 00 00 00 0 清清 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 10 00 01 1 置置 9 9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Q QA A 输输 出出二进制计数二进制计数 1 1 Q QD DQ QC CQ

4、QB B输出输出五进制计数五进制计数 Q QA A Q QD DQ QC CQ QB BQ QA A输出输出 8421BCD8421BCD码码十进制计数十进制计数 Q QD D Q QA AQ QD DQ QC CQ QB B输出输出 5421BCD5421BCD码码十进制计数十进制计数 1 1 1 1 不不 变变 保保 持持注意:R0、R9均为高电平有效CP为下降沿触发第3页/共35页74LS9074LS90计数器自由计数框图计数器自由计数框图底板上CKA为原理图中CP1底板上CKB为原理图中CP22-5分频十进制计数器第4页/共35页74LS90构成五进制计数器 QAQBQCQDVCC74

5、LS90G N DR9(2)R9(1)CPCP1CP2 R0(1)CP2012345QD QC QB000001 010011100000第5页/共35页(a) 8421 BCD码接法； (b) 5421 BCD码接法 QAQBQCQDCP1CP274LS90CP(a)(b)QAQBQCQDCP1CP274LS90CPS91S92R01R02S91S92R01R0274LS90构成十进制计数器的两种接法CP1012 .910QDQCQBQA000000010010 .10010000CP2012 .910QAQDQCQB000000010010 .11000000第6页/共35页74LS90没

6、有专门的进位端，用输出最高位作为下一级时钟。例：用两片74LS90构成输出为0019循环的二十进制计数器。（第一级接为十进制，第二级接为二进制）第一级第二级CP74LS90的级联二十进制计数器第7页/共35页用74LS90实现模 100 计数器和模54计数器QAQBQCQD74LS90S91CPCP1CP2S92R01R02QAQBQCQD74LS90S91CP1CP2S92R01R02(a)QAQBQCQD74LS90S91CPCP1CP2S92R01R02QAQBQCQD74LS90S91CP1CP2S92R01R02&(b)模 100 计数器模54计数器（6）（9）（2）（1）第

7、8页/共35页74LS9274LS92内部由4 4个主从触发器，除2 2计数器及计数周期长度为除6 6的三位2 2进制计数器组成，Q QA A与B B相连可构成十二进制计数器。第9页/共35页74LS92复位计数功能表 复位输入复位输入 输输 出出R0(1)R0(2)QDQCQBQAHHLLLLXL 计数计数LX 计数计数第10页/共35页QA二进制CPAQD六进制QBQCCPBCPB0123456QD QC QB000 001 010 100 101 110 00074LS92计数器内部框图2-6分频十二进制计数器第11页/共35页CPA0123456QC QBQA0000010100111

8、00101000实验中所用六进制计数器 外部时钟从CPA加入，将QA与CPB相连构成十二进制，取其中QC 、QB、QA构成六进制。第12页/共35页74LS92的QC、QB、QA (六进制)与74LS90的QD、QC、QB 、QA (十进制)构成递增六十进制计数器。 74LS90/92构成六十进制计数器 第13页/共35页实验电路板实验电路板第14页/共35页CP个数个数123456LED显示显示计数器的测试 注意R0(1)即底板B点应接地。 （1）计数器IC4接成五进制形式，RO(1)接地，CKB接1Hz的TTL信号，QDQB接实验板上译码显示输入端C、B、A ，测试并记录其逻辑功能。三、实

9、验内容三、实验内容第15页/共35页 （2） 计数器IC5接成8421BCD码十进制形式， CKA接1Hz的TTL信号，测试并记录其逻辑功能。CP个数个数12311LED显示显示第16页/共35页 （3） 将计数器IC5 、IC6接成二十进制计数器， CKA接1Hz的TTL信号，测试并记录其逻辑功能。CP个数个数12321LED显示显示第17页/共35页 （4）将计数器IC6、IC7级联成六十进 制计数器，CKA接1Hz的TTL信号， 测试并记录其逻辑功能。CP12361LED显示显示第18页/共35页1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18（5

10、）计数器IC7接成十二进制形式，CKA接12KHz连续脉冲，测试并记录其输出 波形图。（CKA和QA、QA和QB、QB和QC、 QC和QD两两对应观察）。第19页/共35页 12进制计数器两位数码管输出第20页/共35页思考题思考题1、时钟发生器除了用555实现以外，还 可以有哪些方案？2、试画出用一片74LS90实现七进制计 数的电路原理图。第21页/共35页下次实验预习 预习报告内容:教材实验任务中思考题电子秒表电子秒表 （综合测试）（综合测试）第22页/共35页两种接法的状态表 第23页/共35页任意模值计数器 集成计数器可以加适当反馈电路后构成任意模值计数器。 设计数器的最大计数值为N

11、，若要得到一个模值为M(N)的计数器，则只要在N进制计数器的顺序计数过程中，设法使之跳过(N-M)个状态，只在M个状态中循环就可以了。通常MSI计数器都有清0、置数等多个控制端，因此实现模M计数器的基本方法有两种：一种是反馈清0法(或称复位法)， 另一种是反馈置数法(或称置数法)。 第24页/共35页因为74LS90有异步清0和异步置9功能，并有8421BCD码和5421BCD码两种接法，因此可以用四种方案设计。 用74LS90实现模7计数器 异步清0法计数范围是 06， 计到7时异步清0。第25页/共35页清0法8421BCD码态序表 计数器输出QD、QC、QB、QA 的有效状态为00000

12、101，计到0110时异步清0，译码状态为0110，利用部分译码设计译码门，故R01R02=QCQBQA，即当QC、QB、QA全为高时R01R02=1，使计数器复位到全0状态。7第26页/共35页 计数器输出QA、QD、QC、 QB 的 有 效 状 态 为 00001001，计到 1010 时异步清0，译码门逻辑方程为R01R02=QCQA。两种接法的波形图和逻辑电路分别如图 (a)、 (b)所示。从波形图 中 可 看 出 ， 在 过 渡 态 0111 和 1010 中，输出端都有“毛刺”，这是异步清0产生的。 清0法5421BCD码态序表 第27页/共35页清0法逻辑图和时序图（实现七进制）

13、 (a) 8421 BCD码接法； (b) 5421 BCD码接法 QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90&CPCP123456789QAQBQCQDR01R02(a)(b)QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90&CPCP123456789QBQCQDQAR01R02(a)(b)第28页/共35页以9为起始状态，按9、0、1、2、3、4、5 顺序计数，计到 6 时异步置 9。 反馈置 9 法第29页/共35页置9法8421BCD码态序表 8421 BCD码接法。态序表如表所示，译码逻辑方程为S91S92=QCQB，其逻辑电路如

14、图 (a)所示。态7第30页/共35页置9法5421 BCD码态序表 5421 BCD码接法。态序表如表所示，译码逻辑方程为S91S92=QAQB，其逻辑电路如图 (b)所示。 第31页/共35页置9法逻辑图（实现七进制）(a) 8421 BCD码接法； (b) 5421 BCD码接法 QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90CP(a)(b)QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90CP(b)(a)第32页/共35页因一片74LS90的最大计数值为10，故实现模54计数器需要用两片74LS90。可将M分解为 54=69，用两片74LS90分别组成8421BCD码模 6、模 9 计数器，然后级联组成 M=54 计数器，其逻辑图如图所示。图中，模6计数器的进位信号应从QC输出。 用74LS90实现模 54 计数器。QAQBQCQD74LS90S91CPCP1CP2S92R01R02QAQBQCQD74LS90S91CP1CP2S92R01R02(a)QAQBQCQD74LS90S91CPCP1