集成时序逻辑电路及其应用

1、 第第1313章章 中规模集成时序中规模集成时序 电路及其应用电路及其应用第第1 1节节 集成二进制计数器集成二进制计数器第第2 2节节 集成十进制计数器集成十进制计数器第第3 3节节 集成计数器的应用集成计数器的应用第第4 4节节 集成寄存器及其应用集成寄存器及其应用 回 退 前 进 最 后 返 回退 出开 始作 ？业 第第1313章章 中规模集成时序中规模集成时序 电路及其应用电路及其应用 1.1.集成二进制同步加法计数器集成二进制同步加法计数器 74LS16174LS161、 74LS16374LS163回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出开 始13.1 13.1 集成二进制计

2、数器集成二进制计数器13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器 图图13.1.113.1.1（a a）与（）与（b b）分别为）分别为74LS16174LS161的引脚排列图与逻辑功能示意图。的引脚排列图与逻辑功能示意图。13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出脉冲脉冲异步异步清零清零置数置数进位信号输出进位信号输出状态控制端状态控制端13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出74LS16174LS161功能

3、表如表功能表如表13.1.113.1.1所示所示13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出以上各控制端均为以上各控制端均为1 1时，时， 74LS16174LS161实现实现同步同步加法计数加法计数功能。功能。当当 时，计数器时，计数器异步异步清零清零。其他输入。其他输入信号不起作用，优先级别最高。信号不起作用，优先级别最高。0CR从功能表可看出，从功能表可看出，74LS16174LS161具有以下功能：具有以下功能：当当 时，时，同步同步并行置数并行置数功能。优先功能。优先级别次于以不清零。级别次于以不清零。0L

4、D当当 或或 74LS16174LS161处于处于保持保持状态。状态。优先级别处于清零和置数之后。优先级别处于清零和置数之后。0PCT0TCP13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 综上所述，综上所述，74LS16174LS161是一个具有是一个具有异步清异步清零、同步置数零、同步置数的的4 4位位同步加法计数同步加法计数器。器。13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 下面让我们通过下面让我们通过动画演示动画演示，对，对74LS

5、16174LS161的功能进行归纳。的功能进行归纳。13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出74LS16374LS163逻辑功能、计数工作原理和逻辑功能、计数工作原理和引脚排列均和引脚排列均和74LS16174LS161相同，所不同的相同，所不同的是是74LS16374LS163采用的是采用的是同步清零同步清零方式方式，表，表13.1.213.1.2是是74LS16374LS163功能表功能表13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出

6、74LS16374LS163功能表功能表13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 下面我们通过下面我们通过动画演示动画演示对对74LS16374LS163的功能进行归纳。的功能进行归纳。13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出注意：注意：在同步清零电路中，清零端出现低在同步清零电路中，清零端出现低电平后还要等电平后还要等CP信号有效沿到达后才能将信号有效沿到达后才能将触发器清零。触发器清零。 而异步清零电路中，只要清零端出现而异步清

7、零电路中，只要清零端出现低电平，触发器立即被清零，不受低电平，触发器立即被清零，不受CP脉冲脉冲信号的控制。信号的控制。13.1.2 13.1.2 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 例例11：题题图图13-113-1所示由所示由74HC16174HC161组成组成的电路是几进制计数器。（芯片初的电路是几进制计数器。（芯片初始状态为零）。始状态为零）。13.1.2 13.1.2 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出解：解：可画出时序图分析题目的有效循可画出时序图分析题目的有效循

8、环环。13.1.2 13.1.2 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 继而画出状态转换图分析题目的继而画出状态转换图分析题目的有效循环有效循环。 由此可以由此可以判断该图实判断该图实现的是现的是6 6进制进制加计数器。加计数器。13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出2.2.集成二进制同步可逆计数器集成二进制同步可逆计数器74LS19174LS191 常见集成二进制同步可逆计数器有常见集成二进制同步可逆计数器有74LS19174LS191与与74LS19

9、374LS193等。等。74LS19174LS191是是4 4位的位的二进制同步可逆计数器，图二进制同步可逆计数器，图13.1.213.1.2（a a）与（与（b b）分别为）分别为74LS19174LS191的引脚排列图逻的引脚排列图逻辑功能示意图。辑功能示意图。13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出CP CP 计数脉计数脉冲输入端冲输入端CO/BOCO/BO进位进位/ /借借位信号输出位信号输出（1 1）74LS19174LS191引脚引脚 输入使输入使能端能端CT 加减控加减控制端制端DU/ 串行输出串行

10、输出使能端使能端RC 异步置异步置数控制端数控制端LD13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出（2 2）74LS19174LS191功能表功能表13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 从功能表看出，集成的从功能表看出，集成的4 4位二进制同步可位二进制同步可逆计数器逆计数器74LS19174LS191具有具有同步同步可逆计数可逆计数功能、功能、异步异步并行置数并行置数功能和功能和保持保持功能。功能。 74LS19174LS191没

11、有专用的清零输入端，可通过没有专用的清零输入端，可通过D0-D3异步并行置入数据异步并行置入数据00000000来实现输出清来实现输出清零功能。零功能。13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出（3 3） 的作用的作用RCRCCTBOCOCPRC/ 主要在多个可逆计数器级联时使用，主要在多个可逆计数器级联时使用，表达式表达式当当 ， 时时 ，由，由 端产生的端产生的0CT1/BOCOCPRCRC输出进位脉冲的波形与输入计数脉冲的波输出进位脉冲的波形与输入计数脉冲的波形相同。形相同。13.1.1 13.1.1 集成二

12、进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 由功能表可知由功能表可知74LS19174LS191中实现加减计数中实现加减计数是由是由 信号控制。信号控制。74LS19174LS191称为单时钟称为单时钟控制。控制。DU / 下面通过动画演示归纳一下下面通过动画演示归纳一下74LS19174LS191的功能。的功能。13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出3.3.双时钟双时钟4 4位二进制同步可逆计数器位二进制同步可逆计数器74LS19374LS193 图图13.1.3

13、13.1.3（a a）与（）与（b b）分别为）分别为74LS19374LS193的的引脚排列图与逻辑功能示意图。引脚排列图与逻辑功能示意图。CPCPU U加计数加计数脉冲输入端脉冲输入端CPCPD D减计数减计数脉冲输入端脉冲输入端CRCR异步清零异步清零端端 串行输出串行输出使能端使能端BO 进位信号进位信号输出端输出端CO 同步并行同步并行置数控制端置数控制端LD13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出（1 1）74LS19374LS193引脚说明引脚说明 CR异步清零端，高电平有效；异步清零端，高电平有效

14、； CPD减法计数脉冲输入端，上升沿触发；减法计数脉冲输入端，上升沿触发；COBOLD 异步置数，低电平有效；异步置数，低电平有效； P PU U加法计数脉冲输入端，上升沿触发；加法计数脉冲输入端，上升沿触发； 进位脉冲输出端；进位脉冲输出端； 借位脉冲输出端。借位脉冲输出端。13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出（2 2）74LS19374LS193功能表功能表13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 从功能表看出，从功能表看出

15、，74LS19374LS193具有具有同步同步可逆可逆计数计数功能、功能、异步异步清零清零功能、功能、异步异步并行置数并行置数和和保持保持功能。功能。 与与 是为是为74LS19374LS193级联时使用的。级级联时使用的。级联时只要把低位的联时只要把低位的 端、端、 端分别与高位的端分别与高位的CPU U、CPD D连接起来，各芯片的连接起来，各芯片的CR端连接在端连接在一起一起, , 端连接在一起，就可以了。端连接在一起，就可以了。BOCOLDCOBO13.1.1 13.1.1 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 下面通过动画演示

16、归纳一下下面通过动画演示归纳一下74LS19374LS193的功能。的功能。13.1.2 13.1.2 集成二进制异步计数器集成二进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 74LS197 74LS197为集成为集成4 4位二进制位二进制异步异步计数器，计数器，其引脚排列图和逻辑功能图如图其引脚排列图和逻辑功能图如图13.1.413.1.4（a a）与（与（b b）所示。）所示。异步清零异步清零计数和置数控制计数和置数控制FFFF1 1的输入的输入FFFF0 0的输入的输入13.1.2 13.1.2 集成二进制异步计数器集成二进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最

17、后 返 回 作 ？业退 出（1 1）74LS19774LS197引脚引脚 异步清零端，高电平有效；异步清零端，高电平有效；CRLDCT/ 计数和置数控制端；计数和置数控制端； P P0 0触发器触发器FFFF0 0的触发输入端，上升的触发输入端，上升沿触发；沿触发； CP1触发器触发器FFFF1 1的触发输入端，上升沿的触发输入端，上升沿触发。触发。13.1.2 13.1.2 集成二进制异步计数器集成二进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出（2 2）74LS19774LS197功能功能13.1.2 13.1.2 集成二进制异步计数器集成二进制异步计数器开 始 回

18、退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 从功能表看出，集成从功能表看出，集成4 4位二进制异步加法位二进制异步加法器器74LS19774LS197具以下功能：具以下功能： 异步并行置数功能。异步并行置数功能。 二进制异步加法计数功能。二进制异步加法计数功能。当当 时，计数器异步清零。其他输入时，计数器异步清零。其他输入信号不起作用。信号不起作用。0CR1/1LDCTCR，0/1LDCTCR，13.2 13.2 集成十进制计数器集成十进制计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出1.1.集成十进制同步加法计数器集成十进制同步加法计数器74LS16074LS160、 74LS

19、16274LS16213.2.1 13.2.1 集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器 74LS160 74LS160的引脚排列图与逻辑功能示意的引脚排列图与逻辑功能示意图与图与 74LS161 74LS161 相同，如图相同，如图13.1.113.1.1（a a）与）与（b b）。不同的是）。不同的是74LS16074LS160是十进制同步加是十进制同步加法计数器，而法计数器，而74LS16174LS161是是4 4位二进制（十六位二进制（十六进制）同步加法计数器。进制）同步加法计数器。74LS16074LS160功能如表功能如表13.2.113.2.113.2.1 13.2.1 集成十进

20、制同步计数器集成十进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出从功能表可看出，从功能表可看出， 74LS16074LS160具以下功能：具以下功能：13.2.1 13.2.1 集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出当当 时，计数器异步清零。其他输时，计数器异步清零。其他输入信号不起作用。入信号不起作用。0CR同步并行置数功能。同步并行置数功能。保持功能。保持功能。同步加法计数功能。同步加法计数功能。13.2.1 13.2.1 集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退

21、 出 74LS162 74LS162逻辑功能、计数工作原理与引逻辑功能、计数工作原理与引脚排列均和脚排列均和74LS16074LS160同，只不过同，只不过74LS16274LS162用的是同步清零方式，也就是说在用的是同步清零方式，也就是说在 出现低电平后还要等出现低电平后还要等CP有效信号沿到有效信号沿到达后才能将触发器清零。达后才能将触发器清零。CR13.2.1 13.2.1 集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出2.2.集成十进制同步可逆计数器集成十进制同步可逆计数器74LS19074LS190、74LS19274LS192 74

22、LS190 74LS190是单时钟集成十进制同步可逆是单时钟集成十进制同步可逆计数器引脚排列图和逻辑功能示意图与计数器引脚排列图和逻辑功能示意图与74LS19174LS191相同，如相同，如13.1.213.1.2（a a）与（）与（b b）。）。不同的是不同的是74LS19074LS190是十进制同步可逆计数是十进制同步可逆计数器，而器，而74LS19174LS191是是4 4位二进制（十六进制）位二进制（十六进制）同步可逆计数器。同步可逆计数器。 74LS19074LS190功能表如表功能表如表13.2.213.2.2。13.2.1 13.2.1 集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器开

23、 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 从功能表可看出，集成的十进制同步可从功能表可看出，集成的十进制同步可逆计数器逆计数器74LS19074LS190具有同步可逆计数功能、具有同步可逆计数功能、异步并行置数功能和保持功能。异步并行置数功能和保持功能。74LS19074LS190没没有专用的清零输入端，但可借助有专用的清零输入端，但可借助D0 0- -D3 3异步异步并行置入数据并行置入数据00000000来实现清零功能。来实现清零功能。13.2.1 13.2.1 集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 74LS192 74

24、LS192是双时钟集成十进制同步可逆是双时钟集成十进制同步可逆计数器计数器, ,引脚排列图和逻辑功能示意图与引脚排列图和逻辑功能示意图与74LS19374LS193同，如图同，如图13.1.313.1.3（a a）与（）与（b b）。）。 74LS19274LS192功能表如功能表如13.2.313.2.3所示。所示。13.2.1 13.2.1 集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出13.2.1 13.2.1 集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 下面让我们通过下面让我们通过动画演

25、示动画演示，对，对74LS19074LS190和和74LS19274LS192的功能进行归纳。的功能进行归纳。13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 集成十进制异步计数器常见型号：集成十进制异步计数器常见型号：74LS29074LS290和和74LS19674LS196等，它们都是按等，它们都是按8421BCD8421BCD码进行加法计数的电路。码进行加法计数的电路。13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回

26、 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 集成异步十进制计数芯片集成异步十进制计数芯片74LS29074LS290是是按图按图10.3.910.3.9所示的所示的“十进制加法计数器十进制加法计数器电路结构图电路结构图”制成的。只不过为增加使制成的。只不过为增加使用的灵活性，用的灵活性，FF1 1的时钟脉冲输入端没有的时钟脉冲输入端没有与与Q0 0端联在一起，而由端联在一起，而由CP1 1单独引出。其单独引出。其引脚排列图、逻辑功能示意图及结构框引脚排列图、逻辑功能示意图及结构框图分别如图图分别如图13.2.113.2.1（a a）、（）、（b b）与（）与（c c）。）。13.2.2 13

27、.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出74LS29074LS290功能表如表功能表如表13.2.413.2.413.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出加法计数功能。加法计数功能。异步置异步置9 9功能。功能。

28、异步清零功能。异步清零功能。 从功能表可看出，集成十进制异步加从功能表可看出，集成十进制异步加法计数器法计数器74LS29074LS290具以下功能：具以下功能：13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 从从74LS29074LS290的电路结构示意图可看出：的电路结构示意图可看出：74LS29074LS290计数时有四种基本情况。计数时有四种基本情况。若将输入计数脉冲若将输入计数脉冲CP加在加在CP0 0端，即端，即CP0 0= = CP，同时把同时把Q0 0与与CP1 1连接在一起，连接在一起，即令即令CP1

29、 1 = = Q0 0，则电路将对则电路将对CP脉冲按脉冲按8421BCD8421BCD码进行异步加法计数。码进行异步加法计数。13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出若仅将输入计数脉冲若仅将输入计数脉冲CP加在加在CP0 0端，端，Q0 0为输出端，为输出端，Q0 0与与CP1 1不连接在一起，不连接在一起，则只有计数器的则只有计数器的FF0 0工作，此时计数器工作，此时计数器为为1 1位二进制计数器（位二进制计数器（M=2=2）。）。13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始

30、回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出若仅将输入计数脉冲若仅将输入计数脉冲CP加在加在CP1 1端，端，Q3 3为输出端，显然为输出端，显然FF0 0不工作，不工作，FF1 1 、FF3 3工作工作构成构成8421BCD8421BCD码形式的五进制异码形式的五进制异步加法计数器。步加法计数器。13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出若将输入计数脉冲若将输入计数脉冲CP加在加在CP1 1端，即端，即CP1 1= = CP，同时把同时把Q3 3与与CP0 0连接在一起，连接在一起，显然，此时电路仍为十进制异步

31、计数器，显然，此时电路仍为十进制异步计数器，但此时计数器规律不再是但此时计数器规律不再是8421BCD8421BCD码的形码的形式，而是式，而是5421BCD5421BCD码的形式，如图码的形式，如图13.2.213.2.2所示。所示。13.2.2 13.2.2 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 由于由于74LS29074LS290具以上计数功能，因此它具以上计数功能，因此它是个二是个二- -五五- -十进制的计数器。十进制的计数器。13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业

32、退 出 需要使用现有集成计数器构成任意进制需要使用现有集成计数器构成任意进制计数器时，可选用适合的计数器芯片外加计数器时，可选用适合的计数器芯片外加适当的电路连接构成。当用现有的适当的电路连接构成。当用现有的M进制进制计数器构成计数器构成N进制计数器时，有进制计数器时，有M N和和M N ，则只需一片，则只需一片M进进制计数器；如制计数器；如M N的情况的情况具体实现的方法有复位法和置数法。具体实现的方法有复位法和置数法。（1 1）复位法）复位法确定复位状态，异步清零为确定复位状态，异步清零为SN N，同步清，同步清零为零为SN-1N-1；写出复位状态的二进制代码。；写出复位状态的二进制代码。

33、求归零逻辑，也就是求复位端的逻辑表求归零逻辑，也就是求复位端的逻辑表达式。达式。画连线图。画连线图。13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出例例13.3.113.3.1 利用利用74LS16374LS163构成一个十二进制构成一个十二进制计数器（置计数器（置0 0法）。法）。解：解：（1 1）确定待清零状态，确定待清零状态，写出写出待清零待清零状状态的二进制代码。态的二进制代码。74LS163为集成为集成4位二进位二进制同步加法计数器，其清零输入端为同步制同步加法计数器，其清零输入端为同步清零，且计数状态编码为清零，且计数状态编

34、码为8421BCD码，故码，故待清零状态为待清零状态为状态状态SN-1，其对应的二进制代，其对应的二进制代码如下码如下 ：SN-1S12-1S11101113.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出（2 2）求归零逻辑。）求归零逻辑。根据根据74LS16374LS163的工作特的工作特性，只要令性，只要令74LS16374LS163的同步清零输入端，的同步清零输入端， nnnQQQCR013 其它输入端其它输入端子保证子保证74LS16374LS163正正常计数常计数, ,即可用即可用74LS16374LS163来构成十来构成十二进

35、制计数器。具二进制计数器。具体连线图见图体连线图见图13.3.113.3.1。 13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出 将图将图13.3.113.3.1所示电路用所示电路用EWBEWB软件仿真，软件仿真，对硬的仿真结果如图对硬的仿真结果如图13.3.213.3.2所示。所示。13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出例例13.3.213.3.2 用用74LS19774LS197来构成一个十二进制来构成一个十二进制计数器（置计数器（置0 0法）。法）。 解：解：（1

36、）确定待清零状态，写出待清零状）确定待清零状态，写出待清零状态的二进制代码。态的二进制代码。74LS197的清零输入端的清零输入端为异步清零，且计数状态编码为为异步清零，且计数状态编码为8421码，码，故待清零状态为状态故待清零状态为状态SN，其对应的二进制，其对应的二进制代码如下：代码如下： SNS121100 13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出（2 2）求归零逻辑。根据）求归零逻辑。根据74LS19774LS197的工作特的工作特性，只要令性，只要令74LS19774LS197的异步清零输入端的异步清零输入端 ，其它输

37、入端子保证，其它输入端子保证74LS19774LS197按按1616进进制正常计数即可。具体连线图见图制正常计数即可。具体连线图见图13.3.3 13.3.3 nnQQCR2313.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出（2 2）置数法）置数法 它是通过给计数器重复置入某个数值的它是通过给计数器重复置入某个数值的方法来跳越方法来跳越M-N个状态，从而获得个状态，从而获得N进制进制计数器的。计数器的置数操作可在任一状计数器的。计数器的置数操作可在任一状态下进行。态下进行。 具体操作的主要步骤主要如下：具体操作的主要步骤主要如下：确定置

38、数控制信号的译出状态，如果待确定置数控制信号的译出状态，如果待置入的数据全为置入的数据全为0 0，则异步置数的溢出状态，则异步置数的溢出状态13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出制代码。制代码。为为SN，同步置数为，同步置数为SN-1；写出写出该该状态的二进状态的二进 求置数逻辑，即求置数控制端信号的逻求置数逻辑，即求置数控制端信号的逻辑表达式。辑表达式。画连线图。画连线图。例例13.3.313.3.3 利用利用74LS16374LS163用置数法来构成一用置数法来构成一个十二进制计数器。个十二进制计数器。 解：（解：（1 1

39、）确定置数控制信号的译出状态，）确定置数控制信号的译出状态，写出对应的二进制代码。写出对应的二进制代码。74LS16374LS163的置的置数方式为同步置数，且计数状态编码为数方式为同步置数，且计数状态编码为 13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出8421码，所以如果置数控制信号到来时待码，所以如果置数控制信号到来时待置入的数据全为置入的数据全为0，则置数控制信号的译出，则置数控制信号的译出状态应为状态应为SN-1，其对应的二进制代码如下：，其对应的二进制代码如下：SN N- -1 1S12-112-1S11111011101

40、1 （2 2）求置数逻辑。根据）求置数逻辑。根据74LS16374LS163的工作特的工作特性，其置数控制信号性，其置数控制信号 低电平有效，即只低电平有效，即只要令要令74LS16374LS163的置数控制信的置数控制信 ，其它，其它输入端子保证输入端子保证74LS16374LS163正常计数，并行数据正常计数，并行数据输入端输入端D D0 0 D D1 1 D D2 2D D3=00003=0000，即可构成十二进，即可构成十二进制计数器。具体连线图见图制计数器。具体连线图见图13.3.413.3.4。 LDnnnQQQLD01313.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始

41、回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出例例13.3.413.3.4利用利用74LS19774LS197用置数法来构成一个用置数法来构成一个十二进制计数器。十二进制计数器。 13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出解：（解：（1）确定置数控制信号的译出状态，）确定置数控制信号的译出状态，写出对应的二进制代码。写出对应的二进制代码。74LS197的置数的置数方式为异步置数，且计数状态编码为方式为异步置数，且计数状态编码为8421码，所以如果置数控制信号到来时待置入码，所以如果置数控制信号到来时待置入的数据全为的数据全为0，则

42、置数控制信号的译出状态，则置数控制信号的译出状态应为应为SN，其对应的二进制代码如下，其对应的二进制代码如下SNS121100（2）求归零逻辑。根据）求归零逻辑。根据74LS197的工作特的工作特性，只要令性，只要令74LS197的异步置数输入端的异步置数输入端 nnQQLDCT23/13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出其它输入端子保证其它输入端子保证74LS19774LS197按按1616进制正常计进制正常计数即可。具体连线图见图数即可。具体连线图见图13.3.5 13.3.5 13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数

43、器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出实际上，利用置数法构成实际上，利用置数法构成N进制计数器时，进制计数器时，待置入的数据不一定是待置入的数据不一定是0000，可以是计数，可以是计数循环中的任何一个状态，只要选择的预置循环中的任何一个状态，只要选择的预置条件适当，跳过条件适当，跳过N-M个状态，即可得到个状态，即可得到N进制计数器。例如用进制计数器。例如用74LS161构成十二进构成十二进制计数器时制计数器时，若预置数，若预置数D3D2D1D0=0100，则译出状态应为则译出状态应为S（4+12-1）= S15(74LS161为为同步置数同步置数)，其对应的二进制代码

44、为其对应的二进制代码为S151111，即，即 nnnnQQQQLD012313.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出（3 3）提高归零可靠性的方法）提高归零可靠性的方法 无论置无论置0 0法还是置数法，其置法还是置数法，其置0 0信号或置数信号或置数控制信号都随着计数器被置控制信号都随着计数器被置0 0或置数而立即或置数而立即消失，所以信号持续的时间极短。如果锁消失，所以信号持续的时间极短。如果锁存器的复位或置数速度有快有慢，则可能存器的复位或置数速度有快有慢，则可能动作慢的锁存器还未来得及复位或置数，动作慢的锁存器还未来得及复位

45、或置数，信号已经消失，导致电路误动作。因此，信号已经消失，导致电路误动作。因此，这种接法的电路可靠性不高。为了克服这这种接法的电路可靠性不高。为了克服这个缺点，经常利用一个基本个缺点，经常利用一个基本RS锁存器将锁存器将 CR13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出或或 暂存一下，从而保证归零信号或暂存一下，从而保证归零信号或置数有足够的作用时间，使计数器能够可置数有足够的作用时间，使计数器能够可靠归零或置数。图靠归零或置数。图13.3.413.3.4所示电路的改进所示电路的改进电路如图电路如图13.3.613.3.6所示。所示

46、。 0LD13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出使用使用CP下降沿触发的集成计数器时，电路下降沿触发的集成计数器时，电路中需增加一个反相器，如图中需增加一个反相器，如图13.3.7所示。所示。13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出2. 2. MN的情况的情况 须将多片须将多片M进制计数器组合起来，才能实进制计数器组合起来，才能实现现N进制计数器。具体方法：各片进制计数器。具体方法：各片M进制进制计数器级联，得计数器级联，得M M M 进制的计进制的计数器，后按

47、前面所讲的复位法或置数法得数器，后按前面所讲的复位法或置数法得到到N进制计数器。进制计数器。M进制计数器进制计数器 各级之间各级之间的连接方式常见两种。一种级联方式是将的连接方式常见两种。一种级联方式是将低位芯片的进位输出信号作为高位芯片的低位芯片的进位输出信号作为高位芯片的十种输入信号，如图十种输入信号，如图13.3.813.3.8所示。所示。13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出另一种级联的方式是利用低位芯片的进为另一种级联的方式是利用低位芯片的进为输出信号控制高位芯片的输出信号控制高位芯片的CTT T、CTP P控制控制

48、（计数的使能信号），各芯片其余端保证（计数的使能信号），各芯片其余端保证计数器处于计数状态，各片的计数器处于计数状态，各片的CP输入端同输入端同时接计数时钟输入信号时接计数时钟输入信号CP，如图，如图13.3.913.3.9。13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出例例13.3.513.3.5用用74LS16174LS161构成构成8383进制计数器。进制计数器。 解：将两片解：将两片74LS16174LS161连接成连接成16161616的计数器的计数器 用复位法：因为用复位法：因为74LS16174LS161异步置异步置0

49、0，所以译，所以译出状态为出状态为SN NS83830101001101010011。复位方式对。复位方式对应的电路如图应的电路如图13.3.1013.3.10。 13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出用置数法：因为用置数法：因为74LS16174LS161同步置数，所以若同步置数，所以若所有计数器置入的数均为所有计数器置入的数均为0 0，则对应译出状，则对应译出状态为态为SN-1N-1S82820101001001010010。复位方式对硬。复位方式对硬的电路如图的电路如图13.3.1113.3.11所示。所示。 13.3

50、13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出例例13.3.6 13.3.6 用用74LS29074LS290构成构成6060进制计数器。进制计数器。 解：将两片解：将两片74LS29074LS290分别接成六进制计数器分别接成六进制计数器和十进制计数器。由于和十进制计数器。由于74LS29074LS290没有专门的没有专门的进位信号输出端，故采用低一级的高位输进位信号输出端，故采用低一级的高位输出信号即用出信号即用Q3驱动下一级计数器计数。图驱动下一级计数器计数。图13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最

51、 后 返 回 作 ？业退 出13.3.1213.3.12电路为对应连接方式。第一片为十电路为对应连接方式。第一片为十进制计数器，第二片为六进制计数器。进制计数器，第二片为六进制计数器。将上面电路用将上面电路用EWBEWB仿真，其对应接线图及仿仿真，其对应接线图及仿真结果如图真结果如图13.3.1313.3.1313.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出例例13.3.7 13.3.7 用用74LS16174LS161构成构成6060进制计数器。进制计数器。 13.3 13.3 集成计数器的应用集成计数器的应用开 始 回 退 前 进

52、最 后 返 回 作 ？业退 出解：将两片解：将两片74LS16174LS161分别接成六进制计数器分别接成六进制计数器和十进制计数器，再按串行进位方式或并和十进制计数器，再按串行进位方式或并行进位方式连接即可构成行进位方式连接即可构成6060进制计数器。进制计数器。图图13.3.1413.3.14所示电路为对应的并行进位连接所示电路为对应的并行进位连接方式。第一片为十进制计数器，第二片为方式。第一片为十进制计数器，第二片为六进制计数器。六进制计数器。 13.4 13.4 集成寄存器及其应用集成寄存器及其应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出集成的移位寄存器产品较多，常见的有

53、集成的移位寄存器产品较多，常见的有8 8位位单向移位寄存器单向移位寄存器7416474164和和4 4位双向移位寄存位双向移位寄存器器74LS19474LS194。这里以。这里以74LS19474LS194为例做简单介为例做简单介绍。绍。74LS19474LS194的逻辑功能示意图与引出端排的逻辑功能示意图与引出端排列图分别见图列图分别见图13.4.113.4.1。 13.4.1 13.4.1 集成移位寄存器集成移位寄存器74LS19474LS194异步清零异步清零工作状态控制工作状态控制工作状态控制工作状态控制左移的串行数据左移的串行数据输入端输入端右移的串行数据右移的串行数据输入端输入端开

54、 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出74LS19474LS194的逻辑功能如表的逻辑功能如表13.4.113.4.1所示。所示。13.4.1 13.4.1 集成移位寄存器集成移位寄存器74LS19474LS194开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出74LS19474LS194具以下功能：具以下功能：13.4.1 13.4.1 集成移位寄存器集成移位寄存器74LS19474LS194清零功能。清零功能。保持功能。保持功能。并行送数功能。并行送数功能。右移串行送数功能。右移串行送数功能。左移串行送数功能。左移串行送数功能。74LS19474LS194除具有以上功能

55、外，还可完成数据除具有以上功能外，还可完成数据或代码的串入或代码的串入- -串出、串入串出、串入- -并出、并入并出、并入- -串串出以及并入出以及并入- -并出等功能。并出等功能。开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出如果把移位寄存器的输出，以一定的方式如果把移位寄存器的输出，以一定的方式反馈到串行输入端，就可以得到一些电路反馈到串行输入端，就可以得到一些电路连接十分简单、编码别具特色且用途极为连接十分简单、编码别具特色且用途极为广泛的移位寄存器型计数器。常见的有环广泛的移位寄存器型计数器。常见的有环形计数器与扭环计数器。形计数器与扭环计数器。 13.4.2 13.4.2 集

56、成移位寄存器的应用集成移位寄存器的应用1.1.环形计数器环形计数器将将74LS19474LS194移位寄存器的移位寄存器的Q3 3和右移输入端和右移输入端DSHSH相连就可以形成一环行计数器。图相连就可以形成一环行计数器。图13.4.213.4.2所示的电路就是一个由所示的电路就是一个由74LS19474LS194构成构成的的4 4位环形计数器。位环形计数器。 开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出13.4.2 13.4.2 集成移位寄存器的应用集成移位寄存器的应用可看出，图可看出，图13.4.213.4.2所示的电路实际上是把所示的电路实际上是把一一4 4位右移移位寄存器的最

57、右边触发器的输位右移移位寄存器的最右边触发器的输出接至最左边触发器的输入端，即令出接至最左边触发器的输入端，即令DSHSH= = 而得到的，由于这样连接以后，触发器而得到的，由于这样连接以后，触发器构成了环形，故名环形计数器。它实际上构成了环形，故名环形计数器。它实际上是一自循环的移位寄存器。是一自循环的移位寄存器。nQ3开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出根据右移移位寄存器的工作原理，结合图根据右移移位寄存器的工作原理，结合图13.4.213.4.2所示电路的连接，很容易画出环形所示电路的连接，很容易画出环形计数器的状态转换图。见图计数器的状态转换图。见图13.4.313.

58、4.3。13.4.2 13.4.2 集成移位寄存器的应用集成移位寄存器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出从状态转换图可看出：起始状态设置不同从状态转换图可看出：起始状态设置不同在输入计数脉冲作用下环形计数器有效状在输入计数脉冲作用下环形计数器有效状态可循环移位一个态可循环移位一个1 1，也可循环移位一个，也可循环移位一个0 0。假定电路起始状态假定电路起始状态10001000，则当连续输入脉，则当连续输入脉冲时冲时, ,电路状态将按电路状态将按1000010000101000010000100001100000011000次序循环变化，可以将该电路次序循环变化，可以将

59、该电路视为每个状态只含一个视为每个状态只含一个1 1（或（或0 0）的循环计）的循环计数计数器。计数器容量或模数计数器。计数器容量或模M等于触发器等于触发器个数个数n n。该电路在工作时应先将计数器置入。该电路在工作时应先将计数器置入有效状态如有效状态如10001000，然后才能加计数脉冲。，然后才能加计数脉冲。13.4.2 13.4.2 集成移位寄存器的应用集成移位寄存器的应用开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出另外，从状态图可知：这种计数器不能自另外，从状态图可知：这种计数器不能自启动。若由于信号干扰等原因，使电路进启动。若由于信号干扰等原因，使电路进入无效状态，计数器将

60、一直工作在无效循入无效状态，计数器将一直工作在无效循环，只有重新启动，才能回到有效状态。环，只有重新启动，才能回到有效状态。为使用方便，在许多场合均需要计数器能为使用方便，在许多场合均需要计数器能自启动，万一计数器进入任何一种无效状自启动，万一计数器进入任何一种无效状态，电路都能在时钟信号作用下，自动回态，电路都能在时钟信号作用下，自动回到有效循环中。通过输出与输入之间接入到有效循环中。通过输出与输入之间接入适当的反馈逻辑电路，就可将不能自启动适当的反馈逻辑电路，就可将不能自启动电路修改为能自启动的电路。图电路修改为能自启动的电路。图13.4.413.4.4是是一能自启动的一能自启动的4 4位