同步十进制计数器

1、 同步与异同步与异步十进制计数步十进制计数器的功能和工器的功能和工作波形相同，作波形相同，但时钟控制方但时钟控制方式及电路构成式及电路构成不同。不同。 一、一、同步十进制计数器同步十进制计数器 00001010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3计计 数数 器器 状状 态态CT74LS160CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74LS162CTTCTPCRLDD1D2D3CR LD1. 集成同步十进制计数器集成同步十进制计数器 CT74LS160 和和 CT74LS162正如正如“161”与与“163”一样，一样，“160

2、”与与“162”的差别的差别是：是：“160”为为异步置异步置 0，“162”为为同步置同步置 0 ；“160”与与“162”的管脚以及其他功能完全相同。的管脚以及其他功能完全相同。 CO = CTTQ3 Q0 CO = Q3 Q0 CO = CTTQ3 Q0 同同步置步置 00保保 持持011保保 持持011计计 数数1111d0d1d2d3d0d1d2d301000000COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR输输 出出输输 入入CT74LS162 CO = CTTQ3 Q0 CO = Q3 Q0 CO = CTTQ3 Q0 异异步置步置 00保保 持持011保保 持持

3、011计计 数数1111d0d1d2d3d0d1d2d301000000COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR输输 出出输输 入入CT74LS160 CT74LS160 与与 CT74LS162 的功能表的功能表 十进制十进制计数器计数器 74LS160( (162) )与与二进制二进制计数器计数器 74LS161( (163) ) 比较比较 CT74LS160CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74LS162CTTCTPCRLDD1D2D3CR LDCT74LS161CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74LS163CTTCTPCRLDD1D2D3CR LD 逻辑符号形式一样。

4、逻辑符号形式一样。 输入端用法一样。输入端用法一样。 “160( (162) )”输出输出 1 组组 8421BCD 码码； “161( (163) )”输出输出 4 位位二进制数二进制数。CT74LS160( (162) )的计数态序表的计数态序表 00001010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3计计 数数 器器 状状 态态计数计数顺序顺序0000161111150111141011130011121101110101101001900018111070110610105001041100301002100010

5、0000Q0Q1Q2Q3计计 数数 器器 状状 态态计数计数顺序顺序CT74LS161( (163) )的计数态序表的计数态序表 例例11 试用试用 CT74LS160 构成构成七进制七进制计数器。计数器。解：解： 写出写出 SN 的二进制代码的二进制代码 写出反馈置数函数写出反馈置数函数 画电路图画电路图S7 = 0111CR = Q2 Q1 Q0方法之一方法之一：利用：利用异步置异步置 0 功能实现。功能实现。CT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCR LDD1D2D3CP1 1&1 1 3. . 集成十进制计数器应用举例集成十进制计数器应用举例方法之二方法之二：利

6、用：利用同步置数同步置数功能实现。功能实现。 写出写出 S7- -1 的二进制代码的二进制代码 写出反馈置数函数写出反馈置数函数 画电路图画电路图S7- -1 = S6 = 0110LD = Q2 Q1 方案方案 1：设计数器从：设计数器从 Q3 Q2 Q1 Q0 = 0000 状态开始计数，状态开始计数， 因此，因此，取取 D3 D2 D1 D0 = 0000。CT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1 1&1 1方案方案 2： 用用 “160” 的后七个状态的后七个状态 0011 1001 实现七进制计数。实现七进制计数。00000101100

7、19000018011107001106010105000104011003001002010001000000COQ0Q1Q2Q3进位输出进位输出计计 数数 器器 状状 态态计数顺序计数顺序D3D2D1D0=0011LD = Q3 Q0或或COCT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1 11 111 1 0 0方案方案 2：用：用 “160” 的后七个状态的后七个状态 0011 1001实现七进制计数。实现七进制计数。取取 D3 D2 D1 D0 = 0011 ，LD = CO二、利用计数器的级联构成大容量二、利用计数器的级联构成大容量 N 进制计数器进

8、制计数器 反馈置反馈置 0 法和反馈置数只能实现模法和反馈置数只能实现模 N 小于集成计小于集成计数器模数器模 M 的的 N 进制计数器；将模进制计数器；将模 M1、M2、Mm 的的计数器串接起来计数器串接起来 ( (称为计数器的级联称为计数器的级联) ) ，可获得模可获得模 N小小于于 M1 M2 Mm 的大容量的大容量 N 进制计数器。进制计数器。 两片两片 “290” 接成接成 十进制加法计数器后级联，十进制加法计数器后级联，计数脉冲从个位片计数脉冲从个位片 CP0 端输入。端输入。例例 2 由两片由两片 CT74LS290 级联组成级联组成 100 进制进制异步异步加法计数器。加法计数

9、器。Q0 Q1 Q2 Q3 CT74LS290( (十位十位) )CP1CP0R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3CT74LS290( (个位个位) )CP1CP0R0AR0BS9AS9B计数输入计数输入计数输出计数输出该电路构成该电路构成 100 进制异步加法计数器。进制异步加法计数器。例例 3两片两片CT74LS290 构成二十三进制计数器。构成二十三进制计数器。R0A R0B = Q1 Q1 Q0计数输入计数输入CT74LS290 (十十)R0AR0BS9AS9BQ0 Q1 Q2 Q3CP1CP0CT74LS290 (个个)R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3 CP1CP0&am

10、p;174LS290 M =2、5、10，。再用归零法将再用归零法将M = 100 改为改为 N =23进制计数器；进制计数器；即用即用SN产生产生步步清零信号。清零信号。先用两片先用两片74LS290构成构成 10 10 进制计数器；进制计数器；例例 4 两片两片CT74LS161 构成构成 8 位二进制位二进制( (256 进制进制) )同步同步计数器。计数器。 当计至当计至“15”时，时，CO低低 = 1，允许高位片计数，这样，允许高位片计数，这样，第第 16 个脉冲来时，低位片返回个脉冲来时，低位片返回 “0”，而高位片计数一次。，而高位片计数一次。在低位片计至在低位片计至 “15”

11、之前，之前，CO低低 = 0，禁止高位片计数；，禁止高位片计数；每逢每逢 16 的整数倍个脉冲来时，低位片均返回的整数倍个脉冲来时，低位片均返回“0”，而，而高位片计数一次。因此，实现了高位片计数一次。因此，实现了 8 位二进制加法计数。位二进制加法计数。CPCOD0CTTCTPCRLDD1D2D3Q0低低Q1低低Q2低低Q3低低1 11 1CT74LS161( (低位低位) )1 1 COD0CTTCTPCRLDD1D2D3Q0高高Q1高高Q2高高Q3高高1 1CT74LS161( (高位高位) )1 1 计数输入计数输入将上图中的将上图中的“161”换成换成“160”，则构成几进制计数器？

12、则构成几进制计数器？讨论讨论CPCOD0CTTCTPCRLDD1D2D3Q0低低Q1低低Q2低低Q3低低1 11 1CT74LS161( (低位低位) )1 1 COD0CTTCTPCRLDD1D2D3Q0高高Q1高高Q2高高Q3高高1 1CT74LS161( (高位高位) )1 1 计数输入计数输入讨论总结讨论总结( (1) )两个十进制计数器级联构成两个十进制计数器级联构成 100 进制计数器进制计数器。从高位。从高位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出的是十位数，而从低位读出的是十位数，而从低位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出读出 的是个位数。的是个位数。( (2) )两个两个 4 位二进制计数

13、器级联则构成位二进制计数器级联则构成 8 位二进制计数器位二进制计数器， 即即 256 进制计数器。从高位进制计数器。从高位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出的是高读出的是高 4 位位 二进制数，而从低位二进制数，而从低位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出的是低读出的是低 4 位二进制位二进制 数。数。( (3)例例 2 为为异步异步 100 进制计数器，而上图中将进制计数器，而上图中将“161” 换成换成“160”后则构成后则构成同步同步 100 进制计数器。进制计数器。 例例5 试分别用试分别用 74LS161 和和 74LS162 接成六十进制计数接成六十进制计数器。器。Q0 Q1 Q2 Q3C

14、TTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q7Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111CO0用用 产生产生信号：信号：) 111100 (60 SSN用用 产生产生信号：信号：) 111011 (591 SSN&11&解：解：（1）先用两片）先用两片74LS161构成构成 256 进制计数器进制计数器74LS162 。再用归零法将再用归零法将M = 100改为改为N = 60进制计数器，进制计数器，即用即用SN1产生产生同步同步清零、置数信号。清零、置数信号。BCD591 1001 0101

15、）（ SSN先用两片先用两片74LS162构成构成 10 10 进制计数器，进制计数器，Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q7Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111CO011&1 集成十进制同步加集成十进制同步加/ /减计数器减计数器 CT74LS192(190) CT74LS192CPUQ0Q1Q2Q3COD0CRCPDLDD1D2D3LDBOCR 功能表见教材功能表见教材P155P155 集成计数器种类非常多：集成计数器种类非常多：集成集成4位二进制同步加位二进

16、制同步加/减计数器减计数器CT74LS191集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器CT74LS90集成二进制异步加法计数器集成二进制异步加法计数器CT74LS197集成双集成双4位二进制同步加法计数器位二进制同步加法计数器CC452三、时序逻辑电路的自启动三、时序逻辑电路的自启动 在应用反馈法实现在应用反馈法实现 N 进制计数器时，我们只利用了进制计数器时，我们只利用了模模 M 计数器的计数器的N 个计数状态，这些状态被称为个计数状态，这些状态被称为有效状态有效状态，而没有利用的那而没有利用的那( (M N ) )个状态则被称为个状态则被称为无效状态无效状态。当时序逻辑电路由于某种原因进入了

17、无效状态，若当时序逻辑电路由于某种原因进入了无效状态，若继续输入计数脉冲继续输入计数脉冲 CP 后电路后电路能自动进入有效状态能自动进入有效状态，则则称该电路能自启动称该电路能自启动，否则称不能自启动。，否则称不能自启动。例如：例如： 利用利用 CT74LS160 的计数状态的计数状态 0000 0111 构成构成 八进制计数器。八进制计数器。Q0Q1Q2Q3计计 数数 器器 状状 态态计数计数顺序顺序100190001811107011061010500104110030100210001000010000000000 0111为有效状态为有效状态1000 1001为无效状态为无效状态若计数

18、器处于无效状态若计数器处于无效状态“1000”，则来一个时钟后状，则来一个时钟后状态变为态变为“1001”，再来一个时，再来一个时钟，状态变为钟，状态变为“0000”。能。能自动进入循环，因此能自启自动进入循环，因此能自启动。动。设计时序电路时应检查设计时序电路时应检查电路能否自启动。由于集成电路能否自启动。由于集成计数器构成的计数器构成的 N 进制计数器进制计数器一般能自启动，因此通常省一般能自启动，因此通常省略这一步。略这一步。本节小结：计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除用于计数、分频外，还广泛用于数字测量、运算用于计数、分频外，还广泛用于数字测量

19、、运算和控制，从小型数字仪表，到大型数字电子计算和控制，从小型数字仪表，到大型数字电子计算机，几乎无所不在，是任何现代数字系统中不可机，几乎无所不在，是任何现代数字系统中不可缺少的组成部分。缺少的组成部分。计数器计数器可利用触发器和门电路构成。但在实可利用触发器和门电路构成。但在实际工作中，主要是利用集成计数器来构成。在用际工作中，主要是利用集成计数器来构成。在用集成计数器构成集成计数器构成N进制计数器时，需要利用清零进制计数器时，需要利用清零端或置数控制端，让电路跳过某些状态来获得端或置数控制端，让电路跳过某些状态来获得N N进制计数器。进制计数器。作作 业业6.10（2） 6.11（2）

20、6.12 （2） 6.13（2） 6.14（1） 题题6.10试分别用试分别用CT74LS160的异步置的异步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：二十四进制计数器；二十四进制计数器；解：解：BCDNSS) 10010000 (24 25QQCR 函数：函数：Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP11CO01&利用利用异步置异步置 0 功能实现。功能实现。： 21QQ 题题6.10试分

21、别用试分别用CT74LS160的异步置的异步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：二十四进制计数器；二十四进制计数器；解：解：BCDNSS) 10001100 (231 015QQQLD 函数：函数：利用利用同步置数同步置数功能实现。功能实现。 011QQQ Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP11CO01&题题6.11试分别用试分别用CT74LS162的同步置的同步置0和同步置数功

22、能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：六十进制计数器；六十进制计数器；解：解：BCDNSS)11100010 (591 0346QQQQCR 函数：函数：Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111&：利用利用同步置同步置 0 功能实现。功能实现。 0302QQQQ 题题6.11试分别用试分别用CT74LS162的同步置的同步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生

23、信号：信号：六十进制计数器；六十进制计数器；解：解：BCDNSS)11100010 (591 0346QQQQLD 函数：函数： 0302QQQQ Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111&题题6.12试用试用CT74LS161的异步置的异步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：十二进制计数器；十二进制计数器；解：解：2120011）（ SSN 23QQCR 函数：函数：CT74L

24、S161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCR LDD1D2D3CP1 1&1 1 ：利用利用异步置异步置 0 功能实现。功能实现。题题6.12试用试用CT74LS161的异步置的异步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：十二进制计数器；十二进制计数器；解：解：21111011 ）（ SSN 013QQQLD 函数：函数：利用利用同步置数同步置数 功能实现。功能实现。CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1 1&1 1Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3C

25、RQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111题题6.12试用试用CT74LS161的异步置的异步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：六十进制计数器；六十进制计数器；解：解：2600011 0011）（ SSN 2345QQQQCR 函数：函数：&：利用利用异步置异步置 0 功能实现。功能实现。 2301QQQQ Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD

26、0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111题题6.12试用试用CT74LS161的异步置的异步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：六十进制计数器；六十进制计数器；解：解：25911011 0011）（ SSN 01345QQQQQLD 函数：函数：利用利用同步置数同步置数 功能实现。功能实现。1& 01301QQQQQ 题题6.13试用试用CT74LS163的同步置的同步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：十二进制计数器；十二进制计数器；解：解：21111011 ）（

27、SSN 013QQQCR 函数：函数：利用利用同步置同步置 0 功能实现。功能实现。CT74LS163Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCR LDD1D2D3CP1 1&1 1 题题6.13试用试用CT74LS163的同步置的同步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：十二进制计数器；十二进制计数器；解：解：21111011 ）（ SSN 013QQQLD 函数：函数：利用利用同步置数同步置数 功能实现。功能实现。CT74LS163Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1 1&1 1Q0 Q1 Q2 Q3C

28、TTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111题题6.13试用试用CT74LS163的同步置的同步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：六十进制计数器；六十进制计数器；解：解：25911011 0011）（ SSN 01345QQQQQCR 函数：函数：利用利用同步置同步置 0 功能实现。功能实现。 01301QQQQQ &Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2

29、 Q3Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111题题6.13试用试用CT74LS163的同步置的同步置0和同步置数功能构成下列和同步置数功能构成下列 计数器计数器用用 产生产生信号：信号：六十进制计数器；六十进制计数器；解：解：25911011 0011）（ SSN 01345QQQQQLD 函数：函数：利用利用同步置数同步置数 功能实现。功能实现。1& 01301QQQQQ 题题6.14试用试用CT74LS290的异步置的异步置0功能构成下列计数器功能构成下列计数器用用 产生产生信号：信号：十四进制计数器；十四进制计数器；解：解：BCD240100 0010）（ SSN 2100QQRRBA 函数：函数：计数输入计数输入CT74LS290 (十十)R0AR0BS9AS9BQ0 Q1 Q2 Q3CP1CP0CT74LS290 (个个)R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3 CP1CP0& Q3Q0 Q3Q0题题6.14试用试用CT74LS290的异步置的异步置0功能构