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D0D1D2D3CPUCPDCRLDQ0Q1Q2Q3COBO21341213115796151014CT74LS192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测试其逻辑功能，并把输出结果记入表中。输入输出CPuCPDCRD0 D

2、1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q31 00 A B C D101 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,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 R

3、0(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。CT74LS290913121311105480CP1CPR0(1)R0(2)R9(1)R9(2)Q3Q2Q1Q0图2-34 CT74LS290的逻辑符号（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

4、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。CPQ0Q1C11K1JC11K1JC11J1KQ2&.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 Q0012345表2-10 计数时序表74LS08与门实验五 计数器实验数据D0D1D2D3CPUCPDCRLDQ0Q1Q2Q3COBOCT74LS1921&1CP1.用复位法构成六进制计数器(1) N=6,6进制加反馈

5、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1D0D1D2D3CPUCPDCRLDQ0Q1Q2Q3COBOCT74LS192D0D1D2D3CPUCPDCRLDQ0Q1Q2Q3COBOCT74LS192十位个位1CP1(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

6、图2。&12.两片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CR=Q1Q12Q10。(3) 电路图如图电路图如图3。CT74LS2900CP1CPR0(1)R0(2)R9(1)R9(2)Q13Q12Q11Q10CT74LS2900CP1CPR0(1)R0(2)R9(1)R9(2)Q3Q2Q1Q0&图32.两片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

7、、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？CABABCFBABABAF 注意：在实验室只提供了注意：在实验室只提供了74LS0074LS00二输入与非门，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 CT74LS162Q0Q1Q2Q3COD0CT74LS192CPUCPDCRLDD1D2D3*十进制同步加十进制同步加/ /减计数器减计数器 CT74LS192BO14

8、115915101423121376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 Q31 0 0 0 000 A B C D A B C D011 加计数器011 减计数器0111 LD74LS192功能说明功能说明Q0Q1Q2Q3CT74LS290M = 5CP0M = 2CP1CP0CP1Q0Q1Q2Q3R0AR0BS9AS9BCT74LS290注

9、：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 CT74LS290 ( (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

10、端，从高位到低位依出端，从高位到低位依次为次为Q3、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 0000001Q0Q

11、1Q2Q3CPS9A S9BR0A R0B说明说明输输 出出输输 入入( (3) ) CT74LS290 的基本应用的基本应用Q0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B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Q0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B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Q0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0B

12、S9AS9B 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，则本例中当表示，则本例中当

13、 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10019000181110701106101050010411003010021000100001000000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 50

14、000Q0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B 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：( (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

15、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 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

16、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 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

17、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

18、。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，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

19、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

20、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法法原原理理置置数数法法原原理理当输入第当