电子科技大学中山学院 实验七 计数器及其应用

学生实验报告系别电子信息学院课程名称电子技术实验班级实验名称实验七计数器及其应用姓名实验时间2012年5月学号指导教师成绩教师签名批改时间年月日报告内容一、实验目的和任务学会用集成电路构成计数器的方法。掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法。运用集成计数器构成1/N分频器。二、实验原理介绍计数器是数字系统中用得较多的基本逻辑器件，它的基本功能是统计时钟脉冲的个数，即实现计数操作，它也可用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。例如，计算机中的时序发生器、分频器、指令计数器等都要使用计数器。计数器的种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制的不同，可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；按计数过程中数字增减趋势的不同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器；还有可预制数功能等等。1、异步集成计数器74LS9074LS90为中规模TTL集成计数器，可实现二分频、五分频和十分频等功能，它由一个二进制计数器和一个五进制计数器构成。其引脚排列图和功能表如下所示：2、中规模十进制计数器74LS192(或CC40192)74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清零端（高电平清零），Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。其功能表如下：表16-274LS192的功能表3、4位二进制同步计数器74LS161该计数器能同步并行预置数据，具有清零置数，计数和保持功能，具有进位输出端，可以串接计数器使用。它的管脚排列如图16-5所示：从逻辑图和功能表可知，该计数器具有清零信号/MR，使能信号CEP，CET，置数信号PE，时钟信号CP和四个数据输入端P0~P3，四个数据输出端Q0~Q3，以及进位输出TC，且TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。4、计数器的级连使用一个十进制计数器只能显示0～9十个数，为了扩大计数器范围，常用多个十进制计数器级连使用。同步计数器往往设有进位（或借位）输出端，故可选用其进位（或借位）输出信号来驱动下一级计数器。下图为用2片74LS192级连使用构成2位十进制加法计数器的示意图：图16-674LS192级连示意图5、实现任意进制计数（1）用复位法获得任意进制计数器假定已有一个N进制计数器，而需要得到一个M进制计数器时，只要M<N，用复位法使计数器计数到M时置零，即获得M进制计数器。如下图16-7所示为一个由74LS192十进制计数器接成的5进制计数器。（2）利用预置功能获得M进制计数器下图为用三个74LS192组成的421进制的计数器，注意此时MR都要接低电平。图16-8421进制计数器外加的由与非门构成的锁存器可以克服器件计数速度的离散性，保证在反馈置“0”信号作用下可靠置“0”。图16-9是一个特殊的12进制的计数器电路方案。在数字钟里，对十位的计时顺序是1、2、3、……、11、12，即是12进制的，且无数0。如下图所示，当计数到13时，通过与非门产生一个复位信号，使74LS192(第二片的时十位)直接置成0000，而74LS192(第一片)，即时的个位直接置成0001，从而实现了从1开始到12的计数。注意此时MR都要接低电平。图16-9特殊的12进制计数器三、实验内容和数据记录内容一中规模同步74LS161二进制计数器功能验证1、QAQBQCQD输出端；2、OC进位输出端；3、ABCD数据预置输入端；4、CP上升沿有效；5、（/CR）清零端6、（/LD）同步预制端7、P、T功能控制端；74LS161真值表内容二、用74LS161实现模7计数器状态图如下：00000000010101100010000101000011内容三、用74LS90构成“8421”码的十进制计数器1.CP1输入计数脉冲，输出“8421”码。2.将测试的结果填入下表状态图如下：00110011011110000010000101100101100100000100内容四、用74LS90构成“5421”码十进制计数器注：CP2输入计数脉冲，输出“5421”码。将测试的结果填入下表状态图如下：11001100010111010100100010010001001100000010内容五、用74LS90实现模7计数器的接线图(内容五)反馈清零法：当输出端=（0111）时，R01R02=1，输出端回到（0000）。因异步清零，反馈信号取N=7=(0111)2。00000000010101100010000101000011其中0111为暂态，存在时间很短暂，所以没在上图中表示出来。四、实验结论与心得1.该实验存在一定测量误差，误差来源于电路箱中得误差，但是误差实验允许范围内，故该实验有效。该实验应该注意电路的联线，同时要求熟练掌握各个芯片的使用方法。2．对74LS