實(shí)驗(yàn)四集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用

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1、實(shí)驗(yàn)四集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：設(shè)計(jì)性一、實(shí)驗(yàn)H的(1)熟悉集成計(jì)數(shù)器的邏輯功能及各控制端的作用。⑵掌握用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理計(jì)數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)屮必不可少的組成部分，它不僅用來(lái)計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)，還大量用于分頻、程序控制及邏輯控制等。計(jì)數(shù)器種類繁多，其分類方式大致有以下三種.?第一種：按計(jì)數(shù)器的進(jìn)制分。通常分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第二種：按計(jì)數(shù)脈沖輸入方式不同，可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器兩大類。同步計(jì)數(shù)器是指內(nèi)部的各個(gè)觸發(fā)器在同一時(shí)鐘脈沖作用下同時(shí)翻轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)。其計(jì)數(shù)速度快、工作頻率高、譯碼時(shí)不會(huì)產(chǎn)生尖峰信號(hào)。而異步計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)脈沖是逐

2、級(jí)傳送的，高位觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)必須等低一位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后才發(fā)生。其計(jì)數(shù)速度慢，在譯碼時(shí)輸出端會(huì)出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰信號(hào)，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn).單，連線少，成本低，因此，在一般低速場(chǎng)合中應(yīng)用。第三種：按計(jì)數(shù)加減分類。則有遞減、遞加計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。其屮可逆計(jì)數(shù)器又有加減控制式和雙時(shí)鐘輸入式兩種。針對(duì)以上計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)，可根據(jù)任務(wù)耍求選用合適器件。一些常用的計(jì)數(shù)器如表4-4-1所示。表4-4-1序號(hào)名稱型號(hào)說(shuō)明1十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS160同步預(yù)置、異步清零2四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS161同步預(yù)置、異步清零3十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS162同步預(yù)置、同步清零4四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器7

3、4LS163同步預(yù)置、同步清零5十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器74LS190異步置數(shù)、無(wú)清零端、單時(shí)鐘輸入74LS192異步置數(shù)、異步清零、雙時(shí)鐘輸入6四位二進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器74LS191異步罝數(shù)、無(wú)清零端、單時(shí)鐘輸入74LS193異步置數(shù)、異步清零、雙時(shí)鐘輸入7異步二一五一十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290異步清零、異步置9下面我們以74LS160、74LS161、74LS190、74LS193、74LS290為例，介紹計(jì)數(shù)器的一般使用方法，對(duì)于表中的其它器件更詳細(xì)功能介紹請(qǐng)參閱有關(guān)手冊(cè)。1.四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS161其功能見(jiàn)表4-4-2所示,計(jì)數(shù)范圍0~15。表4-4-2輸入輸出功能

4、CRLDCT,.CTtCPDoD,D,wD3QoQiQ30XXXXXXXX0000異步清零10XXtdodid2d3d0did2d3同步預(yù)置1111tXXXX加計(jì)數(shù)110XXXXXX保持禁止計(jì)數(shù)11X0XXXXX保持禁止計(jì)數(shù)CP:時(shí)鐘輸入端，上升沿有效；Qo^Q.3：計(jì)數(shù)器輸出端；CO:進(jìn)位輸岀端；DcTD3:并行數(shù)據(jù)輸入端；CTt，CTp:計(jì)數(shù)控制端；LZ):同步并行置入控制端，低電平有效；CR:異步清除輸入端，低電平有效。該器件具有異步清零、同步預(yù)置數(shù)功能。當(dāng)&=0時(shí)，計(jì)數(shù)器清零，QAQAcFOOOO,與CP無(wú)關(guān)；當(dāng)斤=1、15=0時(shí)，在CP脈沖上升沿的作用下，DfD4俞入的數(shù)據(jù)

5、d3d2d:cV被置入計(jì)數(shù)器，BPQ3Q2Q1Qo=d3d2d,do.進(jìn)位輸出C0=Q她Q0o當(dāng)CT尸(；1；=15=斤=1時(shí)，在CP脈沖上升沿作用下進(jìn)行加計(jì)數(shù)。而在CTt和CTP屮有低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器保持原狀態(tài)不變。因此，利用CTt、CT4DCO可級(jí)聯(lián)成多級(jí)計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)到最大數(shù)15時(shí)(Q3Q2Q,Qo=1111),C0=l，而小于15時(shí),C0=0,所以CO可作后級(jí)計(jì)數(shù)器CTt、CTP端的控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)多級(jí)計(jì)數(shù)器間的級(jí)聯(lián)。下面介紹幾個(gè)用74LS161構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。⑴利用異步清零功能構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用異步清零功能構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)&時(shí)，當(dāng)計(jì)到N個(gè)CP脈沖時(shí)，將0?^中的高電平

6、通過(guò)與非門將輸出的低電平加到異步清零端斤上，使計(jì)數(shù)器冋到初始的0狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了N進(jìn)制。這時(shí)并行數(shù)據(jù)輸入端可接任意數(shù)據(jù)。用74LS161構(gòu)成的十一進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其電路如圖4-4-1所示。⑵利用同步預(yù)置功能構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用同步預(yù)置功能構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，并行數(shù)據(jù)輸入端應(yīng)接計(jì)數(shù)起始數(shù)據(jù)。通常從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，這時(shí)DfU應(yīng)接低電平。當(dāng)計(jì)到(N-1)個(gè)CP脈沖時(shí)，將Q(rQ3+的高電平通過(guò)與非門將輸出的低電平加到同步罝入控制端Z萬(wàn)上，這樣當(dāng)輸入第N個(gè)CP脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器將被罝數(shù)到0,回到初始的計(jì)數(shù)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了N進(jìn)制計(jì)數(shù)。用74LS161構(gòu)成的十一進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其電路如圖4~4~2所示。還可以用

7、預(yù)置補(bǔ)數(shù)法構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。電路連接方式見(jiàn)圖4-4-3所示(兩電路功能相同)。此電路的工作狀態(tài)為5?15。預(yù)置端DAAD。=0101,輸出端QMLQcFllll(此時(shí)C0=l)。這樣，計(jì)數(shù)器從5幵始計(jì)數(shù)，到15后回到5。由于74LS161為16進(jìn)制，對(duì)模N計(jì)數(shù)器可利用預(yù)置(16-N)的方法實(shí)現(xiàn)。也可利用0~15中任一段11個(gè)狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)模11,如2~12,4~14等。COLD11CPQ0Q1Q2Q374161>CPCRDODID2D31一1—CP一CPICR