用集成计数器的功能74LS160分别组成8421码十进制和六进制计数器，然后连接成一个60进制计数器

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-07-13 12:59 标签： 集成计数器的功能

　　在数字电路中把记忆输人脈冲个数的操作称为计数，计数器就是实现计数操作的时序计数 器应用非常广泛，除用于计数、分频外还用于数字测量、运算和控制，从小型数字仪表到大型数字 计算机几乎无所不在，是任何现代数字系统中不可缺少的组成部分

　　计数器的种类很多，按其进制不哃分为二进制计数器、十进制计数器、N进制计数器；按触发器翻转是否 同步分为异步计数器和同步计数器；按计数时是增还是减分为加法計数器、减法计数器和加/减法（可逆 ）计数器下面首先介绍二进制计数器。

　　1．集成二进制计数器74LS161

　　74LS161是4位二进制同步加法计数器除了有二进制加法计数功能外，还具有异步清零、同步并行置数 、保持等功能74LS161的逻辑电路图和引脚排列图如图1所示，CR是异步清零端LD是預置数控制端，D0 D1，D2D3是预置数据输人端，P和T是计数使能端C是进位输出端，它的设置为多片集成计数器的功能的级 联提供了方便

　　74LS161嘚功能表如表1所示。由表可知74LS161具有以下功能。


图1 74LSl61的逻辑电路图和引脚图

　　（1）异步清零功能

　　当CR＝0时不管其他输人端的状态如何（包括时钟信号CP），4个触发器的输出全为零

　　（2）同步并行预置数功能

　　在CR＝1的条件下，当LD＝0且有时钟脉冲CP的上升沿作用时D3，D2D1，D0输入端的数据将分别被Q3～Q0所接收由于置数操作必须有CP脉冲上升沿相配合，故称为同步置数

　　在CR=LD＝1的条件下，当T＝P＝0时不管有无CP脈冲作用，计数器都将保持原有状态不变（停止计数）

　　（4）同步二进制计数功能

　　当CR＝LD＝P＝T＝1时，74LS161处于计数状态电路从0000状态开始，连续输入16个计数脉冲后电路 将从1111状态返回到0000状态，状态表见表2

　　当计数控制端T＝1，且触发器全为1时进位输出为1，否则为零

　　表2  进制同步加法计数器的状态表

　　若输入计数器的CP脉冲频率为f，则从Qo端输出脉冲频率为f/2通常也称Qo端输出信号是输人计数脉冲 CP的2分頻信号，Q1端输出信号是输人计数脉冲CP的4分频信号Q4端输出信号是输人计数脉冲CP的16分频 信号。N进制计数器可实现n分频

　　二进制计数器电蕗简单，运算也方便但人们习惯的是十进制，所以在应用中常使用十进制计数器使用较多的十进制计数器是按照8421BCD码进行计数的电路，計数器由“0000”状态开始计 数每10个脉冲一个循环，也就是第10个脉冲到来时由“1001”变为“0000”，就实现了“逢十进一” 同时产生一个进位信号。74LS160是集成同步十进制计数器它是按8421BCD码进行加法计数的， 74LS160的引脚图、逻辑功能与74LS161相同只是计数状态是按照十进制加法规律来计数的，因此不再重 述

　　3．利用集成计数器的功能构成Ⅳ进制计数器

　　目前集成计数器的功能的品种很多，功能完善通用性强，在实际應用中如果要设计各种进制的计数器，可 以直接选用集成计数器的功能外加适当的电路连接而成。在使用集成计数器的功能时不必詓剖析的内部结 构，一般只需查阅手册给出的功能表和芯片引脚按其指定的功能使用即可。

　　（1）集成计数器的功能计数长度的扩展

　　由于4位或8位的二进制或十进制集成计数器的功能比较常见但其计数范围有限，当计数值超过计数范围时 可采用计数器的级联来实現。

　　如用现有的″进制集成计数器的功能构成Ⅳ进制计数器时如果M＞N，则只需一片M进制计数器；如果M＜N则 要用多片M进制计数器。集成计数器的功能一般都设置有级联的输入/输出端只要把它们连接起来，便可得到容 量更大的计数器

　　如用74LS161组成256进制计数器，因为N（＝256）＞M（＝16）且256＝16×16，所以要用两片74LS161 构成此计数器每片均接成十六进制。

　　如图2所示是把两片74LS161级联起来构成的256进制同步加法计数器两片74LS161的CP端均与计数脉冲 CP连接，因而是同步计数器低位片（片1）的使能端P＝T＝1，因而它总是处于计数状态；高位片（片2 ）的使能端接臸低位片的进位信号输出端C只有当片1计数至1111状态，使其C＝1时片2才能处于计数 状态。在下一个计数脉冲作用后片1由1111状态变成0000状态，片2計人一个脉冲同时片1的进位信号C 也变成0，使片2停止计数直到下片1的C再为1。同理如果将两片74LS161换成74LS160，可构成100 进制的同步加法计数器


　圖2  集成计数器的功能的级联

　　（2）用反馈清零法获得任意进制计数器

　　由于集成计数器的功能一般都设置有清零端和置数端，而且无論是清零还是置数都有同步和异步之分例如，4 位二进制同步加法计数器74LS163的清零和置数均采用同步方式而有的只有异步清零功能。获得任意进 制计数器的方法很多本书只介绍用反馈清零法获得任意进制计数器。

　　如用74LS16l构成九进制加法计数器九进制计数器（N＝9）有9个狀态，而74LS161在计数过程中有16个状态（M＝［6）正常循环从0000到1111，要构成九进制加法计数器此时必须设法 跳过M－N（16 － 9＝7）个状态。74LS161具有异步清零功能在其计数过程当中，不管它的输出处于哪 一状态只要在异步清零输人端加一低电平电压，使CR＝074LS161的输出会立即从那个状态回到0000狀 态。清零信号（CR＝0）消失后74LS161又从0000状态开始重新计数。

　　如图3（a）所示的九进制计数器就是借助74LS161的异步清零功能实现的。如图3（b）所示电路是九进 制计数器的主循环状态图

   （b）用反馈清零法获得九进制计数器状态图
　　图3 九进制计数器

　　由图可知，74LSl61从0000状态开始计數当输人第9个CP脉冲（上升沿）时，输出Q3Q2Q1Q0＝1001此 时CR＝Q3Q0＝0,反馈给CR端一个清零信号，立即使Q3Q2Q1Q0返回0000状态接着CR端的清零信号也随之消 失，74LS161重新从0000狀态开始新的计数周期需要说明的是，此电路一进人1001状态后立即叉被置 成0000状态，即1001状态仅在极短的瞬间出现因此，在主循环状态图Φ用虚线表示这样就跳过了1001 ～1111共7个状态，获得了九进制计数器同理，如果将74LS16l换成74LS160也可构成九进制加法计数 器。

　　数字钟由石英、汾频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成石英晶体振荡器产生的 信号经过分频器变为秒脉冲，秒脉冲送人计数器计数计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示 时间，电路如图4所示

　　①振荡器：由CC4069非门IC1-1，IC1－2f0＝32768Hz的石英晶体振荡器、电阻和电容组成。甴ICl－2 的4脚输出的频率为32768Hz的方波

　　②分频器：由两个74LS393 IC2，IC3组成74LS393是双4位二进制计数器，32768Hz的方波与IC2的I脚相 连输人时钟脉冲，两个74LS393组成分频器32768＝215，因此由9脚输出秒脉冲。

　　③计数器：由6个74LS160 IC4IC5，IC6IC7，IC8IC9和相应的门电路四2输人与门74LS08、四2输人 与非门74LS00等，分别组成60进制“秒”计數器电路、60进制“分”计数器电路和24进制“时”计数器电 路

　　⑤时间校准电路：其作用是当计时器刚接通电源或走时出现误差时，实現对“时”、“分”、“秒”的 校准由四2输人与门74LS08、四2输入或门74LS32、四2输人或非门74LS02等组成。

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