集成计数器74LS90测试及分频.pdf

集成计数器集成计数器 74LS9074LS9074LS9074LS90 的测试与分频的测试与分频 一 实验目的 1 掌握二 十进制 BCD 码 异步计数器的工作原理和设计方法 2 掌握中规模集成二 五 十进制 BCD 码 异步计数器 74LS90 的功能及应用 3 熟悉任意进制计数器的设计与实现 二 实验器材 双踪示波器 函数信号发生器 三路直流稳压电源 万用表 74LS90 三 实验原理 异步集成计数器异步集成计数器 74LS9074LS9074LS9074LS90 74LS90 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 异步计数器 7490 功能描述 1 以 CP0 CPA 为计数脉冲 Q0 QA 为输出 得到一位二进制计数器 2 以 CP1 CPB 为计数脉冲 Q3Q2Q1 QDQCQB 为输出 得到 5 进制计数器 计数状 态为 Q3Q2Q1 000 001 010 011 100 Q3 为 CP1 的 5 分频输出 3 R0 1 R0 2 为 11 时 QDQCQBQA 输出为 0000 R9 1 R9 2 为 11 时 QDQCQBQA 输 出为 1001 4 8421BCD 码十进制计数器接法 输出高位到低位的顺序为 QDQCQBQA QD 为最 高位 5 5421BCD 码十进制计数器接法 输出高位到低位的顺序为 QAQDQCQB QA 为最 高位 异步计数器 7490 内部逻辑图 集成电路 74LS00 为四组 2 输入端与非门 正逻辑 其引脚排列图和功能表如下所示 四 实验内容 1 使用 74LS90 实现 8421BCD 码十进制计数器 十分频器 使用示波器测量波形 2 在 8421BCD 码十进制计数器设计六进制计数器 六分频器 有置零法和置九法两 种方案 3 十进制以上以上计数器 用两片 74LS90 构成一个 BCD 码的 37 进制计数器和 100 进制计数器 五 实验步骤 1 8421BCD 码十进制计数器电路图 观察多路信号时 以周期最长的一路信号作为最小周期 该实验中以 QD 为基准 为了 便于观察绘制波形 示波器屏幕小格与 CP 调整成 2 1 的关系 2 在 8421BCD 码下设计六进制计数器 1 置零法 六进制计数器在 0000 0001 0010 0011 0100 0101 六个状态间循环 跳过 0110 0111 1000 1001 四个状态 由于 74LS90 为异步计数器 选择在 0110 置零 0110 状态很短时间存在 电路图如下 2 置九法 计数器在 0000 0001 0010 0011 0100 1001 六个状态间循环 在 0101 状态异步置九 电路图如下 3 波形绘制方法与 1 中相同 3 三十七进制及一百进制计数器 1 一百进制计数器 两片 74LS90 串联可以构成一百进制计数器 一片控制个位 另一片控制十位 两 片都首先连成十进制 8421BCD 码计数器 个位 QD 连十位 INA 端 电路图如下 2 三十七进制计数器 在一百进制的基础上采用置零法可以接成三十七进制计数器在 0 36 这三十七个 状态之间循环异步计数器在 37 状态置零 即十位 BCD 码为 0011 个位 0111 时置零 用与非门阵列接反馈电路 十位 QB QA 与非结果与 1 与非得结果接 R01 个位 QC QB 与非 结果与 1 与非结果与 QA 与非结果与 1 与非结果接 R02 即在 0011 0111 到 来时 十位与个位均置零 电路图如下 六 思考题 1 是否六进制到九进制 每一个都可以不加器件用 74LS90 置零和置九实现 请一一 判断 并写出能够实现的规律 答 六进制可以实现已经证明 七进制 若采用置零法 在 7 0111 状态异步置零 不加器件不能实现 若置九 在 6 0110 状态置九 QB QC 分别反馈至 R91 R92 即不加器件可以实现 八进制 0 7 若置零在 8 1000 异步置零 可以 R01 接高电平 QD 接回 R02 若置九则在 7 0111 状态置九 不加器件不能实现 九进制 0 8 若采 用置零法 在 9 1001 状态异步置零 QA QD 分别接回 R01 R02 可以实现 若采 用置九法 则在 8 1000 状态置九 可以 R91 接高电平 QD 接回 R02 便可实现九进 制 规律 设置置零或者置九的状态的 BCD 码中 1 的个数少于两个 则不加器件用 74LS90 可以实现 否则不能实现 2 分析一下本实验的六进制计数器能否自启动 答 检测能否自启动 画出状态转换图如下 QDQCQBQA IN 74LS90 为下降沿出发 状态图中箭头上面均为 0 七 实验感想 实验中要求输入信号有 2 5 伏的直流偏置 不然得不到正确结果 还有学会看器件手册 虽然是英文的 必须搞懂 否则实验难免出差错 74LS90 加外接器件可以接成任意进制计数器 大体思路 若采用异步置零法 计数器 从全零状态开始计数 计满 M 个状态产生置零信号 使计数器恢复到初态 然后再重复前面 过程 假设 计数器最大计数值为 M 当要求计数器计数模值为 N 时 计数器在 S0 SN 1 共 N 个状态中工作 当计数器进入 SN 状态时 利用 SN 状态进行译码产生置零信号并反馈到 异步置零端 使计数器立即返回 S0 状态 清置零信号 SN 不计算在主循环内 SN 是过渡态 若采用置九法 假设 计数器最大计数值为 M 当要求计数器计数模值为 N 时 计数器在 S0 SN 2 和最大值共 N 个状态中工作 当计数器进入 SN 1 状态时 利用 SN 1 状态进行译 码产生置九信号并反馈到异步置九端 使计数器立即返回 S 状态 置九信号 SN 1 不计算在 主循环内 SN 1 是过渡态 个人觉得置零法更加容易理解 易于实现 但由于置零信号随着计数器被置零而消失 00000001 0010 1001 0011 0100 0101 01