电子科技大学,数字电路电子秒表_计数器

1、现代电子技术实验电子秒表电子秒表 （计数器的测试）（计数器的测试）现代电子技术实验1、了解异步计数器的工作原理。、了解异步计数器的工作原理。2、掌握异步计数器的测试方法。、掌握异步计数器的测试方法。3、掌握调试电路、排除电路故障的正确、掌握调试电路、排除电路故障的正确 方法。方法。一、实验目的一、实验目的现代电子技术实验CP1QA141312111091234568774LS90NCQDGND QBQCCP2 R0(1)NCVCCR0(2)S9(1)S9(2) 74LS90是异步二是异步二 五五十进制加法计数器，十进制加法计数器， 它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进它既可以作二进制加法计

2、数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。制和十进制加法计数器。二、实验二、实验原理原理现代电子技术实验74LS90功能表功能表 当当R01R02=1，S91S92=0时，无论时钟如何，输出全部清时，无论时钟如何，输出全部清0。当当S91S92=1时，无论时钟和清时，无论时钟和清0信号信号R01、R02如何，输出就置如何，输出就置9。这说。这说明清明清0、置、置9都是异步操作，而且置都是异步操作，而且置9是优先的，所以称是优先的，所以称R01、R02为异为异步清步清0端，端，S91、S92为异步置为异步置9端。端。当满足当满足R01R02=0、S91S92=0时电路才能执行计数操作，根据时电路才

3、能执行计数操作，根据CP1、CP2的的各种接法可以实现不同的计数功能。当计数脉冲从各种接法可以实现不同的计数功能。当计数脉冲从CP1输入，输入，CP2不加信号不加信号时，时，QA端输出端输出2分频信号，即实现二进制计数。当分频信号，即实现二进制计数。当CP1不加信号，计数脉冲不加信号，计数脉冲从从CP2输入时，输入时，QD、 QC、QB实现五进制计数。实现五进制计数。实现十进制计数有两种接法。一种是实现十进制计数有两种接法。一种是8421 BCD码接法，先模码接法，先模2计数，后模计数，后模5计数，由计数，由QD、QC、 QB、QA 输出输出8421 BCD码，最高位码，最高位QD作进位输出。

4、另作进位输出。另一种是一种是5421 BCD码接法，先模码接法，先模5计数，后模计数，后模2计数，由计数，由QA、QD、 QC、QB输出输出5421 BCD码，最高位码，最高位Q作进位输出，波形对称。作进位输出，波形对称。 输输 入入 输输 出出 功功 能能 清清 0 0 置置 9 9 时时 钟钟Q QD D Q QC C Q QB B Q QA AR R0 0(1)(1)、R R0 0(2)(2)S S9 9(1)(1)、S S9 9(2)(2) CP CP1 1 CPCP2 2 1 1 1 1 0 0 0 0 0 00 00 00 0 清清 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 10

5、 00 01 1 置置 9 9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Q QA A 输输 出出二进制计数二进制计数 1 1 Q QD DQ QC CQ QB B输出输出五进制计数五进制计数 Q QA A Q QD DQ QC CQ QB BQ QA A输出输出 8421BCD8421BCD码码十进制计数十进制计数 Q QD D Q QA AQ QD DQ QC CQ QB B输出输出 5421BCD5421BCD码码十进制计数十进制计数 1 1 1 1 不不 变变 保保 持持注意注意:R0、R9均为高电平有效均为高电平有效CP为下降沿触发为下降沿触发现代电子技术实验74LS9074LS90计

6、数器自由计数框图计数器自由计数框图底板上底板上CKA为原理图中为原理图中CP1底板上底板上CKB为原理图中为原理图中CP22-5分频十进制计数器分频十进制计数器现代电子技术实验74LS90构成五进制计数器构成五进制计数器 QAQBQCQDVCC74LS90G N DR9(2)R9(1)CPCP1CP2 R0(1)CP2012345QD QC QB000001 010011100000现代电子技术实验(a) 8421 BCD码接法；码接法； (b) 5421 BCD码接法码接法 QAQBQCQDCP1CP274LS90CP(a)(b)QAQBQCQDCP1CP274LS90CPS91S92R01

7、R02S91S92R01R0274LS90构成十进制计数器的两种接法构成十进制计数器的两种接法CP1012 .910QDQCQBQA000000010010 .10010000CP2012 .910QAQDQCQB000000010010 .11000000现代电子技术实验74LS90没有专门的进位端，用输出最高位作为下一级时钟。没有专门的进位端，用输出最高位作为下一级时钟。例：用两片例：用两片74LS90构成输出为构成输出为0019循环的二十进制计数循环的二十进制计数器。（第一级接为十进制，第二级接为二进制）器。（第一级接为十进制，第二级接为二进制）第一级第一级第二级第二级CP74LS90的

8、级联的级联二十进制计数器二十进制计数器现代电子技术实验用用74LS90实现模实现模 100 计数器和模计数器和模54计数器计数器QAQBQCQD74LS90S91CPCP1CP2S92R01R02QAQBQCQD74LS90S91CP1CP2S92R01R02(a)QAQBQCQD74LS90S91CPCP1CP2S92R01R02QAQBQCQD74LS90S91CP1CP2S92R01R02&(b)模模 100 计数器计数器模模54计数器计数器（6）（9）（2）（1）现代电子技术实验74LS9274LS92内部由内部由4 4个主从触发器，除个主从触发器，除2 2计数器及计计数器及计

9、数周期长度为除数周期长度为除6 6的三位的三位2 2进制计数器组成，进制计数器组成，Q QA A与与B B相连可构成十二进制计数器。相连可构成十二进制计数器。现代电子技术实验74LS92复位计数功能表复位计数功能表 复位输入复位输入 输输 出出R0(1)R0(2)QDQCQBQAHHLLLLXL 计数计数LX 计数计数现代电子技术实验QA二进制二进制CPAQD六进制六进制QBQCCPBCPB0123456QD QC QB000 001 010 100 101 110 00074LS92计数器内部框图计数器内部框图2-6分频十二进制计数器分频十二进制计数器现代电子技术实验CPA0123456QC

10、 QBQA000001010011100101000实验中所用六进制计数器实验中所用六进制计数器 外部时钟从外部时钟从CPA加入，将加入，将QA与与CPB相连构相连构成十二进制，取其中成十二进制，取其中QC 、QB、QA构成六进制。构成六进制。现代电子技术实验74LS92的的QC、QB、QA (六进制六进制)与与74LS90的的QD、QC、QB 、QA (十进制十进制)构成递增六十构成递增六十进制计数器。进制计数器。 74LS90/92构成六十进制计数器构成六十进制计数器 现代电子技术实验实验电路板实验电路板现代电子技术实验CP个数个数123456LED显示显示计数器的测试计数器的测试 注意注

11、意R0(1)即底板即底板B点应接地。点应接地。 （1）计数器）计数器IC4接成接成五进制五进制形式，形式，RO(1)接接地，地，CKB接接1Hz的的TTL信号，信号，QDQB接实接实验板上译码显示输入端验板上译码显示输入端C、B、A ，测试并记，测试并记录其逻辑功能。录其逻辑功能。三、实验内容三、实验内容现代电子技术实验 （2） 计数器计数器IC5接成接成8421BCD码码十进十进制制形式，形式， CKA接接1Hz的的TTL信号，测信号，测试并记录其逻辑功能。试并记录其逻辑功能。CP个数个数12311LED显示显示现代电子技术实验 （3） 将计数器将计数器IC5 、IC6接成接成二十进二十进制

12、制计数器，计数器， CKA接接1Hz的的TTL信号，测信号，测试并记录其逻辑功能。试并记录其逻辑功能。CP个数个数12321LED显示显示现代电子技术实验 （4）将计数器）将计数器IC6、IC7级联成级联成六十进六十进 制制计数器，计数器，CKA接接1Hz的的TTL信号，信号， 测试并记录其逻辑功能。测试并记录其逻辑功能。CP12361LED显示显示现代电子技术实验1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18（5）计数器）计数器IC7接成接成十二十二进制形式，进制形式，CKA接接12KHz连续脉冲，测试并记录其输出连续脉冲，测试并记录其输出 波形图。

13、（波形图。（CKA和和QA、QA和和QB、QB和和QC、 QC和和QD两两对应观察）。两两对应观察）。现代电子技术实验v12进制计数器两位数码管输出进制计数器两位数码管输出现代电子技术实验思考题思考题1、时钟发生器除了用、时钟发生器除了用555实现以外，还实现以外，还 可以有哪些方案？可以有哪些方案？2、试画出用一片、试画出用一片74LS90实现七进制计实现七进制计 数的电路原理图。数的电路原理图。现代电子技术实验下次实验预习下次实验预习 预习报告内容预习报告内容:教材实验任务中思考题教材实验任务中思考题电子秒表电子秒表 （综合测试）（综合测试）现代电子技术实验两种接法的状态表两种接法的状态表

14、 现代电子技术实验任意模值计数器任意模值计数器 集成计数器可以加适当反馈电路后构成任意模值计数器。集成计数器可以加适当反馈电路后构成任意模值计数器。 设计数器的最大计数值为设计数器的最大计数值为N，若要得到一个模值为，若要得到一个模值为M(N)的计数器，则只要在的计数器，则只要在N进制计数器的顺序计数过程中，设法使进制计数器的顺序计数过程中，设法使之跳过之跳过(N-M)个状态，只在个状态，只在M个状态中循环就可以了。通常个状态中循环就可以了。通常MSI计数器都有清计数器都有清0、置数等多个控制端，因此实现模、置数等多个控制端，因此实现模M计数计数器的基本方法有两种：一种器的基本方法有两种：一种

15、是反馈清是反馈清0法法(或称复位法或称复位法)， 另一另一种是反馈置数法种是反馈置数法(或称置数法或称置数法)。 现代电子技术实验因为因为74LS90有异步清有异步清0和异步置和异步置9功能，功能，并有并有8421BCD码和码和5421BCD码两种接码两种接法，因此可以用四种方案设计。法，因此可以用四种方案设计。 用用74LS90实现模实现模7计数器计数器 异步清异步清0法法计数范围是计数范围是 06， 计到计到7时异步清时异步清0。现代电子技术实验清清0法法8421BCD码态序表码态序表 计数器输出计数器输出QD、QC、QB、QA 的有效状态为的有效状态为00000101，计到，计到0110

16、时异时异步清步清0，译码状态为，译码状态为0110，利用部分译码设计译码门，利用部分译码设计译码门，故故R01R02=QCQBQA，即，即当当QC、QB、QA全为高时全为高时R01R02=1，使计数器复位，使计数器复位到全到全0状态。状态。7现代电子技术实验 计数器输出计数器输出QA、QD、QC、 QB 的 有 效 状 态 为的 有 效 状 态 为 00001001，计到，计到 1010 时时异步清异步清0，译码门逻辑方程，译码门逻辑方程为为R01R02=QCQA。两种接法。两种接法的波形图和逻辑电路分别的波形图和逻辑电路分别如图如图 (a)、 (b)所示。所示。从波形从波形图 中 可 看 出

17、 ， 在 过 渡 态图 中 可 看 出 ， 在 过 渡 态 0111 和和 1010 中，输出端都中，输出端都有有“毛毛刺刺”，这是异步清，这是异步清0产生的。产生的。 清清0法法5421BCD码态序表码态序表 现代电子技术实验清清0法逻辑图和时序图法逻辑图和时序图（实现七进制）（实现七进制） (a) 8421 BCD码接法；码接法； (b) 5421 BCD码接法码接法 QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90&CPCP123456789QAQBQCQDR01R02(a)(b)QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90&CPCP1

18、23456789QBQCQDQAR01R02(a)(b)现代电子技术实验以以9为起始状态，按为起始状态，按9、0、1、2、3、4、5 顺序计数，计到顺序计数，计到 6 时异步置时异步置 9。 反馈置反馈置 9 法法现代电子技术实验置置9法法8421BCD码态序表码态序表 8421 BCD码接法。码接法。态序表如表所示，态序表如表所示，译码逻辑方程为译码逻辑方程为S91S92=QCQB，其，其逻辑电路如图逻辑电路如图 (a)所所示。示。态态7现代电子技术实验置置9法法5421 BCD码态序表码态序表 5421 BCD码接法。码接法。态序表如表所示，态序表如表所示，译码逻辑方程为译码逻辑方程为S91S92=QAQB，其，其逻辑电路如图逻辑电路如图 (b)所所示。示。 现代电子技术实验置置9法逻辑图（实现七进制）法逻辑图（实现七进制）(a) 8421 BCD码接法；码接法； (b) 5421 BCD码接法码接法 QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS