第五章中规模计数器

1、5.4中规模同步加法计数器中规模集成电路(MSI)计数器，在一个单片上将整个计数器全部集成在上面，比小规模集成电路的计数器有的功能，有的还能方便地改变计数进制。集成计数器品种很多，常用的有三组，它们是：2/10进制可预置同步加法计数器(异步清除)，如74LS160、74HC160等；2/16进制可预置同步加法计数器(异步清除)，如74LS161、74HC161等；2/10进制可预置同步加法计数器(同步清除)，如74LS162、74HC162等；2/16进制可预置同步加法计数器(同步清除)，如74LS163、74HC163等。2/10进制可预置同步可逆计数器(加减型)，如74LS190、74HC

2、190等；2/16进制可预置同步可逆计数器(加减型)，如74LS191、74HC191等；2/10进制可预置同步可逆计数器(双时钟型)，如74LS192、74HC192等；2/16进制可预置同步可逆计数器(双时钟型)，如74LS193、74HC193等。2/5分频异步加法计数器，如74LS90、74LS290等；2/6分频异步加法计数器，如74LS92等；2/8分频异步加法计数器，如74LS93等。、本节介绍同步计数器，¢160和¢161 (¢190和¢191)¢162和¢163 (¢192和¢193)。这些型号中

3、的2/16、2/10中的2代表二进制；10代表十进制，采用的是BCD8421码；16代表十六进制，即四位二进制码。型号的数字序号，双数的是2/10进制，单数的是2/16进制，2/10和2/16进制可预置同步加法计数器同步加法计数器计数进制的改变一、2/10和2/16进制可预置同步加法计数器74LS160/161型和74LS162/163型计数器的功能表分别见表1、表2。表 2CT74LS162/163 功能表输入输出CPCR LD EP ET ABCDQA QB QC QD´´L ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´

4、;H L ´ ´ A B C DH H L ´ ´ ´ ´ ´ H H ´ L ´ ´ ´ ´ H H H H ´ ´ ´ ´H L ´ ´ L L L LLLLLABCD保持保持计数LLLL表1CT74LS160/161功能表输入输出CPCR LD EP ET ABCDQA QB QC QD´´´L ´ ´ ´ ´ ´ ´ &

5、#180;H L ´ ´ A B C DH H L ´ ´ ´ ´ ´ H H ´ L ´ ´ ´ ´ H H H H ´ ´ ´ ´H L ´ ´ L L L LLLLLABCD保持保持计数LLLL74LS160和74LS163型计数器的逻辑符号如图所示。逻辑符号图中CTRDIV 16 ，是Counter Divideby16的简化缩写，表示16进制计数器。若将16换成10则为10进制。CTRDIV165CT =

6、0RdLDM1 M2 G3 G43CT= 15RCOET EPCPA B C DC5/2,3,4 +QA QB QCQD1,5D(1)(2)(3)(4)74LS160的逻辑符号74LS163的逻辑符号CTRDIV10RdCT = 0LDM1M23CT = 9RCOETG3EPG4CPC5/2,3,4 +A1,5D(1)QAB (2)QBC (3)QCD (4)QDCT74LS162/163 功能表表 2表1CT74LS160/161功能表输入输出输入输出QAQBQCQDCPCR LDEPETABCDQAQBQCQDCPCR LD EPETABCD´ L H H HL´

7、80;L´H´´´´ L H´´A´´´L´B´´´L´C´´´L´D´´´LL H H H HHLALBLCLD´´ L H H HL´´L´H´´´´ L H´´A´´´L´B´´´L´

8、C´´´L´D´´´LL H H H HHLALBLCLD´´保持保持计数´´保持保持计数LLLLLLLL表1CT74LS160/161功能表CT74LS162/163 功能表表 2输入输出输入输出QAQBQCQDQAQBQCQDCPCR LD EPETABCDCPCR LDEPETABCD´´ L H H HL´´L´H´´´´ L H´´A´´´

9、;L´B´´´L´C´´´L´D´´´L´ L H H HL´´L´H´´´´ L H´´A´´´L´B´´´L´C´´´L´D´´´LL H H H HHLALBLCLDL H H H HHLALBLCLD´´

10、;´´保持保持计数保持保持计数LLLLLLLL在逻辑符号中，对应时钟处，有C5的标记，C为关联符，5代表时钟的作用将达到的去向。同步清零，逻辑符号中R d 边框内标注了5CT=0，5表示此处的逻辑功能的执行接受C5的，即时钟上升沿的参与，才能使计数器的状态等于0（CT代表Counter）。对于异步清零，逻辑符号中R d 边框内标注CT=0，则表示不需要有时钟的上升沿参与。CTRDIV165CT = 0RdRdLDLDM13CT计数器的清零，除了通过端执行外，还可以通过预ETEP 置端进行，设ABCD=0000，也可将计数器置成全“0”状态。CP 有时也R表CR。dQAA1,

11、5D(1)QAA1,5D(1)QB QC QDQB QC QDB C D(2)B C D(2)(3)(4)(3)(4)CTRDIV10CT = 0 M1CTRDIV165CT = 0 M1CTRDIV10CT = 0 M1RdRdLDLD3CT= 153CT =9M2 G3 G4RCOM2 G3 G4RCOET EPCPET EPCPA B C DC5/2,3,4 +C5/2,3,4 +QA QB QCQDQAA1,5D(1)(2)1,5D(1)(2)QB QC QDB C D(3)(4)(3)(4)表1CT74LS160/161功能表CT74LS162/163 功能表表 2输入输出A CP收

12、QAQBQCQDCR LDEPETABCD´ L H H HL´´L´H´´´´ L H´´A´´´L´B´´´L´C´´´L´D´´´LL H H H HHLALBLCLD即´´保持保持计数操LLLL输入输出CPCR LD EP ET ABCDQA QB QC QD´´´L ´ 

13、0; ´ ´ ´ ´ ´H L ´ ´ A B C DH H L ´ ´ ´ ´ ´ H H ´ L ´ ´ ´ ´ H H H H ´ ´ ´ ´H L ´ ´ L L L LLLLLABCD保持保持计数LLLL3.计数功能计数器执行计数功能的条件从逻辑图中可以看出， 时钟边框内标注有“C5/2,3,4+”，即CP= 、M2=H、G3=H、G4=H，“+”代表加法计

14、数。EP和ET是计数使能端，EP=ET=H、=CHR、=LHD时，在时钟上升沿作用下可执行计数功能。若EP和ET中有一个是低电平则计数。同时，ET还RCO的输出，RCO的作用在下面说明。CTRDIV165CT = 0 M1CTRDIV10CT = 0 M1RdRdLDLD3CT= 153CT =9M2 G3 G4RCOM2 G3 G4RCOET EPET EPCPA B C DC5/2,3,4 +CPC5/2,3,4 +QA QB QCQDQA QB QC QDA1,5D(1)(2)1,5D(1)B C D(2)(3)(4)(3)(4)4.计数器的进位使能与计数器的级联当计数容量不够时，需要几

15、片计数器级联组成计数链。对于多位计数链的规则是，只有所有的低位片计数器计入最大数时，否则该片处于保持状态。片才计数，例如对于2/10进制，计数到9；对于2/16进制，计数到15时，再来一个时钟脉冲，计数器返回初态，同时计数器应发生进位。如果进位状态要保留下来，应再增加一级计数器。例如两级2/10进制计数器的计数容量为10´10=100个状态，从099，99是最大数。4.计数器的进位使能与计数器的级联图示为三片2/10进制计数器进行级联的连线图，图中第I片计数器的ET=EP=1，RCO（Ripple carry-out）接第II片的ET端，第II片的RCO接第III 片的ET端。计数器

16、在时钟的作用下从全“0”开始计数，直至计数到999，RCO起到进位使能的作用。CTRDIV10CT = 0“1” RdI3CT =“1”RCO “1”II“1”“1”III“1”LDM1 M2 G3 G4RCO RCO9 ET“1” EP“1”“1”“1”C5/2,3,4 +Q4Q8 Q9 Q10Q 11Q0A B C D1,5D(1)Q1Q2Q3Q5 Q6Q7(2)(3)(4)CP二、同步加法计数器计数进制的改变改变计数器的计数周期主要有两种方法，一是通过清零端的反馈归零法，二是通过预置端的置数法。设计数器原来是N进制，一般来说它的编码是从0开始的一段二进制码。现在要把它改变成M进制，也就是

17、它的编码从0(M-1)，且MN。也就是说，从原有编码0开始截取了一段，而丢弃了后面的一段编码。M是用计数器中触发器Q端状态的集合来表示的，我们称为译码位。CT = 0LDM1RCOETM23CT = 15EPG3G4CPC5/2,3,4 +A1,5D(1)QA&B (2)QBC (3)QCD (4)QD当计数器进入状态=1100时，与非门输出低电平，计数器清“0”。所以，1100这个状态并不能持久，Rd 端是异步清零，它的优先级高，与非门输出的低电平即刻产生清零， 然后进入0000状态。也就是说1100和0000合用一个时钟周期，状态1100只持续计数器清零那么长的时间，一般远小于状态

18、0000持续的时间。采用异步清零的计数器，该电路是12进制计数器。RdCTRDIV16对同步清零计数器采用反馈归零法163，电将路的态序Rd0®1®，成为时，与作，必零，使®12®0 的状态清零动发生清动画5_1用反馈归零法实现13进制计数CTRDIV165CT = 02LDM1M23CT = 15RCOETG3EPG4CPC5/2,3,4 +A1,5D(1)QA&B (2)QBC (3)QCD (4)QD由以上分析可以得出结论：当采用异步清零的计数器，用反馈归零法改变计数器进制时，其顺是计异步清零示波器波形图同步清零示波器波形图2.预置法改变计数进制预置数固定的情况器的二是从预于