数字电子技术视频教案

1、2022-4-131数字电子技术数字电子技术2022-4-1325.3 计数器计数器在数字电路中，能够记忆输入脉冲个数的电路称为计数器。计数器也称分频器 。利用分频器 ，可以得到各种频率的脉冲信号。数字系统经常需要各种频率的脉冲信号，因此需要各种各样的计数器。2022-4-133计数器同步计数器异步计数器二进制计数器十进制计数器N进制计数器二进制计数器十进制计数器N进制计数器加法计数器减法计数器可逆计数器加法计数器减法计数器可逆计数器常用计数器的种类：2022-4-1342022-4-135RDLDEPET0123DDDD0123QQQQ0123dddd0123dddd四位二进制同步加计数器四

2、位二进制同步加计数器74LS161的功能表的功能表清零预置使能 时钟CP预置数据输入输 出0 0 0 0 010 110 保 持11 0 保 持111 1 累 加 计 数0123QQQQCO 由CO函数式可以看出，74161是四位二进制计数器5.3.1 四位四位 二进制计数器二进制计数器2022-4-136RDLDEPET0123DDDD0123QQQQ0123dddd0123dddd四位二进制同步加计数器四位二进制同步加计数器74LS163的功能表的功能表清零预置使能 时钟CP预置数据输入输 出0 0 0 0 010 110 保 持11 0 保 持111 1 累 加 计 数0123QQQQC

3、O 由CO函数式可以看出，74163是四位二进制计数器2022-4-137 (a) 引脚排列图 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS161/163 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 ET LD RDCP D0 D1 D2 D3 EP GND 74LS161/163的管脚排列图和逻辑符号的管脚排列图和逻辑符号 74LS161/163 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP RD LD CP CO 2022-4-1385.3.2 N进制计数器进制计数器 利用集成计数器的清零端和置数端实现归零，从而构成按自然态序进行计数的N进

4、制计数器的方法。 集成计数器有很多种。其中清零、置数均采用同步方式的有74LS163；均采用异步方式的有74LS193、74LS197、74LS192；清零采用异步方式、置数采用同步方式的有74LS161、74LS160；有的只具有异步清零功能，如CC4520、74LS190、74LS191；74LS90则具有异步清零和异步置9功能。2022-4-139一、用同步清零端或置数端归零构成一、用同步清零端或置数端归零构成N进制计数器进制计数器（1）作出N进制计数器状态图。（2）求归零逻辑，即求同步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。（3）画逻辑电路图。0000000100100011Q0Q2Q1Q

5、310011000011101101011101001000101（1）作出状态图。（2）求归零逻辑。采用同步置数端归零。CPQ2Q3Q1Q0用74161设计一个十二进制计数器，要求按自然态序计数。LD013QQQLD 2022-4-1310用同步置数端归零构成一个十二进制计数器。D0D3必须都接必须都接0 & 1 1 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CO LD CR ET EP CP 013QQQLD （3）根据画逻辑电路图。2022-4-13112 2、用异步清零端或置数端归零构成、用异步清零端或置数端归零构成N进置计数器进置计数器（1）作出N进制计

6、数器状态图。（2）求归零逻辑，即求异步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。（3）画逻辑电路图。0000000100100011Q0Q2Q1Q310011000011101101011101001000101（1）作出状态图。110023QQCR （2）求归零逻辑。过渡状态2022-4-1312用异步清零端归零构成一个十二进制计数器。D0D3可随意处理可随意处理 & 1 1 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR CP 74LS161 23QQCR 画逻辑电路图。（3）根据CPQ2Q3Q1Q0CR瞬间清零信号 不够可靠2022-4-13133

7、3、提高归零可靠性的方法、提高归零可靠性的方法 & 1 1 & & Q Q 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR S R CP 利 用 一 个 基 本 RS 触 发 器 将CR暂 存 一 下 ， 从 而 保 证 归 零 信 号 有 足 够 的 作 用 时 间 ， 使 计 数 器 能 够 可 靠 归 零 。 2022-4-1314CPQ2Q3Q1Q0CRQCR 23QQS CPR 1tt 当时123 QQ1CP023QQS1CPR0Q1Q00123QQQQ123QQS1CPR1t2t123QQS0CPR1Q0Q

8、123QQS1 CPR1Q0Q0Q21 ttt 2022-4-1315分析下图所示电路功能。 & 1 1 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR CP 74LS163 例23QQCR 0000000100100011Q0Q2Q1Q310011000011101101011101001000101（2）作出状态图。（1）写出清零输入函数表达式。1100CPQ2Q3Q1Q0CR1t2t2022-4-1316例：用74LS161构成一个十二进制计数器。 要求按8421BCD码计数。 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP

9、CO LD CR 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 &1&11CP2022-4-1317例：用74LS161构成一个二十四进制计数器。 要求按8421BCD码计数。 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 &1&11CP2022-4-1318例：用74LS161构成一个二十四进制计数器。 要求按自然二进制码计数。 Q3 Q2

10、 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 &11CP(24) 10 = (11000) 2134QQCR 01234 Q QQQQ2022-4-13190 0(CO1=0) 74LS161(2) ET EP CP 1 Q7 Q6 Q5 Q4 CO LD CR 1 74LS161(1) ET EP CP 1 CO LD CR 1 74LS161(0) Q3 Q2 Q1 Q0 ET EP CP 1 D3 D2 D1 D0 CO LD CR 1

11、1 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 Q11 Q10 Q9 Q8 CP Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0 CO1 CO0 0 1(CO1=0) 01 2 F (CO0=1) 0 2(CO1=0) 01 2 F (CO0=1) 0 F(CO1=1) 01 2 F (CO0=1) 1 0(CO1=1) 01 2 F (CO0=1)01 2 F (CO0=1) 2022-4-1320CRLDUCPDCP0123DDDD0123QQQQ0123dddd0123dddd74LS193的功能表清零预置时 钟预置数据输入输 出1 0 0 0 000 01

12、1 加计数01 1 减计数， UCPQQQQCO0123DCPQQQQBO01232022-4-13214位集成二进制同步可逆计数器位集成二进制同步可逆计数器74LS193 74LS193 Q3 Q2 Q1 Q0 (b) 逻辑功能示意图 (a) 引脚排列图 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS193 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC D0 CR CO BO LD D2 D3 D1 Q1 Q0 CPD CPU Q2 Q3 GND D3 D2 D1 D0 CR CPU CPD BO CO LD CR是异步清零端，高电平有效；LD是异步置数端，低电平有效；CPU是加法计数脉冲

13、输入端；CPD是减法计数脉冲输入端； D0D3是并行数据输入端；Q0Q3是计数器状态输出端； CO是进位脉冲输出端；BO是借位脉冲输出端；多个74LS193级联时，只要把低位的CO端、BO端分别与高位的CPU、CPD连接起来，各个芯片的CR端连接在一起，LD端连接在一起，就可以了。2022-4-1322本节小结：计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除用于计数、分频外，还广泛用于数字测量、运算用于计数、分频外，还广泛用于数字测量、运算和控制，从小型数字仪表，到大型数字电子计算和控制，从小型数字仪表，到大型数字电子计算机，几乎无所不在，是任何现代数字系统中不可机，几乎无所不在