第六章时序逻辑电路课件

第六章时序逻辑电路§6.1概述§6.2寄储器§6.3计数器的分析§6.4计数器的设计§6.5计数器的应用举例§6.6顺序脉冲发生电路§6.1概述

时序逻辑电路寄存器和移位寄存器计数器顺序脉冲发生器分析设计教学要求：1.会使用移位寄存器组件；3.会分析顺序脉冲发生器的原理。2.会分析和设计计数器电路；Q3Q2Q1Q0&&&&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取数脉冲接收脉冲(CP)§6.2寄存器6.2.1数码寄存器

寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放数据或指令。四位数码寄存器QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3&Q3Q2Q1Q0&&&接收脉冲取数脉冲CLR12345671098141312111516171819201Q1D2D2Q3Q3D4D4QGND输出控制时钟VCC5D6D7D8D5Q6Q7Q8Q74LS374低电平有效正边沿触发八D寄存器：三态输出共输出控制共时钟6.2.2移位寄存器

所谓“移位”，寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器双向移位(c)

就是将寄存器所存各位数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常把它分成左移寄存器、右移寄存器

和双向移位寄存器三种：

根据移位数据的输入－输出方式，又可将它分为下述四种电路结构：

串行输入－串行输出

串行输入－并行输出

并行输入－串行输出

并行输入－并行输出FFFFFFFF串入－串出输入输出输入串入－并出FFFFFFFF一个输入端，一个输出端输出一个输入端，多个输出端并入－串出FFFFFFFF输入输出并入－并出FFFFFFFF输入输出多个输入端，一个输出端多个输入端，多个输出端QQDQQDQQDQQD&&&&A0A1A2A3SDRDCLRLOAD移位脉冲CP0串行输出数据预置3210存数脉冲清零脉冲1.四位串入-

串出的左移寄存器D0

＝0D1＝Q0D2＝Q1D3＝Q20串行输出移位脉冲CP左移输入RDCLR清零脉冲&&&&SDA0A1A2A3LOAD数据预置存数脉冲数据预置：设A3A2A1A0

＝1011

，在存数脉冲作用下，也有Q3Q2Q1Q0

＝1011

。10111011QQDQQDQQDQQD&&&&A0A1A2A3SDRDCLRLOAD移位脉冲CP0串行输出数据预置3210存数脉冲清零脉冲四位串入-串出的左移寄存器D0

＝0D1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2QQDQQDQQDQQD&&&&A0A1A2A3SDRDCLRLOAD移位脉冲CP0串行输出数据预置3210存数脉冲清零脉冲四位串入-串出的左移寄存器D0

＝0D1＝Q0D2＝Q1D3＝Q21011QQDQQDQQDQQD移位脉冲CP0串行输出3210下面将重点讨论兰颜色的那部分电路的工作原理。Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0QQDQQDQQDQQD移位脉冲CP0串行输出32101011D3

＝Q2

D2＝Q1D1＝Q0D0＝0设初态Q3Q2Q1Q0

＝101110110110

11001000000000000110

11001000000000000000用波形图表示如下：Q3Q2Q1Q0CP1101001100010000000010110110

0110

110011001000100000000000000000000000Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0QQDQQDQQDQQD移位脉冲CP0串行输出3210初态：Q3Q2Q1Q0

＝10110011QQDQQDQQDQQD移位脉冲CP0串行输出3210四位串入-串出的左移寄存器：D0

＝

0D1

＝

Q0D2

＝

Q1D3

＝

Q2QDQQ3DQDQD移位脉冲CP0串行输出Q1Q2Q02.四位串入-串出的右移寄存器：D1＝Q2D2＝Q3D3＝0D0＝Q1右移输入串行输入串行输出QQDQQDQQDQQD移位脉冲CP0串行输出3210四位串入-串出的左移寄存器：D0

＝0D1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2QDQQ3DQDQD移位脉冲CP0串行输出Q1Q2Q0四位串入-串出的右移寄存器：D1＝Q2D2＝Q3D3＝0D0＝Q1串行输出串行输入串行输入在同一电路中，如何实现既能左移，又能右移?当然不能临时改接线!3.双向移位寄存器的构成：

S＝0时，左移；S＝1时，右移。D0=SL＋SQ1

D2=SQ1＋SQ3

D3=SQ2＋SRD1=SQ0＋SQ2

设置控制端

S那么，就需使：需要把这个设想检查验证一下。四位串入-串出的左移寄存器：D0

＝

LD1

＝

Q0D2

＝

Q1D3

＝

Q2四位串入-串出的右移寄存器：D1＝Q2D2＝Q3D3＝RD0＝Q1D0=SL＋SQ1

D2=SQ1＋SQ3

D3=SQ2＋SRD1=SQ0＋SQ2

S＝1时，=0·L+1·Q1=Q1=0·Q0+1·Q2=Q2=0·Q1+1·Q3=Q3=0·Q2+1·R=R确实能够实现右移!四位串入-串出的左移寄存器：D0

＝

LD1

＝

Q0D2

＝

Q1D3

＝

Q2四位串入-串出的右移寄存器：D1＝Q2D2＝Q3D3＝RD0＝Q1D0=SL＋SQ1

D2=SQ1＋SQ3

D3=SQ2＋SRD1=SQ0＋SQ2

S＝0时，=1·L+0·Q1=L=1·Q0+0·Q2=Q0=1·Q1+0·Q3=Q1=1·Q2+0·R=Q2也能够实现左移,方案可行!具体实施：D0=SL＋SQ1

D2=SQ1＋SQ3

D3=SQ2＋SRD1=SQ0＋SQ2

QQDQQDQQDQQDCP32101&&1&&1&&1&&SRL右移串行输入左移串行输入并行输入

集成组件电路74LS194就是这样的多功能移位寄存器。

VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCPS1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS1940111100011011直接清零保持右移(从QA向右移动)左移(从QD向左移动)并入-并出XXXVCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCPS1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194CLRCPS1S0功能6.2.3集成寄存器74LS194的应用举例D6D5D4D3D2D1D0并行输入串行输出数据传送方式变换电路1.实现方法:(1).因为有7位并行输入，故需使用两片74LS194；(2).用最高位QD2作为它的串行输出端。例：数据传送方式变换电路(QD2)2.具体电路:0D0D1D2D3D4D5D6串行输出&G1S0S1CP1QA1QB1QC1QD1S0S1CP2QA2QB2QC2QD2R1R2A1B1C1D1A2B2C2D2+5V+5VCP启动脉冲移位脉冲&G274LS194(1)74LS194(2)启动脉冲的效果必然是并行输入－并行输出

!11S1=QA1QB1QC1QD1QA2QB21并行输入D0D1D2D3D4D5D62.具体电路:0D0D1D2D3D4D5D6串行输出&G1S0S1CP1QA1QB1QC1QD1S0S1CP2QA2QB2QC2QD2R1R2A1B1C1D1A2B2C2D2+5V+5VCP启动脉冲移位脉冲&G274LS194(1)74LS194(2)并行输入D0D1D2D3D4D5D611S1=QA1QB1QC1QD1QA2QB2启动脉冲作用后，1074LS194必然转入右移状态

!11寄存器各输出端状态QA1QB1QC1QD1QA2QB2QC2QD2寄存器工作方式0D0D1D2D3D4D5D6

10D0D1D2D3D4D5

110D0D1D2D3D4

1110D0D1D2D3

11110

D0D1D2

11111

0D0D1

11111

10D0

CP并行输入(S1S0=11)并行输入(S1S0=11)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)3.工作效果:提醒：在电路中，“右移输入”端接＋5VS0=1，S1=QA1QB1QC1QD1QA2QB2QD2D6D5D4D3D2D1D00D0D1D2D3D4D5D6串行输出&G1S0S1CP1QA1QB1QC1QD1S0S1CP2QA2QB2QC2QD2R1R2A1B1C1D1A2B2C2D2+5V+5VCP启动脉冲移位脉冲&G274LS194(1)74LS194(2)并行输入D0D1D2D3D4D5D611S1=QA1QB1QC1QD1QA2QB2启动脉冲作用后，1074LS194必然转入右移状态

!1为什么?4.思考题：(1).0D0D1D2D3D4D5D6串行输出&G1S0S1CP1QA1QB1QC1QD1S0S1CP2QA2QB2QC2QD2R1R2A1B1C1D1A2B2C2D2+5V+5VCP启动脉冲移位脉冲&G274LS194(1)74LS194(2)并行输入D0D1D2D3D4D5D611S1=QA1QB1QC1QD1QA2QB21074LS194必然转入右移状态

!1为什么?4.思考题：(1).就是因为A1=0寄存器各输出端状态QA1QB1QC1QD1QA2QB2QC2QD2寄存器工作方式0D0D1D2D3D4D5D6

10D0D1D2D3D4D5

110D0D1D2D3D4

1110D0D1D2D3

11110

D0D1D2

11111

0D0D1

11111

10D0

CP并行输入(S1S0=11)并行输入(S1S0=11)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)S0=1，S1=QA1QB1QC1QD1QA2QB2QD2D6D5D4D3D2D1D04.思考题：

该电路能够自动循环吗?为什么?(2).寄存器各输出端状态QA1QB1QC1QD1QA2QB2QC2QD2寄存器工作方式0D0D1D2D3D4D5D6

10D0D1D2D3D4D5

110D0D1D2D3D4

1110D0D1D2D3

11110

D0D1D2

11111

0D0D1

11111

10D0

CP并行输入(S1S0=11)并行输入(S1S0=11)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)S0=1，S1=QA1QB1QC1QD1QA2QB2QD2D6D5D4D3D2D1D04.思考题：(2).11111

1=1·1·1·1·1·1=1能够自动循环

!6.2.4集成移位寄存器简介并行输入－并行输出(双向)74LS194、74LS198、74LS299，等。并行输入－串行输出74LS165、74LS166，等。串行输入－并行输出74LS164，等。串行输入－串行输出74LS91，等。§6.3

计数器的分析计数器的分析计数器的设计电路由触发器构成电路由集成组件构成用触发器实现用集成组件实现计数器

计数器是时序逻辑电路的重要组成部分，理所当然地成为教学重点。§6.3计数器的分析

6.3.1计数器的功能和分类6.3.2异步计数器的分析6.3.3同步计数器的分析6.3.4任意进制计数器的分析6.3.5集成计数器的分析举例§6.3计数器的分析

6.3.1计数器的功能和分类1.计数器的功能2.计数器的分类异步计数器和同步计数器加法计数器、减法计数器和可逆计数器有时也用计数器的计数容量(或称模数)来区分各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二－十进制计数器等等。记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。异步计数器和同步计数器什么叫“异步计数器”?QFFQFFQFFQFFCP从形式上看，每个触发器接收到时钟CP的时间有早有晚；因而，每个触发器状态的变化次序也有先有后。上图所示电路只是异步计数器若干组成的一种，只是比较典型而已。什么叫“同步计数器”?QFFQFFQFFQFFCP异步计数器和同步计数器在同步计数器中，时钟CP必须同时传送到每个触发器!这，既是它的条件，也是它的特点。在同步计数器中，每个触发器的状态变化几乎都是同时发生的。例1.三位二进制异步加法计数器CP0=CPCP1=Q0CP2=Q16.3.2异步计数器的分析Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2CP计数脉冲CP0CP1CP2100

1100

1100

1100

110Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2CP计数脉冲CP0CP1CP2CP0=CPCP1=Q0CP2=Q1Q2Q1Q0Q1Q0100001110优点：电路简单、可靠缺点：速度慢0001101101001011010010

1思考题：Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2CP计数脉冲CP0CP1CP2三位二进制加法计数器

1.试画出用D-FF实现的三位二进制异步减法计数器的电路图，并分析其工作过程。Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2CP计数脉冲CP0CP1CP2三位二进制加法计数器思考题：

2.你能画出用JK-FF实现的三位二进制异步减法计数器的电路图吗?6.3.3同步计数器的分析

在同步计数器中，各个触发器都受同一时钟脉冲输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为“同步计数器”。例2.三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲CPCP

在同步计数器中，学习的难点在于必须正确理解“控制端J、K的取值组合由时钟CP下降沿到来前的Q端原有状态所决定”。6.3.3同步计数器的分析例2.三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲CP分析步骤:1.先列写控制端的逻辑表达式三位二进制同步加法计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲CPJ2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1Q0：来一个CP，它就翻转一次；Q1：当Q0＝1时，它可翻转一次；Q2：只有当Q1Q0＝11时，它才能翻转一次。&2.再列写状态转换表，分析其状态转换过程。Q1Q0Q1Q0Q0Q0

原状态控制端下状态CPQ2Q1Q0J2=J1=J0=K2=K1=K0=Q2Q1Q011,,,00000001111111111111111110

0

100100110

1

001000000

1

101111111

0

010000001

0

110100111

1

011000001

1

111111110

0

00001230456700000

0

1CPQ0Q1Q23.用波形图显示状态转换表Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲CPJ2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1思考题：1.模仿上图电路，试画出四位二进制同步加法计数器的逻辑图。2.来一个脑筋急转弯，你能设计出三位二进制同步减法计数器吗?三位二进制同步加法计数器6.3.4任意进制计数器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP1.写出控制端的逻辑表达式可见，Q2

与Q0

的翻转时刻相同。CP1

Q1则在Q0下跳变时翻转。J1=K1＝1

J2=Q1Q0，K2＝1

J0=Q2

，K0＝1

CPQ2Q1Q0J2=K2=J1=K1=J0=K0=Q2Q1Q0

Q1Q0111

原状态控制端下状态,,,1Q2000

1111111111111111111101Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP2.再列写状态转换表，分析其状态转换过程0

1001010

001010010

11011111

00100000

0012345要密切关注Q0端何时产生下降沿!

3.还可以用波形图显示其状态转换表(此处略去不画)。CPQ2Q1Q0J2=K2=J1=K1=J0=K0=Q2Q1Q0

Q1Q0111

原状态控制端下状态,,,1Q200011111111111111111111010

1001010

001010010

11011111

00100000

0012345前图所示电路的计数周期为5个CP，故它是一个异步五进制加法计数器。Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP4.检验其能否自动启动？什么叫“自动启动”?

三个触发器本应有八个稳定状态，可上图电路只选用了五个，是为五进制。如果出现了其余的三个状态当中的任一个状态，若能够自动返回到计数链(即已选用的那五个状态)的，人们就称其为能自动启动。Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP4.检验其能否自动启动？如何检验它能否“自动启动”?上图所示计数器的Q2Q1Q0状态变化仅含：000、001、010、011、100，尚有101、110和111不在其中，只要把Q2Q1Q0的这三个状态值代入前述控制端的逻辑表达式加以运算，便可知其结论了。

101011101010Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CPCPQ2Q1Q0J2=K2=J1=K1=J0=K0=Q2Q1Q0

Q1Q0111

原状态控制端下状态,,,1Q2

111111101000

110011101010结论：经检验，可以自动启动。有三个不会出现的状态:101110111101110111000100011001010异步五进制加法计数器的状态图Q2Q1Q0“用触发器构成计数器电路的分析”首先写出触发器的控制端的逻辑表达式再列写计数器的状态转换表获得计数器的模(即进制数)最后需检验计数器的可靠性5.3.5集成计数器的分析举例

<<TTL集成电路设计和应用手册

>>可以提供若干种不同功能的计数器类型和型号：下降沿触发异步计数器(串行时钟)*十进制*四位二进制*十二进制上升沿触发同步计数器*十进制*十进制加/减*四位二进制*四位二进制加/减等等，不再一一列举二-五-十进制计数器74LS90的介绍

74LS90内部含有两个独立的计数电路：CPAQACPBQDQCQB例：集成计数器74LS90的分析QA01QDQCQB000001010011100一个是模2

计数器(CPA为其时钟，QA为其输出端)，另一个是模5

计数器(CPB为其时钟，QDQCQB为其输出端)。QCQAJKQBJKJKQDQDJKCPACPBR0(1)R0(2)R9(2)R9(1)QAQBQCQD74LS90原理电路图

CPACPBR0(1)R0(2)R9(2)R9(1)NCNCVCCQAQDQBQCGND1234567141312111098QAQDQBQCR9(2)R9(1)R0(2)R0(1)CPBCPA74LS9074LS90管脚分布图CPAQACPBQDQCQB

外部时钟

CP是先送到CPA

还是先送到CPB，在QDQCQBQA

这四个输出端会形成不同的码制关系

!分析：计数时钟先进入CPA时的计数编码。CPACPCPBQBQDQCQA25QDQCQB

000001010011100QA01QDQCQBCPBQA

QDQCQBCPBQA

十进制数0101010101000000000100101001001101110010000001234567890上述连接方式形成QDQCQBQA的

8421BCD码QACPAQDQCQB

十进制数再分析：计数时钟先进入CPB时的计数编码。CPACPQA2CPBQBQDQC5QDQCQB

000001010011100QA010000010100111000000010100111000000100000111101234567890前述连接方式形成QAQDQCQB的

5421BCD码CPACPBQAQDQBQCR9(2)R9(1)R0(2)R0(1)74LS90R0(1)R0(2)R9(1)R9(2)QDQCQBQAXX111001110X000011X000000X0X0XX0X00XX0X0计数状态74LS90功能表R0(1)R0(2)R9(1)R9(2)QDQCQBQAXX111001

11

0X0000

11X000000X0X0XX0

X00XX0X0

计数状态74LS90功能表归纳：1.74LS90在“计数状态”或“清零状态”时，均要求R9(1)和R9(2)中至少有一个必须为“0”。

2.只有在R0(1)和R0(2)同时为“1”时，它才进入“清零状态”；否则它必定处于“计数状态”。清零功能不受时钟的控制!异步清零我们只是为正确使用集成计数器74LS90做好前期准备，至于它的具体应用举例，留在本章第四节“计数器的设计”中去解决。§6.4计数器的设计

计数器的设计方法很多，大抵可分为两类：一是根据要求用触发器

(Flop-Flip)构成，再就是利用具有特定功能的中规模集成组件适当连接而成。

下面将分别介绍两类设计方法。电动机运行时要求三个绕组以A6.4.1利用触发器设计某计数电路举例说明其设计步骤：

例1：数字控制装置中常用的步进电动机有A、B、C三个绕组。再回到A的顺序循环通电，ABBBCCCA试实现之。设计步骤如下：

(1).根据任务要求，确定计数器的模数和所需的触发器个数。这个任务需要六个稳定状态，因此，确定计数器的模数为6；故而所需触发器的个数应当为3

。

(2).确定触发器的类型。

最常用的触发器有D触发器和JK触发器，在本任务中选用JK触发器。(3).列写状态转换表或转换图

用三个触发器的输出端QA、QB、QC分别控制电动机的三个绕组A、B、C，并以“1”表示通电，“0”表示不通电。以QCQBQA为序排列：001011010110100101ABABCBCCA

(4).根据所选触发器的驱动表，确定各个触发器在状态转换时对控制端的电平要求。首先，需要根据JK触发器的功能表，找到其驱动表。

0000

0011

0100

0110

1001

1011

1101

1110JKQN

QN+1JK触发器的功能表QN

QN+1

JKJK触发器的驱动表00000001000X01100111011X10011010X11100111011X011牢记在心!QCQBQAQCQBQAJCKCJBKBJAKA

原状态下状态对各控制端的电平要求,,,

0010110X1XX0

0110100XX0X1

0101101XX00X

110100X0X10X

100101X00X1X

101001X10XX0步进电动机绕组通电激励表然后，再根据它的驱动表，确定各个触发器在状态转换时对控制端的电平要求。(5).写出各个控制端的逻辑表达式JC=QAKC=QA

JB=QCKB=QC

JA=QBKA=QB

(6).画出计数器的逻辑电路图。QCQBQA0001111001001XXXXXJCQCQCJCKCQBQBJBKBJAQAQAKARDRDSD预置数计数脉冲CP最后，要对未利用的状态（约束项）进行校验，以确定设计的电路能否自起动。QCQBQA有两个不会出现的状态：000111校验111000电路不能自起动当电路不能自起动时，要采取措施加以解决。最简单的解决办法是：在电路开始工作时通过预置数将它置为有效循环中的某一状态。例本例中置为：QCQBQA=001。另一种解决办法是通过修改设计过程，改变反馈逻辑结构，使电路能自起动（此处略）。

例2：某生产工艺流程分九个阶段，如下图所示。假设各阶段的进入都受时钟脉冲的控制，试设计工艺流程的控制电路(图中画红线处表示各项工艺工作的阶段)。A加热B加压C喷氧

D吹粉工艺123456789A加热B加压C喷氧

D吹粉工艺123456789根据工艺流程的要求，拟采用四个触发器，且用它们构成九进制计数器。采用D功能触发器(用边沿触发方式)A加热B加压C喷氧

D吹粉工艺123456789QAQBQCQDQAQBQCQD100011000110111010101001111111010100QAQBQCQD100011000110111010101001111111010100DADBDCDD1100011011101010111111010100100110000000、0001、0010、0011、0101、0111、1011。QAQBQCQD有七个不会出现的状态：D触发器功能:Qn+1=D当约束项处理QAQBQCQD100011000110111010101001111111010100DADBDCDD1100011011101010111111010100100110000000、0001、0010、0011、0101、0111、1011。QAQBQCQD有七个约束项：QAQBQCQD0001111000011110XXXXXXX1111111DA:用同样的方法，可以获得DB、DC、DD的逻辑表达式，具体过程在此不再列写。QAQBQCQD100011000110111010101001111111010100DADBDCDD1100011011101010111111010100100110000000、0001、0010、0011、0101、0111、1011。QAQBQCQD有七个约束项：DA=QA+QB+QCDB=QD+QAQC+QAQC

DC=QAQC+QBQD+QAQBQDDD=QBQC+QBQD+QCQD得到控制端的逻辑表达式：0101000001111011001100010010100011000110111001001101111110011010结论：该电路可以自动启动。QAQBQCQD检验自启动结果如下（略去过程）：“使用触发器完成设计任务的步骤”小结

(1).根据任务要求，确定计数器的模数和所需的触发器个数。

(2).确定触发器的类型。(3).列写状态转换表或转换图。

(4).根据所选触发器的驱动表，确定各个触发器在状态转换时对控制端的电平要求。首先，需要根据所选触发器的功能表，找到其驱动表。然后，再根据它的驱动表，确定各个触发器在状态转换时对控制端的电平要求。(6).检验该电路能否自启动，画逻辑图。(5).写出各个控制端的逻辑表达式。6.4.2利用集成组件设计计数电路集成计数器说明一下讲解这个问题时的思路：先介绍所援用的集成计数器的原理和功能再列举该集成计数器的应用例题及强调注意事项由于时间关系，不能全面逐一讲解。只讲解：74LS90十进制，异步计数，直接(异步)清除(零)；74LS163四位二进制，同步计数，同步清除(零)。1.利用74LS90设计计数器电路

有关74LS90的功能表和管脚分布图在上一节已经作了详细的介绍。为便于后面的学习，仍然将有关内容快速复习一下：CPAQACPBQDQCQBQA01QDQCQB000001010011100QCQAJKQBJKJKQDQDJKCPACPBR0(1)R0(2)R9(2)R9(1)QAQBQCQD74LS90原理电路图

CPAQACPBQDQCQB

外部时钟

CP是先送到CPA

还是先送到CPB，在QDQCQBQA

这四个输出端会形成不同的码制关系

!CPACPCPBQBQDQCQA25QDQCQB

000001010011100QA01QDQCQBCPBQA

QDQCQBCPBQA

十进制数0101010101000000000100101001001101110010000001234567890结论：上述连接方式形成8421BCD码。CPACPCPBQBQDQCQA25CPCPAQACPBQDQCQBQA0000...1001QACPAQDQCQB

十进制数CPACPQA2CPBQBQDQC5QDQCQB

000001010011100QA010000010100111000000010100111000000100000111101234567890结论：前述连接方式形成5421BCD码。CPACPQA2CPBQBQDQC5CPCPBQDCPAQAQDQCQBQAQDQCQB00000001001000110100012341000510016101071011811009CPACPBR0(1)R0(2)R9(2)R9(1)NCNCVCCQAQDQBQCGND1234567141312111098QAQDQBQCR9(2)R9(1)R0(2)R0(1)CPBCPA74LS9074LS90管脚分布图CPACPBQAQDQBQCR9(2)R9(1)R0(2)R0(1)74LS90R0(1)R0(2)R9(1)R9(2)QDQCQBQAXX111001110X000011X000000X0X0XX0X00XX0X0计数状态74LS90功能表R0(1)R0(2)R9(1)R9(2)QDQCQBQAXX111001

11

0X0000

11X000000X0X0XX0

X00XX0X0

计数状态74LS90功能表归纳：1.74LS90在“计数状态”或“清零状态”时，均要求R9(1)和R9(2)中至少有一个必须为“0”。

2.只有在R0(1)和R0(2)同时为“1”时，它才进入“清零状态”；否则它必定处于“计数状态”。清零功能不受时钟的控制!异步清零例1.构成8421BCD码六进制计数器。QDQCQBQA0000000100100011010001010000R0(1)=QBR0(2)=QC令即可CP0110

74LS90的应用举例CPACPBQAQDQBQCR9(2)R9(1)R0(2)R0(1)74LS90六个稳态暂态讨论：下述接法行不行?错在何处?R0(1)=QBR0(2)=QC令即可QDQCQBQA00000001001000110100010100000110CPACPBQAQDQBQCR

9(2)R9(1)R0(2)R0(1)74LS90CP警示：切切不可将输出端相互短路！！+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC输出电路为什么不能将输出端相互短路?+5VFR4T4T5两只晶体管轮流导通:

T4导通而T5截止时,F=1;

T5导通而T4截止时,F=0。输出电路+5VFR4T4T5T4导通T5截止T4截止T5导通=1=0

犹如交通灯，绿色表示导通；红色表示截止。+5VFR4T4T5+5VFR4T4T5+5VF1=1R4T4T5+5VR4T4T5F2=0100