数字钟的设计-计数器

二-五-十进制计数器74LS9074LS90内部含有两个独立的计数电路：一个是二进制计数器(CP0为其时钟，Q0为其输出端)，另一个是五进制计数器(CP1为其时钟，Q3Q2Q1为其输出端)。

外部时钟CP送到CP0，将CP1与Q0连接，则构成十进制计数器。1)74LS90的介绍••将计数器适当改接，可构成多种进制的计数器中规模集成计数器组件•2）原理电路图：Q2Q0JKQ1JKJKQDQ3JKCP0CP1R0(1)R0(2)R9(2)R9(1)Q0Q1Q2Q311Q0JKCP0Q0CP1Q2Q1JKJKQDQ3JKQ1Q2Q3二进制计数器五进制计数器清0置9R0(1)R0(2)&S9(2)S9(1)&级连法十进制计数器fCP1=1/2fCP0Q0JKCP0Q0CP1Q2Q1JKJKQDQ3JKQ1Q2Q3S9(2)S9(1)&R0(1)R0(2)&3）引脚排列图逻辑功能示意图4）功能表1.反馈清零法当计数状态到M时，从触发器的输出端引出的反馈立即将计数器置零，M状态不能保持，即构成M进制计数器。10.4.2用集成计数器构成任意进制计数器CP0CP1Q0Q3Q1Q2S9(2)S9(1)R0(2)R0(1)74LS90CP计数脉冲

在Q3Q2Q1Q0

＝0110时立即清零。用一片74LS90构成六进制计数器2.级联法将M1进制和M2进制计数器串联起来，构成M进制计数器。M=M1·

M21）利用两片74LS90构成100进制计数器低一位的最高位向高一位进位。即低一位的Q3与高一位的CP连。74LS90(十位)CP0CP1Q0Q3Q1Q2S9(2)S9(1)R0(2)R0(1)CPCP0CP1Q0Q3Q1S9(1)R0(2)R0(1)74LS90(个位)2）利用先反馈清零后级联的方法组成36进制计数器74LS90(高位)CP0CP1Q0Q3Q1Q2S9(2)S9(1)R0(2)R0(1)CPCP0CP1Q0Q3Q1S9(1)R0(2)R0(1)74LS90(低位)Q2S9(2)低位：4进制高位：9进制4

9=36进制四进制九进制级联用两片74LS290构成36

进制8421码计数器Q3Q2Q1Q0

000000001100102001130100401015011060111710008

10019

00000

十进制数

分析：1.如何解决片间进位问题？

从右面的状态转换表中可以看到：个位片的Q3可以给十位片提供计数脉冲信号。十位个位00100100例：243）利用先级联后反馈清零的方法组成36进制计数器分析：2.如何满足“36

进制”的要求？十位个位0035......共有36个稳定状态3600(00110110)74LS90(十位)CP0CP1Q0Q3Q1Q2S9(2)S9(1)R0(2)R0(1)CPCP0CP1Q0Q3Q1S9(1)R0(2)R0(1)74LS90(个位)&Q2S9(2)&

用两片74LS290构成36

进制8421码计数器用集成计数器构成任意进制计数器的方法1）反馈清零法当计数状态到M时，从触发器的输出端引出的反馈立即将计数器置零，M状态不能保持，即构成M进制计数器。2）级联法将M1进制和M2进制计数器串联起来，构成M进制计数器。M=M1·

M2归纳3）可以先反馈置零后级连；也可先级连后反馈置零。

注意进位方式！计数器的功能和分类1.计数器的功能

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。2.计数器的分类同步计数器和异步计数器。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。N进制计数器：逢N进1。即经过N个脉冲后又回到原状态计数器

1异步计数器

在异步计数器中，有的触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟脉冲，因此各个触发器状态变换的时间先后不一，故被称为“

异步计数器

”。组成异步计数器的触发器必须接成计数式触发器0000三位二进制异步加法计数器计数脉冲J0Q0Q0K0CPJ1Q1Q1K1J2Q2Q2K2Q2Q1Q0RDCPQ0Q1Q2001000010011100101110111000123456781011下降沿00101010101.异步二进制计数器状态表10101010001010110

1110001000计数脉冲Q2Q1Q0

012345678CPQ0Q1Q200100001001110010111011100012345678

一位八进制计数器或三位二进制计数器加法计数器

Q0输出为二分频Q1输出为四分频Q2输出为八分频思考用D触发器构成三位二进制加法计数器。Q0D0Q0CP计数脉冲三位二进制异步加法计数器Q1D1Q1Q2D2Q2Q0Q1Q2功能同前10101010001010110

1110001000计数脉冲Q2Q1Q0

012345678请自行分析三位二进制异步减法计数器的工作过程。优点：电路简单、可靠缺点：速度慢异步计数器特点：101010101111001011000010000计数脉冲Q2Q1Q0

012345678J0Q0Q0K0CPJ1Q1Q1K1J2Q2Q2K2Q2Q1Q0RDQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CPJ2=Q1Q0，K2

＝1

J1=K1

＝1

J0=Q2

，K0

＝1

1)写出控制端的逻辑表达式2.非二进制异步计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP2)再列写状态转换表，分析其状态转换过程：CPQ2Q1Q0对应十进制数201021001130113410045000500000J2=Q1Q0，K2

＝1

J1=K1

＝1

J0=Q2

，K0

＝1

Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP

如前所述，电路为异步五进制加法计数器。3)根据状态表分析电路功能CPQ2Q1Q0对应十进制数201021001130113410045000500000

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”。2同步计数器三位二进制同步加法计数器计数脉冲CPQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0Q2Q0Q11.同步二进制计数器分析步骤：1）列写各控制端的逻辑表达式：J2=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。20102100113011341004510156110671117800002）根据逻辑式及触发器的前一个状态确定其后一个状态，列写状态表，分析其状态转换过程CPQ2Q1Q0对应十进制数00000J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1状态表列一个循环列一个循环CPQ0Q1Q23）还可以用波形图显示状态转换表4）根据状态表或波形图分析电路功能？加法还是减法；几进制？三位二进制加法计数器或一位八进制加法计数器同步计数器的特点:优点：速度快。缺点：脉冲源需功率大。思考

试设计一个四位二进制同步加法计数器电路，并检验其正确性。提示四位二进制同步加法计数器状态表CPQ3Q2Q1Q0十进制数00000010001120010230011340100450101560110670111781000891001910101010111011111211001213110113141110141511111516000016J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1J3=K3=Q2Q1Q0归纳2.计数器的结构和特点：异步计数器：同步计数器：各触发