电子技术基础 课件 9-3 计数器

第10章时序逻辑电路

10.1触发器

10.2同步时序电路的分析方法10.3计数器10.4寄存器10.3计数器一、计数器的概述在数字电路中，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。计数器——用以统计输入脉冲CP个数的电路。4位二进制数:Q3Q2Q1Q0位数:3210权重:84218421码相当于十进制数:8Q3+4Q2+2Q1+1Q0

例:Q3Q2Q1Q0=1010B=8×1+4×

0+2×

1+1×

0=10DB代表二进制数

(Binary)D代表十进制数

(Decimal)10.3计数器计数器——用以统计输入脉冲CP个数的电路。1、二进制计数器（1）4位集成二进制同步加法计数器74LS161异步清零端，低电平有效同步置数端，低电平有效控制输入端，高电平有效

进位输出端74LS161逻辑功能表CTPCTTCPQ3Q2Q1Q001111×0111××0×1×××01×××

0000D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0

加法计数

①当复位端时，输出Q3Q2Q1Q0全为零，实现异步清零功能。功能分析：②当，预置数控制端，并且在CP↑时，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0，实现同步预置数功能。③当且时，输出Q3Q2Q1Q0保持不变。④当且在CP↑时，计数器才开始加法计数，实现计数功能。电路为四位二进制加法计数器。在CP脉冲作用下，电路按自然二进制递加，即由0000→0001→…→1111。当计到1111时，进位输出端CO送出进位信号，即CO=Q3Q2Q1Q0=1。十进制数用0~9十个数字表示,而数字电路中使用二进制,所以须用二进制数给十进制数编码2、十进制计数器编码方法:用4位二进制数表示1位十进制数,

称为二—十进制编码,又称BCD码

(BCD—BinaryCodedDecimal)

二进制数用8421码十进制数:用0~9共十个数字表示所以，用十个4位二进制数表示0~9（1）集成十进制同步加法计数器

集成十进制同步加法计数器74LS160的引脚排列图、逻辑功能示意图与74LS161相同。与74161相比，(1)74LS160是十进制计数器；（2）注意74LS160在计数时CO=Q3Q0

74LS16074LS1603、N进制计数器用清零端或置数端归零构成N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进制计数器的方法：（1）反馈清零法清零法适用于具有清零端的集成计数器。基本思路：计数器从全“0”状态S0开始计数，计满N个状态后产生清“0”信号，使计数器恢复到初态S0。①异步清零计数器：当计数到SN状态时，产生清“0”信号。②同步清零计数器：当计数到SN-1状态时，产生清“0”信号。74161例1：用集成计数器74LS161和与非门组成6进制计数器。异步置00110

“161”为异步置

0，即只要置

0端出现有效电平，计数器立刻置零。因此，应在输入第

6

个

CP脉冲

后，用S6=0110作为控制信号去控制电路，产生置零信号加到异步置

0端，使计数器立即置

0。（2）反馈置数法置数法适用于具有预置端的集成计数器。置0法原理置数法原理

当输入第N

个计数脉冲时，利用置0功能对计数器进行置0操作，强迫计数器进入计数循环，从而实现N进制计数。这种计数器的起始状态值必须是零。

当输入第N

个计数脉冲时，利用置数功能对计数器进行置数操作，强迫计数器进入计数循环，从而实现N进制计数。这种计数器的起始状态值就是置入的数，可以是零，也可以非零，因此应用更灵活。例2：用集成计数器74161和与非门组成的7进制计数器。同步置数00000001001000110100010101100110000074161例3：用集成计数器74161和与非门实现从2-6的5进制计数器。同步置数011000107416100100011010001010110Q3Q2Q1Q0LD同步清零。没有过渡态。SM＝S12＝1100SM-1＝S11＝1011用74161实现十二进制计数器。必须使用多片N进制计数器构成M进制计数器。各片之间的连接方式：串行进位、并行进位。若M可以分解为两个小于N的因数相乘即：

M=N1×N2可采用串行进位或并行进位方式。串行进位：低位片进位输出信号作为高位片时钟信号。并行进位：低位片进位输出信号作为高位片计数使能信号。(3)计数器级联（M>N

的情况）当M为大于N的素数时，不能分解为N1和N2，必须采取整体置零或整体置数方式。整体置零：首先将两片N进制计数器按最简单的方式，接成一个大于M的计数器（如N*N进制），然后从M状态译出异步置零信号，将两片N进制计数器同时置零，基本原理和M<N

时置零法一样。整体置数：基本原理和M<N

时置数法类似。例：试用两片74160实现54进制计数器。解：M=54，74160是具有异步清零、同步置数的十进制计数器。①整体置数法计数：0～53。5301010011Q3Q2Q1Q0②分解法M=54=6×9，用两片74160分别构成六进制和九进制，然后级联即可。六进制九进制本节小结计数器是