6.3任意进制计数器设计

电子技术主编：徐超明李珍2026/7/2316.3任意进制计数器设计6.3.1集成二进制计数器6.3.2集成二-十进制计数器实训6-7：集成计数器的功能测试6.3.3任意进制（N进制）计数器的设计实训6-8：任意进制计数器的设计实训6-9：任意进制计数器的仿真测试实训任务6.3任意进制计数器设计2026/7/232二进制加法计数器74LS161（直接清零）、16进制（4位二进制）可逆计数器74LS191、可预置二进制可逆计数器74LS169、双四位二进制同步加法计数器CC4520等。6.3.1集成二进制计数器2026/7/233双四位二进制同步加法计数器CC4520正常计数时R接“0”。CP、EN为计数脉冲输入端，CP（EN=1）上升沿加计数，EN（CP=0）下降沿加计数。其它输入的情况下，计数器不计数，保持原状态不变。

R为清零端，高电平有效，即R＝1时Q1～Q4＝0。6.3.1集成二进制计数器2026/7/234可预置二进制可逆计数器74LS169

为控制输入端，低电平有效。

为加/减计数控制端，=1时计数器进行加法计数；=0时计数器进行减法计数。

是同步置数控制端，低电平有效，

＝0时送入CP后计数器QDQCQBQA＝DDDCDBDA，再送CP脉冲，计数器从DDDCDBDA开始计数。C/B为动态进位输出端6.3.1集成二进制计数器2026/7/235同步十进制加法计数器74LS160（同步置数直接清零）同步十进制加法计数器74LS162（同步清零）、可预置十进制可逆计数器74LS168、二－五－十进制异步计数器74LS290、可预置十进制可逆计数器CC40192(双时钟)、双BCD同步加法计数器CC4518等等。

6.3.2集成二-十进制计数器2026/7/236同步十进制加法计数器74LS160

EP、ET计数控制端，高电平有效，即EP＝ET＝1时计数器正常计数，否则不计数；CP计数脉冲输入端，上升沿计数；清零端，低电平有效，直接清零（即清零不受CP的控制）

置数控制端，低电平有效，即＝0时QDQCQBQA=DCBA，使计数器可以从任何数值开始计数。Co为计数器的输出端，向高位计数器输出进位脉冲。

6.3.2集成二-十进制计数器2026/7/237二－五－十进制异步计数器74LS290

R9(1)、R9(2)“置9”输入端，高电平有效。当R9(1)＝R9(2)＝1时，计数器QDQCQBQA＝1001，即直接实现置9功能；

R0(1)、R0(2)“置0”输入端，高电平有效。当R0(1)＝R0(2)＝1，且R9(1)、R9(2)有一个为低电平时，计数器QDQCQBQA＝0000，即实现清零功能；

正常计数器时R9(1)、R9(2)和R0(1)、R0(2)二组均至少有一端接低电平。6.3.2集成二-十进制计数器2026/7/238二进制计数器

五进制计数器

8421码十进制计数器

下降沿触发

00000001001000110100010101000001010011100000011001111000100100006.3.2集成二-十进制计数器2026/7/2391）二-五-十进制异步计数器74LS290功能测试（1）置“9”功能测试

14管脚接＋5V电源，7管脚接地。将R9(1)和R9(2)接实验箱的逻辑电平开关，并置“1”，其他端任意（可暂时悬空），观察数码管是否显示数字“9”。（2）清“0”

功能测试令R9(1)＝R9(2)=0，将R0(1)和R0(2)置为“1”，观察数码管是否显示数字“0”。实训6-7：集成计数器的功能测试2026/7/2310（4）五分频（五进制计数）令R0(1)＝R0(2)=R9(1)＝R9(2)=0，将电路的CPB端接CP单脉冲，从QDQCQB输出，将QD、QC、QB接发光二极管，按动单脉冲按钮，观察计数过程。

（3）二分频（二进制计数）R0(1)＝R0(2)=R9(1)＝R9(2)=0，将电路的CPA接CP单脉冲，从QA输出，将QA接发光二极管，按动单脉冲按钮，观察计数过程。1）二-五-十进制异步计数器74LS290功能测试实训6-7：集成计数器的功能测试2026/7/2311（5）十进制计数器令R0(1)＝R0(2)=R9(1)＝R9(2)=0，将QA与CPB相连，将电路的CPA端接CP单脉冲，从QD、QC、QB、QA输出，将QD、QC、QB、QA接发光二极管，按动单脉冲按钮，观察计数过程。1）二-五-十进制异步计数器74LS290功能测试实训6-7：集成计数器的功能测试2026/7/231274LS290的功能表

1）二-五-十进制异步计数器74LS290功能测试实训6-7：集成计数器的功能测试2026/7/2313（1）74LS160计数功能16管脚接＋5V电源，8管脚接地。清零端先接地清零，然后接高电平，计数控制端EP、ET接＋5V，置数控制端接高电平（或悬空），将QD、QC、QB、QA接发光二极管，CP接CP单脉冲，观察计数过程。

实训6-7：集成计数器的功能测试2）同步十进制加法计数器74LS160功能测试2026/7/2314（2）置数控制端功能将悬空，其他端钮不变，置数控制端经非门后接Co端，即QDQCQBQA=1001时，Co＝0，下一个单脉冲时，QDQCQBQA=0011。由CLK送CP单脉冲，观察计数过程。并判断为几进制计数器。实训6-7：集成计数器的功能测试2）同步十进制加法计数器74LS160功能测试2026/7/2315实训6-7：集成计数器的功能测试2）同步十进制加法计数器74LS160功能测试2026/7/2316在日常生活中，除了二进制、十进制计数规律以外，还有12进制、24进制、60进制等等计数规律。广义讲除了二进制、十进制以外的计数器统称为任意进制计数器。从集成电路产品的成本考虑，没有现成的任意进制计数器产品。要实现任意进制计数器，可以用现有的集成计数器加以改造而得到。构成N进制计数器的方法很多，这里仅介绍常用的反馈法和级联法。6.3.3任意进制（N进制）计数器的设计2026/7/23171.反馈法（1）反馈到“置0”端实现任意进制计数。对于具有“置0”端的集成计数器，利用“置0”端，让计数器跳过不需要（无效）的状态，实现任意进制计数。74LS160是十进制计数器，直接清零。要接成六进制，需要让计数器跳过0110～1001这4个无效状态，因此需要让计数器一旦出现0110时，产生一个清零信号“0”，并送到端，使计数器自动清零，跳过4个无效状态。由于74LS160是异步清零，所以0110不会稳定存在，从而实现6进制计数。6.3.3任意进制（N进制）计数器的设计2026/7/23181.反馈法（1）反馈到“置0”端实现任意进制计数。对于具有“置0”端的集成计数器，利用“置0”端，让计数器跳过不需要（无效）的状态，实现任意进制计数。

连接规律：将计数到N时，恰为“1”的输出端接到“与非”门的输入端，“与非”门的输出端接到清零端，可以实现任意（小于集成块计数）长度的计数器。由于74LS160是异步清零，所以0110不会稳定存在，从而实现6进制计数。6.3.3任意进制（N进制）计数器的设计2026/7/23191.反馈法（2）反馈到“置数”端实现任意进制计数。对于具有“置数”功能计数器，可以利用“置数”端，合理置入数据，跳过无效状态，实现任意进制计数。当置数值DCBA为0000时，译码输入应该为6的前一个状态，即QDQCQBQA=0101时产生置数脉冲＝0，下一个CP脉冲到来时，置入0000状态，跳过4个无效状态，实现6进制计数。74LS160为同步置数，即＝0送CP脉冲后，计数器才有QDQCQBQA=DCBA。6.3.3任意进制（N进制）计数器的设计2026/7/23201开始计数的六进制计数器若置数值DCBA不为0000时，如图所示的连接也能实现6进制计数。6.3.3任意进制（N进制）计数器的设计1.反馈法（2）反馈到“置数”端实现任意进制计数。2026/7/2321利用74LS290，通过反馈法实现不同进制的计数器。六进制计数器

QC、QB反馈到置0输入端R0(1)、R0(2)，当计数器出现0110状态时，R0(1)、R0(2)为高电平，计数器迅速复位到0000状态，与此同时，R0(1)、R0(2)又变为低电平，使其重新从0000状态开始计数。

0110状态存在世界极短（通常只有10ns左右），可认为实际出现的记数状态只有0000到0101六种，故为六进制计数器。先接成8421码十进制计数器；00000001001000110100010101106.3.3任意进制（N进制）计数器的设计1.反馈法（2）反馈到“置数”端实现任意进制计数。2026/7/2322七进制计数器6.3.3任意进制（N进制）计数器的设计1.反馈法（2）反馈到“置数”端实现任意进制计数。2026/7/23232.级联法计数长度比较长（如60进制），可以将多级计数器合理连接起来实现计数长度大于单片计数器计数长度的任意进制计数器。用两片74LS160和附加的门电路0000--0101-(0110)六十进制同步

将第一片74LS160作为个位（十进制计数），将第二片74LS160接成6进制计数器作为十位，个位的进位输出接到十位的EP、ET端。计数脉冲从个位的CP端送入，每送入10个CP脉冲，个位清零同时向十位进1，EP、ET端为1，计一次数。当计到第60个脉冲后，整个计数器清零，完成一轮循环计数。由十位的Co向更高位输出进位信号。6.3.3任意进制（N进制）计数器的设计2026/7/23242.级联法每片均接成8421码十进制计数器，级联后采取反馈清零法。用两片74LS290和附加的门电路

00100100（24）反馈计数范围：00000000－001000110