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电子线路实训——五进制计数器
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任意进制计数器的构建
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摘要：集成计数器芯片往往做成应用较为广泛的几种类型。在需要其他任意-种进制的计数器时，只需要通过改变外部控制电路即可得到。除了可用常规的串行进位连接和并行进位连接 ，本文提出了整体置零法、整体置数法，可将集成二、十进制计数器变为所需的任意进制大容量计数器。关键词：计数器；整体置零法；整体置数法；串行进位连接方式；并行进位连接方式成50进 计数目 ①cT74LS16o带有异步清写端，因此 位片(2)解：( T74LS161带有异步置雩端，因此写出其反馈代码 S50。$(畏口写出5O这代两②其反魄日零函数为Q1'QO'Q1③画图i圭璺‰ 如图1所示图21两片CT74LS161构成的5O进制计数器(2理鲥 去整体置数法具体步骤：①设置讯玫眚 犬态接成进% 数，低位片(1艟成九进 汁女②写出$2S9所对应的二进朱 码：S2S，即当 蚩 髂i十至0
j好冬时产生 馈渭写信号。③写出反豌静 函数。Q1 Q3Q0④画图连线 用并行连接方式将地片(1)(2b鸯成-个-百进 十数器。并通过-个与非门相当于分别将片(1)片(2 片接成九揣
匕进制，目将反馈漓写唁号gI数输 端。如图2-3所示图23整体置写法构成的二十九进静 数器方法二：采用整体置数法具体步骤M1)。 ①②判 嘎 式.写出M进制计数别 好§ 的二进制代码。若是同步置敞则为SMMI-I IJ为SMM1③写出反馈置数函数。实际是根据sMM11或sMM1写置数端逻辑表达式 ④画图j罄戋。选 鞠 串行或擀 亍滔醣济式，先西撇 旨罟i§接成-个大于M进制的计数器.然后再根据反聩鼍数函例 利用cT74LS161置数功能完成五十七进制计数器的构眈解：①设计数器从 Q3'Q2'Q1 Q Q3Q2 QIQO000Oo00o状态开始，由于采用反馈置数法获得五十进制计数器。因此取两 十黉 啪置数端D3D2D1D00000② 由于CT74LS161带有同步置数功能，sMM1S5 -0-1S1③茑出反馈置嚣幔l髋 LDQ1 QO'Q3QO④画图连缴 口圈22所示
[ -/ ]1 碍 斗砰蚪j 1 婶 -l鲁-崎
鼍 I图22利用整体置数法构成五十七进静R 自§22集成 0计数器构成 M进制计数器数器即N10.想构成M>施起来其具体步骤又有所差异。(1耀褂簟l写、法步骤但实②嗄获得M进%I 蝴 S，令MY1Y2，若选用集成计数器的异步清零功能，相当于将高位片接成Y1进制，低位片接成Y2进制；若选用同步清零功能，则需将YIY2减 1，如Y1Y2-1习(1x互丰目当于将高位片擂藏 x1进带0.1氐血片接J戎X2黼 Jc要勰
”"Y2Y1方诘獭 眦 ③喝出Y1Y2④由二高低片位上成N×N进 数器。例 3、试用两片同步十进制计数器CT74LS160接成二十九进制计数器。解： 谢-：采用整 l 弦状态 姻导莉嗷f 透吓所列应的十进带 Il!故是M1)。② 若选用集成计数器的异步置数功能做反馈端.令YIY2-MM1相当于高度片接成Y1进制.T氐位片接成Y2进制；若选用同步置数功能做反馈端。则令YIY2MM1-1.相当于高位片接成Y1进制。低位片接成Y2进制。要获得Yn"?'Y2Y1方 亦如此。③写出M进带l圾 YIY2SY1SY2⑤ 画图连线～两片计数旨鲁i醢过串行或并行进位方式连成NXN进%啦十数器。再结 目应的门电路将反馈信号引入置① 设计数器从 0态开始计数 即 QYQZ Q1 QQ3Q2Q1QOoo0oo00o(对应十进制数码N1为O).因此取两 十蜚鼯韵置蟛端 D3D2D1DOo0oO②CT74LS160带青自 是 步髅 能 ，要)陶成的M进伟 十i12嫱导为十力进带 叶 晤暑(即N29).而～ MI-I-2因此相当于将低位片《I崩倒 ：进制。高位片(2煽日戎8进制。③ 写出$2S8对应的二进常 陀码：S2S8101000。即当计数旨i十至0 0o1O1O00状恋时产生反壤置数詹号.计数器开始重新置数i椭④ 写出反聩慰 函LD Q1'Q3⑤画图连线 将两片CT74LS160首先利用并行连接方式i生成-个100进 数器，然唇暇据以E分析再 lJ用-个与非f]将反馈信号目I输 端。如图24所示图24整 置数去构成的十九进 啦 姑器总之。要想构成大容量的集成M进制计数器，首先要能区分手头 E的N进
数器的类型，其次看M能否分解成两个小于N的因数相乘，即MNlXN2，最后根据情况选择相应的方法。...
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计数器及其应用
实验六一、 实验目的计数器及其应用1． 学习集成触发器构成计数器的方法； 2． 掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法； 3． 用集成电路计数器构成 1／N 分频器。二、实验预习要求1． 复习计数器电路工作原理； 2． 预习中规模集成电路计数器 74LS192 的逻辑功能及使用方法； 3． 复习实现任意进制计数的方法。三、实验原理计数器是典型的时序逻辑电路， 它用来累计和记忆输入脉冲的个数。 计数是数字系统中 很重要的基本操作，集成计数器是最广泛应用的逻辑部件之一。 计数器种类较多， 按构成计数器中的多触发器是否使用一个时钟脉冲源来分， 有同步计 数器和异步计数器；根据计数制的不同，分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数 器；根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能 计数器等。图实验 6.1四位二进制异步加法计数器1. 用 D 触发器构成异步二进制加/减计数器。 如图实验 6.1 所示， 用四个 D 触发器构成四位二进制异步加法计数器， 其连接特点是将 D 触发器接成 T’触发器，再由低位触发器的 Q 端和高一位的 CP 端相连。 如果将上图中的 Q 端与高一位的 CP 端相连，即可构成四位二进制异步减法计数器。 2. 计数器级联使用及任意进制计数器的实现（1）任意进制的实现 图实验 6.2 所示利用 74LS192 采用复位法构成五进制计数器。 图实验 6.3 所示利用 74LS161 采用置位法构成十进制计数器。图实验 6.2复位法构成五进制计数器图实验 6.3 置位法构成十进制计数器（2） 一个十进制计数器只能表示 0～9，要扩大计数范围，常常用多个十进制计数器 级联使用。74LS192 设有进位（或借位）输出端，因此可用其进位（或借位）输出信号驱动 下一级计数器。如图实验 6.4 所示。图实验 6.4 计数器扩展四、实验仪器设备1. TPE－ADⅡ数字电路实验箱 2. 双时钟同步加/减计数器 74LS192 3. 四位同步二进制加法计数器 74LS161 4. 双 D 触发器 74LS74 5. 四两输入集成与非门 74LS00 1台 2片 1片 2片 1片五、实验内容及方法1. 用 74LS74 D 触发器构成四位二进制异步加法计数器。 （1）按图实验 6.1 连接， R D 接至逻辑开关输出插孔，将 CP 端接单次脉冲源，输出 端 Q3、Q2、Q1、Q0 接逻辑电平显示插孔， S D 接高电平+5V。（2）清零后，逐个送入单次脉冲，观察并记录 Q3、Q2、Q1、Q0 状态。 （3）将单次脉冲改为 1Hz 的连续脉冲，观察 Q3、Q2、Q1、Q0 的状态。 （4）将图实验 6.1 改成减法计数器，重复上述步骤，并列表记录输出状态。2. 74LS192 逻辑功能测试 将 74LS192 的 CP 接单脉冲源，清零端（CR=1）、置数端 D0）分别接逻辑开关，输出端（Q3～Q0）接逻辑电平显示插孔； =0、数据输入端（D3～ 和 接逻辑电平显示插孔或译码显示输入的相应插孔。按表 6.1 逐项测试，检查是否相符。 （1）清零（CR） 当 CR=1，其它输入端状态为任意态，此时 Q3Q2Q1Q0=0000。之后，置 CR=0，清零结束。 （2）置数 当 CR=0，CPu、CPD 任意，D3D2D1D0 任给一组数据， = 0 时，输出 Q3 、Q2、Q1、Q0 与D3、D2、D1、D0 数据相同，此时 74LS192 处于置数状态。 （3）加法计数 CR=0， LD ＝CPD＝1，CPu 接单次脉冲源。在清零后送入 9 个单次脉冲，观察输出状态 变化是否发生在 CPu 的上升沿。 （4）减计数 CR=0，LD ＝CPu＝1，CPD 接单次脉冲源。参照（3）进行实验。 3．任意进制的实现 按图实验 6.2 连接电路，构成 5 进制计数器。 按图实验 6.3 连接电路，构成十进制计数器。 按图实验 6.4 连接电路，实现 00～99 加法计数，输入 1Hz 连续计数脉冲，并记录之。六、实验报告1. 画出实验线路图，记录整理实验现象及实验所得的有关波形，对实验结果进行分 析。 （一） 用 74LS74 D 触发器构成四位二进制异步加法/减法计数器。 四位二进制异步加法计数器 ①D 触发器构成四位二进制异步加法计数器实验线路图②步骤（2）和步骤（3）中 Q3、Q2、Q1、Q0 状态变化相同，即都是在脉冲的作用下从 0000―&1111 循环，数据记录如下： CP 接单脉冲，输入脉冲数 （清零后，送入单次脉冲） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ③实验现象及结果分析 CP 接单脉冲时，清零后，Q3、Q2、Q1、Q0 的状态变为 0000（四个灯都不亮），当逐个 送入单次脉冲后，Q3、Q2、Q1、Q0 状态，即其所对应的电平指示灯变化情况满足从初始状 CP 接 1HZ 的连续脉冲（假设初 始状态为 0000） Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 输出状态 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1态 0000 开始，依次变化为 -&-&-&-&-&-&-&1111，共十六个状态，当输入脉冲的个数达到使四个灯全亮即 Q3Q2Q1Q0=1111 后， 再继续送入单脉冲，Q3Q2Q1Q0=0000，此时又会从 0000 开始循环计数，即实现了加法计数器 功能。其中低电平 0 代表灯不亮，高电平 1 代表灯亮。 CP 接 1Hz 的连续脉冲时，不需要人为逐个送入单次脉冲，假设 Q3、Q2、Q1、Q0 初始状 态为 0000（都不亮），随着连续脉冲的变化，Q3、Q2、Q1、Q0 状态变化跟逐个送入单次脉 冲时的状态变化相同，即从 -&0000,往复循环，实现加法计数功能。 结果分析：当 CR=1 时，实现清零功能，此时 Q3Q2Q1Q0=0000；当 CR=0 时，随着送入的 单次脉冲或连续脉冲的变化，此电路实现模 16 加法计数功能，即从 。 四位二进制减法计数器 ① D 触发器构成四位二进制异步减法计数器实验线路图 只需将上图的加法计数器中的 Q 端与高一位的 CP 端相连，即可构成四位二进制异步减 法计数器。 ②步骤（2）和步骤（3）中 Q3、Q2、Q1、Q0 状态变化相同，即都是在脉冲的作用下从 0000―&1111 循环，数据记录如下： CP 接单脉冲，输入脉冲数 （清零后，送入单次脉冲） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CP 接 1HZ 的连续脉冲（假设初 始状态为 0000） Q3 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 输出状态 Q2 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 Q1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 011 12 13 14 15 ② 实验现象及结果分析0 0 0 0 01 1 0 0 00 0 1 1 01 0 1 0 1CP 接单脉冲时，清零后，Q3、Q2、Q1、Q0 的状态变为 0000（四个灯都不亮），当逐个 送入单次脉冲后，Q3、Q2、Q1、Q0 状态，即其所对应的电平指示灯变化情况满足从初始状 态 0000 开始，依次变化为 -&-&-&-&-&-&-&0001， 共十六个状态， 当输入脉冲的个数达到使四个灯全不亮即 Q3Q2Q1Q0=0000 后， 再继续送入单脉冲，Q3Q2Q1Q0=1111，此时又会从 1111 开始循环减数，即实现了减法计数器 功能。其中低电平 0 代表灯不亮，高电平 1 代表灯亮。 CP 接 1Hz 的连续脉冲时，不需要人为逐个送入单次脉冲，假设 Q3、Q2、Q1、Q0 初始状 态为 0000（都不亮），随着连续脉冲的变化，Q3、Q2、Q1、Q0 状态变化跟逐个送入单次脉 冲时的状态变化相同， 即 Q3Q2Q1Q0 状态从 0000 变化到 1111 后进行
的减法计数, 往复循环，实现减法计数功能。 结果分析：当 CR=1 时，实现清零功能，此时 Q3Q2Q1Q0=0000；当 CR=0 时，随着送入的 单次脉冲或连续脉冲的变化，此电路实现模 16 减法计数功能，即从 。（二）74LS192 逻辑功能测试 ① 逻辑功能测试实验线路图CP 接单脉冲源，清零端（CR=1）、置数端 开关，输出端（Q3～Q0）接逻辑电平显示插孔； 输入的相应插孔 ② 74LS192 逻辑功能表 输入 CR 1 0 0 0 * 0 1 1 1 CPU * * CPD * * 1 D3 * a * * D2 * b * * D1 * c * *=0、数据输入端（D3～D0）分别接逻辑 和 接逻辑电平显示插孔或译码显示输出 D0 * d * * Q3 0 a Q2 0 b Q1 0 c Q0 0 d加法计数器 减法计数器实验现象及结果分析 （1）清零（CR） 当 CR=1，其它输入端状态为任意态，此时 Q3Q2Q1Q0=0000，对应四个电平指示灯全不亮。 之后，置 CR=0，清零结束。 （2）置数 当 CR=0，CPu、CPD 任意，D3D2D1D0 任给一组数据， = 0 时，输出 Q3 、Q2、Q1、Q0 对应的电平指示灯变化情况与 D3、D2、D1、D0 的变化情况相同，即输出 Q3 、Q2、Q1、Q0 与 D3、 D2、D1、D0 数据相同，此时 74LS192 处于置数状态。 （3）加法计数 在清零后送入 9 个单次脉冲， 会发现 Q3Q2Q1Q0 的状态从初始状态 0000 先变成 0001 后依 次变化到 1001，实现了加法计数，且状态变化均发生在每个脉冲的上升沿。 （4）减计数 在清零后送入 9 个单次脉冲，会发现 Q3Q2Q1Q0 的状态从初始状态 0000 先变成 1001 后 依次变化到 0001，实现了减法计数，且状态变化均发生在每个脉冲的上升沿。 结果分析：当 CR=1 时，不管输入 D3D2D1D0 为何值，实现清零功能，此时输出为 0000； 当 CR=0 时，随着输入脉冲变化，若 LD＝CPD＝1 且脉冲为上升沿，则实现加法计数功能； 若 LD ＝CPu＝1 且脉冲为上升沿，则实现减法计数功能。（三）任意进制的实现五进制计数器 ① 实验电路图② 实验现象及结果分析 Q3Q2Q1Q0 的初始状态为四个灯都不亮，即 Q3Q2Q1Q0=0000，随着输入脉冲变化，Q3Q2Q1Q0 的 状态依次变化为 -&-&0101， 当 Q3Q2Q1Q0=0101 时， 经与非门和非门使 CR=1，实现清零功能，使计数器回到 0000 状态，再继续输入脉冲，又会再次循环进行加法 计数，即此电路实现了五进制计数器功能。 十进制计数器 ① 实验电路图② 实验现象及结果分析 Q3Q2Q1Q0 的初始状态为四个灯都不亮，即 Q3Q2Q1Q0=0000，随着输入脉冲变化，Q3Q2Q1Q0 的状态依次变化为 -&-&-&-&1001，当 Q3Q2Q1Q0=1001 时，经与非门使 =0，实现置数功能，使计数器回到 0000 状态，再继续输入脉冲，又会再次循环进行加法计数，即此电路实现了十进制计数器功能。 00~99 加法计数 ① 实验电路图② 实验现象及结果分析 由实验可以知道，当个位计数器的清零信号送到十位计数器的 CPU 端时是十位 计数器记一个数（即个位计数器记十下十位计数器才记一下），以此类推就构成了 00~99 的加法计数器。 2. 总结使用集成计数器的体会。 计数器是典型的时序逻辑电路， 它用来累计和记忆输入脉冲的个数。 计数器种类较多， 按构成计数器进制的不同，分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；根据计数 的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。 通过书上的介绍和这次试验， 我对芯片及其构造有了进一步的了解， 对它的使用也比较 熟悉， 能独立根据书上的电路图连接好电路， 也能自行设计任意进制的计数器并完成其功能 测试。此次试验中，做了五进制、十进制和 00～99 累加这三种计数器，实验过程中，出现 了些许小问题，比如说：连错某根线，或者是没理解题目要求，不过在自己的不断改进下， 这些问题都得到了解决。所以，在以后的试验中，一定要做到细心、认真，熟悉掌握芯片各 个引脚的作用，并懂得利用已完成的电路，再将其改造成我们所需的电路，这样会大大提高 我们做实验的效率，也能让我们了解各电路之间的联系。
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移位寄存器的运用，
60进制计数器
1. 示波器。
2. &&&&&&&&&&&&
4LS290&& &&&& &&&&2
374LS160/161&&&& /&&&&&& 2
474LS00&&&&&&&&&
2&&&&&&&&&&&&&&&&
574LS20&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&
集成计数器74LS290功能测试
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
61& 74LS290
&10R01R02=1
&3CP2QDQAQB
计数器级连
&2数码显示器的相应输入端，用单脉冲作为输入脉冲验证设计是否正确。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&61
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
63&& 74LS290
74LS290M6374LS2907AM0BM10&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
64458421BCD
．74LS160/74LS161的测试
&74LS160/16174LS16074LS161
74LS160/16165
65&& 74LS160/161
&&& LD&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&Cr&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&& S1S2&&&&&&& &&&&&&&&&&&
QCC&&&&&&&&&&&&&&
&&& DCBA&&&&& &&&&&&&&&&&
QDQCQBQA& && &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&74LS16074LS16164&
274LS16166
cpQDDCQBQA
&&&& 66 74LS161
计数器芯片74LS160/161的应用
74LS16067&&&&&&&&&
cp74LS160QDDCQBQALEDDyDx
474LS19274LS29060
174290741924511LED
27416174151君，已阅读到文档的结尾了呢~~
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