==實5

計器驗路實驗的1.1掌握計數(shù)器的工作原理及特1.2采用觸發(fā)器及集成計數(shù)器構(gòu)任意進(jìn)制計數(shù)器實驗器元件2.1實驗儀器數(shù)字電路實驗箱、數(shù)字萬用表、示波器2.2芯片74LS00/74ls0474LS4874LS161共陰數(shù)碼管電器阻等其它元件若干預(yù)習(xí)求3.1預(yù)習(xí)數(shù)器相關(guān)內(nèi)容。3.2作出習(xí)報告。實驗理計數(shù)器是用來實現(xiàn)計數(shù)功能的時序部它能夠計脈沖還可以實現(xiàn)定時、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列等計器的種類很多按鐘脈沖輸入方式的不同可以分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器按位體制不同可以分二進(jìn)制和非二進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)的增減趨勢，可分加法或減法計數(shù)器等。目前，無論是還是CMOC集成電路，都有品種齊全的中規(guī)模集成計數(shù)電路使者可以借助器件手冊提供的功能表和工作波形以及引腳分布圖，就能正確地使用這些器件。4.1異步計數(shù)器異步計數(shù)器是指計數(shù)脈沖不是直接加到所有觸發(fā)器的時鐘脈沖端樣一個計數(shù)脈沖作用后計器中某些觸器的狀態(tài)發(fā)生變化其它觸發(fā)器保持原來狀態(tài)即計數(shù)器中各觸發(fā)器狀態(tài)的更新與輸入時鐘脈沖異步。在設(shè)計模為整數(shù)N的異步計數(shù)器，如果

2

K

，則為二進(jìn)制計數(shù)器，例如設(shè)計一個4位進(jìn)制計數(shù)器，

4

16

，K=4，用個觸器級聯(lián)即可如果不等于2的次冪，則是非二進(jìn)制計數(shù)，這時，可將N寫N=

K*

其中N為數(shù),這由模為K和為的個計算器級聯(lián)而成,其中為N的數(shù)1器通常用反饋的方法構(gòu)成.例設(shè)計一個異步十進(jìn)制計數(shù)器,可令

2

K

,

N

1

=5,就用一個模2計器和一個模計器級圖所示集成觸發(fā)器74LS74構(gòu)的異步十六進(jìn)制四位加法計數(shù).Q

Q

Q

Q

S

~1PR~1PR~1PR~1PR1Q1D1Q1D1Q1Q

1D~1Q1CLK~1Q1CLK~1CLR~1CLR

3

~1Q1CLK~1Q1CLK~1CLR~1CLR聯(lián)特是各觸器

與觸器輸端接,把個D觸器成R

圖7.1

四位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器

觸發(fā)器再低位觸發(fā)器的4.2同步計數(shù)器

端和高一位的CP端相接而成為了提高計數(shù)的速度采同計數(shù)器謂同步就是計數(shù)脈沖同時連接在各位觸發(fā)器的時鐘脈沖輸入端當(dāng)計數(shù)脈沖來到時該翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器在同一時刻翻轉(zhuǎn)因此同計數(shù)器的工作速度比異步計數(shù)器快步計數(shù)器的設(shè)計可“狀態(tài)表+卡諾圖+寫出各觸發(fā)器控制輸入端的邏輯方程”行然后畫出邏輯電路也以根據(jù)狀態(tài)表中各觸發(fā)器輸出的變化規(guī)律接寫出各觸發(fā)器控制輸入端的邏輯方程后出邏輯電路圖。例如設(shè)計一個同步十進(jìn)制加法計數(shù)器，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表7.1所示。采用雙JK觸發(fā)器74LS76過分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換表得到各觸發(fā)器控制輸入端的邏輯方程如下。表6.1十進(jìn)制加法計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表計數(shù)

Q

Q

Q

Q

二進(jìn)制數(shù)脈沖

n2

Qn1

數(shù)123456789

0000000100100011010001010110011110001001

0001001000110100010101100111100010010000

0123456789（1）第一位觸發(fā)器Q，每來一個時鐘脈沖CP，其狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一，則0

J0

。（2位觸發(fā)器

1

0

時個鐘脈沖CP狀態(tài)轉(zhuǎn)一次

3時不翻轉(zhuǎn)，故

Q，KQ11

0.

。（3）三位觸發(fā)器，在QQ來一21

時鐘脈沖CP其態(tài)就翻轉(zhuǎn)，故JKQ2

。（4）第四位觸發(fā)器

3

，在

20

時，再來一個鐘脈沖其狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，并在第十個CP觸發(fā)，應(yīng)由1翻為0，3

JQQ，K3213

。由此畫出的邏如圖7.2示

74LS08

Q

74LS08

Q

Q

J

Q

J

Q

J

Q

J

Q

K

K

K

Q

K

RCP74LS7674LS7674LS7674LS76

74LS774LS7集成數(shù)實際工作中人很少使用中、小規(guī)模觸發(fā)器構(gòu)成各種計數(shù)器，而是直接選用集成電路計數(shù)器產(chǎn)品。集成計數(shù)器的類型很多，例如:LS/HC系和CMOS序的2×5進(jìn)制異步計數(shù)器74LS90、74LS390雙2×5，2×6制異步計數(shù)器74LS92，可預(yù)置同步4位二進(jìn)制計數(shù)器，預(yù)置雙鐘同步可逆BCD計數(shù)器74LS192/C40192等。面介紹成計數(shù)器74LS161（1）集成計數(shù)器74LS16174LS161是4位進(jìn)制同步加計數(shù)器。圖7.3它的引腳分布圖，其中RD是步清零端LD是預(yù)數(shù)控制端，A、B、C、D是置數(shù)據(jù)輸入端EP和ET是計數(shù)使能（控制）端，RCO（

QQ

D

）是進(jìn)位輸出端，它的設(shè)置為多片集成計數(shù)器的級聯(lián)提供了方便。它的邏輯功能見表6.2表6.274LS161的能表清零RLHHHH

預(yù)置LD×LHHH

使能EPET××××L××LHH

時鐘×××

預(yù)置數(shù)據(jù)輸入ABCD××××ABCD××××××××××××

輸出QQQQLLLABCD保持保持計數(shù)根據(jù)表7.2可知74LS161具下列功.

R

D

1

16Vcc①異步清零當(dāng)R時不其它輸入端的狀態(tài)如何包括時鐘信號CP),計數(shù)輸出將被直接置零稱異步清零。②同步并行預(yù)置數(shù)當(dāng)R=1，LD=0、時鐘脈沖的上沿到達(dá)時管其它制信號什么狀態(tài)A、B輸端的數(shù)據(jù)將分別被Q所接收。如果沒有時鐘脈沖上升沿到達(dá)，盡管

CPABCDEPGND

2345678

74LS161

15RCO14QA13QB12QC11QD10ET9LDLD=0也能將預(yù)置數(shù)據(jù)置入Q~Q以個置數(shù)操作要與CP上升同步A~D的數(shù)據(jù)同時

圖7.3集計數(shù)器74161引腳置入計數(shù)器，稱為同步并行預(yù)置數(shù)。③保持在R=LD=1的條件下，ET即兩個計數(shù)使能端中有0時不有無CP脈沖作用計數(shù)器都將保持原有態(tài)不停止計數(shù)需說明的是當(dāng)EP=0，ET=1時，進(jìn)位輸出RCO也保持不變。而當(dāng)時，不管EP態(tài)如何，進(jìn)位輸出。④計數(shù)當(dāng)RD=LD=EP=ET=1時隨著CP脈，按8421碼循環(huán)計數(shù)。當(dāng)計數(shù)狀態(tài)達(dá)到

1111時其RCO=1產(chǎn)生位輸出。4.4用集計數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制數(shù)器雖然集成計數(shù)器的種類很多不可能包羅任意進(jìn)制的計數(shù)器需用到某進(jìn)制的計數(shù)器時以用計數(shù)器所定的功能外加適當(dāng)?shù)碾娐穪順?gòu)成面紹兩種情況的實現(xiàn)方法，其一是反饋清零法，其二是反饋置數(shù)法。4.4.1反清零法反饋清零法用于有清零輸入端的集成計數(shù)器。當(dāng)計數(shù)器的清零端加低電平時，不管計數(shù)器處于狀態(tài)，計數(shù)器回到全零狀態(tài)可重新進(jìn)行計數(shù)。如圖7.4所。就是用反饋清零法將74LS161構(gòu)九進(jìn)制加計數(shù)器。工作原理自行分析。1

2

643DCA74LS161

71

QB

9

1圖7.44.4.2反置數(shù)法

1312174LS00用反饋清零法將74161接成進(jìn)計數(shù)器反饋置數(shù)法適用于具有預(yù)置數(shù)功能的集成計數(shù)器有同步預(yù)置數(shù)功能的計數(shù)器來說在計數(shù)過程中可以將它輸出的任何一個狀態(tài)通過譯碼生一個預(yù)置數(shù)控制信號反饋到預(yù)置數(shù)控制端，當(dāng)下一個CP沖作用后，計數(shù)器就會把預(yù)置數(shù)輸入信號狀態(tài)置入輸出端，預(yù)置信號消失后，計數(shù)器就從被置入的狀態(tài)開始重新計數(shù)。如圖7.5所示，采用反饋置數(shù)法，，工作原理自行分析。1171

2643DCA74LS161QB

9圖7.5

1312用反饋置數(shù)法構(gòu)成九進(jìn)制實驗容5.1測試規(guī)模集成計數(shù)器74LS161的邏輯功能自擬實驗步驟以及測試中規(guī)模集成計數(shù)器74LS161的輯功能用的表格。

5.2用74LS161構(gòu)1