文档介绍：实验七中规模集成计数器的应用
一、实验目的
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二、实验原理
计数器是一种中规模集成电路,其种类有很多。如果按照触发器翻转的次序
分类,可分为同步计数器和异步计数器两种;如果按照计数数字的增减可分为加
法计数器、减法计数器和可逆计数器三种;如果按照计数器进位规律又可分为二
进制计数器、十进制计数器、可编程 N 进制计数器等多种。
常用计数器均有典型产品,不须自己设计,只要合理选用即可。
本实验选用四位二进制同步计数器 74LS161 做计数器,该计数器外加适当的
反馈电路可以构成十六进制以内的任意进制计数器。图 1 是它的逻辑符号,它除
了具有二进制加法计数功能外,还具有预置数、清零、保持的功能。图中 LD 是
预置数控制端,D0 、D1 、D2 、D3 是预置数据输入端,Cr 是清零端,CTT 、CTP
是计数器使能控制端,C0 是进位信号输出端,它的主要功能有:
(1)异步清零功能
若Cr =0(输出低电平),则输出Q0 Q1 Q2 Q3 =0000,与其它输入信号无关,
也不需要 CP 脉冲的配合,所以称为“异步清零”。
(2)同步并行置数功能
在Cr =1,且 LD =0 的条件下,当 CP 上升沿到来后,触发器Q0 Q1 Q2 Q3 同
时接收 D0 D1 D2 D3 输入端的并行数据。由于数据进入计数器需要 CP 脉冲的作
用,所以称为“同步置数”,由于 4 个触发器同时置入,又称为“并行”。
(3)保持功能
在Cr = LD =1 的条件下,CTT 、CTP 两个使能端只要有一个低电平,计数
器将处于数据保持状态,与 CP 及 D0 D1 D2 D3 输入无关。
(4)计数功能
当Cr = LD =CTT =CTP =1 时,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,状态变化在 0000~1111 间循环。74LS161
1
的功能表详见表一所示。
表一 74LS161 的功能表
清零预置使能时钟预置数据输出
D D D D Q Q Q Q
Cr LD CTT CTP CP 0 1 2 3 0 1 2 3
0 × × × × × × × × 0 0 0 0
1 0 × × ↑ D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3
1 1 0 × × × × × × 保持
1 1 × 0 × × × × × 保持
1 1 1 1 ↑× × × × 计数
本实验所需计数器是十进制计数器,必须对 74LS161 外加适当的反馈电路构
成十进制计数器,状态变化在 0000~1001 间循环。
用反馈的方法构成十进制计数器一般有两种形式,即反馈置零法和反馈置数
法。反馈置零法是利用清除端Cr 构成,即:当Q3 Q2 Q1 Q0 =1010(十进制数 10)
时,通过反馈线强制计数器清零,如图 2(a)所示。由于该电路会出现瞬间 1010
状态,会引起译码电路的误动作,因此很少被采用。反馈置数法是利用预置数端
LD 构成,把计数器输入端 D1D2D2D3 全部接地,当计数器计到 1001(