1、2022-4-131數字電子技術數字電子技術2022-4-1325.3 計數器計數器在數字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數的電路稱為計數器。計數器也稱分頻器 。利用分頻器 ，可以得到各種頻率的脈沖信號。數字系統經常需要各種頻率的脈沖信號，因此需要各種各樣的計數器。2022-4-133計數器同步計數器異步計數器二進制計數器十進制計數器N進制計數器二進制計數器十進制計數器N進制計數器加法計數器減法計數器可逆計數器加法計數器減法計數器可逆計數器常用計數器的種類：2022-4-1342022-4-135RDLDEPET0123DDDD0123QQQQ0123dddd0123dddd四位二進制同步加計數器四

2、位二進制同步加計數器74LS161的功能表的功能表清零預置使能 時鐘CP預置數據輸入輸 出0 0 0 0 010 110 保 持11 0 保 持111 1 累 加 計 數0123QQQQCO 由CO函數式可以看出，74161是四位二進制計數器5.3.1 四位四位 二進制計數器二進制計數器2022-4-136RDLDEPET0123DDDD0123QQQQ0123dddd0123dddd四位二進制同步加計數器四位二進制同步加計數器74LS163的功能表的功能表清零預置使能 時鐘CP預置數據輸入輸 出0 0 0 0 010 110 保 持11 0 保 持111 1 累 加 計 數0123QQQQC

3、O 由CO函數式可以看出，74163是四位二進制計數器2022-4-137 (a) 引腳排列圖 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS161/163 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 ET LD RDCP D0 D1 D2 D3 EP GND 74LS161/163的管腳排列圖和邏輯符號的管腳排列圖和邏輯符號 74LS161/163 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP RD LD CP CO 2022-4-1385.3.2 N進制計數器進制計數器 利用集成計數器的清零端和置數端實現歸零，從而構成按自然態序進行計數的N進

4、制計數器的方法。 集成計數器有很多種。其中清零、置數均采用同步方式的有74LS163；均采用異步方式的有74LS193、74LS197、74LS192；清零采用異步方式、置數采用同步方式的有74LS161、74LS160；有的只具有異步清零功能，如CC4520、74LS190、74LS191；74LS90則具有異步清零和異步置9功能。2022-4-139一、用同步清零端或置數端歸零構成一、用同步清零端或置數端歸零構成N進制計數器進制計數器（1）作出N進制計數器狀態圖。（2）求歸零邏輯，即求同步清零端或置數控制端信號的邏輯表達式。（3）畫邏輯電路圖。0000000100100011Q0Q2Q1Q

5、310011000011101101011101001000101（1）作出狀態圖。（2）求歸零邏輯。采用同步置數端歸零。CPQ2Q3Q1Q0用74161設計一個十二進制計數器，要求按自然態序計數。LD013QQQLD 2022-4-1310用同步置數端歸零構成一個十二進制計數器。D0D3必須都接必須都接0 & 1 1 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CO LD CR ET EP CP 013QQQLD （3）根據畫邏輯電路圖。2022-4-13112 2、用異步清零端或置數端歸零構成、用異步清零端或置數端歸零構成N進置計數器進置計數器（1）作出N進制計

6、數器狀態圖。（2）求歸零邏輯，即求異步清零端或置數控制端信號的邏輯表達式。（3）畫邏輯電路圖。0000000100100011Q0Q2Q1Q310011000011101101011101001000101（1）作出狀態圖。110023QQCR （2）求歸零邏輯。過渡狀態2022-4-1312用異步清零端歸零構成一個十二進制計數器。D0D3可隨意處理可隨意處理 & 1 1 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR CP 74LS161 23QQCR 畫邏輯電路圖。（3）根據CPQ2Q3Q1Q0CR瞬間清零信號 不夠可靠2022-4-13133

7、3、提高歸零可靠性的方法、提高歸零可靠性的方法 & 1 1 & & Q Q 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR S R CP 利 用 一 個 基 本 RS 觸 發 器 將CR暫 存 一 下 ， 從 而 保 證 歸 零 信 號 有 足 夠 的 作 用 時 間 ， 使 計 數 器 能 夠 可 靠 歸 零 。 2022-4-1314CPQ2Q3Q1Q0CRQCR 23QQS CPR 1tt 當時123 QQ1CP023QQS1CPR0Q1Q00123QQQQ123QQS1CPR1t2t123QQS0CPR1Q0Q

8、123QQS1 CPR1Q0Q0Q21 ttt 2022-4-1315分析下圖所示電路功能。 & 1 1 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR CP 74LS163 例23QQCR 0000000100100011Q0Q2Q1Q310011000011101101011101001000101（2）作出狀態圖。（1）寫出清零輸入函數表達式。1100CPQ2Q3Q1Q0CR1t2t2022-4-1316例：用74LS161構成一個十二進制計數器。 要求按8421BCD碼計數。 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP

9、CO LD CR 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 &1&11CP2022-4-1317例：用74LS161構成一個二十四進制計數器。 要求按8421BCD碼計數。 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 &1&11CP2022-4-1318例：用74LS161構成一個二十四進制計數器。 要求按自然二進制碼計數。 Q3 Q2

10、 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 ET EP CP CO LD CR 74LS161 &11CP(24) 10 = (11000) 2134QQCR 01234 Q QQQQ2022-4-13190 0(CO1=0) 74LS161(2) ET EP CP 1 Q7 Q6 Q5 Q4 CO LD CR 1 74LS161(1) ET EP CP 1 CO LD CR 1 74LS161(0) Q3 Q2 Q1 Q0 ET EP CP 1 D3 D2 D1 D0 CO LD CR 1

11、1 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 Q11 Q10 Q9 Q8 CP Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0 CO1 CO0 0 1(CO1=0) 01 2 F (CO0=1) 0 2(CO1=0) 01 2 F (CO0=1) 0 F(CO1=1) 01 2 F (CO0=1) 1 0(CO1=1) 01 2 F (CO0=1)01 2 F (CO0=1) 2022-4-1320CRLDUCPDCP0123DDDD0123QQQQ0123dddd0123dddd74LS193的功能表清零預置時 鐘預置數據輸入輸 出1 0 0 0 000 01

12、1 加計數01 1 減計數， UCPQQQQCO0123DCPQQQQBO01232022-4-13214位集成二進制同步可逆計數器位集成二進制同步可逆計數器74LS193 74LS193 Q3 Q2 Q1 Q0 (b) 邏輯功能示意圖 (a) 引腳排列圖 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS193 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC D0 CR CO BO LD D2 D3 D1 Q1 Q0 CPD CPU Q2 Q3 GND D3 D2 D1 D0 CR CPU CPD BO CO LD CR是異步清零端，高電平有效；LD是異步置數端，低電平有效；CPU是加法計數脈沖

13、輸入端；CPD是減法計數脈沖輸入端； D0D3是并行數據輸入端；Q0Q3是計數器狀態輸出端； CO是進位脈沖輸出端；BO是借位脈沖輸出端；多個74LS193級聯時，只要把低位的CO端、BO端分別與高位的CPU、CPD連接起來，各個芯片的CR端連接在一起，LD端連接在一起，就可以了。2022-4-1322本節小結：計數器是一種應用十分廣泛的時序電路，除計數器是一種應用十分廣泛的時序電路，除用于計數、分頻外，還廣泛用于數字測量、運算用于計數、分頻外，還廣泛用于數字測量、運算和控制，從小型數字儀表，到大型數字電子計算和控制，從小型數字儀表，到大型數字電子計算機，幾乎無所不在，是任何現代數字系統中不可機，幾乎無所不在