计数电路设计与制作

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1、单元2计数电路设计与制作一、N进制设计要点用中规模集成计数器芯片可以实现任意进制计数器。有两种方法：其一为反馈清零法。其二为反馈置数法。在设计N进制计数器时，一般要掌握以下的几个关键点：（1）芯片数量、类型的确定：当N≤M（M是该芯片的计数器的状态数）。只需一片模M半数器。若N＞M，则需要多片了；若以十进制显示则应选用十进制集成计数器，无此要求则可根据电路功能需要及选用方便程度进行选择。当电路对工作速度有要求时，则可选用同步计数器，否则可任选。（2）对集成计数器功能彻底掌握。①计数器触发翻转时刻是在CP的上升沿还是下降沿②计数器清零、置数是同步

2、还是异步，是高电平有效还是低电平有效③集成计数器的计数时序只有掌握这些关键之处才能正确选择用以反馈的某组输出代码，才能确定向高位进位的信号，才能采用合适的电路来实现N进制计数器。二、计数电路设计数字钟的计数电路是用两个60进制计数电路和24进制计数电路实现的。数字钟的计数电路的设计可以用反馈清零法。当计数器正常计数时，反馈门不起作用，只有当进位脉冲到来时，反馈信号将计数电路清零，实现相应模的循环计数。以六十进制为例，当计数器从00，01，02，……，59计数时，反馈门不起作用，只有当第60个秒脉冲到来时，反馈信号随即将计数电路清零，实现模为60

3、的循环计数。下面将分别介绍60进制分、秒计数器和24进制小时计数器。方案一：采用74LS160构成60、24进制计数器1、中规模集成同步计数器74LS16074LS160是十进制计数器，具有异步清零、同步置数、加1计数及保持等功能。共引脚排列及逻辑符号如图2-1所示。（74SL161的引脚结构与74SL160完全相同）：图2-174LS160引脚图及其逻辑符号2、74LS160的逻辑功能：74LS160是十进制可预置计数器，具有计数、同步置数、保持和异步清零等功能，表2-1为74LS160的逻辑功能表，具体说明如下：（1）当=0时，=0000，

4、为异步清零，无需CP配合。（2）当=0和=1时，在CP的上升沿时可将数据置入，即为同步置数。（3）当=1、=1、使能端==1时，计数器则在CP上升沿作用下按8421BCD码循环计数，当计数器状态达到1001时，CO为1，产生进位输出。（4）当=1、=1、=0、=×时，和进位输出CO均处于保持状态。（5）当=1、=1、=×、=0时，处于保持状态，进位输出CO为0。表2-174LS160的逻辑功能功能0××1同步预置10×1×保持1×01×保持（CO=0）×××0×异步清零1111计数3、利用74LS160构成6进制计数器(a)利用预置数法构成模6

5、的计数(b)利用清零法构成模6的计数器图2-2用74LS160构成6进制计数器74LS161是4位二进制计数器，计数状态由（0000）2-（1111）2，其引脚结构与74LS161完全相同，构成6进制计数器的方法与74LS160相同。4、利用74LS160、74LS161构成60进制计数器图2-3用74LS160、74LS161构成60进制计数器工作原理：利用十进制计数器74LS160设计10进制计数器显示个位。计数器的1脚接高电平，7脚及10脚接1。因为7脚和10脚同时为1时计数器处于计数工作状态，个位和十位的2脚相接从而实现同步工作，15脚

6、（串行进位输出端）接十位的7脚和10脚。个位计数器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2时产生进位，并十位部计数器的2脚脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位功能。利用74LS161和74LS00设计6进制计数器显示十位：7脚和10脚接个位计数器的15脚（串行进位输出端），当个位计数器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2时产生进位，并十位部分开始计数，通过74LS00对Q2Q1与非接入74LS161的1脚清零端和分个位计数器的2脚脉冲输入端CP，从而实现6进制计数器和进位功能。4、利用74LS160、74LS1

7、61构成24进制计数器图2-4用74LS160、74LS161构成60进制计数器方案二：采用74LS390构成60、24进制计数器1、中规模集成同步计数器74LS39074LS390是双十进制计数器，具有双时钟输入，并具有下降沿触发、异步清零、二进制、五进制、十进制计数等功能，共引脚排列及逻辑符号如图2-5（a）（b）所示。、是CP脉冲输入端，为输出端。(a)74LS390引脚图(b)74LS390逻辑符号图图2-574LS390引脚图和逻辑符号2、74LS390的逻辑功能：表2-274LS390的逻辑功能输入输出逻辑功能CR1××0000异步

8、清零0×———0～1二进制计数器0×000～100—五进制计数器00000～1001十进制计数器（1）异步清零：CR为高电平时直接清0，与CP信号无关