计数器的模 计数器所能计算的脉冲数目的最大值
（即电路所能表示状态数目的最大值）
二、计数器的分类
按触发器的翻转次序，分为同步和异步计数器 按进位制，分为模二、模十和任意模计数器 按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器 按集成度，分为小规模与中规模集成计数器
三、集成同步计数器 介绍:
异步清除：当CR=0时,Q均为0
74161 4位二进制加法计数（异步清除）
74160 十进制同步计数器（异步清除）
同步清除： 是当CR=0时，在时钟信号作用下， 实现清除。 74163 4位二进制加法计数（同步清除） 74162 十进制同步计数器（同步清除）
集成同步计数器
74192:双时钟触发的4位十进制同步加/减计数器. 74193: 双时钟触发的4位二进制同步加/减计数器.
74161 CR
CP
1 0
1 01 0 0 0
&
1 0
G2
G1 G3 &
1 2
3
&
1 0
当第十个CP↑到来： 基本触发器Q=0，/CR=0, 使Q3Q2Q1Q0=0000。 当第十个CP↓到来： 1Q 0 基本触发器Q=1， /CR=1。 10 在第十个CP的↑或↓沿的 作用下，Q端输出的清0信号 宽度和计数脉冲CP=1的持续 时间相同。足以保证各级触 发器能正常工作。
∧
CR LD D3 D2 D1 D 0 1
CR LD D3 D2 D1 D 0 1
∧
CTT CTP CP
1 计数脉冲
由前面例题分析中可以发现，用反馈置零法设计 计数器存在一个普遍规律：
例3：用74161计数器实现模12计数。 Q3Q 2 CR
1 CP
CTP D3D2D1D0 CO CTT
1 CP
例1、用74161组成十进制(N=10)计数器
解：
用CR 0实现反馈置0 。
选择初态为0，0~9为有效状态，10~15为 无效状态。 CR=Q3Q1 ☆ 当输入十个CP脉冲，Q3Q2Q1Q0=1010时， 强制计数器置0。强制置0信号是异步置0，与 CR Q3Q1 0 计数器其它状态无关。因而1010这个状态不 计算在主循环内。
74161
Q3 Q2 Q1 Q0
CR
LD
CP
&
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CR=Q3Q1
功能：M=10同步计数器
1
☆ 为什么1010状态不算在主循 环内，用波形图说明
CP
Q0 Q1 Q2 Q3 CR
CTP D3D2D1D0CO CTT 74161 CR
LD Q3Q2 Q1Q0
1
2
3
CP
LD: 同步预置，低电平有效
Q3 ~ Q0:数据输出端 CTP、CTT：使能端，多片级联
2）74161逻辑功能描述
CTP CTT D3 D2 D1 D0 CO CR 0
74161逻辑功能表
清零 预置 使能 LD CTT CTP × × × 时钟 预置数据 输入 输 出
CP D3D2D1D0
× ××××
假设:Q1比Q3速度快，低位先翻。
CP Q0 Q1 Q2 Q3
CR
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
当Q1由1→0，Q3没来的及翻，/CR早已变为1 ，造成Q3Q2Q1Q0＝1000 。发生错误计数
1
CTP D3D2D1D0 CO CTT
加基本RS触发器，使 /CR 脉冲宽度变宽
LD Q Q Q Q 3 2 1 0
G2
基本触发器Q=0，/CR=0,使 Q3Q2Q1Q0=0000。
CP
1 0
1 01 0 0 0
&
G1 G3 &
1 2
3
&
1 0
Q
1Q 0
当第十个CP↓到来：
基本触发器Q=1，/CR=1。
在第十个CP的↑或↓沿的作用 下，Q端输出的清0信号宽度和计 数脉冲CP=1的持续时间相同。足 以保证各级触发器能正常工作。
1
CTP CTT D3 D2 D1 D0 CO
采用CT74161
态序表 Q3 Q2 Q1 Q0 CR 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
&
&
&
&
1
1
1
&
LD
D0
CR
D1
CP
D2
D3
CTP CT T
1、集成同步计数器—74161
1). 逻辑符号
四个J-K触发器构成 D3 ~ D0:数据输入端 CP: 时钟输入, 上升沿有效 CR: 异步清零, 低电平有效
CTP
CTT D3 D2 D1 D0 CO
74161
Q3 Q2 Q1 Q0
CR
LD
CP Q0 Q1 Q2 Q3
CR
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
当Q1由1→0，Q3没来的及翻，/CR早已变为1 ，造成Q3Q2Q1Q0＝1000 。发生错误计数
1
CTP D3D2D1D0 CO CTT
加基本RS触发器，使 /CR 脉冲宽度变宽
LD Q Q Q Q 3 2 1 0
74161 CR
当第十个CP↑到来： 1 0
2 、四位二进制同步计数器——CT74163
CT74163功能表 CT74161功能表
输 CP Ф ↑ ↑ Ф Ф ↑ CR 0 1 1 1 1 LD Ф 0 1 1 1 Ф Ф 0 Ф 1 入 CTT CT P Ф Ф Ф 0 1 输 A B C D ФФФФ 0 AB C D ФФФФ 保 ФФФФ 保 ФФФФ 计 0 出 Q A QB QC QD 0 持 持 数 0 C D A B
例2:分析图示电路的功能
1
CTP CTT D3 D2 D1 D0 CO
74161
Q3 Q2 Q1 Q0
LD
CP
CR
&
2、采用清零法设计任意模值计数器设计步骤
☆
确定有效状态
☆ 找出反馈清零状态 产生反馈清零信号 ☆ 画出计数器的逻辑电路
反馈清0法的基本思想是： 计数器从全0状态S0开始计数，计满 M个状态产生清0信号，使计数器恢复 到初态S0,然后再重复前面过程。
☆
Q3Q2Q1Q0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 (1 0 1 0) 1 0 1 1
1 1 1 1
反馈电路是一个二输入与非门
最后画出原理电路图：
1
CTP
CTT
D3 D2 D1 D0
CO
74161
Q3 Q2 Q1 Q0
CR
LD
CP
&
假设:Q1比Q3速度快，低位先翻
常用时序逻辑电路：计数器
1. 掌握计数器的基本概念及分类; 2. 学会通过功能表了解计数器的逻辑功能； 3. 灵活运用中规模计数器模块分析设计任 意模计数电路。
一、计数器的概念
计数器
用来计算输入脉冲数目的时序逻辑电路。它是用 电路的不同状态来表示输入脉冲的个数。
电路作用：分频、定时、产生脉冲序列、数字运算等；
1
1
1
1
+ 0
0
0
1
1 × × × × CR A B C D CTT CO CTP 74161(A) ＞CP Q Q Q Q LD
A B C D
1 × × × ×
1
1
1
CR A B C D CTT CO 1 CTP 74161(B) LD ＞CP Q A QB Q CQ D
1
串行进位 异步级联
计数状态 : 0000 0000 ～1111 1111
Q
4
5
6
7
8
9
CP Q0 Q1 Q2 Q3 G1 CR
利用异步清零法实现模10计数的波形图： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(一）反馈清零法
采用CT74161 态序表 N Q3 Q 2 Q 1 Q 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
4
5
6
7
8
9
10
CP
&
同步计数器最低位Q0在CP↑ 翻转。先画最低位Q0
Q1在Q0↓翻 Q2在Q1↓翻 Q3在Q2↓翻 当第十个脉冲上升沿到达后Q3Q2Q1Q0＝1010,/CR＝0。只要 /CR=0,计数器强制置0。1010只能使Q3Q1出现一个很窄的小毛刺。 缺点:Q1输出波形上有毛刺。造成/CR脉冲宽度太窄，清0不可靠。
时钟 CP 预置数据输入 D3 D2 D1 D0 输出 Q3 Q2 Q1 Q0 工作模式
0
1 1 1 1
×
0 1 1 1
×
× 0 1 1
×
× × 0 1
×
↑ × × ↑
×
× × ×
×
× × ×
×
× × ×
×
× × ×
0
0
0
0
异步清零
同步置数 数据保持 数据保持 加法计数