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数字电路与逻辑设计 计数器


并行进位 同步级联
1
1111
CP
1 × ×× ×
+0 0 0 1
1 × ×× ×
1
CR A B C D
1
CTT
CO
1 CTP 74161(A)
CP
>CP
QA
QB
LD Q CQ D
1
1
1
CR A CTT
B
CD CO
1 CTP 74161(B) LD
>CP Q A QB Q CQ D
串行进位 1 异步级联
(1)外引线排列和CT74161相同 (2)置数,计数,保持等功能与CT74161相同
(3)清零功能与CT74161不同 ——采用同步清零方式。 当CR=0时,只有当CP 的上升沿来到时, 输出QDQCQBQA 才被全部清零。
3、集成计数器的计数扩展
例:用74161组成模256计数器。
解:设计思想: • 1片74LS161只能构成模16计数器,模256 = 16×16,所 以可用两片74LS161实现。两片均接成模16计数器并将 两片级联起来,让两个芯片协同工作即可构成模256计 数器 • 片与片之间的连接方式: 并行进位:低位片的进位信号(CO)作为高位片的使能
CR
时序图
LD
d0
d1 d2
d3 CP
CTP CTT
Q0
Q1 Q2
Q3
CO
异步清零 同步 预置
计数
保持
8421BCD码同步加法计数器74160
CTP CTT
LD
D3 D2 D1 ຫໍສະໝຸດ 0 CO74160 CRQ3 Q2 Q1 Q0
清零 CR
0 1 1 1 1
CP
74160的功能表
预置 LD × 0 1 1 1
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.
74190: 4位十进制同步加/减计数器。 74191: 4位二进制同步加/减计数器。
(一)反馈清零法
例1:分析图示电路的功能
1
CTP CTT
LD
D3 D2 D1 D0
74161
CO
CR
Q3 Q2 Q1 Q0
2 、四位二进制同步计数器——CT74163
CT741631功能表


CP CR LD CTT CT P
Ф↑
0
Ф
Ф
Ф

1
0
Ф
Ф
Ф
1
1
0
Ф
Ф
1
1
Ф
0

1
1
1
1
输出
ABCD
QA QB QC QD
ФФФФ 0 0 0 0
AB C D
AB CD
ФФФФ 保 持 ФФФФ 保 持
ФФФФ 计 数
2、四位二进制同步计数器——CT74163
XXXX 计 数
• CR 异步清零(与CP无关)
Q3Q2Q1Q0=0000
• LD同步并行置数(在CP上升沿时) Q3Q2Q1Q0= D3D2D1D0
• CTPCTT=0 保持状态不变 CO=CTTQ0Q1Q2Q3
Q3Q2Q1Q0= Q3Q2Q1Q0
• CTPCTT=1 计数
Q3Q2Q1Q0 (CP↑)= Q3Q2Q1Q0 + 1
预置数据 输入
输 出
CR LD CTT CTP CP D3D2D1D0 Q3 Q2Q1Q0
0 × × × × ×××× 0 0 0 0
1 0 ××
d3 d2 d1 d0 d3 d2 d1 d0
1 1 0 × × X X X X 保持,CO=0
1 1 1 0 × X X X X 保持,CO保持
1 1 11
CTP CTT
LD
D3 D2 D1 D0
74161
CO
CR
Q3 Q2 Q1 Q0
CP
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
LD
D3 D2 D1 D0 CO
74161 CR
Q3 Q2 Q1 Q0
CP
74161逻辑功能表
清零 预置 使能
时钟
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;
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)
信号 (同步级联) 串行进位:低位片的进位信号(CO)作为高位片的时钟
脉冲(异步级联)
• 电路图
1 × ×××
1 × ×× ×
1
CR A B C D
CTT
CO
1 CTP 74161(A)
>CP
LD Q A QB Q CQ D
CR A B C D
CTT
CO
CTP 74161(B)
1
>CP
QA
QB
LD Q CQ D
使能
CTT CTP ×× ×× 0× 10 11
时钟 CP × ↑ × × ↑
预置数据输入
D3 D2 D1 D0 ××××
d3 d2 d1 d0 ×××× ×××× ××××
输出
Q3 Q2 Q1 Q0
0000 d3 d2 d1 d0
保持 保持 十进制计数
工作模式
异步清零 同步置数 数据保持 数据保持 加法计数
1. 集成同步计数器74161
Q0
Q1
Q2
Q3
CO
QA
R
IJA
IKA
QB
R
IJB
IKB
QC
R
IJC
IKC
QD
R
IJD
IKD
&
&
&
&
&
&
&
&
&
≥1
≥1
≥1
≥1
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
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 LD: 同步预置,低电平有效
计数状态 : 0000 0000 ~1111 1111
N = 16×16=256
集成计数器可以加适当反馈电路后构成任意 模值M计数器。
通常中规模集成计数器都有清0、置数等多个控制端, 因此实现任意M计数的基本方法有两种:
(一)利用清除端CR的复位法。(反馈清零法)
(二)利用置入控制端LD的置位法。(同步预置法)
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