电路中两只数码管采用共阴极数码管，“开始∕暂停控制电路”可用双稳态触
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发电路实现。CP 脉冲采用实验箱中的连续可调脉冲源，不用单独设计，S∕P 和 Clean 均为轻触按键。
5V
R1
R2
10kΩ 10kΩ
译码
译码
S∕ P
Clean
CP
74LS190
74LS190
脉
(2)
(1)
冲
开始∕ 暂停 控制 电路
▁▁ 0 PL U/D
CP
冲
Q0~Q3
Q0~Q3
模式切换、置数控制电路
图 6-5 倒计时计数器
如图 6-5 所示，按键 S 为倒计时数设置键，M 为模式切换键，S 和 M 键通过模 式切换、置数控制电路实现倒计时数的设定和倒计时功能的切换，C 为清零键，在 任意时刻都能实现对计数结果进行清零。
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教案编写日期 年月日
教学内容与教学过程
提示与补充
一、 实验前准备实验所用仪器、实验报告、板书实验内容 二、 组织实验课堂
1. 根据实验人数合理分组 2. 学生签名（签到表轮流签名） 3.讲解本次实验方法、要求 三、实验指导 主要讲解实验目的、实验原理、实验步骤及其实验的注意事项等；
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1 （a）复位脉冲反馈法
1 （b）置位脉冲反馈法
图 6-3 复位脉冲反馈法
当 CP 端连续输入 6 脉冲后，D4D3D2D1=0110，其中 D2D3 接到一个与非门的两 输入端，与非门的输出端与清零端 MR＇相连，此时与非门输出为 0，计数器产生 清零动作，所有输出端全为零，计数又从零开始。当 CP 端输入的脉冲数少于 6 个 时，与非门的量输入端至少有一个为零，与非门输出均为 1，计数器不产生清零动 作。
图 6-4 数字秒表原理框图 2. 用 74LS190 设计一个倒计时计数器，要求倒计时数值能在 0-99 之间任意设定。
5V
R1
R2
10kΩ 10kΩ
R3 10kΩ
译码
译码
S
M
C
74LS190
(2)
CP
▁R7C4LS19(10)
P0
P0
P1 P2 P3
P1 P2 P3
Hale Waihona Puke CP 脉▁ 0 PL
▁ U/D
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课题
计数器及其应用
需 2 课时
教学 目的 要求
1．掌握中规模常用集成电路计数器的逻辑功能测试及使用方法； 2．掌握任意进制计数器的设计方法和原理； 3．掌握中规模常用计数器芯片的应用。
教学 重点
理解掌握中规模常用集成电路计数器的逻辑功能测试及使用方法；
教学 难点
掌握任意进制计数器的设计方法和原理；
3）按计数脉冲引入方式不同分为： 同步计数器：在同一计数脉冲（CP）的作用下，计数器中的触发器同时改 变状态。
缺点是计数位数越多电路越复杂，优点是工作频率较高； 异步计数器：在同一计数脉冲（CP）的作用下，计数器中的触发器状态改 变不是同
时发生。优点是电路结构简单，缺点作频率较低，容易产生竞争-冒险现象。 （一）基本实验任务
3. 任意进制计数器设计 1）复位脉冲反馈法：通过给清零端加一个触发电平，强制输出端输出全为零。
如图 6-3（a）图所示，为复位脉冲反馈法构成的六进制计数器。
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74LS161D
0 3 P0 0 4 P1 0 5 P2 0 6 P3
Q0 14 Q1 13
Q2 12 Q3 11
D1 D2 D3 D4
1. 74LS161 逻辑功能测试 74LS161 是四位二进制同步计数器,具有计数、预置、保持、清除功能。
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（a）引脚排列
（b）逻辑符号
图 6-1 74LS161 引脚排列及逻辑符号
74LS161 引脚功能说明： MR＇：清零端，低电平有效； CP：计数脉冲输入端； P0~P3：并行数据输入端； TC：计数进位端； Q0~Q3：数据输出端； PE＇：预置数使能端，低电平有效； CET、CEP 计数使能端，高电平有效；
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设计要求：电路上电后，初始状态为倒计时数设置状态，按下 S 键可实现置数， 倒计时数能在 0-99 之间任意设定；电路由置数模式切换至倒计时模式后，计数器 开始自动倒计时，直到 00 时，计数停止。模式状态提示分别用两只不同颜色的 LED 灯来表示（例如绿灯亮红灯灭表示置数模式，绿灯灭红灯亮表示倒计时）。
四、实验原理
1．所谓计数器就是对输入的脉冲进行“数数”的时序逻辑电路。计数器不仅可用来 计数，还可用来实现分频、定时、产生节拍脉冲、序列脉冲等。 2．计数器分类：
1）按进制分为二进制计数器和非二进制计数器两大类。最常用的十进制计数 器属于非二进制计数器。
2）按计数方法可分为：加法计数器（计数值随计数脉冲的输人而递增）；减法 计数器（计数值随计数脉冲的输人而递减）；可逆计数器（具有加法和减法计数功 能的计数器）
74LS161D
0 3 P0 0 4 P1 0 5 P2 0 6 P3
Q0 14 Q1 13
Q2 12 Q3 11
D1 D2 D3 D4
1
7 CEP
TC 15
D5
1
7 CEP
TC 15
D5
10 CET
10 CET
1 ~MR 9 ~PE 1
~MR 9 ~PE
CP
2 CP
CP
2 CP
接单脉冲插孔
接单脉冲插孔
五、实验预习
1．熟悉 74LS161 和 74LS190 芯片引脚排列及引脚功能。 2．预习任意进制计数器的设计方法及原理。 3．利用 Multisim 仿真软件对基本任务进行仿真测试，并画出基本任务第 3 项 中两种反馈脉冲法对应的实验接线电路，设计出相应的实验测试数据用表格。 4．任选一项扩展任务，并利用 Multisim 仿真软件进行电路设计和仿真调试， 直至电路功能完全正常为止，画出仿真电路图（电路图使用模块化画法，即实现某
2）置位脉冲反馈法：将计数器的数据输入端全置零，通过给预置数端加一个 触发电平，将数据输入端的数置入计数器，这样迫使计数器重新从零计数。置位脉 冲反馈法如图 6-3（b）图所示，与非门的输出端改接到计数器的置位端 PE＇，当计 数到 0110 时，与非门输出由 1 跳变为 0，计数器在此低电平作用下产生置位动作， 将并行数据输入端的 0000 送至输出端，使得输出全被置为 0，计数又从零开始。
（二）扩展任务 1. 用 74LS161 设计一个数字秒表（0~99S），要求具有启动、暂停和清零功能。
数字秒表电路原理框图如图 6-4 所示。 设计要求：
电路上电时显示“00”，只有当 S∕P（开始∕暂停）键按下后，秒表开始计数， 第二次按下 S∕P 键，计数暂停，再次按下 S∕P 键时，秒表接着第一次计数结果继 续计数；任何时候按下 Clean 键，都能实现清零。