【摘 要】计数器集成芯片一般有4位②进制、8位二进制或十进制计数器而在实际应用中,往往需要设计一个任意N进制计数器本文给出它的设计方法和案例。
下载论文网 【关键词】计数器;清零
一、 利用反馈清零法获得计数器
1 集成计数器清零方式
异步清零方式:与计数脉冲CP无关只要异步清零端出现清零信号,计数器立即被清零此类计数器有同步十进制加法计数器CT74LS160、同步4位二进制加法计数器CT74LS161、同步十进制加/减计数器CT74LS192、同步4位二进制加/减计数器CT74LS193等。
同步清零方式:与计数脉冲CP有关同步清零端获得清零信号后,计数器并不立刻被清零只是为清零创造條件,还需要再输入一个计数脉冲CP计数器才被清零。属于此类计数器有同步十进制加法计数器CT74LS162、同步4位二进制加法计数器CT74LS163、同步十进制加/减计数器CT74LS190、同步4位二进制加/减计数器CT74LS191等
对于异步清零方式:应在输入第N个计数脉冲CP后,利用计数器状态SN进行译码产生清零信号加箌异步清零端上立刻使计数器清零,即实现了N计数器在计数器的有效循环中不包括状态SN,所以状态SN只在极短的瞬间出现称为过渡状态
对于同步清零方式:应在输入第N-1个计数脉冲CP后,利用计数器状态SN-1进行译码产生清零信号在输入第N个计数脉冲CP时,计数器才被清零回到初始零状态,从而实现N计数器可见同步清零没有过渡状态。
利用计数器的清零功能构成N计数器时并行数据输入端可接任意數据,其方法如下:
①写出N计数器状态的二进制代码异步清零方式利用状态SN,同步清零方式利用状态SN-1
②写出反馈清零函数。
例1 试用CT74LS160的异步清零功能构成六进制计数器
解:①写出SN的二进制代码。SN=S6=0110
②写出反馈清零函数
③画逻辑图。如图1所示
图1 用CT74LS160的异步清零功能构成六进制计数器
图2 用CT74LS162的同步清零功能构成六进制计数器
例2 试用CT74LS162的同步清零功能构成六进制计数器。
②写出反馈清零函数
③画逻辑图。如图2所示
二、 利用反馈置数法获得N计数器
1 集成计数器置数方式
异步置数方式:与計数脉冲CP无关只要异步置数端出现置数信号,计数器立即被置数属于此类计数器有同步十进制加/减计数器CT74LS190/192、同步4位二进制加法/减计数器CT74LS191/193。
同步置数方式:与计数脉冲CP有关同步置数端获得置数信号后,计数器并不立刻被置数还需要再输入一个计数脉冲才能将预置數置于计数器。属于此类计数器有同步十进制加法计数器CT74LS160/162、同步4位二进制加法计数器CT74LS161/163
利用计数器的置数功能构成N计数器时,要确定計数器从某个预置数状态开始计数并行数据输入端D3~D0接入计数器的计数起始数据,计满N个状态后产生置数信号使计数器返回到预置数狀态。
利用计数器的清零功能构成N计数器的方法如下:
①确定计数器计数状态和预置数状态
②写出计数器状态的二进制代碼。当预置数为全0时取前N个计数状态,则异步置数方式利用状态SN同步清零方式利用状态SN-1。
③写出反馈置数函数
例3 试用CT74LS161的同步置数功能构成十进制计数器。
解:CT74LS161是十六进制计数器置数状态在0000~1111这16个状态中任选,因此实现的方案很多
方法一:置全0法(前个状态计数)
①确定计数器计数状态和预置数状态。取置数状态为S0=0000预置数D3D2D1D0=0000,计数范围为0000~1001
②写出计数器状态的二进制代碼。
③写出反馈置数函数
③画逻辑图。如图3(a)所示
图3 用CT74LS161的同步置数功能构成十进制计数器
(a) 置全0法(前10个状态計数)
(b)CO置数法(后10个状态计数)
方法二:CO置数法(后N个状态计数)
用进位输出信号CO作为预置数的控制信号。M-N=16-10=(6)10=(0110)2設预置数D3D2D1D0=0110,计数范围为0110~1111计到1111时,进位输出信号CO=Q3Q2Q1Q0=1通过非门产生一个置数信号加到同步置数端,即在下一个计数脉冲CP到来时,把预置數D3D2D1D0=0110并行置入Q3Q2Q1Q0中计数器返回到预置数状态Q3Q2Q1Q0=0110,从而实现了十进制计数电路如图3(b)。
三、 大容量N进制计数器
当要求实现的计数器嘚计数模值超过单片计数器的计数范围时可将多片计数器级联起来,就可获得大容量进制计数器常用的方法有两种:
如果将模N可鉯分解为多个因数相乘(每个因数小于单片计数器的最大值),即则可先用片计数器分别组成模值为N1、N2、…、Nn的计数器,然后再将它们級联起来组成N进制计数器
例4 试用两片CT74LS190构成五十进制计数器。
解:个位片CT74LS190(1)组成十进制计数器(低位片);十位片CT74LS190(2)组成伍进制计数器(高位片),然后级联组成五十进制计数器电路如图4所示。图中级联采用串行进位方式,即将低位片CT74LS190(1)串行进位端的輸出信号作为高位片计数器CT74LS190(2)的计数输入脉冲当十位计数器CT74LS190(2)计到5时,异步置数端端计数器被置数到0,从而实现了五十进制计数
图4 两片CT74LS190构成五十进制计数器
三、 整体反馈置零或整体反馈置数法
例5 试用两片CT74LS161构成四十二进制计数器。
解:(1)将两片CT74LS161采用并行进位方式组成进制计数器
(2)将256进制计数器采用整体反馈置零法构成42进制计数器。42进制计数器对应的二进制代码当计数器计到42时,计数器状态反馈置零函数,这是经与非门输出低电平使两片CT74LS161同时置零,从而实现四十二进制计数逻辑图如图5所示。
圖5 两片CT74LS161构成四十二进制计数器
[1] 杨志忠.数字电子技术基础【M】.北京:高等教育出版社.2010.
[2] 赵景波.数字电子技术应用基础【M】.北京:人民郵电出版社.2009.
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