实验三 集成计数器的设计与应用

1. 实验三 集成计数器的设计与应用 1、实验目的 ①熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法 ②学习计数器的功能扩展 ③了解集成译码器及显示器的应用 2. 实验仪器及器件 ①实验设备：数字电路实验箱1台 ②实验器件：74LS00、74LS161、74LS191各1片

2. 3、实验原理 计数器可以用作计数、分频、定时控制等。通常具有计数、保持、预置数、清零(置0)等多种功能。 ① 集成四位同步二进制加法计数器74LS161 ② 加/减同步计数器74LS191 ③译码及显示 ④ 分频器

3. 74LS161的逻辑功能示意图 74LS161的管脚排列 74LS161功能表

4. 74LS161时序波形图

5. 利用161实现任意进制加法计数器 1、清零法 （置零法） 74LS161是异步清零，根据设计要求写反馈清零函数 上式中： “N”为所求计数器的模值，“……”为反馈的二进制代码 例：采用清零法，用161设计一个模11的加法计数器

6. 2、置数法 74LS161是同步置数，根据设计要求写反馈置数函数 上式中： “N”为所求计数器的模值，“初”为计数器置数初值，“……”为反馈的二进制代码 例：采用置数法，用161设计一个2-C的加法计数器 返回

7. 191可逆（加减）计数器 74LS191是集成4位同步二进制加减计数器，可以执行十六进制加/减法计数及异步置数功能。 详细引脚功能参见课本 231页

8. 74LS191功能表 加计数器设计时，使用与非门，取‘1’反馈 减计数器设计时，使用或门，取‘0’反馈 在只提供二输入与非门的情况下，如何替代或门？

9. 显示及译码 计数器输出端的状态反映了计数脉冲的多少 ，通过译码器和显示器把计数器的输出显示为相应的数。 ◎二---十进制译码器用于将二---十进制代码译成十进制数字，去驱动十进制的数字显示器件，显示0～9十个数字。数码管是一种常用的数字显示器件。 ◎ LED发光二极管也用作计数器状态显示，但读取状态时不如数码管直观。

10. 数码管显示方式 数码管段结构 计数、译码、显示接口图 实验箱上已将译码器芯片和数码管连接好，实验时只要将十进制计数器的输出端Q3Q2Q1Q0直接连接到译码器的相应输入端DCBA，即可显示数字0—9 。

11. LED显示方式 二进制计数器的输出端Q3Q2Q1Q0 直接连接四个LED灯，通过LED灯 的亮灭，即可反映计数器的状态 。 CP 计数器 ※数码管只能显示0-9对应的二进制信息 ※LED能显示任意的二进制信息

12. 分频器 计数器又称分频器，N进制计数器的进位输出脉冲就是输入脉冲的N分频。 N进制计数器可直接作N分频器。 计数器的有效状态数、模数和分频系数是同一含义。 计数器的Q3Q2Q1Q0输出分别对应16分频、8分频、4分频、2分频、

13. 四、设计任务与要求 在只提供二输入与非门的情况下，如何替代三输入与非门？ 1. 用74LS161及74LS00设计一个3—B的加法计数器，通过LED并记录实验结果； 2. 用74LS191及74 LS00设计一个2—9的加法计数器。通过LED或数码管观察并记录实验结果； 3. 用74LS191及74LS00设计一个9—4的减法计数器。通过LED或数码管观察并记录实验结果； 注：为便于观察记录实验现象，CP可选用1Hz、2Hz连续脉冲，或选用单次脉冲；

14. 注意：在实验室只提供了74LS00与非门，若设计中出现了三输入与非门，或者或门，均需适当变换表达式，通过二输入与非门实现。注意：在实验室只提供了74LS00与非门，若设计中出现了三输入与非门，或者或门，均需适当变换表达式，通过二输入与非门实现。 一、如何用二输入与非门代换三输入与非门？ 二、如何用与非门替代或门？ 三、191减计数器置数法必须从“0”取反馈，且必须取下一位，通过或门实现。

15. 五、思考题 • 2片161最大可以实现多少分频？ • 共阴极和共阳极数码管有何区别？ 六、预习要求 1、复习有关计数器部分内容,了解74LS161、 74LS191的功能。 2、 拟出实验中所需测试表格。 3、 能画出用74LS161、74LS191整体反馈置数的方 法构成不同进制的电路图。