实验四计数器的构成及中规模集成计数器的应用

实验四 计数器的构成及中规模集成计数器的应用

一、实验目的： • 1、学习用触发器构成计数器的方法。 • 2、了解计数器的功能和特点。 • 3、熟悉中规模集成计数器的功能，并掌握其应用。

二、实验原理 • 在时序电路中，有一类可以实现对脉冲信号的计数功能，该电路称作计数器。计数器不但可以用于脉冲的计数，在数字系统中还常用作定时、分频、执行数字运算及其它一些逻辑功能。

计数器的种类很多，按构成计数器中各触发器时钟端连接的方式分为同步计数器和异步计数器两类；按计数器的进制又分为二进制计数器、十进制计数器和其它任意进制计数器；按其计数过程中计数状态的变化的情况又可分为加法计数器、减法计数器或可逆计数器。除此之外，计数器还具有可预置数及可编程等功能。计数器的种类很多，按构成计数器中各触发器时钟端连接的方式分为同步计数器和异步计数器两类；按计数器的进制又分为二进制计数器、十进制计数器和其它任意进制计数器；按其计数过程中计数状态的变化的情况又可分为加法计数器、减法计数器或可逆计数器。除此之外，计数器还具有可预置数及可编程等功能。

实际应用中可以用集成触发器，采用时序电路的构成方法，构成计数器；也可以用中规模集成计数器根据应用需要构成任意进制的计数器。目前，中规模集成计数器无论是TTL结构，还是COMS结构的，种类型号都相当齐全，使用也很方便。实际应用中可以用集成触发器，采用时序电路的构成方法，构成计数器；也可以用中规模集成计数器根据应用需要构成任意进制的计数器。目前，中规模集成计数器无论是TTL结构，还是COMS结构的，种类型号都相当齐全，使用也很方便。

1、触发器构成的计数器 • 由于每一个触发器可以存储一位二进制信息，由若干个触发器按一定的方式连接构成计数器电路，即可实现以若干位编码输出的任意进制计数器。

图4—1是用四个D触发器构成的四位二进制异步加法计数器。其输出为四位二进制编码，在连续时钟CPO作用下，其输出状态编码的变化规律是从Q3Q2Q1Q0=0000～1111递增变化并循环，实现四位二进制的加法计数功能。图4—1是用四个D触发器构成的四位二进制异步加法计数器。其输出为四位二进制编码，在连续时钟CPO作用下，其输出状态编码的变化规律是从Q3Q2Q1Q0=0000～1111递增变化并循环，实现四位二进制的加法计数功能。

图4—1触发器构成的四位二进制异步加法计数器图4—1触发器构成的四位二进制异步加法计数器

2、中规模集成计数器 • 中规模集成计数器有很多型号和类型。图4--2是同步十进制可逆计数器74LS192的管脚图及其逻辑符号。74LS192具有双时钟输入，同时具有清0和置数功能。

图4-2 74LS192的管脚图及逻辑符号

其中: • D0、D1、D2、D3——置数并行数据输入； • Q0、Q1、Q2、Q3——计数数据输出； • CR——清零端； LD——置数端； • CPU——加法计数CP输入； • CPD——减法计数CP输入； • CO——进位输出端； • BO——借位输出端；

表22-1 74LS192功能表

3、任意进制计数器 • 中规模集成计数器除按其自身功能实现计数功能外，还可以采用反馈法构成任意进制的计数器，一片中规模M进制集成计数器可以构成2≤N≤M的N进制计数器。通常采用反馈清零法和反馈置数法。图4-3是用反馈清零法构成的6进制计数器;图4-4是用反馈置数法构成的以两位十进制形式输出的12进制计数器。

图4-3 反馈清零法构成的6进制计数器

图4-4 以两位十进制形式输出的8421BCD码12进制计数器

三、实验内容与步骤 • 1、选用中规模集成D触发器构成一个4位二进制异步减法计数器 • 选用74LS74双D触发器设计计数器电路，送入1Hz连续脉冲，观察计数器输出Q3Q2Q1Q0的变化情况。

2、74LS192同步可逆递增/递减BCD计数器功能测试 • 给集成电路的电源端加工作电源，CP端接入1Hz连续脉冲，CR端、LD端、D3 D2 D1 D0端分别接逻辑开关，输出Q3 Q2 Q1 Q0接8421译码显示接口的D、C、B、A；按表4--1逐项测试集成计数器的各项功能。 • 3、用反馈法将两片74LS192构成一个60进制计数器。

四、实验仪器及元器件 • 1、电子技术实验箱 SDZ-2 • 2、示波器 GOS-620 • 3、万用表 DT890C • 4、元件：74LS74 2片；74LS08 1片；74LS10 1片; 74LS192 2片。

五、实验报告要求 • 1、画出各实验电路。 • 2、记录整理实验结果，并分析实验结果和实验现象。 • 3、总结使用中规模集成计数器的体会。

实验四 计数器的构成 及中规模集成计数器的应用