第三、四节4. 计数器(3)

G1
CP Ｑ Ｑ
1
01
2＆
3
4 88 分 频
5
6 CP
7 1 8 2
0 0 0 1 0 0 0 0
3
ＱC1P B
Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 S N 7 4 9 0 -2 R 01 R 02
Ｑ Ｑ Ｑ Ｑ
1 2 3 4
C PA 2 S 01 S 02
3
B
ＱA4 A
1 0
0
G4 1
G2 ＆
＆ G3
A
1
0000→0001→0010→0011→ 0000→0001→0010→0011→0100→0101→0110→0111→1000
将接成十进制（5421码）计数 形式（Q1 与CPB 相连），前六 种状态为有效，后四种为无效 状态。显然当第七个CP下降沿 到来后，
RD R01 R02 ( R D1 ) 0
R01=Q1=1，R02=Q3=1
置“0”
进位输出（进位信号下降沿有效）
Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 CP CPB CPA S 01 S 02 R 01 R 02
J F4 K
Ｑ Ｑ RD
R D2
＆ CPA R 01 R 02 CPB 2-5-10 进 制 计 数 器 SN7490A
＆ S 01 S 02
置“1”端S01、S02 SD=RD2=0；
S D S 01 S 02 ( R D 2 )
，只有S01=S02=1时，
SD=0：F4、F1两个JK触发器置“1”； RD2=0：F3、F2两个JK触发器置“0”； 此时：Q4Q3Q2Q1=1001（置成9，8421码）
①与非门G1的输出由1→0。基本RS触发器：A=1→R01、R02， 使 RD R01 R02 ( R D1 ) 0
88 分 频
A
②SN7490片2是一个八进制的计数器，当两个计数器计到88后， 两个计数器的输出Q4=1，则与非门G1的输出由0→1→R01、R02 使 RD R01 R02 ( R D1 ) 0，置0，Q4Q3Q2Q1=0000，计数器从
0开始计数。
时序图：个位
1 CP Ｑ Ｑ Ｑ Ｑ A
Q1Q4Q3Q2=1100（置成9，5421码）
74LS290计数器功能表
输 R 01 R 02 1 1 0 × 1 1 × 0 S 01 0 × 1 1 S 02 × 0 1 1 入 CPA CPB × × × × CP R 01R 02＝ 1 S 01S 02＝ 1 0 CP Ｑ4 × × × × 0 CP Ｑ1 CP 输 Ｑ4 0 0 1 1 Ｑ3 0 0 0 0 出 Ｑ2 0 0 0 0 Ｑ1 0 0 1 1
计数器
集成异步计数器74LS290A 寄存器

集成异步计数器74LS290
Ｑ SD J K RD Ｑ F1 K R D1 R D2 J Ｑ F2 K R D1 R D2 J Ｑ F3 K J F4 Ｑ RD
1
Ｑ
2
Ｑ
3
Ｑ4 SD Ｑ
＆ CPA R 01 R 02 CPB 2-5-10 进 制 计 数 器 SN7490A
将接成十进制（8421码）计数形 式（Q1 与CPB 相连），前六种状 态为有效，后四种为无效状态。 显然当第六个CP下降沿到来后
RD R01 R02 ( R D1 ) 0
R01=Q2=1，R02=Q3=1
置“0”
进 位 输 出（ 进 位 信 号 下 降 沿 有 效 ）
Q1与CPB相连
Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 CP C PB SN 7490 C PA S 01 S 02 R 01 R 02
J 2 Q4 , K 2 1, (CP CPB ) 2
n
J 3 K 3 1, (CP3 Q2 )
n
J 4 Q2 Q3 , K 4 1, (CP4 CPB )
n n
驱动方程：
J 2 Q4 , K 2 1, (CP CP ) 2 B
n
J 3 K 3 1, (CP3 Q2 )
模 M＝7 计数器连接图
时序图：同学们自已画一下
（3）设计M=88的计数器 分析：个位是一个十进制计数器，十位是一个八进制计数器， 当个位与十位计数器均计数到8（二进制数1000）即88，置 “0”，计数器重新计数。
C PA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ｑ4 Ｑ3 Ｑ2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Ｑ1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
＆ S 01 S 02
置“0”端R01、R02 RD R01 R02 ( R D1 ) ，只有R01=R02=1时， RD=RD1=0；JK触发器置“0”，Q4Q3Q2Q1=0000
Ｑ SD J K RD Ｑ F1
1
Ｑ
2
Ｑ
3
Ｑ4 SD
J Ｑ F2 K R D1 R D2
J K R D1
Ｑ F3
(b ) 用 S N 7 4 9 0 构 成 5 4 2 1 B C D 码 十 进 制 计 数 器
Q 4= C P A Q1
Q 1Q 4Q 3Q 2：
进位信号
0 0 0 0 → 0 0 0 1 → 0 0 1 0 → 0 0 11 → 0 1 0 0 → 1 0 0 0 → 1 0 0 1 → 1 0 1 0 → 1 0 11 → 11 0 0 → 0 0 0 0
触发器F2、F3及F4构成计数器为一异步五进制的加法计数器。
逻辑符号：
Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 C PB SN 7490 C PA S 01 S 02 R 01 R 02
讨论： ①将Q1与CPB连上，计数脉冲从CPA加入
进位 Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 CPB CP 计数输入 CPA S 01 S 02 R 01 R 02 SN7490A
0000→0001→0010→0011→0100→0101→0110→0111→1000 →（1000）很短→0000
1 2 3 4
0 0 0 1 0 0 0 0
2
3
4
5
6
7
8
注意：这里产生的清零脉冲很窄，为了保证可靠置0，可将清0 的脉冲A展宽，在电路中加一个基本RS电路实现。
G1
＆ Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 CP C P B S N 7 4 9 0 -1 C PA S 01 S 02 R 01 R 02 Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 C P B S N 7 4 9 0 -2 C PA S 01 S 02 R 01 R 02
得到5421码的十进制计数器 ③ 电路中设置了置“0”置“1”功能。
Ｑ SD J K RD Ｑ F1 K R D1 R D2 J Ｑ F2 K R D1 R D2 J Ｑ F3 K J F4 Ｑ RD
1
Ｑ
2
Ｑ
3
Ｑ4 SD Ｑ
＆ CPA R 01 R 02 CPB 2-5-10 进 制 计 数 器 SN7490A
（1） 触发器F1构成一位二进制计数器，其输入为计数脉冲 CP1=CPA，输出为Ｑ1。由于J=K=1，故每输入一个计数脉 冲CP1，Ｑ1的状态改变一次。则是一个一位二进制计数器
Ｑ SD J K RD Ｑ F1
1
Ｑ
2
Ｑ
3
Ｑ SD
4
J Ｑ F2 K R D1 R D2
J K R D1
Ｑ F3
J F4 K
＆ S 01 S 02
由两个独立的计数器组成。
Ｑ SD J K RD Ｑ F1
1
Ｑ
2
Ｑ
3
Ｑ4 SD
J Ｑ F2 K R D1 R D2
J K R D1
Ｑ F3
J F4 K
Ｑ Ｑ RD
R D2
＆ CPA R 01 R 02 CPB 2-5-10 进 制 计 数 器 SN7490A
＆ S 01 S 02
n
J 4 Q2 Q3 , K 4 1, (CP4 CPB )
n n
特性方程： Q 状态方程：
n 1
J Q KQ
n
n
（CP下降沿有效） （CPB下降沿有效）
n （ Q 2 下降沿有效）
Q2
n 1
Q 4 Q2
n
n
Q3
Q4
n 1
Q3
n
n
n 1
Q2 Q3 Q4
n
n
CP Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ 4＝ 0
模 M＝6 计数器时序图
尖峰
（2）设计M=7的计数器
CP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ｑ1 Ｑ4 Ｑ3 Ｑ2 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0
R01=Q2， R02=Q3
模 M＝6 计数器连接图
时序图：
CP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ｑ4 Ｑ3 Ｑ2 Ｑ1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
时序图：
1 2 3 4 5 6 7
两 个 74LS290 计 数 器 ， Q4=1→R01、R02 使 RD R01 R02 ( R D1 ) 0， 置0
G1
＆ Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 CP C P B S N 7 4 9 0 -1 C PA S 01 S 02 R 01 R 02 Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 C P B S N 7 4 9 0 -2 C PA S 01 S 02 R 01 R 02
CP送给CPA完成一位二进制 计数，输出为Q1
Q1=CPB，完成的是一个五 进制计数器，输出是Q2、Q3、 Q4
（ a） 用 S N 7 4 9 0 构 成 8 4 2 1 B C D 码 十 进 制 计 数 器
CP=CPA Q 1= C P B Q2 Q3 Q4
Q 4Q 3Q 2Q 1： 0 0 0 0 → 0 0 0 1 → 0 0 1 0 → 0 0 11 → 0 1 0 0 → 0 1 0 1 → 0 11 0 → 0 111 → 1 0 0 0 → 1 0 0 1 → 0 0 0 0
（CPB下降沿有效）
状态方程：
Q2
n 1
Q 4 Q2
n
n
Q3
Q4
n 1
Q3
n
n
（CPB下降沿有效） n （ Q 2 下降
n
（CPB下降沿有效）
时序图： 时序图：
CPB
Q2 Q3 Q4
0 0 0 → 0 0 1 → 0 1 0 → 0 11 → 1 0 0 → 0 0 0
二进制计数器 五进制计数器 8421 码 十 进 制 计 数 器 5421 码 十 进 制 计 数 器
将二进制计数器和五进制计数器串接起来，可构成 十进制计数器。
5．74LS290的应用举例 应用脉冲反馈法的原理，可构成任意进制计数器。 （1）设计一个M=6计数器
CP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ｑ4 Ｑ3 Ｑ2 Ｑ1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
88 分 频
B
G4 1 G2 ＆
A
＆ G3
个位是一个十进制计数器，十位是一个八进制计数器，当个 位与十位计数器均计数到8（88）时，两个计数器的Q4=1， 只是个位的8是一个过渡状态。
1
0 1
Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 CP C P B S N 7 4 9 0 -1 C PA S 01 S 02 R 01 R 02
Ｑ Ｑ RD
R D2
＆ CPA R 01 R 02 CPB 2-5-10 进 制 计 数 器 SN7490A
＆ S 01 S 02
（2）触发器F2、F3及F4多少进制计数器？（F4为高位，F2为低 位）。由逻辑电路可以得出： n CP4= CPB 时钟方程： CP2=CPB CP3= Q 2 驱动方程：
88 分 频
A
两片74LS290接成8421码的十进制加法器。 ①74LS290片1为个位计数器，是一个十进制计数器，当计至少 1001时，Q4输出的下降沿作为74LS290片2的计数脉冲CP，显 然个位每计满9脉冲再加1时，产生一个进位脉冲信号，片2计数 器加1。
G1
＆ Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 CP C P B S N 7 4 9 0 -1 C PA S 01 S 02 R 01 R 02 Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 C P B S N 7 4 9 0 -2 C PA S 01 S 02 R 01 R 02
进位信号
十进制计数器
②将Q4与CPA连上，计数脉冲从CPB输入
进位 Ｑ1 Ｑ2 Ｑ3 Ｑ4 CP CPB CPA S 01 S 02 R 01 R 02 SN7490A
CP送给CPB完成的是一个五进 制计数器，输出是Q2、Q3、Q4 ，
Q4=CPA完成一位二进制计数， 输出为Q1
CP=CPB Q2 Q3