实验六 集成计数器的设计与应用
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实验六 计数器及其应用
袁建荣
一、实验目的：
• 掌握中规模集成电路的功能及使用方法 • 学习用“反馈归零法”和“反馈置数法”
构成N进制计数器的方法 • 学会中规模集成电路的分析方法、设计
方法和测试方法
二、实验器材：
• 集成芯片： 74LS90 、74LS161 、74LS00 (4011) 各一片
×0 × 0
CPA、CPB
0×0 ×
R01、R02
0×× 0
R91、R92
×0
Q3、Q2、Q1、Q0
0×
VCC、GND
计数状态
74LS90逻辑功能的测试
• 画出实验电路图 • 连接实验电路 • 注意输入逻辑开关
和输出端的连接顺 序
• 请同学们同步实验
VCC CPA
Q3 Q2 Q1 QO
CPB R01 R02
GND CTTCTP
01 ×010 ×10×××0 ××1 ××10
××1 ×1
• 反馈置数法（适合于具有预置数端
的计数器）
• 方法一：将数据输入端全部接地，将某个中间状态N1 反馈到置数端，通过置数功能，将预置数送到输出端， 计数器归零。（若为同步计数器，则计数器的模 N=N1+1，若为异步计数器，则N = N1）
Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS161 CR “1” &
ETT LD D3 D2 D1 D0 ETP
M=6计数器(十位计数)
CP f = 1HZ TTL信号 M=10计数器(个位计数)
---完---
2005年11月28日制
输出端： Q3Q2Q1Q0
0×
×0
保持
74LS161逻辑功能的测试
• 画出实验电路图 • 请同学们同步操作 • 连接实验电路
来自百度文库
001
1001 1001 010101 0110011
VCC CO Q3 Q2 Q1 Q0
请同学们自己验证
74LS161是?
加加脉冲冲
十六进制计数器
CP CR LD D3D2D1D0
• 设计举例
用74LS161设计N=6 的计数器，用LD端设计
M=8计数器 ?
0101
CO
Q3 Q2 Q1 Q0
&
CP
LD D3 D2 D1 D0 CR CTTCTP “1”
四、实验内容：
1、测试74LS161 、74LS90、74LS00（CC4011） 的逻辑功能
要求： 画出实验电路图 连接实验电路 按表操作，观察输出状态，记录实验数据 分析数据，得出实验结论 理解各功能的意义
请同学们实验验证 M = 4计数器 ？
CPB R01 R02
GND R91 R92
74LS161同步计数器介绍
CP CR LD CTTCTP 操作
× 0 × ××
清零
1
0 × × 置数
1 1 1 1 计数
×1 1
清零端： CR
置数端： LD
进位输出端： CO 使能端： CTTCTP ×
1
1
计数输入端： CP
R91 R92 GND
电路的连接
将74LS90的缺口 方向朝左，插入 IC插座
给电路加上工作 电压
连接功能端 R01、RO2 R91、R92
连接时钟脉冲 输入端 CPA、CPB
连接输出端 Q3Q2Q1Q0
操作演示
满足计数条件：R01、R02=0 ×
R91=R92=00
加计数脉冲CPA 结论：？计数器
• 数字电路学习机 • 函数信号发生器 • 万用表 • 连接线若干
三、实验原理：
• 计数器按触发信号的来源不同，可分为同步计数器和 异步计数器
• 同步计数器是指计数器内所有的触发器共同使用同一 个输入的时钟脉冲信号，在同一个时刻翻转，计数速 度快
• 异步计数器是指计数器内各触发器的输入时钟信号的 来源不同，各电路的翻转时刻也不一样，因此计数速 度较慢
逻辑功能的测试操作表
CR LD CTTCTP D3D2D1D0
0 × × × ×××× 1 0 ×× 1011
0010 1 1 1 1 0000
CP Q3Q2Q1Q0 CO 功能说明 ×
……
1 1 0× 1 1 ×0
0101 × 0101 ×
2、用74LS161和74LS90构成六十进制的计数器 （实验操作检查内容，请保留电路）
• 选做实验内容 3 • 用74LS161设计M=10计数器，用CR端设计，画出
电路图 • 体会同步计数器74LS161的设计思想，总结集成计
数器构成N进制计数器的方法
• 下次实验交本次实验报告
附：用74LS161和74LS90构成六十 进制的计数器题解
Q3 Q2 Q1 Q0 CPA
74LS90 CPB R01 R02 R91 R92
要求：
• 用74LS161构成十进制计数器（用于个位计数， 用CO端设计）
• 用74LS90构成十进制计数器（用于十位计数） • 将两级计数器级联构成100进制计数器 • 画出整体电路，并实验验证，要求自动计数 • 分析电路工作原理
五、实验报告要求：
• 完成必做实验内容1、2为必做内容，按要求规范制 作实验报 告（其中，实验内容2为操作检查内容）
？十进制计数器
×
请同学们自己验证
演示完毕
N进制计数器的设计方法
• 反馈归零法（适用于有清零端的计数器）
将某个中间状态N1反馈到清零端，利用清零 功能，使计数器返回到零。（条件：M>N）
• 例：用74LS90设计N=3的计数器
选M=5的计数器来设计 满足M>N条件 电路如图
+5V 0 1 1
VCC Q3 Q2 Q1
• 本次实验所用的MSI集成电路74LS90、74LS161 则分别属于两种不同的计数器
74LS90引脚图 功能表
两个时钟脉冲输入端
两个清零端： 两个置9端： 四个输出端： 电源端
R01 R02 R91 R92 Q3 Q2 Q1 Q0
11 11
××
0 × 00 0 0
×0
11
00 0 0 10 0 1
逢二归零，二进制计数器
电路输入端：CPA 输出端： Q0 请画出二进制计数器的电路图
加计数脉冲CPB 结论：？计数器
逢五归零，五进制计数器
电路输入端：CPB 输出端：Q3Q2Q1 请画出五进制计数器的电路图
加脉冲 加脉冲
74LS90内部计数器示意图
CPA
Q0
二进制 计数器
CPB
Q1
Q2 Q3
五进制 计数器
要求：
• 用74LS161构成十进制计数器（用于个位计数，用LD端 设计）
• 用74LS90构成六进制计数器（用于十位计数） • 将两级计数器级联起来，构成六十进制计数器 • 画出整体电路图，实验验证 • 在电路输入端加上f = 1 HZ 的TTL波，实现自动计数
3、用74LS161和74LS90构成100进制的计数 器（选做内容）
袁建荣
一、实验目的：
• 掌握中规模集成电路的功能及使用方法 • 学习用“反馈归零法”和“反馈置数法”
构成N进制计数器的方法 • 学会中规模集成电路的分析方法、设计
方法和测试方法
二、实验器材：
• 集成芯片： 74LS90 、74LS161 、74LS00 (4011) 各一片
×0 × 0
CPA、CPB
0×0 ×
R01、R02
0×× 0
R91、R92
×0
Q3、Q2、Q1、Q0
0×
VCC、GND
计数状态
74LS90逻辑功能的测试
• 画出实验电路图 • 连接实验电路 • 注意输入逻辑开关
和输出端的连接顺 序
• 请同学们同步实验
VCC CPA
Q3 Q2 Q1 QO
CPB R01 R02
GND CTTCTP
01 ×010 ×10×××0 ××1 ××10
××1 ×1
• 反馈置数法（适合于具有预置数端
的计数器）
• 方法一：将数据输入端全部接地，将某个中间状态N1 反馈到置数端，通过置数功能，将预置数送到输出端， 计数器归零。（若为同步计数器，则计数器的模 N=N1+1，若为异步计数器，则N = N1）
Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS161 CR “1” &
ETT LD D3 D2 D1 D0 ETP
M=6计数器(十位计数)
CP f = 1HZ TTL信号 M=10计数器(个位计数)
---完---
2005年11月28日制
输出端： Q3Q2Q1Q0
0×
×0
保持
74LS161逻辑功能的测试
• 画出实验电路图 • 请同学们同步操作 • 连接实验电路
来自百度文库
001
1001 1001 010101 0110011
VCC CO Q3 Q2 Q1 Q0
请同学们自己验证
74LS161是?
加加脉冲冲
十六进制计数器
CP CR LD D3D2D1D0
• 设计举例
用74LS161设计N=6 的计数器，用LD端设计
M=8计数器 ?
0101
CO
Q3 Q2 Q1 Q0
&
CP
LD D3 D2 D1 D0 CR CTTCTP “1”
四、实验内容：
1、测试74LS161 、74LS90、74LS00（CC4011） 的逻辑功能
要求： 画出实验电路图 连接实验电路 按表操作，观察输出状态，记录实验数据 分析数据，得出实验结论 理解各功能的意义
请同学们实验验证 M = 4计数器 ？
CPB R01 R02
GND R91 R92
74LS161同步计数器介绍
CP CR LD CTTCTP 操作
× 0 × ××
清零
1
0 × × 置数
1 1 1 1 计数
×1 1
清零端： CR
置数端： LD
进位输出端： CO 使能端： CTTCTP ×
1
1
计数输入端： CP
R91 R92 GND
电路的连接
将74LS90的缺口 方向朝左，插入 IC插座
给电路加上工作 电压
连接功能端 R01、RO2 R91、R92
连接时钟脉冲 输入端 CPA、CPB
连接输出端 Q3Q2Q1Q0
操作演示
满足计数条件：R01、R02=0 ×
R91=R92=00
加计数脉冲CPA 结论：？计数器
• 数字电路学习机 • 函数信号发生器 • 万用表 • 连接线若干
三、实验原理：
• 计数器按触发信号的来源不同，可分为同步计数器和 异步计数器
• 同步计数器是指计数器内所有的触发器共同使用同一 个输入的时钟脉冲信号，在同一个时刻翻转，计数速 度快
• 异步计数器是指计数器内各触发器的输入时钟信号的 来源不同，各电路的翻转时刻也不一样，因此计数速 度较慢
逻辑功能的测试操作表
CR LD CTTCTP D3D2D1D0
0 × × × ×××× 1 0 ×× 1011
0010 1 1 1 1 0000
CP Q3Q2Q1Q0 CO 功能说明 ×
……
1 1 0× 1 1 ×0
0101 × 0101 ×
2、用74LS161和74LS90构成六十进制的计数器 （实验操作检查内容，请保留电路）
• 选做实验内容 3 • 用74LS161设计M=10计数器，用CR端设计，画出
电路图 • 体会同步计数器74LS161的设计思想，总结集成计
数器构成N进制计数器的方法
• 下次实验交本次实验报告
附：用74LS161和74LS90构成六十 进制的计数器题解
Q3 Q2 Q1 Q0 CPA
74LS90 CPB R01 R02 R91 R92
要求：
• 用74LS161构成十进制计数器（用于个位计数， 用CO端设计）
• 用74LS90构成十进制计数器（用于十位计数） • 将两级计数器级联构成100进制计数器 • 画出整体电路，并实验验证，要求自动计数 • 分析电路工作原理
五、实验报告要求：
• 完成必做实验内容1、2为必做内容，按要求规范制 作实验报 告（其中，实验内容2为操作检查内容）
？十进制计数器
×
请同学们自己验证
演示完毕
N进制计数器的设计方法
• 反馈归零法（适用于有清零端的计数器）
将某个中间状态N1反馈到清零端，利用清零 功能，使计数器返回到零。（条件：M>N）
• 例：用74LS90设计N=3的计数器
选M=5的计数器来设计 满足M>N条件 电路如图
+5V 0 1 1
VCC Q3 Q2 Q1
• 本次实验所用的MSI集成电路74LS90、74LS161 则分别属于两种不同的计数器
74LS90引脚图 功能表
两个时钟脉冲输入端
两个清零端： 两个置9端： 四个输出端： 电源端
R01 R02 R91 R92 Q3 Q2 Q1 Q0
11 11
××
0 × 00 0 0
×0
11
00 0 0 10 0 1
逢二归零，二进制计数器
电路输入端：CPA 输出端： Q0 请画出二进制计数器的电路图
加计数脉冲CPB 结论：？计数器
逢五归零，五进制计数器
电路输入端：CPB 输出端：Q3Q2Q1 请画出五进制计数器的电路图
加脉冲 加脉冲
74LS90内部计数器示意图
CPA
Q0
二进制 计数器
CPB
Q1
Q2 Q3
五进制 计数器
要求：
• 用74LS161构成十进制计数器（用于个位计数，用LD端 设计）
• 用74LS90构成六进制计数器（用于十位计数） • 将两级计数器级联起来，构成六十进制计数器 • 画出整体电路图，实验验证 • 在电路输入端加上f = 1 HZ 的TTL波，实现自动计数
3、用74LS161和74LS90构成100进制的计数 器（选做内容）