项目二十一集成同步计数器常用芯片及其应用(精)

项目二十一：集成同步计数器常用芯片及其应用

内容简介

在本次课中，我们将介绍集成同步计数器等常用芯片及其应用。

本次授课内容为课本P134-139

教学组织

1．常用中规模集成计数器

（1）常用异步集成计数器74LS290

74LS290芯片的符号图和管脚排列如下图所示。其中，S9（1）、S9（2）称为置“9”端，R0（1）、R0（2）称为置“0”端；CP0、CP1端为计数时钟输入端，Q3Q2Q1Q0为输出端，NC表示空脚。

74LS290具有以下功能：

置“9”功能：当S9（1）=S9（2）=1时，不论其他输入端状态如何，计数器输出Q3 Q2 Q1 Q0=1001，而（1001）2=（9）10，故又称为异步置数功能。

置“0”功能：当S9（1）和S9（2）不全为1，并且R0（1）=R0（2）=1时，不论其他输入端状态如何，计数器输出Q3 Q2 Q1 Q0=0000，故又称为异步清零功能或复位功能。

计数功能：当S9（1）和S9（2）不全为1，并且R0（1）和R0（2）不全为1时，输入计数脉冲CP，计数器开始计数。计数脉冲由CP0输入，从Q0输出时，则构成二进制计数器；计数脉冲由CP1输入，输出为Q2Q1Q0时，则构成五进制计数器；若将Q0和CP1相连，计数脉冲由CP0输入，输出为Q3Q2Q1Q0时，则构成十进制（8421码）计数器；若将Q3和CP0相连，计数脉冲由CP1输入，输出为Q3Q2Q1Q0时，则构成十进制（5421码）计数器。因此，74LS290又称为“二—五—十进制型集成计数器”。

（2）常用同步集成计数器74LS161

74LS161是一种同步4位二进制加法集成计数器。其符号图和管脚的排列如下图（a）、（b）所示，逻辑功能如下表所示。

74LS290的符号图和管脚图

74LS161的符号图和管脚图

74LS161逻辑功能表

由表所示可知，74LS161有以下功能：

当复位端0CR =时，输出Q 3Q 2Q 1Q 0全为零，实现异步清除功能（又称复位功能）。 当复位端1CR =，预置控制端0LD =，并且CP =↑时，Q 3Q 2Q 1Q 0= D 3D 2D 1D 0，实现同步预置功能。

当1CR LD ==，且P T 0CT CT =时，输出Q 3Q 2Q 1Q 0保持不变。

当P T 1CR LD CT CT ====，并且CP =↑时，计数器进行加法计数，实现计数功能。

2．应用

（1）构成N 进制计数器（或称为N 分频器）

①用直接清零法构成N 进制计数器

【例】用74LS161构成十进制计数器。

解： 直接清零法是利用计数器的清零端，使M 进制计数器在顺序计数过程中跳越M —N 个状态（M >N ）提前清零，使计数器构成N 进制计数器。

令P T 1LD CT CT ===，因为N =10，而且清零不需要CP 配合，所以十进制计数器状态图如下图（b ）所示，其中1010为暂时状态，不需CP 到来，直接进入0000状态。由图（b ）所示可知，当74LS161顺序计数到1010时，计数器应回到0000状态。所以将74LS161输出端Q 3和Q 1通过与非门接至其复位端CR ，就可以提前清零，构成十进制计数器。电路连接如下图（a ）所示。

（a ）构成电路 （b ）状态图

直接清零法构成十进制计数器

②用同步预置法构成N 进制计数器

【例】用74LS161构成七进制计数器。

解：预置数法与直接清零法基本相同，二者的主要区别在于：直接清零法利用的是芯片的复位端CR ，而预置数法利用的是芯片的预置控制端LD 和预置输入端D 3D 2D 1D 0。 令P T 1CR CT CT ===，预置输入端D 3D 2D 1D 0=0000（即预置数0），以0000为初态进行计数，从0到6共有七种状态，6对应的二进制代码为0110，将输出端Q 2Q 1通过与非门接至74LS161的预置控制端LD ，电路连接如下图（a ）所示。当0LD =，且CP 脉冲上升沿（CP =↑）到来时，计数器输出状态进行同步预置，使Q 3Q 2Q 1Q 0=D 3D 2D 1D 0=0000，计数器随输入的CP 脉冲进行计数，其状态图如下图（b ）所示。

师生活动

初始上课时，初略回顾上一课内容，向学生提问，以帮助理解上一课的重点与难点。。 重点、思考题及习题 1． 重点：集成计数器的功能

2． 难点：集成计数器的连接

3． 思考题：如何利用74LS161构成100进制的计数器？

习题见P153：5.15, 5.16

（a ）构成电路 （b ）状态图

预置数法构成七进制计数器