33 计数器 (2)
日立电梯图纸元件代码
日立电梯图纸元件代码1A门电机YPVF2ACR电流控制调整电子板YPVF、VFM（H）G、HVF、NP某3AD模数电子板YPVF4ALARM警铃按钮GVF5ALP停电柜全梯种6AM电流表VFM（H）G、HVF7AMP增幅器NP某8ATD司机下行按钮全梯种9ATT司机开关全梯种10ATU司机上行按钮全梯种11AVR自动稳压电源YPVF、VFM（G）、HVF、NP某12B951-CSD轿顶电器箱数字显示电子板NPH13B．CON信号网转换电子板VFM（H）G、HVF、NP某14BD基极驱动VFM（H）G、HVF15BDR抱闸电阻VFM（H）G、HVF、NP某、G（G）VF16BD-TR基极驱动变压器VFM（H）G、HVF、NP某、G（H）VF 17BELL警铃全梯种18BGM背景音乐装置VFM（H）G、HVF、NP某19BSR抱闸电阻VFM（H）G、HVF、NP某、G（G）VF20BZ蜂鸣器全梯种21CAGE。
B。
L内指令应答信号灯YPVF22CALL对讲机呼叫按钮YPVF23CAM防止手动开门装置VFM（H）G、HVF、NP某24CDS关门减速开关VFM（H）G、HVF、NP某25CFRCFC制动器阻容组件YPVF26CLN轿厢串行通信电子板VFM（H）G、HVF、NP某27CLOSE关门按钮全梯种28CLS关门限位开关YPVF、G（H）VF29CNV整流器YPVF、VFM（G）、HVF、NP某30CONTROL-1AC100V电源保险丝YPVF31CONTROL-2多重回路电源保险丝YPVF32CONTROL-3光电装置电源保险丝YPVF33COUNT计数器全梯种34CP控制柜全梯种35CP-FAN大功率逆变器冷却分扇YPVF、VFM（G）、HVF、NP某36CPI 轿内指示器全梯种37CR阻容组件YPVF38CRS阻容组件YPVF39CRU2阻容组件YPVF40D1-D4二极管YPVF41D2二极管桥堆YPVF42DBR制动电阻G（H）VF43DCO门停止VFM（H）G、HVF、NP某44DIGITALCPI轿内数字式显示全梯种45DLS下终端限位开关全梯种46DM1电感线圈YPVF47DM37副安全触板短接开关G（H）VF48DM门电机G（H）VF49M．MOTOR门电机VFM（H）G、HVF、NP某50DMC。
时序逻辑电路-计数器.
21.3.1 计数器的特点和分类 一、计数器的功能及应用
1. 功能： 对时钟脉冲 CP 计数。 2. 应用： 分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲 序列、进行数字运算等。 二、计数器的特点
1. 输入信号： 计数脉冲 CP 时钟触发器 Moore 型 2. 主要组成单元：
5.2.3 十进制计数器 （8421BCD 码）（掌握） 一、十进制同步计数器 (一) 十进制同步加法计数器** 状态图 /0 /0 /0 0000 0001 0010 0011 /0 0100 Q3Q2Q1Q0 /0 /1 /0 /0 /0 /0 1001 1000 0111 0110 0101 时钟方程 C Q1nQ0n CP0 CP1 CP2 Q3nQ2n 00 01 11 10 CP3 CP 00 0 0 0 0 n n C Q3 Q0 01 0 0 0 0 输出方程 11 10 0 1
状态方程
Q
Q
n1 0 n 1 1
Q
n 3
n 0
Q Q Q
n 1
n 2 n 1
n 0
n+1 Q n+1 Q n+1 n n Q3n+1 Q 检查能否自启动 2 1 0 驱动方程 C Q 3 Q0 n n Q1 Q0 n Q3nQ将无效状态 00 01 11 1010 1111 10 2 J00001 = K0 = 1, n n 0010 0100 0011 00 代入状态方程： Q Q
用 SN 产生异步清零信号： S N S60 ( 111100 )
二、十进制异步计数器（掌握） (三) 集成十进制异步计数器 VCC R0B R0A CPQ CP Q Q 0 0 1 0 0 0 0 11 0 3 0 0Q 1 Q 2 Q 3 CP0
8253定时和计数
8259举例
8259A的全嵌套方式和特殊全嵌套方式有什么差别？各自用在 什么场合？ 答：1.全嵌套工作方式，只有更高级的中断请求来到时，才会 进行嵌套。而特殊全嵌套方式则能被同级和高级的中断请求所 嵌套。 2.全嵌套方式用于单片8259A的场合。特殊全嵌套方式用于多 片8259A系统。
8259举例
8253
定时计数器
例2：若用8253计数器1，工作在方式1，按二-十进制计数，计数 初值为2010H，口地址口地址为40H- 43H ，试编写初始化程序。 解：计数器控制字为01110011=73H 计数初值高8位为20H， 低8位为10H MOV AL, 33H OUT 4BH, AL MOV AL, 10H OUT 49H, AL MOV AL, 20H OUT 49H, AL ；写计数器1控制字 ；写计数器1计数初值低8位 ；写计数器1计数初值高8位
8253的编程——向8253写入控制字 1，控制字格式：
A1 A0 1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCD （地址 43H）
计数器选择 00：计数器 0 01：计数器 1 10：计数器 2 11：非法 读/写指示位 00：计数器锁存 01：只读/写低字节 10；只读/写高字节 11：先读/写低字节 后读/写高字节
实现定时和计数的三种方法 软件方法：采用软件定时，让计算机执行一个专门 的指令序列，由执行指令序列中各条指令所花费的 时间构成一个固定的时间间隔，从而达到定时或延 时的目的。 不可编程的硬件定时：采用电子器件构成定时或延 时电路，通过调整电路中定时元件的数值，可实现 调整定时或延时的数值和范围。 可编程的硬件定时：在微机系统中采用软硬件结合 的方法，即采用可编程定时的电路器件实现定时。 如：Intel 8253/8254，Zilog CTC，MC6840等。 8253-5（5MHz）和8254-2（10MHz）的引脚和 功能都是兼容的。
各种计数器
1、模16计数器：CNT15instclkCNT15[3..0]计数器CNT15计数范围为：0~15，如下图所示：2、模31计数器（带同步清零端）CNT31instclk resetCNT31[4..0]（1）计数器CNT31同步清零功能：当reset端为高电平且输入脉冲clk 为上升沿时，计数器CNT31被清零，如下图所示：（2）计数器CNT31计数范围为：0~31，如下图所示：3、模500计数器（带异步清零端和置数端）CNT500instclk reset set CNT500[8..0]（1）计数器CNT500异步清零功能：当reset 端为高电平时且输入脉冲clk 为下降沿时，计数器CNT500被清零，如下图所示：（2）计数器CNT500置数功能：当set 端为高电平且输入脉冲clk 为下降沿时，计数器CNT500被置数，数值为300，如下图所示：（3）计数器CNT500计数范围为：0~499，如下图所示：设计一个计数器，计数范围为：1~499，具有置数功能，数值为299，异步清零功能。
4、3个计数器：CNTinstclk clk2resetcount1[9..0]count2[9..0]count3[7..0]（1）清零功能：① 当reset端为高电平时且输入脉冲clk 为上升沿时，计数器count1被清零，如下图所示：② 当reset 端为高电平时且输入脉冲clk 为下降沿时，计数器count2被清零，当reset 端为高电平时且输入脉冲clk2为下降沿时，计数器count3被清零， 如下图所示：（2）计数功能：计数器count1和count2的计数范围为：0~1023，计数器count3的计数范围为：0~255，如下图所示：5、模400倒计时计数器（带异步复位端和置数端）：CNT400instclk reset setcount[8..0]（1）异步复位功能当reset 复位端为高电平且输入脉冲clk 为下降沿时，计数器count 被复位，数值为399，如下图所示：（2）置数功能：当set 置数端为高电平且输入脉冲clk 为下降沿时，计数器count 被置数，数值为199，如下图所示：（3）倒计时计数功能：计数器count 的计数范围为：399~0，如下图所示：。
plc定时器与计数器
（2）计数值
计数值的范围为0～999，如下图所示，计数器值有两种存储格 式：
一种是BCD码格式，则该字的0～11位是计数值的BCD码，用
格式 15
87
0
0 0 0 10 0 1 0 0 1 1 1
C#127表示BCD码127；
未用
1
2
7
另一种是二进制格式，只占用计数器字的0～9位，。
机M2起 动；按下停止按钮，M2立即停止，延时10s后，
M1停机。 起动按钮：I0.1; 停止按钮：I0.2 电动机M1：Q0.0； 电动机M2: Q0.1
例4：定时器扩展，在S7-300中，单个定时器的最大计时范围 是9990s
或2H-46M-30s，如果超过这个范围，可以采用两个（或多个）
第42页/共43页
= 输出地址 //输出地址 为1状态
第32页/共43页
STL等效程序
3. S_CU（加计数器）块图指令
第33页/共43页
4. S_CD（减计数器）块图指令
第34页/共43页
5. 计数器的线圈指令 除了前面介绍的块图形式的计数器指令以外，S7-300系统
还为用 户准备了LAD环境下的线圈形式的计数器。这些指令有计数器
L（装入指令）：把预置值装入累加器1 SP（为脉冲定时器指令）：启动定时器 R：复位Tn0 L Tn0：把Tn0的十六进制时间当前值装入累加器1 T 时间字单元1：把累加器1的内容传送到时间字单元1 LC Tn0：把Tn0的BCD时间当前值装入累加器1 T 时间字单元2：把累加器1的内容传送到时间字单元2 A Tn0：检查Tn0的信号状态 = 输出地址： Tn0的定时器位为1时，输出地址有输出。
圈表示 的形式，指令格式、示例及时序波形图见下图所示。各输入端及输
实验五 计数器及其应用
实验五计数器及其应用一、实验目的1.熟悉由集成触发器构成的计数器电路及其工作原理。
2.熟练掌握常用中规模集成电路计数器及其应用方法。
二、实验原理所谓计数,就是统计脉冲的个数,计数器就是实现“计数”操作的时序逻辑电路。
计数器的应用十分广泛,不仅用来计数,也可用作分频、定时等。
计数器种类繁多。
根据计数体制的不同,计数器可分成二进制（即2n进制）计数器和非二进制计数器两大类。
在非二进制计数器中,最常用的是十进制计数器,其它的一般称为任意进制计数器。
根据计数器的增减趋势不同,计数器可分为加法计数器——随着计数脉冲的输入而递增计数的；减法计数器——随着计数脉冲的输入而递减的,可逆计数器——既可递增、也可递减的。
根据计数脉冲引人方式不同,计数器又可分为同步计数器——计数脉冲直接加到所有触发器的时钟脉冲（CP）输入端；异步计数器——计数脉冲不是直接加到所有触发器的时钟脉冲（CP）输入端。
1.异步二进制加法计数器异步二进制加法计数器是比较简单的。
图32 (a)是由4个JK（选用74LS112集成片）触发器构成的4位二进制(十六进制)异步加法计数器,图32 (b)和(c)分别为其状态图和波形图。
对于所得状态图和波形图可以这样理解：触发器FFo(最低位)在每个计数沿(CP)的下降沿(1 → 0)翻转,触发器FF1的 CP 端接 FF0的 Q0端 .因而当 FF0(Q0)由1→0时,FF1翻转。
类似地,当 FF l(Q l)由1→0时,FF2翻转,FF2(Q2)由1→0时,FF3翻转。
（a）逻辑图(b)状态图（c）波形图图32 4位二进制（十六进制）异步加法计数器4位二进制异步加法计数器从起始态0000到1111共十六个状态,因此,它是十六进制加法计数器,也称模16加法计数器 (模M = 16)。
从波形图可看到,Q0的周期是CP周期的二倍；Q l是Q0的二倍,CP的四倍；Q2是Q1的二倍,Q0的四倍,CP的八倍；Q3是Q2的二倍,Q l的四倍,Q0的八倍,CP 的十六倍。
计数器的原理
计数器的原理计数器是数字电路中常用的一种逻辑电路，它能够实现对输入脉冲信号进行计数的功能。
在数字系统中，计数器是非常重要的组成部分，它广泛应用于各种计数场合，如时钟电路、频率计数器、分频器等。
本文将介绍计数器的原理及其工作方式。
首先，我们需要了解计数器的基本原理。
计数器是一种特殊的触发器电路，它能够对输入的脉冲信号进行计数，并输出相应的计数结果。
计数器通常由多个触发器级联组成，每个触发器都能够将输入的脉冲信号转换为相应的逻辑电平输出，从而实现计数功能。
在计数器中，每个触发器都对应着一个二进制位，通过多个触发器的组合，就能够实现对输入信号的二进制计数。
其次，我们来看一下计数器的工作原理。
当输入脉冲信号到达计数器时，触发器将根据输入信号的变化状态进行触发，并输出相应的逻辑电平。
在计数器中，每个触发器的输出都会作为下一个触发器的输入，这样就形成了级联的触发器结构。
当最低位触发器的输出由低变高时，就会触发下一个触发器进行计数，依次类推，直到最高位触发器的输出由低变高，这样就完成了一次计数过程。
在计数器中，通过控制触发器的级联结构，就能够实现不同的计数范围，如2位计数、3位计数、4位计数等。
此外，计数器还可以根据需要进行计数方向的控制。
在一般的计数器中，计数方向通常是向上计数，即从0开始逐次增加。
但是，有时也需要实现向下计数的功能，即从最大值逐次减少。
为了实现这一功能，可以在计数器中加入一个控制信号，用来控制触发器的触发方式，从而实现向下计数的功能。
最后，我们需要注意计数器的稳定性和精度。
在实际应用中，计数器的稳定性和精度是非常重要的。
稳定性指的是计数器在工作过程中的稳定性能，如抗干扰能力、抗干扰能力等。
而精度则指的是计数器的计数准确度，即输出的计数结果与实际输入信号的计数值之间的偏差程度。
为了保证计数器的稳定性和精度，需要在设计和制造过程中严格控制各种参数，如触发器的响应速度、触发阈值等，同时也需要考虑外部环境因素对计数器的影响，如温度、湿度等。
计数器的工作原理
计数器的工作原理计数器是一种常见的电子元件，它在数字电路中扮演着非常重要的角色。
计数器可以用来记录和显示信号脉冲的数量，也可以用来控制数字系统中的各种操作。
那么，计数器是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍计数器的工作原理。
首先，我们需要了解计数器的基本组成。
一个简单的计数器由若干个触发器组成，每个触发器都有两个稳定的状态，分别是“置位”和“复位”状态。
当输入的信号脉冲到来时，触发器会在这两种状态之间切换，从而实现计数的功能。
其次，我们来看一下计数器的工作原理。
在一个典型的二进制计数器中，每个触发器的输出会作为下一个触发器的输入。
当最低位触发器的状态从“置位”切换到“复位”时，它会向高一位的触发器发出一个脉冲，导致高一位触发器的状态也发生变化。
这样，就实现了二进制计数的功能。
当最高位触发器的状态从“置位”切换到“复位”时，整个计数器就完成了一次计数，同时输出一个脉冲信号，用于控制其他数字系统的操作。
此外，计数器还可以分为同步计数器和异步计数器。
同步计数器是指所有的触发器在同一个时钟信号的控制下工作，计数的过程是同步的；而异步计数器则是指触发器之间没有统一的时钟信号控制，计数的过程是异步的。
不同类型的计数器在实际应用中有着不同的特点和用途。
最后，我们需要注意计数器的一些特殊应用。
例如，计数器可以用来实现频率分频，即将高频信号分频为低频信号；还可以用来实现脉冲宽度调制，即根据输入信号的宽度来控制输出脉冲的宽度；此外，计数器还可以用来实现定时器、脉冲计时等功能，广泛应用于数字系统中的各种控制和计数场景。
综上所述，计数器是一种非常重要的数字电路元件，它通过触发器的工作原理实现了计数的功能。
不同类型的计数器有着不同的工作方式和特点，可以应用于数字系统中的各种控制和计数场景。
通过对计数器的工作原理的深入理解，我们可以更好地应用和设计数字系统，实现更多的功能和应用。
实验四 32位计数器
32位计数器1、实验目的熟悉ISE系列软件的设计流程和基本工具使用。
2、实验内容（1）创建ISE工程。
（2）VHDL语言设计输入。
（3）完成简单的设计约束，设计综合和设计实现，并生成下载配置文件。
（4）在Spartan 3E开发板上实现32位计数器的计数的显示。
3、实验器材Spartan 3E开发板。
4、实验说明实验中所需要的源文件在本报告附录中。
5、实验步骤步骤1：创建ISE工程（1）启动桌面上的ISE9.1图标，在Project Navigator中选择File→New Project。
（2）在弹出的对话框（见图1）中，设置工程名为count32，工程存放路径为E:\work\，顶层模块类型选择HDL，并单击Next按钮。
图1 ISE工程属性对话框（3）出现图2所示对话框，目标器件选择spartan3E,具体设计如下图图2 ISE工程属性对话框（4）一直点击Next，直到出现图3（即是刚才所设定的），最后点击Finish。
图3 工程设计总表出现图4，这就是所建立的工程，现在我们需要在里面完成我们的设计。
图4 ISE工程属性对话框步骤2：创建新的VHDL设计文件（1）在ISE用户界面中，选择Project→New Source。
（2）在弹出的对话框（见图5）中，选择VHDL Module作为源程序类型，设置文件名为count32，并单击“下一步”按钮。
图5 VHDL的New Source Wizard（3）点击Next，直到出现图6，直到Finish。
图6 程序总结（4）点击Finish之后出现程序编辑窗口，在窗口中进行程序编辑。
输入32位计数器程序并保存（程序见附录），编辑窗口如图7。
图7 保存后的程序编辑窗口步骤3：利用XST进行设计综合并仿真（1）点击processes目录下的synthesize-XST可以实现综合。
单击synthesize-XST左边的可以展开它。
综合后可以点击生成相应的文件并观察。
西门子PLC系统符号
1Always_On SM0.0始终接通2First_Scan_On SM0.1仅在第一个扫描周期时接通3Retentive_Lost SM0.2在保持性数据丢失时开启一个周期4RUN_Power_Up SM0.3从上电进入 RUN 模式时，接通一个扫描周期5Clock_60s SM0.4针对 1 分钟的周期时间，时钟脉冲接通 30 s，断开 30 s. 6Clock_1s SM0.5针对 1 s 的周期时间，时钟脉冲接通 0.5 s，断开 0.5 s. 7Clock_Scan SM0.6扫描周期时钟，一个周期接通，下一个周期断开8RTC_Lost SM0.7如果系统时间在上电时丢失，则该位将接通一个扫描周期9Result_0SM1.0特定指令的运算结果 = 0 时，置位为 110Overflow_Illegal SM1.1特定指令执行结果溢出或数值非法时，置位为 111Neg_Result SM1.2当数学运算产生负数结果时，置位为 112Divide_By_0SM1.3尝试除以零时，置位为 113Table_Overflow SM1.4当填表指令尝试过度填充表格时，置位为 114Table_Empty SM1.5当 LIFO 或 FIFO 指令尝试从空表读取时，置位为 115Not_BCD SM1.6尝试将非 BCD 数值转换为二进制数值时，置位为 116Not_Hex SM1.7当 ASCII 数值无法被转换为有效十六进制数值时，置位为 1 17Receive_Char SMB2包含在自由端口通信过程中从端口 0 或端口 1接收的各字符18Parity_Err SM3.0当端口 0 或端口 1接收到的字符中有奇偶校验错误时，针对端口 0 或端口 1进行置位19Comm_Int_Ovr SM4.0如果通信中断队列溢出（仅限中断例程），则置位为 120Input_Int_Ovr SM4.1如果输入中断队列溢出（仅限中断例程），则置位为 121Timed_Int_Ovr SM4.2如果定时中断队列溢出（仅限中断例程），则置位为 122RUN_Err SM4.3当检测到运行编程错误时置位为 123Int_Enable SM4.4指示全局中断启用状态：1 = 已启用中断24Xmit0_Idle SM4.5当发送器空闲时置位为 1（端口 0）25Xmit1_Idle SM4.6当发送器空闲时置位为 1（端口 1）26Force_On SM4.7值被强制时置位为 1:1 = 强制值，0 = 未强制值27IO_Err SM5.0存在任何 I/O 错误时置位为 128Too_Many_D_IO SM5.1如果过多的数字量 I/O 点连接到 I/O 总线，置位为 129Too_Many_A_IO SM5.2如果过多的模拟量 I/O 点连接到 I/O 总线，置位为 130CPU_ID SMB6识别 CPU 型号31CPU_IO SMB7识别 I/O 类型32EM0_ID SMB8模块 0 ID 寄存器33EM0_Err SMB9模块 0 错误寄存器34EM1_ID SMB10模块 1 ID 寄存器35EM1_Err SMB11模块 1 错误寄存器36EM2_ID SMB12模块 2 ID 寄存器37EM2_Err SMB13模块 2 错误寄存器38EM3_ID SMB14模块 3 ID 寄存器39EM3_Err SMB15模块 3 错误寄存器40EM4_ID SMB16模块 4 ID 寄存器41EM4_Err SMB17模块 4 错误寄存器42EM5_ID SMB18模块 5 ID 寄存器43EM5_Err SMB19模块 5 错误寄存器44Last_Scan SMW22最后一次扫描循环的扫描时间45Minimum_Scan SMW24自从进入 RUN 模式起记录的最小扫描时间46Maximum_Scan SMW26自从进入 RUN 模式起记录的最大扫描时间47SB_ID SMB28信号板 ID48SB_Err SMB29信号板错误49P0_Config SMB30组态端口 0通信：奇偶校验、每个字符的数据位数、波特率和协议50P0_Config_0SM30.0为端口 0 选择自由口或系统协议51P1_Config SMB130组态端口 1通信：奇偶校验、每个字符的数据位数、波特率和协议52P1_Config_0SM130.0为端口 1 选择自由口或系统协议53Time_0_Intrvl SMB34指定中断 0 的时间间隔（从 5 到 255，以 1 毫秒递增）。
S7-300定时器与计数器指令[专业知识]
![S7-300定时器与计数器指令[专业知识]](https://img.taocdn.com/s3/m/2965692a31b765ce050814c2.png)
I0.0 Q4.0
1S 2S
行业相关
21
返回上级
【例3】
控制程序 （使用接通延时定时器）
控制程序 （使用脉冲定时器）
行业相关
22
返回上级
4. S_ODTS（保持型接通延时S5定时器）(1/3)
保持型接通延时S5定时器LAD及FBD指令
扩据脉冲S5定时器LAD及FBD指令
行业相关
13
返回上级
2. S_PEXT（扩展脉冲S5定时器）(2/3)
扩据脉冲S5定时器线圈指令
行业相关
14
返回上级
2. S_PEXT（扩展脉冲S5定时器）(3/3)
示例程序
工作波形
行业相关
15
返回上级
【例2】 扩展脉冲定时器应用——电动机延时自动关闭控 制。
成，按物流要求，当按动起动按钮S1时，皮带电机
Motor_2首先起动，延时5s后，皮带电机Motor_1自动
起动；如果按动停止按钮S2，则Motor_1立即停机，延
时
1
0
s
后，Motor_2自动停机。
S1 起动 S2 停止
Motor_1
电动机
Motor_2
电动机
行业相关
26
返回上级
【例4】
端子接线图
行业相关
27
返回上级
【例4】
I/O分配表
行业相关
28
返回上级
【例4】
控制程序（FBD）
控制程序（LAD）
行业相关
29
返回上级
5. S_OFFDT（断电延时S5定时器）(1/3)
寄存器与计数器
73
练习: 下图是几进制计数器?
QD QC QB QA S9(1) 74LS90 R0(1) S9(2) CPB CPA R0(2)
CP
1000为过渡 状态，故输 出端状态旳 变化范围:
0000~0111
答: 8进制
74
练习: 下图是几进制计数器?
&
QD QC QB QA S9(1) 74LS90 R0(1) S9(2) CPB CPA R0(2)
68
工作原理分析
69
74LS90具有下列功能：（1）异步清零。（2）异步置9。（3） 正常计数。（4）保持不变。
70
例6-7 分别采用反馈清零法和反馈置9法，用 74LS90构成8421BCD码旳8进制加法计数器。 解：（1）采用反馈清零法。
71
（2）采用反馈置9法。 首先连接成8421BCD码十进制计数器，然后在此基础 上采用反馈置9法。8进制加法计数器旳计数状态为 1001、0000～0110，其状态转换图如图（a）所示。
然仍是256进制计数器，但计数状态顺序发生了变化。下面旳 时序波形图清楚地阐明了这一点。
79
例6-9 用两片74LS161构成204进制加法计数器。 解：首先将两片74LS161串接构成256进制加法计数器，
17
例6-3由集成移位寄存器74LS194和非门构成旳脉冲分 配器电路如图所示，试画出在CP脉冲作用下移位寄 存器各输出端旳波形。
18
6.2 异步N进制计数器
主要内容：
异步n位二进制加、减计数器电路 异步n位二进制计数器电路旳构成措施 异步3进制加计数器电路 异步6进制加计数器电路 异步非二进制计数器电路旳构成措施
第6章 寄存器与计数器
十二进制计数器
郑州科技学院《数字电子技术》课程设计题目十二进制计数器学生姓名丁洪宝专业班级电科一班学号201031018院（系）电气工程学院指导教师袁玉霞完成时间 2013年03月15日目录1实验概述 (1)1.1计数器设计目的 (2)1.2计数器设计组成 (2)2十二进制计数器设计描述 (2)2.1设计原理 (2)2.2设计的思路 (3)2.3设计的实现 (4)3十二进制计数器的设计与仿真 (5)3.1基本电路分析设计 (5)3.2计数器电路的仿真 (8)4总结 (9)参考文献 (11)附录1：实验电路图 (12)附录2：元器件清单 (13)1 实验简述计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来及脉冲数，还常用作数子系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。
计数器种类很多。
按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。
根据计数制的不同，分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器。
根据计数器的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。
还有可预制数和可变程序功能计数器等等。
目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。
使用者只要借助于器件手册提供的功能和工作波形图以及引出端的排列，就能正确运用这些器件。
计数器在现代社会中用途中十分广泛，在工业生产、各种和记数有关电子产品。
如定时器，报警器、时钟电路中都有广泛用途。
在配合各种显示器件的情况下实现实时监控，扩展更多功能。
1.1计数器设计目的1)每隔1s，计数器增1；能以数字形式显示时间。
2)熟练掌握计数器的各个部分的结构。
3)计数器间的级联。
4)不同芯片也可实现十二进制。
1.2 计数器设计组成1)用两个74LS160芯片和一个与非门实现。
2)当定时器递增到12时，定时器会自动返回到01显示，然后继续计时。
本设计主要设备是两个74LS160同步十进制计数器，并且由200HZ，5V电源供给。
数字电子技术基础-74LS161的学习
第五节 常用中规模计数器芯片及应用
• 一、常用中规模计数器芯片
• （一）4位二进制同步加法计数器芯片74X161
清零
CR 0 1 1 1 1
预 置 使能
数
LD
ET EP
×
××
0
××
1
0×
1
×0
1
11
时钟 预置数据输入
CP
D3 D2 D1 D0
×
××××
↑
D CB A
×
××××
×
××××
↑
××××
Q3n1 J3Q3n K3Q3n Q0nQ1nQ2nQ3n Q0nQ1nQ2n Q3n
Q3nQ2nQ1nQ0n
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
Q Q Q Q n1 n1 n1 n1 3 21 0
0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 11的功能
• 为个1时6钟进周制期（，4位状二态进Q制3Q）2Q加1Q计0=数00器01。表状示态第Q23个Q2时Q钟1Q周0=期00，00状表态示第1 QQ周33期QQ22。QQ11QQ00==01101110表表示示第第136个个时时钟钟周周期期，。依此次电类路推只，能状记态忆16个时钟
74LS161的学习
分析
J0 K0 1
J1 K1 Q0n
J 2 K2 Q0nQ1n
J3 K3 Q0nQ1nQ2n
Qn1 J Qn KQn
Q0n1 J0 Q0n K0Q0n Q0n
课程设计计数器
课程设计计数器一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握计数器的基本原理和使用方法。
具体包括：1.知识目标：使学生了解计数器的历史、发展和种类，理解计数器的工作原理，掌握计数器的使用方法和操作技巧。
2.技能目标：培养学生能够熟练使用计数器进行基本的数学运算，能够运用计数器解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：培养学生对科学的热爱和好奇心，培养学生的动手能力和创新精神，使学生认识到科技对生活的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括：1.计数器的基本原理：使学生了解计数器的工作原理，理解计数器各个部分的功能和作用。
2.计数器的使用方法：教授学生如何使用计数器进行基本的数学运算，如何进行数据输入和输出。
3.计数器的操作技巧：通过实际操作，使学生掌握计数器的操作技巧，能够熟练使用计数器。
4.计数器在实际问题中的应用：通过实例讲解，使学生能够运用计数器解决实际问题。
三、教学方法本课程的教学方法包括：1.讲授法：通过讲解计数器的基本原理和使用方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：通过分组讨论，使学生交流学习心得，提高学生的动手能力和团队协作能力。
3.实验法：通过实际操作，使学生掌握计数器的使用方法和操作技巧。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供学习参考。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的实验设备，保证每个学生都能动手实践。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的掌握情况，包括计数器的使用方法和实际问题解决能力。
3.考试：定期进行考试，全面评估学生对计数器知识的理解和运用能力。
评估方式要求客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
通过评估，及时发现学生的问题，进行针对性的辅导。
51单片机定时器(考小题大题)
定时器/计数器及其应用
定时器/计数器及其应用
定时器/计数器的应用场合: 定时或延时控制、对外部事件的检测、计数 等；
24
定时器的工作方式——方式0
当C/T=0时，为定时工作模式，开关接到振荡器 的12分频器输出上，计数器对机器周期脉冲计数。 其定时时间为： (213-初值)×振荡周期×12
例如：若晶振频率为12MHz，则最长的定时时间 为(213-0)×(1/12)×12us=8.191ms
当C/T=1时，为计数工作模式，开关与外部引脚 T1(P3.5)接通，计数器对来自外部引脚的输入脉 冲计数。当外部信号发生负跳变时计数器加1。
MCS-51系列8031、8051单片机有两个 16位定时器/计数器（即T0和T1）； 8032、8052单片机有3个16位定时器/计 数器（即T0、 T1和T2）；
2
定时器/计数器及其应用
所谓计数器就是对外部输入脉冲的计数； 所谓定时器也是对脉冲进行计数完成的，计 数的是51单片机内部产生的标准脉冲，通 过计数脉冲个数实现定时。 所以，定时器和计数器本质上是一致的，在 以后的叙述中将定时器/计数器笼统称为定 时器。
（4）对TCON寄存器中的TR0或TR1置位，启动定时/计数
器，置位以后，计数器即按规定的工作模式和初值进行计 数或开始定时。
19
定时/计数器的初始化
初值计算：
设计数器的最大值为M，则置入的初值X为： 计数方式：X=M-计数值 定时方式：由(M-X)T=定时值,得X=M-定时值/T T为计数周期，是单片机的机器周期。
一年级上数学教案-33 整理与复习(一) 人教版
一年级上数学教案-33 整理与复习（一）人教版教学目标知识与技能1. 让学生复习和巩固本学期所学的数学基础知识，包括数数、分类、排序、比较大小等。
2. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。
过程与方法1. 通过游戏和实践活动，让学生在实践中掌握数学知识。
2. 培养学生合作学习的能力，提高学生的团队协作意识。
情感态度与价值观1. 培养学生对数学的兴趣和热爱，激发学生的学习积极性。
2. 培养学生认真、细心的学习态度，提高学生的学习效果。
教学重点与难点教学重点1. 复习和巩固本学期所学的数学基础知识。
2. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。
教学难点1. 如何激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。
2. 如何引导学生运用数学知识解决实际问题。
教学准备1. 教师准备：教学课件、教学用具（如计数器、卡片等）。
2. 学生准备：课本、练习本、铅笔等学习用品。
教学过程1. 导入（5分钟）1. 教师通过趣味数学故事或游戏，引导学生回顾本学期所学的数学知识。
2. 学生分享自己在生活中运用数学知识的经历，激发学生的学习兴趣。
2. 复习基础知识（10分钟）1. 教师带领学生复习数数、分类、排序、比较大小等基础知识。
2. 学生通过实践活动，巩固所学知识。
3. 解决实际问题（10分钟）1. 教师出示实际问题，引导学生运用数学知识解决问题。
2. 学生分组讨论，共同解决问题。
4. 巩固练习（10分钟）1. 教师出示练习题，学生独立完成。
2. 教师对学生的解答进行点评，指出错误原因，引导学生正确解题。
5. 总结与反思（5分钟）1. 教师引导学生总结本节课所学内容，巩固知识。
2. 学生分享自己的学习心得，提高学生的学习效果。
教学评价1. 观察学生在课堂上的表现，评价学生的参与程度和合作意识。
2. 检查学生的练习题完成情况，评价学生对知识的掌握程度。
3. 收集学生的反馈意见，不断改进教学方法，提高教学质量。
教学延伸1. 鼓励学生在课后继续运用数学知识解决实际问题，提高学生的实践能力。
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（3）由状态转移表作状态图：
15 14
12
13 10
0
1
2
3
4
11
9
8
7
6
5
3.3.3 中规模集成计数器
1．中规模同步计数器
同步清零
[例4] 同步二进制计数器 74LS163
输
入
输出 注
CR LD CTP CTT CP D C B A QD QC QB QA CO
0 ×××↑ ×××× 0 0 0 0 0
100 ← 110 ← 111
101
需要指出的是：该计数器存在无效循环，如果计数器因为某种原因落
入无效循环时，计数器将一直工作在无效循环中，即电路不能自启动。
所谓无效循环，是指由无效状态构成的循环。如本例中的010、101。
3.3.2 异步计数器
Q0 J
CP
C
K
0
Q1 J
C KC
1
Q2 J
C
K
2
三位同步计数器 状态转移表
Q3n+1＝ Q1nQ2nQ3n＋(Q1n＋Q2n)Q3n Q2n+1＝Q1nQ2n ＋ Q1nQ2n Q1n+1＝Q1n Z＝Q1nQ2nQ3n
Q3n Q2n Q1n
Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1
Z
000
001
0
001
010
0
010
011
0
011
100
0
100
101
0
J Q3 C K 3
20
异步计数器分析时要注意的三个问题：
（1）把时钟信号引入触发器的状态方程
对于JK触发器，状态方程修改为 Qn+1 =（JQn＋KQn）·CP ＋Qn ·CP
对于D触发器，状态方程修改为 Qn+1 = D ·CP ＋Qn ·CP
（2）确定各级触发器时钟信号的表达式
若时钟取自触发器Q 端，则 若时钟取自触发器Q 端，则
Q1n+1＝Q3n Q1n Q0n＋ Q1n Q0n
20
Q0
J
CP
C
K
J
Q1
C KC
Q2
J C
K
J Q3
C K
Q２： CP２＝ Q1n ·CP１ ＝ Q1n Q0n
J2＝ １
K2＝１
Q2n+1＝Q2n Q1n Q0n＋ Q2n Q1n ＋ Q2n Q0n
Q3： CP3＝ CP１ ＝ Q0n
J3＝ Q2n Q1n
若触发器的数目为k，模数M=2k，各级之间的连接关系为： J1= K1= 1
Ji= Ki= Q1n Q2n … Qi-1n 若是同步二进制减法计数器，则连接关系为：
J1= K1= 1 Ji= Ki= Q1n Q2n … Qi-1n
[例2] 分析下图所示的同步计数器。
D
Q0
0
C
D
Q1
1
C
D
Q2
2
C
Q2
011
1
2
011
111
1
3
111
110
0
4
110
100
0
5
100
000
0
010
101
1
101
010
0
Q2 Q1
Q0
00 01 11 10
00 φ 4 5
11 2 3 φ
扭环计数器状态分布
D
Q0
0
C
D
Q1
1
C
D
Q2
2
C
Q2
CP
000 → 001 → 011
010
排列：Q2Q1Q0
↑ 有效循环 ↓
无效
J
CP
C
K
0
J
Q1
C KC
1
Q2
J C
K 2
J Q3
C K 3
解：（1）依次写出Q0 ~ Q3的时钟表达式、激励方程和次态方程：
Q0： CP0＝1
J0＝1
K0＝１
Q0n+1＝（J0Q0n＋K0Q0n）·CP0 ＋Q0n ·CP0＝ Q0n
Q1： CP1＝ Q0n ·CP0 ＝ Q0n
J1＝ Q3n
K1＝１
CP
扭环计数器状态转移表
(1) 计数器也可由移位寄存器构成， 但必须加入反馈 ：
由Q2反馈→扭环计数器 由Q2反馈→环形计数器 (2) K位移存器构成扭环计数器：
M=2K； (3)连接方式：D0=QK-1，
Di=Qi-1
Q2n Q1n Q0n
Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1
D0
0
000
001
1
1
001
K3＝１
Q3n+1＝Q3n Q2n Q1n Q0n＋ Q3n Q0n
注意：外部时根据上述次态方程，作状态转移表：
Q3n Q2n Q1n Q0n
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
3.3 计数器
计3数.3器.1 ：同能步记计忆数脉器冲个数的逻辑构件。
同步计数器的一般分析步骤如下：
计数（器1的）模根据M已：知计的数逻器辑所电路能图记，忆写脉出冲激的励方最程大和数输目出。方程； 计数（器2分）类由激：励同方步程计和数触器发、器特异征步方计程数写器出触发器的状态方程；
（3）作出状态转移表和状态图； （4）进一步分析其逻辑功能。
清
零
1 0 ××↑ d c b a d c b a
[例1] 分析下图所示的同步计数器。
J
Q1
J
Q2
J Q3
Z
1
2
3
K
K
K
CP
[例1] 分析右
图所示的同步
J
Q1
J
Q2
J Q3
Z
计数器。
1
2
3
K
K
K
CP
解：（1）写出输出方程和激励方程
输出方程： 激励方程：
Z＝Q1nQ2nQ3n J3＝Q1nQ2n J2＝Q1n J1＝1
K3＝ Q1nQ2n K2＝ Q1n K1＝ 1
CPj = Qi ·CPi CPj = Qi ·CPi
( j﹥i ) ( j﹥I )
（3）异步计数器的分析必须从第一级触发器开始
具体地说，从第一级触发器开始写时钟表达式和状态方程， 然后依次进行，直到最后一级。在全部状态方程写完之后才作出 状态转移表和状态图。
[例3] 分析下图所示的异步计数器。
Q0
0
1
1
1
1
Q3n+1
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0
Q2n +1
0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0
Q1n +1
0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0
Q0n+1
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
（2）写出电路的状态方程
Qn+1＝JQn ＋ KQn
Q3n+1＝ Q1nQ2nQ3n＋ Q1nQ2nQ3n ＝ Q1nQ2nQ3n＋(Q1n＋Q2n)Q3n Q2n+1＝Q1nQ2n ＋ Q1nQ2n = Q1n + Q2n Q1n+1＝1·Q1n ＋ 1·Q1n ＝Q1n
（3）作状态转移表 和状态图
101
110
0
110
111
0
111
000
1
状态图
000
001
010
011
排列：Q3Q2Q1
111
110
101
100
（4）分析说明
根据状态图，上述计数器是模M＝8的二进制加法计数器，计 数循环从000～111，共8个状态。当计满8个数时，输出Z为1，相
当于逢8进1 的进位输出。
同步二进制加法计数器组成规律为：