构成任意进制计数器ppt课件
5-用集成计数器构成任意进制计数器PPT模板
一、集成计数器74LS160~74LS163
74LS160~74LS163是一组可预置的同步计数器，在计数脉冲上升 沿作用下进行加法计数，它们的功能比较见表3-7。它们的逻辑符号 及引脚排列是相同的，如下图所示。
除具有基本计数功能外，它们还具有一些特殊功能。
（一）预置并行数据输入
在实际工作中，有时在开始计数前，需将某一设定数据预先写入到 计数器中，然后在计数脉冲CP的作用下，从该数值开始作加法或减法 计数，这种过程称为预置。4种型号的计数器均有4个预置并行数据输 入端（D0～D3），当预置控制端（LD）为低电平时，在计数脉冲CP上 升沿作用下，将放置在预置并行输入端（D0～D3）的数据置入计数器， 这种预置方式称为同步预置；当 为高电平时，则禁止预置数。
但用反馈复位法获得的任意进制计数器存在两个问题： 一是有一个极短暂的过渡状态SM；二是清零的可靠性较 差。
（二）反馈置位法（置数法）
反馈置位法是通过控制已有计数器的预置输入控制端 来获得任意进制计数器的一种方法，其基本原理为：利用 给计数器重复置入某个数值来跳跃N－M个状态，从而获 得M进制计数器。
（二）清零
当清零端（R）为低电平时，不管时钟脉冲状态如何，即可完成清 零功能，这种清零方式称为异步清零（74LS160、74LS161）；当清零 端（R）为低电平时，在时钟脉冲上升沿作用下才能完成清零功能，这 种清零方式称为同步清零（74LS162、74LS163）。
（三）计数控制
当计数控制端ET和EP均为高电平时，在CP上升沿作用下 Q0～Q3同时变化，完成计数功能，从而消除了异步计数器中出 现的过渡状态（所谓过渡状态是指在同一CP作用下，异步计数 器的低位输出端已翻转，而高位输出端还没翻转瞬间所产生的一 种状态）；当ET或EP有一个为低电平时，则禁止计数。
《数字电路计数器》PPT课件
74LS90的级联扩展
2. 同步级联 这种方式一般是把各计数器的CP端连在一起接统一的
时钟脉冲，而低位计数器的进位输出送高位计数器的计数控 制(使能)端。
15.3.2 任意进制计数器的构成方法
集成计数器可以加适当反馈电路后构成任意模值计数器。
设计数器的最大计数值为N，若要得到一个模值为M(＜ N)的计数器，则只要在N进制计数器的顺序计数过程中， 设法使之跳过(N-M)个状态，只在M个状态中循环就可以了。 通常MSI计数器都有清0、置数等多个控制端，因此实现模 M计数器的基本方法有两种：
工作波形
0111
0110
0101
0100
0011
CP Q0 Q1 Q2 Q3
用反馈置数法构成九进制加法 计数器(2)
1
ET Q0 Q1 Q2 Q3 CO
1 EP
74LS161
CP ＞CP CR D0 D1 D2 D3 LD
1
11 10
LD CO
4位二进制计数器状态表
计数顺序
电路状态
Q3
Q2
Q1
0 0 000
X 0 X 计数状态
X0 X 0
情况一：计数时钟先进入CP0时的计数编码。
Q3
CP
Q0
CP0 2
CP1
Q2 5
Q1
Q3 Q2 Q1 CP1 Q0
000
0
000
1
001
0
001
1
十进 制数
0 1 2 3
Q3 Q2 Q1
000 001 010 011 100
010 010 011 011 100 100 000
04 15 06 17 08 19 00
任意进制计数器的构成以及时序逻辑电路设计PPT课件
【 】 内容 回顾
暂态
异步清零
3
a. 置零法（复位法）
【 】 内容 回顾
基本思想是：计数器从全0状态S0开始计数，计满M个
状态后产生清零信号，使计数器恢复到初态S0，然后
再重复上述过程。
异步清零
SM状态进行译码产生置 零信号并反馈到异步清
零端( RD)，使计数器立
即返回S0状态。
10ns
左右
SM状态只在极短的瞬间 出现，通常称它为“过
取(N-M)2——(N-1)2 个状态。 可采用进位输出端 置最小数(N-M)2法
12
【例】用74160实现7进制计数器(置数法)。
(2)置数法（取后M种状态），
M=7，在进位输出端处反馈置最小数 数SN-M=S10-7=S3=0011
LD (C )
1
1
EP D 0 D 1 D 2 D 3 C
CLK 计数输入
（1）整体置零法实现53进制。（M=53）
RD S53 （0011 0101）B
34
利用整体置零法由74LS161构成53进制加法计数器如图
所示。
RD S53 （0011 0101）B
1010
1100
十进制数53对应的二进制数为0011 0101 实现从0000 0000到0011 0100的53进制计数器 35
23
为什么进位端要加一个反相器？不加会有什么结果？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 131415 161718 19 20 21
CLK
C
C
24
【例】用74160实现24进制计数器。 整体置零法 M=24，在SM=S24=0010 0100 处反馈清零。
实验六 任意进制计数器的构成
实验六任意进制计数器的构成设计性实验一、实验目的1、学习用集成触发器构成计数器的方法；2、掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法；3、运用集成计数计构成N分频器，了解计数计的分频作用。
二、实验原理计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、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。
根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。
还有可预置数和可编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表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。
1、用D触发器构成异步二进制加／减计数器图6－1是用四只D触发器构成的四位二进制异步加法计数器，它的连接特点是将每只D触发器接成T'触发器，再由低位触发器的Q端和高一位的CP端相连接。
图6－1 四位二进制异步加法计数器若将图6－1稍加改动，即将低位触发器的Q端与高一位的CP端相连接，即构成了一个4位二进制减法计数器。
2、中规模十进制计数器CC40192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图6－2所示。
图中LD—置数端CP U—加计数端CP D—减计数端CO—非同步进位输出端BO—非同步借位输出端D0、D1、D2、D3—计数器输入端Q 0、Q 1、Q 2、Q 3 —数据输出端 CR图6－2 CC40192引脚排列及逻辑符号CC40192（同74LS192，二者可互换使用）的功能如表6－1，说明如下：当清除端CR 为高电平“1”时，计数器直接清零；CR 置低电平则执行其它功能。
当CR 为低电平，置数端LD 也为低电平时，数据直接从置数端D 0、D 1、D 2、D 3 置入计数器。
集成电路组成任意进制的计数器37页PPT
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
ENDBiblioteka 16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
构成任意进制计数器的两种方法
构成任意进制计数器的两种方法任意进制计数器是一种能够在任意进制下进行计数的设备或程序。
在日常生活中，我们所用到的计算机、手机、电子表等设备中，均包含了进制转换的功能，了解如何构建任意进制计数器是非常重要的。
在本文中，我们将介绍构成任意进制计数器的两种方法。
一、基于加法器的方法1. 原理基于加法器的方法是最常见的构成任意进制计数器的方法之一。
其原理是利用加法器进行进制转换，实现任意进制下的计数功能。
2. 实现步骤（1）确定计数器的进制：首先需要确定所要实现的任意进制数，比如二进制、十进制、十六进制等。
（2）设计加法器：根据所选进制的位数，设计相应的加法器，例如对于n位的二进制，需要设计n位的二进制加法器。
（3）连接加法器：将各个位的加法器进行连线，形成一个完整的计数器电路。
（4）输入输出控制：设计输入和输出控制电路，用于控制计数器的输3. 优缺点优点：基于加法器的方法实现简单，可扩展性强，能够实现任意进制的计数功能。
缺点：需要设计繁琐的加法器电路，占用较多的硬件资源。
二、基于状态机的方法1. 原理基于状态机的方法是另一种构成任意进制计数器的常用方法。
其原理是利用状态机进行状态转移，实现任意进制下的计数功能。
2. 实现步骤（1）确定计数器的进制：同样需要确定所要实现的任意进制数，如二进制、十进制、十六进制等。
（2）设计状态转移图：根据所选进制的位数，设计状态转移图，确定每个状态之间的转移关系。
（3）编写状态机控制逻辑：根据状态转移图，编写状态机的控制逻辑，实现状态的转移和计数功能。
（4）输入输出控制：设计输入和输出控制电路，用于控制计数器的输3. 优缺点优点：基于状态机的方法逻辑清晰，占用硬件资源较少，易于实现复杂的计数功能。
缺点：需要设计状态转移图和状态机的控制逻辑，相对复杂一些。
总结基于加法器的方法和基于状态机的方法是构成任意进制计数器的两种常用方法。
基于加法器的方法实现简单，但所需硬件资源较多；基于状态机的方法逻辑清晰，占用硬件资源较少。
任意进制的计数器实现 ppt课件
[题6.30]答案一
用74161的低三位产生8个循环的状态。用R,G,Y分别表示
红，绿，黄灯。
1
由真值表求出：
CP
EP ET
D0 D1 D2 74161
D3 C LD
1
CP Q0 Q1 Q2 Q3RD
R=∑(1,4,7) G=∑(3,4,5) Y=∑(2,4,6)
A0 A1 A2 Y0 Y1
要求：连续输入三个或三个以上1时 CLK 输出为1,其他情况下输出为0。
“111”
Y
序列检测器
PPT课件
三、状态分配 取n=2，令Q1Q0的00、01、10为S0S1S2
Q1* XQ1 XQ0 PQPT0课*件 XQ1Q0
Y XQ1
四、选用JK触发器，求方程组
Q1* XQ1 XQ0
方案一、异步清零R’D
/0 /0 /0
/C
/1
/0
/0
/0
/0 /0 /0
• 进位信P号PT课件
进位信号可以从Q输出端中选择，也可以构造进位信号。特点:周 期为计数循环的周期；而且，一个计数周期内只有一次变化。
PPT课件
构造标准的进位信号条件： 1. 在时序逻辑的最后一个状态(最大状态)为特殊电平(高/低电平) 2. 特殊电平只持续1个脉冲周期
C = Q2Q3
J1 (Q2Q3 ) ' K1 =1 J2 Q1 K 2 = (Q '1 Q '3 ) ' J3 Q1Q2 K3 = Q2
由卡诺图或者将111状态编码代入状态方程，可求出其次 态为000, 因此经检验此电路可自启动。
PPT课件
0000 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001
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计数器的级联 复位法 置 数法 综合应用 学生练习
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计数器的级联
计数器级联的原因 异步扩展 同步扩展 74191扩展成8位可逆计数器
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计数器级联的原因
从降低成本考虑，集成电路的成本必须 有足够大的批量。目前生产销售的定型集成 电路中，仅有应用最多的4位二进制、十进 制、8位二进制等几种计数器。在需要其他 进制计数器时，只能用现有的计数器产品经 过外电路连接得到。
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异步扩展 用74290构成100进制计数器。
Q3Q2Q1Q0：个位数的8421BCD码； Q7Q6Q5Q4：十位数的8421BCD码。
个位数每计满10个脉冲， Q3输出一个下降沿，使T4290（2）CP0有 效，Q7Q6Q5Q4加1。Q7Q6Q5Q4计满10个脉冲，整个计数器回零，并从
Q7端输出一个下降沿，可作为进位输出。 .
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同步复位法
Rd=0的信号应从Si的状态译出， 待下一个CP到来时，才将计数器复位。
74163构成2~16进制计数器
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置 数法
异步置数法 同步置数法
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异步置数法 利用计数器的置数端实现。 置数法与复位法不同，它是利用给计数器重复置入某个数 值的方法跳过（N-M）个不需要的状态，从而获得M进制计 数器的。置数操作可在任何状态下进行。原理如下图所示：
同步扩展
三片4位同步二进制计数器构成的16x16x16计数器
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74191扩展成8位可逆计数器：
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复位法
如果已有N进制计数器，要得到一个M 进制计数器，只要N>M，令N进制计数器在 计数过程中，计满M个状态后，跳过剩余NM个状态，即可得到M进制计数器。
实现状态跳跃的方法一般有两种：
异步复位法 同步复位法
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异步复位法
例1：7490构成6进制计数器。
解：根据异步复位法，利用0110状态产生复位信 号R1、R2,使计数器状态返回到0000。
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例2：7490构成任意进制计数器。
解：如下图所示，把A、B、C分别接Q0、Q1、Q2、Q3 即可实现2至10进制计数器路， 用7490也可实现2至10进制计数器，实 现方法如下：
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异步复位法
--利用计数器的复位端实现。 设原有的计数器是N进制的，共有S0~SN-1个状态。 从S0开始计数，接收M个计数脉冲后进入SM状态。如 果这时候利用SM状态产生一个复位信号将计数器复位 （置成S0状态），即可跳过N-M个不需要的状态。由于 这时的计数器在SM状态上停留时间非常短，可把SM看 成是暂态，其稳定的状态只有S0~SM-1共M个。所以是 一个M进制计数器。原理如下图所示：
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例2：试用两片74162（同步清零）设计一个24进制的
计数器， 计数状态为：00 01 02 02 ······23
解1：分析：由于所要求的计数顺序是从00到23，所以必 须 先把两片74162连成一个100进制计器。 再 在100进制计数器基础上联成24进制计数器。
两片162连成100进制计数器的方法： 低位计数器进位输出作为高位计数器的控制信 号S1和S2。
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利用置数法，不附加任何门电路，用7490也 可实现2至10进制计数器，实现方法如下：
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同步置数法
用同步置数法将74160接成六进制计数器
a.置入0000
b.置入1001
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例1：74290构成60进制计数器
解：先用74290构成100进制计数器，在100进制计数器 的基础上用异步复位法实现60进制。如图所示， 计 数到60时R1、R2有效（高电位），使两片7490都复 位。计数器的稳定状态为：0~59，共60个。
解2：
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另解：
先把两片74162分别接成四进制和六进制计数器，然后级联。
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练习
下表为C180十进制计数器的功能表，图(a)为简化逻辑图，若 用该电路和与非门构成一个计数器，其输入V2和V0波形如图b所示， 试问：该计数器为几进制，并画出它的电路图。
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下表为C180十进制计数器的功能表，图(a)为简化逻辑图，若 用该电路和与非门构成一个计数器，其输入V2和V0波形如图b所示， 试问：该计数器为几进制，并画出它的电路图。