数电 第一节 计数器

0 1
0 0 0 0
1
（三）74161/74163功能扩展
连接成任意模M 的计数器
（1）同步预置法
（2）反馈清零法 （3）多次预置法
(3)多次预置法
例4: 分析电路功能。
N 态序表 Q3 Q 2 Q 1 Q 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
门输出低电平。若上面的与门 门输出高电平。关联数字是 3， 输出高电平，关联数字是非 3， 又根据第一个时序块有 3CT=1 ， 即置9无效。数据输出端清零。 则第一个时序块输出为 1。同 输入用R0(1)和R0(2)标识。 样，又根据第二个时序块有 (3)计数：当 R01、R02及Sg1、Sg2有 3CT=4 ，则第二个时序块输出 为 100，QD=1。从总输出看为 低电平时，且当有 CP下降沿时， 1001 ，即9，所以此时为置9功 即可以实现计数。 能。输入用Sg(1)和Sg(2)标识。
1 0 0 0
0 0 0 1
1 0 0 0
0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
(三）74161/ 74163功能扩展 连接成任意模M 的计数器
(1) 同步预置法
(2) 反馈清零法 (3) 多次预置法
（2）反馈清零法 例3: 分析图示电路的功能。
采用74161
N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 态序表 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
（2）接成M>16的计数器
例8: 用74193设计M=147 计数器。
方法一:采用 异步清零、 加法计数。
M = (147)10
0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0
=(10010011)2
需要两片74193
（2）接成M>16的计数器
例9:用74193设计M=147 计数器
1 2 3 4
5 6 7 8
1
× ×× ×
计数
CR CP D0 D1
D2 D3 CTT GND
4)计数：当LD = CR = CPT= CTT =1时，按二进制自 3) 保持：当 CR=LD =1 时， CTP或 CTT” 有一个无效， 1) 异步清除：当 CR =0 ，输出“ 0000 状态，与 CP 无关。 然码计数。 若初态为0000,15个CP后，输出为 各触发器均处于保持状态。 2) 同步预置：当 CR ， LD =0 ，在 CP 上升沿时，输 “ 1111” ，进位CO = =1 CT 。第 16个CP作 TQ 3Q 2Q 1Q0 =1 用后，输出恢复到 0000状态，CO = 0。 出端反映输入数据的状态。
74161功能表
输 0 1 1 1 1 × 0 1 1 1 × × 0 × 入 × × ×× × × ×× × × ×× × 输 出 CR LD CTP CTT D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 保持 保持
×
× 0 1
D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0
74161
74161功能表 特点：
(1)外引线排列和 74161相同。 (2)置数，计数， 保持功能与74161 相同。
(3)清零功能与 74163采用同步清零方式： 74161不同。 当CR =0时，且当 CP 的上升沿
来到时,输出Q0Q1Q2Q3 才全被清零。
比较四位二进制同步计数器
CTRDIV16
5CT=0 CT=0 M1 M2 G3 G4 3CT=15
N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 态序表 QD QC QB QA 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
1 f LD 0
（1）接成M<16的计数器 方法二:采用
CTRDIV16
74161 保持
计数
74163
同步预置 同步预置
74163
C5/2,3,4+
保持
计数
1,5D
[1]
[2]
[4] [8]
异步清零
同步清零
(三）74161/ 74163功能扩展
连接成任意模M 的计数器
(1) 同步预置法 (2) 反馈清零法
(3) 多次预置法
(1) 同步预置法 例1:设计一个M=10的计数器。 方法一:
0 0 0 1 1 0 0 0 1 1
0 0 1 0 1 0 0 1 0 1
0 0 1 1 0
M=10 计数器
（4）同步计数器的级联
若干片同步计数器组成同步计数链时，就要利用计数控 制端CTT、CTP传递进位信号。
高位片计数的条件是：只有等低位片输出为全1，其进位 输出CO=1时才能使高位片在输入下一个计数脉冲后接收进位 信号开始计数，否则只能为保持状态。
（二）四位二进制同步计数器74163
74163功能表
输 CP × ↑ ↑ × × ↑ CR 0 1 1 1 1 入 D3 D2 D1 D0 × ×× × D3 D2 D1 D0 × ×× × × ×× × × ×× × 输 出 LD CTP CTT × 0 1 1 1 × × 0 × 1 × × × 0 1 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 D3 D2 D1 D0 保持 保持 计数
CT=0 G1 2+ G2 1G3 1CT=0 2CT=15
CO BO
1 0 0
3D
[1] [2] [4] [8]
QA
QB QC QD
BO=0
1
1 0 0 1
二、四位二进制可逆计数器74193
2. 74193功能扩展
—— 连接成任意模M 的计数器
(1) 接成M<16的计数器
(2) 接成M>16的计数器
第二节
计数器
一、四位二进制同步计数器 二、四位二进制可逆计数器 三、中规模异步计数器
二、四位二进制可逆计数器74193
1. 逻辑符号
CR UP DN LD
CTRDIV16
CT=0 G1 2+ G2 1G3 1CT=0 2CT=15
CO BO
A B
3D
[1] [2] [4] [8]
QA
QB
C
D
QC
0 1
Q D2 Q D3
CP端子2，3，4有效（即M2 ，G3， G4为高电平）时，计数器加1计数。 用CTT和CTP表示。
（一）四位二进制同步计数器74161
74161外引线功能端排列图
UCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTP LD 16 15 14 13 12 11 10 9
CP × ↑ × × ↑
用来计算输入脉冲数目四位二进制同步计数器四位二进制可逆计数器中规模异步计数器7416174163功能扩展ct0m1m23ct15g3g4c523474161内部由四个主从jk触发器和控制电路构成
第一节
•计数器的分类
计数器
用来计算输入脉冲数目
按进位方式，分为同步和异步计数器。
按进位制，分为模2、模10和任意模计数器。
（一）四位二进制同步计数器74161
逻辑符号
CR LD CTT CTP CP
CT=0
M1 M2 G3 G4 C5/2,3,4+ 3CT=15
D0 D1 D2 D3
1,5D
[1] [2] [4] [8]
内部由四个主从JK触发器 和控制电路构成。 CTP 、CT T：可作为使能端和多 M1 端子为低电平时，为 M1 模式； 关联数据有 1， 2 ， 3 ， 4 高电平为 片级联使用 。 和 5。 M2模式。此端引入线为低时， 为M1模式，关联数字是1，观察时序 符号输入中 CT=0表示无 控制块输出端 3CT=15 （即时 5 1，并且有关联数字 CO 块中有关联数字 序块输出 Q3 Q2 Q1 Q0=1111 ），其 表示 C5有效，即时钟上升沿时，将输 任何关联内容，只要此端子 中3关联G3端。G3为高电平，且 入端数字送到输出端。同步预置。 有效，在此为低电平时，输 Q3 Q 2 Q1 Q0=1111 时，控制输出端 此端输入信号用 LD表示。 出为 0 ，称之为异步清零。端 3CT=15 端输出有效高电平。用 Q D 时钟输入信号用 CP表示。 CO 表示。 CR说明。 Q G3，G4关联数字为 3，4。当 D 子输入端用
× ×× ×
减法计数
保持
二、四位二进制可逆计数器74193
2. 74193功能扩展
—— 连接成任意模M 的计数器
(1) 接成M<16的计数器
(2) 接成M>16的计数器
（1）接成M<16的计数器
态序表 QD QC QB QA 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
1 CR
CT=0 M1 M2 3CT=15
采用后十种状态
CTRDIV16
CO
态序表 计数 输 出 N Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
QD
G3 不受任何关联，而关 CO =0 D A :时序块的数据输入， CT=0 表示输出清零，无 加到最大 联时序块中的数据输入端。 从高位 低位。 任何关联数字，所以是异步 值时产生进位 BO =0 当低电平时，数据从输入到 清除 ,高电平有效，用 CR标 信号 Q =0 CC Q 时序的数据输出， D QA : 输出。用 LD 标识，且异步预 识。 从高位 低位。 置。 减到最小 2+和G2关联，只要G2 3和G3相关联。 值时产生借位 高电平有效， 上升沿到时， QCC UP Q2+ QB Q A C QD 信号Q =0 CB 加1计数。用UP 、DN 标识。 反之， 1-和G1关联，只要G1 QCB DN Q A Q B Q C Q D 高电平有效，1-上升沿到时， 减1计数。 即双时钟输入。
f 1 LD
方法一:采用 例6：用74193设计M=9 计数器。 异步预置、 加法计数
N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0
CTRDIV16
CT=0
G1
2+ G2 1G3
2CT=15 1CT=0
CO
BO
0 1 1
3D
[1] [2] [4] [8]
QA QB QC QD
CO=0
0
0 1 1 0
异步预置、 例7：用74193设计M=9 计数器。 减法计数
LD CTT 1 CTP 1 f CP 0 0 1 1 1 1 0 0
1
G3 G4
C5/2,3,4+
0 CO=1
Q0 0
Q1 1
f/10
1,5D
[1] [2] [4] [8]
Q2 1
Q 03
例2: 同步预置法设计 M=24 计数器。
（24）10=（11000）2 初态为：0000 0001 需两片 终态：00011000 0
按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器。 按集成度，分为小规模与中规模集成计数器。
第二节
计数器
•部分常用集成计数器
第二节
计数器
四位二进制同步计数器 四位二进制可逆计数器
中规模异步计数器
一、四位二进制同步计数器
（一） 四位二进制同步计数器74161
（二） 四位二进制同步计数器74163
（三） 74161/74163功能扩展
方法二:采用 减法计数、 异步预置、 利用BO端。 M = (147)10 =(10010011)2
1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1
1 0 0 1
第二节
计数器
一、四位二进制同步计数器 二、四位二进制可逆计数器 三、中规模异步计数器
CT74LS290(T1290)二-五-十进制集成计数器 Q0 Q3 Q2 Q1
二、四位二进制可逆计数器74193
74193功能表
输 UP × × ↑ 1 1 DN CR × × 1 ↑ 1 1 0 0 入 LD × 0 1 1 1 A B C D × ×× × A B C D × ×× × 输 出 QA QB QC QD 0 0 0 0
A B C D 加法计数
0
0
× ×× ×
SD Q J SD Q J
Q
J
Q
J
F3
Q K RD
F2
Q K RD
F1
Q K RD
F0
Q K RD
C0 C1
&
& S92 R01
S91
R02
三、异步计数器74290
1 . 逻辑符号
R0(1) R0(2) Sg(1) Sg(2)
CTR
&
&
3CT=0
在外部将 QA 和和 CP B 在外部将 Q CP D QA (1) 触发器A：模2 CPA入 出A 连接构成 8421BCD 码计 连接构成 5421BCD 码计 (2) 触发器B、C、D：模5异步计 数。 数。 数器。 fCP 入Q QD 出 B B 从 CP 入，输出从 A 入，输出从 f 从CP B Z3 若无效，即下面的与 Q 出。 Z3 若有效，则下面的与 D Q QQA Q Q 出。