电子技术实验报告7-计数器及其应用(葛楚雄)
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2、异步集成计数器74LS90
74LS90为中规模TTL集成计数器，可实现二分频、五分频和十分频等功能，它由一个二进制计数器和一个五进制计数器构成。其引脚排列图和功能表如下所示：
3、中规模十进制计数器74LS192(或CC40192)
74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：
图16-6 74LS192级连示意图
6、实现任意进制计数
（1）用复位法获得任意进制计数器
假定已有一个N进制计数器，而需要得到一个M进制计数器时，只要M<N，用复位法使计数器计数到M时置零，即获得M进制计数器。如下图16-7所示为一个由74LS192十进制计数器接成的5进制计数器。
（2）利用预置功能获得M进制计数器
二、实验原理介绍
计数器是数字系统中用得较多的基本逻辑器件，它的基本功能是统计时钟脉冲的个数，即实现计数操作，它也可用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。例如，计算机中的时序发生器、分频器、指令计数器等都要使用计数器。
计数器的种类很多。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，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制的不同，可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；按计数过程中数字增减趋势的不同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器；还有可预制数功能等等。
从逻辑图和功能表可知，该计数器具有清零信号/MR，使能信号CEP，CET，置数信号PE，时钟信号CP和四个数据输入端P0~P3，四个数据输出端Q0~Q3，以及进位输出TC，且TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。
5、计数器的级连使用
一个十进制计数器只能显示0～9十个数，为了扩大计数器范围，常用多个十进制计数器级连使用。同步计数器往往设有进位（或借位）输出端，故可选用其进位（或借位）输出信号来驱动下一级计数器。下图为用2片74LS192级连使用构成2位十进制加法计数器的示意图：
图16-9特殊的12进制计数器
三、实验内容和数据记录
内容一中规模同步74LS161二进制计数器功能验证
1、QA QB QC QD输出端；
2、OC进位输出端；
3、ABCD数据预置输入端；
4、CP上升沿有效；
5、（/CR）清零端
6、（/LD）同步预制端
7、P、T功能控制端；
74LS161真值表
内容二、用74LS161实现模7计数器
1、用D触发器构成异步二进制加法/减法计数器
如上图16-1所示，是由3个上升沿触发的D触发器组成的3位二进制异步加法计数器。图中各个触发器的反相输出端与该触发器的D输入端相连，就把D触发器转换成为计数型触发器T。
将上图加以少许改变后，即将低位触发器的Q端与高一位的CP端相连，就得到3位二进制异步减法计数器，如下所示：
4.同学们学会用集成电路构成计数器的方法，掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法。
成绩
教师签名
文毅
批改时间
年月日
状态图如下：
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0101
0110
0010
0001
0100
0011
内容三、用74LS90构成“8421”码的十进制计数器
1.CP1输入计数脉冲， 输出“8421”码。
2.将测试的结果填入下表
状态图如下：
0011
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内容四、用74LS90构成“5421”码十进制计数器
下图为用三个74LS192组成的421进制的计数器，注意此时MR都要接低电平。
图16-8 421进制计数器
外加的由与非门构成的锁存器可以克服器件计数速度的离散性，保证在反馈置“0”信号作用下可靠置“0”。
图16-9是一个特殊的12进制的计数器电路方案。在数字钟里，对十位的计时顺序是1、2、3、……、11、12，即是12进制的，且无数0。如下图所示，当计数到13时，通过与非门产生一个复位信号，使74LS192(第二片的时十位)直接置成0000，而74LS192(第一片)，即时的个位直接置成0001，从而实现了从1开始到12的计数。注意此时MR都要接低电平。
图中： 为置数端， 为加计数端， 为减计数端， 为非同步进位输出端， 为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端， 为清零端（高电平清零），Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。其功能表如下：
表16-2 74LS192的功能表
4、4位二进制同步计数器74LS161
该计数器能同步并行预置数据，具有清零置数，计数和保持功能，具有进位输出端，可以串接计数器使用。它的管脚排列如图16-5所示：
注：CP2输入计数脉冲， 输出“5421”码。
1.将测试的结果填入下表
状态图如下：
1100
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内容五、用74LS90实现模7计数器的接线图(内容五)
反馈清零法：当输出端=（0111）时，R01R02 =1，输出端回到（0000）。因异步清零，反馈信号取N=7=(0111)2。
学生实验报告
系别
电子信息学院
课程名称
电子技术实验
班级
10通信A班
实验名称
实验七计数器及其应用
姓名
葛楚雄
实验时间
2012年5月30日
学号
2010010101019
指导教师
文毅
报告内容
一、实验目的和任务
1.学会用集成电路构成计数器的方法。
2.掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法。
3.运用集成计数器构成1/N分频器。
0000
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其中0111为暂态，存在时间很短暂，所以没在上图中表示出来。
四、实验结论与心得
1.该实验存在一定测量误差，误差来源于电路箱中得误差，但是误差实验允许范围内，故该实验有效。
2．该实验应该注意电路的联线，同时要求熟练掌握各个芯片的使用方法。
3．对74LS161、74LS90有更深一步了解，加深了同学们对由74LS161、74LS90组成的计数器的工作原理的理解，同时对书本的知识加深了理解。
74LS90为中规模TTL集成计数器，可实现二分频、五分频和十分频等功能，它由一个二进制计数器和一个五进制计数器构成。其引脚排列图和功能表如下所示：
3、中规模十进制计数器74LS192(或CC40192)
74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：
图16-6 74LS192级连示意图
6、实现任意进制计数
（1）用复位法获得任意进制计数器
假定已有一个N进制计数器，而需要得到一个M进制计数器时，只要M<N，用复位法使计数器计数到M时置零，即获得M进制计数器。如下图16-7所示为一个由74LS192十进制计数器接成的5进制计数器。
（2）利用预置功能获得M进制计数器
二、实验原理介绍
计数器是数字系统中用得较多的基本逻辑器件，它的基本功能是统计时钟脉冲的个数，即实现计数操作，它也可用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。例如，计算机中的时序发生器、分频器、指令计数器等都要使用计数器。
计数器的种类很多。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，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制的不同，可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；按计数过程中数字增减趋势的不同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器；还有可预制数功能等等。
从逻辑图和功能表可知，该计数器具有清零信号/MR，使能信号CEP，CET，置数信号PE，时钟信号CP和四个数据输入端P0~P3，四个数据输出端Q0~Q3，以及进位输出TC，且TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。
5、计数器的级连使用
一个十进制计数器只能显示0～9十个数，为了扩大计数器范围，常用多个十进制计数器级连使用。同步计数器往往设有进位（或借位）输出端，故可选用其进位（或借位）输出信号来驱动下一级计数器。下图为用2片74LS192级连使用构成2位十进制加法计数器的示意图：
图16-9特殊的12进制计数器
三、实验内容和数据记录
内容一中规模同步74LS161二进制计数器功能验证
1、QA QB QC QD输出端；
2、OC进位输出端；
3、ABCD数据预置输入端；
4、CP上升沿有效；
5、（/CR）清零端
6、（/LD）同步预制端
7、P、T功能控制端；
74LS161真值表
内容二、用74LS161实现模7计数器
1、用D触发器构成异步二进制加法/减法计数器
如上图16-1所示，是由3个上升沿触发的D触发器组成的3位二进制异步加法计数器。图中各个触发器的反相输出端与该触发器的D输入端相连，就把D触发器转换成为计数型触发器T。
将上图加以少许改变后，即将低位触发器的Q端与高一位的CP端相连，就得到3位二进制异步减法计数器，如下所示：
4.同学们学会用集成电路构成计数器的方法，掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法。
成绩
教师签名
文毅
批改时间
年月日
状态图如下：
0000
0101
0110
0010
0001
0100
0011
内容三、用74LS90构成“8421”码的十进制计数器
1.CP1输入计数脉冲， 输出“8421”码。
2.将测试的结果填入下表
状态图如下：
0011
0111
1000
0010
0001
0110
0101
1001
0000
0100
内容四、用74LS90构成“5421”码十进制计数器
下图为用三个74LS192组成的421进制的计数器，注意此时MR都要接低电平。
图16-8 421进制计数器
外加的由与非门构成的锁存器可以克服器件计数速度的离散性，保证在反馈置“0”信号作用下可靠置“0”。
图16-9是一个特殊的12进制的计数器电路方案。在数字钟里，对十位的计时顺序是1、2、3、……、11、12，即是12进制的，且无数0。如下图所示，当计数到13时，通过与非门产生一个复位信号，使74LS192(第二片的时十位)直接置成0000，而74LS192(第一片)，即时的个位直接置成0001，从而实现了从1开始到12的计数。注意此时MR都要接低电平。
图中： 为置数端， 为加计数端， 为减计数端， 为非同步进位输出端， 为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端， 为清零端（高电平清零），Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。其功能表如下：
表16-2 74LS192的功能表
4、4位二进制同步计数器74LS161
该计数器能同步并行预置数据，具有清零置数，计数和保持功能，具有进位输出端，可以串接计数器使用。它的管脚排列如图16-5所示：
注：CP2输入计数脉冲， 输出“5421”码。
1.将测试的结果填入下表
状态图如下：
1100
0101
1101
0100
1000
1001
0001
0011
0000
0010
内容五、用74LS90实现模7计数器的接线图(内容五)
反馈清零法：当输出端=（0111）时，R01R02 =1，输出端回到（0000）。因异步清零，反馈信号取N=7=(0111)2。
学生实验报告
系别
电子信息学院
课程名称
电子技术实验
班级
10通信A班
实验名称
实验七计数器及其应用
姓名
葛楚雄
实验时间
2012年5月30日
学号
2010010101019
指导教师
文毅
报告内容
一、实验目的和任务
1.学会用集成电路构成计数器的方法。
2.掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法。
3.运用集成计数器构成1/N分频器。
0000
0101
0110
0010
0001
0100
0011
其中0111为暂态，存在时间很短暂，所以没在上图中表示出来。
四、实验结论与心得
1.该实验存在一定测量误差，误差来源于电路箱中得误差，但是误差实验允许范围内，故该实验有效。
2．该实验应该注意电路的联线，同时要求熟练掌握各个芯片的使用方法。
3．对74LS161、74LS90有更深一步了解，加深了同学们对由74LS161、74LS90组成的计数器的工作原理的理解，同时对书本的知识加深了理解。