任意进制计数器
任意进制计数器的设计
任意进制计数器的设计【摘要】计数器集成芯片一般有4位二进制、8位二进制或十进制计数器，而在实际应用中，往往需要设计一个任意n进制计数器，本文给出它的设计方法和案例。
【关键词】计数器；清零一、利用反馈清零法获得计数器1 集成计数器清零方式异步清零方式：与计数脉冲cp无关，只要异步清零端出现清零信号，计数器立即被清零。
此类计数器有同步十进制加法计数器ct74ls160、同步4位二进制加法计数器ct74ls161、同步十进制加/减计数器ct74ls192、同步4位二进制加/减计数器ct74ls193等。
同步清零方式：与计数脉冲cp有关，同步清零端获得清零信号后，计数器并不立刻被清零，只是为清零创造条件，还需要再输入一个计数脉冲cp，计数器才被清零。
属于此类计数器有同步十进制加法计数器ct74ls162、同步4位二进制加法计数器ct74ls163、同步十进制加/减计数器ct74ls190、同步4位二进制加/减计数器ct74ls191等。
2 反馈清零法对于异步清零方式：应在输入第n个计数脉冲cp后，利用计数器状态sn进行译码产生清零信号加到异步清零端上，立刻使计数器清零，即实现了n计数器。
在计数器的有效循环中不包括状态sn，所以状态sn只在极短的瞬间出现称为过渡状态。
对于同步清零方式：应在输入第n-1个计数脉冲cp后，利用计数器状态sn-1进行译码产生清零信号，在输入第n个计数脉冲cp 时，计数器才被清零，回到初始零状态，从而实现n计数器。
可见同步清零没有过渡状态。
利用计数器的清零功能构成n计数器时，并行数据输入端可接任意数据，其方法如下：①写出n计数器状态的二进制代码。
异步清零方式利用状态sn，同步清零方式利用状态sn-1。
②写出反馈清零函数。
③画逻辑图。
例1 试用ct74ls160的异步清零功能构成六进制计数器。
解：①写出sn的二进制代码。
sn=s6=0110②写出反馈清零函数。
③画逻辑图。
如图1所示。
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。
总结任意进制计数器的实现方法
总结任意进制计数器的实现方法在计算机科学中，计数器是一种用于记录和控制某种计数操作的设备或算法。
通常情况下，我们使用的是十进制计数器，即以10为基数的计数器。
然而，在某些应用中，需要使用其他进制的计数器，例如二进制、八进制或十六进制。
实现任意进制计数器的方法如下：1. 定义计数器的进制：首先，我们需要确定计数器的进制，例如二进制、八进制或十六进制。
进制的选择取决于具体的需求。
2. 确定计数器的位数：接下来，我们需要确定计数器的位数，即计数器可以表示的最大值。
位数决定了计数器可以表示的范围。
3. 初始化计数器：根据选择的进制和位数，初始化计数器。
对于二进制计数器，可以将所有位都设置为0；对于八进制和十六进制计数器，可以将每一位都设置为最小值。
4. 计数器递增：根据选择的进制，实现计数器的递增操作。
对于二进制计数器，可以通过反转位的方式进行递增；对于八进制和十六进制计数器，可以在每一位上递增，并在达到最大值时进位到高位。
5. 计数器输出：根据具体需求，将计数器的当前值以所选进制表示出来。
对于二进制计数器，可以直接输出每一位的值；对于八进制和十六进制计数器，可以将每一位的值转换为对应的字符表示。
拓展部分：1. 递减操作：除了递增操作，我们也可以实现计数器的递减操作。
递减操作的实现与递增操作类似，只是在达到最小值时需要进行借位操作。
2. 范围检查：在实现任意进制计数器时，需要进行范围检查，确保计数器的值在合法范围内。
如果计数器的值超过了最大值，可以选择将其重置为最小值或抛出异常。
3. 多进制切换：在某些情况下，我们需要在不同的进制之间切换计数器的表示。
可以实现一个函数或方法，用于将计数器的值在不同进制之间进行转换。
4. 高位补零：为了使计数器的输出结果具有固定的位数，可以在输出时进行高位补零。
补零操作可以保证计数器的输出结果具有统一的格式。
总的来说，实现任意进制计数器需要确定进制、位数，初始化计数器，实现递增、递减操作，并进行范围检查和输出。
4.2.3 任意进制计数器
&
74LS290
CP1CP0
S91 S92R01R02
CP
VCC
~
4器置数端的置数功能。
取N
1
~N
之间的
2
N个有效状态构成N
进制计数器，将
置数端数据输入置成 N 1状态，N 2 状态为置数指令。当计
数器的状态循环到 N 2 时置数指令到来，计数器输出端
置为 N 1 ，计数器由N 1 开始计数直到 N 2 止，又开始新的 置数循环。
4.2.3 任意进制计数器
1.由触发器直接构成的任意进制计数器 2.利用集成计数器来构成的任意进制计数器
复习
如果计数脉冲CP的频率为f0，希望得到八分 频的输出波形，需几进制计数器？
异步二进制计数器的构成方法？
重点： 1．实现任意进制异步计数器的脉冲反馈法。 2．同步计数器的分析方法。
4.2.3 任意进制计数器
LD 1
CP
CCPP1CP0 A B CS9D1 S92R01RC02R
谢谢观赏！
4.2.3 任意进制计数器
2.利用集成计数器来构成的任意进制计数器
利用集成计数器可以很方便地构成任意进制计数器， 其关键点就是利用集成计数器的清零功能和置数功能。 1）利用计数器清零端的清零功能。
取计数过程中某一中间状态通过门电路控制清零端， 使计数器由此状态返回到0000状态。
Q3 Q2 Q1 Q0
4.2.3 任意进制计数器
2）控制各触发器的输入端。该方法是将二进制计数器 中某些触发器的输入端用反馈线和门电路进行控制， 以消去无效状态，构成任意进制计数器。
4.2.3 任意进制计数器
4个触发器的输入端输入信号不同，时钟控制信号 也不同。根据时序逻辑电路的分析方法，可以列出其 驱动方程、输出方程、状态方程根据状态方程还可以 列出其状态转换表，进而画出如图4-23所示的状态转 换图
任意进制计数器的构成方法
之前例子中，如果74LS160芯片是 同步清零功能，异步预置功能呢，该如 何实现？状态也采8421码编码。
同步清零：6进制，第6个有效边沿清零0
同步 ，RD/ 应在状态5时有效
M=6，在SM-1=S5=0101时反馈使 RD 0，待第6个
上升沿到来时复位至0000态， RD 1。
异步预置：6进制，逢6预置0
异步 ，LD/ 在状态6时有效
M=6，当为SM=S6=0110时反馈使 LD0， 立刻预置成0000态，LD1 。
跳至 跳至
0态（跳转目标 只有一个：0，
不可设置）
0态或其它状态—由数 据输入端D的值决定，
即可设置。
异步：一有效立刻执行; 同步：有效后待有效边沿到时执行。
用74LS160 实现6进制计数器
方法一：置零法 利用74LS160的异步置零功能来实现
逢6清零 R D ( Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 ) ,L D 1 ,E E P 1 P
有四种功能：异步置零、同步预置、 保持和计数,四种功能优先级别是异步置 零>同步预置>保持>计数。
三、M<N的实现方法
实 现 方 法
置零功能
置数功能
置零法（复位法）：利用置零功能 分异步和同步
置数法（置位法）：利用预置数功能 分异步和同步
可从N个循 环状态的中 任一状态
可从N个循 环状态的中 任一状态
提示：同时使用置零和置数功能
任意进制 计数器的构成方法
课程设计任意进制计数器
课程设计任意进制计数器一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握任意进制计数器的工作原理和应用方法。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.了解不同进制数系统的定义和转换方法。
2.掌握任意进制计数器的基本结构和原理。
3.熟悉常见进制计数器的使用方法和操作技巧。
4.能够进行不同进制数之间的转换。
5.能够设计和制作简单的任意进制计数器。
6.能够运用任意进制计数器解决实际问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生的逻辑思维和问题解决能力。
2.培养学生对数学和科学的兴趣和好奇心。
3.培养学生的团队合作和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.进制数系统的介绍和转换方法。
2.任意进制计数器的基本原理和结构。
3.常见进制计数器的使用方法和操作技巧。
4.任意进制计数器在实际问题中的应用案例。
5.第一节课：进制数系统的介绍和转换方法。
6.第二节课：任意进制计数器的基本原理和结构。
7.第三节课：常见进制计数器的使用方法和操作技巧。
8.第四节课：任意进制计数器在实际问题中的应用案例。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：教师通过讲解和示例来传授知识，引导学生理解和掌握进制数系统和任意进制计数器的基本概念。
2.讨论法：学生分组进行讨论和实验，共同探索和解决问题，培养学生的团队合作和问题解决能力。
3.实验法：学生动手制作和操作任意进制计数器，通过实践来加深对进制计数器原理和使用的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：提供相关的教材和参考书籍，供学生预习和复习。
2.多媒体资料：通过PPT、视频等多媒体资料，帮助学生形象地理解进制数系统和任意进制计数器的工作原理。
3.实验设备：准备一些简单的进制计数器设备，供学生在实验环节进行实际操作和探索。
以上是根据课程目标、教学内容、教学方法和教学资源设计的示范课程。
希望这个设计能够为您的教学提供一些参考和启发。
总结任意进制计数器的设计方法
总结任意进制计数器的设计方法一、引言计数器是数字电路中常见的组合逻辑电路，其作用是在一定范围内对输入的信号进行计数。
而进制计数器则是在特定进制下进行计数的计数器，如二进制计数器、十进制计数器等。
本文将总结任意进制计数器的设计方法。
二、基本概念1. 进位：当某一位达到最大值时，需要向高位进位。
2. 借位：当某一位减法结果为负时，需要向高位借位。
3. 余数：在除法中，被除数除以除数所得到的余数即为该数字的个位数字。
4. 商：在除法中，被除数除以除数所得到的商即为该数字的十位以及更高位数字。
三、二进制计数器设计方法1. 同步二进制计数器同步二进制计数器又称为并行加法器或者锁存式加法器。
其实现原理是将多个全加器连接起来，并且每一个全加器都接收同样的时钟信号。
当时钟信号发生变化时，所有全加器同时进行运算。
2. 异步二进制计数器异步二进制计算机又称为Ripple Counters或者Clock-Triggered Flip-Flops。
其实现原理是通过多个D触发器连接起来，每个D触发器都接收上一个触发器的输出信号。
当时钟信号发生变化时，第一个D触发器会先被触发，然后它的输出信号会传递到下一个D触发器中。
四、十进制计数器设计方法1. 二进制编码计数器二进制编码计数器是一种使用二进制代码表示数字的计数器。
其实现原理是通过将BCD码转换成二进制来实现计数。
2. BCD码计数器BCD码计数器是一种使用BCD码表示数字的计数器。
其实现原理是通过多个BCD加法器连接起来，每个加法器都接收同样的时钟信号。
当时钟信号发生变化时，所有加法器同时进行运算。
五、任意进制计数器设计方法1. 基于同步电路设计方法任意进制计算机可以通过同步电路来实现。
其实现原理是将多个全加器连接起来，并且每一个全加器都接收同样的时钟信号。
当时钟信号发生变化时，所有全加器同时进行运算。
2. 基于异步电路设计方法任意进制计算机也可以通过异步电路来实现。
其实现原理是通过多个D触发器连接起来，每个D触发器都接收上一个触发器的输出信号。
任意进制计数器的设计实验报告
任意进制计数器的设计实验报告介绍本实验报告旨在讨论任意进制计数器的设计问题，包括进制转换、计数器的实现原理、电路设计等方面的内容。
进制转换进制的定义进制是用来表示数字的一种方法，常见的进制包括十进制、二进制、八进制和十六进制等。
在计算机科学中，二进制最为常用，由于计算机的基本元素是电子开关，而电子开关只有两种状态，因此非常适合使用二进制表示。
进制转换的方法进制转换是指在不同进制之间进行数字表示的转换。
常见的进制转换方法包括： 1. 十进制转二进制：将十进制的数值除以2，余数即为二进制数的最低位，继续除以2，直到商为0，将余数按顺序排列即可得到二进制数。
2. 二进制转十进制：将每一位上的数值乘以2的对应次幂，然后相加即可得到十进制数。
3. 十进制转八进制：将十进制数逐步除以8，余数即为八进制数的最低位，继续除以8，直到商为0，将余数按顺序排列即可得到八进制数。
4. 八进制转十进制：将每一位上的数值乘以8的对应次幂，然后相加即可得到十进制数。
进制转换的重要性进制转换在计算机科学中具有重要意义。
首先，计算机底层使用二进制进行操作，因此在计算机程序中进行进制转换是一种基本操作。
其次，进制转换有助于理解计算机中数字的表示方式以及数据的存储与运算原理。
此外，在某些场景下，合理地选择进制可以提高计算效率和减小存储空间等。
计数器的实现原理计数器是一种用来计数的电子装置，其通过在不同状态之间切换来记录计数结果。
计数器可以根据需求设计为同步计数器或异步计数器。
同步计数器同步计数器是一种通过时钟信号来驱动计数的计数器。
在同步计数器中，每个触发器的时钟信号来自于前一个触发器的输出，通过级联连接起来。
当时钟信号变化时，所有触发器同时更新计数值，因此同步计数器具有高度的同步性。
异步计数器异步计数器是一种通过电平信号来驱动计数的计数器。
在异步计数器中，每个触发器的时钟信号来自于前一个触发器的输出和输入。
当时钟信号变化时，触发器会根据当前的输入和输出状态来决定是否更新计数值，因此异步计数器具有较低的同步性。
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。
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。
74161设计任意进制计数器课程设计
74161设计任意进制计数器课程设计课程名称：任意进制计数器设计1.课程简介任意进制计数器设计是一门面向计算机学科的实践性课程，旨在帮助学生深入理解计算机中进制转换和计数器设计的原理，并通过实践设计和实现各种进制的计数器。
课程的主要内容包括进制转换、进制的表示、进制计数器的设计与实现等。
2.课程目标通过本课程的学习，学生将能够：-掌握进制的基本概念与原理，包括二进制、八进制、十进制、十六进制等；-理解进制转换的过程及其在计算机中的应用；-熟悉计数器的工作原理和基本功能；-掌握进制计数器的设计与实现方法；-能够根据需要设计和实现任意进制的计数器。
3.课程设置3.1进制基础知识-进制的基本概念与原理；-二进制、八进制、十进制、十六进制的互相转换；-进制在计算机中的表示与应用。
3.2进制计数器设计-计数器的基本原理和功能；-二进制计数器的设计与实现；-其他进制的计数器设计与实现（如十进制计数器、八进制计数器、十六进制计数器等）；3.3综合设计与实践-根据实际需求设计和实现任意进制的计数器；-进行基于FPGA的计数器实验；-进行计数器的性能分析与评估。
4.教学方法4.1理论讲解通过课堂讲解，向学生介绍进制的基本知识、计数器设计的原理和方法。
4.2实验实践通过实验环节，学生将亲自动手设计和实现各种进制的计数器，并进行实验验证。
4.3案例分析通过分析实际应用场景和案例，引导学生将所学知识应用到实际问题中，提高实践能力。
5.考核方式5.1平时成绩包括课堂参与、实验报告、作业完成情况等。
5.2期末考核面向学生的期末考核将包括理论知识考察和实验设计两个部分，通过答题和实际操作考察学生对进制计数器设计原理和实践的掌握程度。
6.参考教材- 《数字逻辑与数字系统设计》- 《计算机组成与设计：硬件／软件接口》- 《FPGA数字逻辑设计与实验》7.总结任意进制计数器设计课程将帮助学生深入理解计算机中进制转换和计数器设计的原理，通过实践设计和实现各种进制的计数器，提高学生的计算机系统设计能力和实践应用能力。
任意进制计数器的设计实验报告
任意进制计数器的设计实验报告一、实验目的本实验的主要目的是设计一种任意进制计数器，通过对不同进制数的转换和计算，掌握数字电路设计的基本原理和方法。
二、实验原理1. 进制转换在数字电路中，常用的进制有二进制、八进制、十进制和十六进制。
不同进制之间可以通过位权展开法进行转换。
例如，将二进制数1101.101转换为十六进制数，则需要按照位权展开法进行计算：1101.101 = 1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ + 1×2⁻¹ + 0×2⁻² +1×2⁻³ = D.5。
2. 计数器设计计数器是一种重要的数字电路组件，在很多应用场合都有广泛应用。
任意进制计数器是一种基于状态机设计思想的组合逻辑电路，可以根据输入信号进行状态切换，并输出相应的计数结果。
三、实验步骤本实验采用Verilog HDL语言进行编程，具体步骤如下：1. 定义模块：根据所需功能定义模块名称、输入输出端口和内部信号。
2. 设计状态机：根据所需功能设计状态机，并定义状态转移条件和输出信号。
3. 编写代码：根据状态机设计编写Verilog HDL代码，并进行仿真验证。
4. 下载到FPGA板上进行实验验证。
四、实验结果本实验成功设计了一种任意进制计数器，可以根据输入信号进行状态切换，并输出相应的计数结果。
经过仿真和实验验证，该计数器具有较高的稳定性和可靠性，可以满足不同进制计数的需求。
五、实验总结本实验通过对数字电路设计的基本原理和方法进行学习和掌握，成功设计了一种任意进制计数器，并对其进行了仿真和实验验证。
通过本次实验，我们不仅深入理解了数字电路设计的原理和方法，还掌握了Verilog HDL语言的编程技巧和FPGA板的使用方法。
这对我们今后从事相关领域研究和工作将具有重要意义。
任意进制计数器的设计方法
任意进制计数器的设计方法
设计任意进制的计数器可以采用以下方法：
1. 确定计数器的最大值：首先确定计数器的位数，位数决定了计数器能表示的最大值。
对于n位计数器，最大值为进制的n
次方减一。
2. 设计进位逻辑：根据进制确定进位的条件和逻辑。
对于十进制计数器，当个位进位时，十位加一；当十位进位时，百位加一，以此类推。
对于其他进制计数器，也需要确定进位的条件和逻辑。
3. 设计计数逻辑：根据进制确定计数的条件和逻辑。
对于十进制计数器，当个位数达到最大值时，个位数归零，十位数加一；当十位数达到最大值时，十位数归零，百位数加一，以此类推。
对于其他进制计数器，也需要确定计数的条件和逻辑。
4. 实现计数器电路：根据计数器的位数和逻辑设计电路。
可以采用多级触发器实现计数器，如JK触发器或D触发器。
每个
触发器的输入连接到进位逻辑和计数逻辑的输出，形成级联的计数器电路。
5. 测试和验证：对设计的计数器进行模拟或实际测试，验证其功能和正确性。
可以使用计算机辅助设计软件进行模拟，或者通过实际连接电路进行测试。
需要注意的是，任意进制计数器的位数和进制需要事先确定，
并在设计时考虑到。
如果需要设计一个可以动态切换进制的计数器，需要通过电路或程序实现切换进制的功能。
第六章计数器任意进制计数器的构成
第六章计数器：任意进制计数器的构成引言在计算机系统中，计数器是一种常见且重要的电子组件。
计数器的作用是用于记录和控制某种事件的次数。
我们通常所说的计数器是指二进制计数器，也就是使用二进制进行计数的设备。
不过，在实际应用中，有时候需要使用其他进制进行计数，例如十进制、八进制、十六进制等。
因此，在本章中，我们将探讨任意进制计数器的构成方法。
1. 二进制计数器二进制计数器是最常见的计数器类型，它由一组触发器（Flip-flop）组成，并采用二进制位表示法。
每个触发器代表一个二进制位，其输出可以是0或1。
当触发器从0到1的状态变化时，表示计数器的值加1。
二进制计数器的位数决定了其能够表示的最大值。
2. 任意进制计数器的构成原理任意进制计数器的构成相较于二进制计数器稍微复杂一些，但原理是相似的。
其主要构成部分包括触发器数组、加法器、编码器和显示器。
2.1 触发器数组触发器数组是任意进制计数器的核心部分。
和二进制计数器类似，触发器数组代表了计数器能够表示的位数，并负责记录每个位的值。
每个触发器表示一个进制位，其状态的变化将导致对应位的值加1。
2.2 加法器加法器用于将触发器的输出进行加法运算。
在任意进制计数器中，加法器的输入不仅仅是相邻两位的值，还需要考虑进位的影响。
因此，加法器的设计相对复杂一些。
它将多个进制位的值相加，并将结果输出给编码器。
2.3 编码器编码器将加法器的输出转换为可显示的格式。
它将数值表示转换为对应的进制字符，例如十进制计数器将数值转换为0-9的数字字符。
编码器还负责控制数值位数的循环，即当计数器的值达到最大值时重新从最小值开始计数。
2.4 显示器显示器用于将编码器输出的结果显示给用户。
它可以是数码管、液晶屏或其他合适的显示设备。
显示器将编码器输出的进制字符转换成相应的显示，并实时更新显示的数值。
3. 任意进制计数器的应用举例任意进制计数器的应用非常广泛，下面我们将以十进制计数器和八进制计数器为例，介绍其在实际应用中的用途。
任意进制计数器
比较：用74161实现十二进制计数器。
解：74161是具有异步清零和同步置数功能的加法计时器。
①异步清“0”法
SM＝S12 即Q3Q2Q1Q0＝1100
1
ET Q0 Q1 Q2 Q3 C
EP
1
74LS161 LD
&
CP
> CP D0 D1 D2
D3 RD
②同步置数法
预置数：D3D2D1D0=0000 1 SM-1＝S11 即Q3Q2Q1Q0＝1011ຫໍສະໝຸດ F21JQ3
C = Q0nQ3n
1K F3
RD
＆C
CP = CP0 , CP1 = CP3 = Q0n , CP2 = Q1n
电路的状态方程；
Qn+1 = (J Qn + KQn )CP + Qn CP
Q n+1 0
=
Q0nCP0
+
Q0n CP0
Q n+1 1
=
Q1n Q3nCP1
+
Q1n CP1
制计数器。
芯片级联的方式：
①串行进位方式：以低位片的进位输出信号C作为高位片的时钟 输入信号CP 。 ②并行进位方式：以低位片的进位输出信号C作为高位片的工作 状态控制信号EP和ET。
例5 试用中规模集成四位二进制同步计数器74161实现模100 计数。
SM-1 = S 99
（99）10 = （01100011）2
1．当M<N时：应使计数过程中跳过N－M个状态,在M个状态中循环即可。 1）置零法（清零法或复位法）－－适用于有清“0”输入端 的集成计数器。 基本思路：计数器从全“0”状态S0开始计数，计满M个状态后产 生清“0”信号，使计数器恢复到初态S0。
《任意进制计数器》习题及参考答案
任意进制计数器习题及参考答案习题1利用已有的集成计数器构成任意进制计数器的方法有哪些？试举例说明？解（1）直接选用已有的计数器。
例如，欲构成十二分频器，可直接选用十二进制异步计数器7492；（2）用两个模小的计数器串接，可以构成模为两者之积的计数器。
例如，用模6和模10计数器串接起来，可以构成模60计数器；（3）利用反馈法改变原有计数长度。
例如，用模10的计数器可以用反馈法构成模6的计数器。
如下图所示：习题2利用两片74LS160和必要的门电路构成五十进制计数器。
解中规模集成电路74LS160是同步十进制计数器。
用两片74LS160构成五十进制计数器的电路如下图示。
有关问题说明如下：（1）片1接成十进制N1，片2接成五进制N2，整个电路N1×N2=50即构成五十进制计数器。
N进制的计数器如由多片组成，其构成方法可以是串行进位方式或并行进位方式，上图采用的是串行进位方式。
（2）片1的EP和ET（教材用CEP和CET表示）恒为1，工作在计数状态。
片1每计到9（1001）时，进位输出端C（教材用TC）变为高电平，片2开始计数。
到0（0000）状态。
同时，在Q2端产生一个进位信号。
对整个电路而言，即是逢五十进一。
习题3 用74LS161二进制同步计数器实现模5计数器，请用两种方法。
解模5计数器的电路如下图所示。
中规模集成电路74LS161是4位二进制同步计数器，其功能同于74LS160（同步十进制计数器）。
图（a）为置零法（或称复位法）。
当输出为0100时，非门输出低电平使LD=0，输出端Q3 Q2 Q1 Q0=0000。
图（b）为置数法（或称置位法）。
当输出为1111时，进位端产生一个高电平进位信号，经反相器后使LD=0，数据输入端的预置数1011被置入。
于是计数器又将按1011 1100 1101 1110 1111的顺序进行计数。
请读者自行分析图（c）的工作原理。
习题4 74LS290的几种连接方式如下图所示，试分析图题6（a）（b）（c）（d）各为几分频电路。
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，M 补 = M - N。 3.级联法 当计数器 M>N 时可采用级联法构成任意进制计数器。级联可分为串行进位和并行进位两种。
四 实验内容(表格)： 1.计数器 74LSl61 功能测试（计数、清零、置数、使能及进位） 根据预习中设计好的测试电路连接，按表 1 要求验证。CP 脉冲选用手动单次脉冲式 1Hz 正方波， 输出接电平显示或用数码管显示。
三 实验原理(电路)： 1.反馈清零法 在计数过程中，若将某中间状态 N1 反馈到清零输入端，计数器将立即回到 0000 状态，开始重新 计数。 若为异步清零功能计数器， 则实现的进制为 N = N1； 若为同步清零功能， 则实现的进制为 N = N1-1。 2.反馈置数法 反馈置数法有两种形式：利用预置数端 LD 或进位位输出端 CO 实现。 （1）利用预置数端 LD 构成：当计数器计到（N-1）时，通过反馈逻辑使 LD =0，则当第 N 个 CP 到来时，计数器输出端为 Q0Q1Q2Q3 = D0D1D2D3。 （2）利用进位位输出端 CO 构成：当反馈逻辑通过进位位输出端 CO 实现时，即 D3D2D1D0 预置为 M
成绩评定：
指导教师签字： 年
月
日
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
n+1
功能 QD L d
n+1
QC L c
n+1
RCO L ＃ 异步清零 同步预置 保持 保持 同步计数
QC
n n
QD QD
n n
＃ L ＃
QC QB 加 1 计数
2.试用 74LS161 及基本逻辑门电路实现十进制计数器要求： (1)利用异步清零端 CR 实现。 (2)利用同步置数端 LD 实现，反馈逻辑由输出端 Q3Q2Q1Q0 构成，从 0000 开始计数。 (3)利用同步置数端 LD 实现，反馈逻辑由输出端 Q3Q2Q1Q0 构成，从 0101 开始计数。 (4)利用同步置数端 LD 实现，反馈逻辑由进位输出端 CO 构成。 3.利用 74LS161 及基本逻辑门构成六十进制计数器，要求： (1)计数前清零。 (2)用串行进位和并行进位两种方式设计。 五 实验思考题： (1)总结集成计数器 74LSl61 的使用体会。 (2)总结利用集成计数器实现 N 进制计数器的使用体会。
实
验
报
告
课程名称：
实验项目名称：任意进制计数器的设计
专业：
报告人：
学号：
Байду номын сангаас
班级：
实验时间：
天津城市建设学院
控制与机械工程学院
一 实验目的： 1.进一步熟悉集成十进制计数器的逻辑功能和各控制端的作用。 2.掌握用集成计数器实现任意模计数器的方法。 3.熟悉集成计数器的级联方法。 二 实验设备和器材： 1.数字电路实验台 2.74LS161； 74LS00； 74LS20。
表1 输入 CLR L H H H H LD × L H H H ENP × × L × H ENT × × × L H CLK × ↑ × × ↑ A × a × × × B × b × × × C × c × × × D × d × × × QA L a QAn QAn
n+1
输出 QB L b QBn n