常用时序集成电路介绍

第一节 计数器
•部分常用集成计数器
第一节 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
（一）四位二进制同步计数器74161
逻辑符号
1 0 × ××××
Q3 Q2 Q1 Q0 0000 D3 D2 D1 D0
保持
74161相同。 (2)置数，计数， 保持功能与74161相
× 1 1 × 0 ××××
保持 同。
↑ 1 1 1 1 ××××
计数 (3)清零功能与
74163采用同步清零方式： 74161不同。
当R =0时，且当 CP 的上升沿
（一）四位二进制同步计数器74161
用VHDL实现74161
LIBBREAGRINY IEEE USEIFIECERE_.Lst=d’0_’loTgHicE_N11I6Q4<.a=ll(;OTHERS => ‘0’); USEENIEDEEIF.s;td_logic_arith.all; ENTIFIT(YCPv7’E4VLESN16T1AISND CP=’1’) THEN PORIFTL(DC_PL,C=R’0_’LT,LHDE_NLI,CQT<P=,CDT;T:IN STD_LOGIC;
74161外引线功能端排列图
74161功能表
UCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTP LD 16 15 14 13 12 11 10 9
CP R
输入 LD CTP CTT
D3 D2 D1 D0
输出 Q3 Q2 Q1 Q0
× 0 × × × ×××× 0 0 0 0
74161
↑ 1 0 × × D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0
EDLS:IINF U(CNTSTIGANEDDC(T3PD)=O’1W’ TNHTEON0IQ); <= IQ+1 EQN:DOUIFT; UNSIGNED (3 DOWNTO 0); IFCO(IQ:O=U15T)SATNDD_L(OCTGTIC=)’1;’) THEN CO <= ‘1’; ENDEvL7S4ELSC1O61<;= ‘0’; ARCHENITDECIFT;URE v74LS161_arch OF v74LS161 IS SIGENADLIFIQ；: UNSIGNED (3 DOWNTO 0); BEGQIN<=IQ; PERNODCEPSRSO(CCEPS,CST; T,CR_L) END v74LS161_arch;
来到时,输出Q0Q1Q2Q3 才全被清零。
比较四位二进制同步计数器
74161
74163
74163
R
R
LD
LD
CTT
CTT
CTP
CTP
CP
CP
CCOO
CO 同步预置
保持Leabharlann Baidu
同步预置 保持
D0
D0
D1
D1
D2
D2
D3
D3
Q0
Q0 计数
计数
Q1
Q1
Q2
Q2
Q3 Q3 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: 采用后十种状态
态序表 计数 输 出
1R R
LD
LD
1 1
CTT CTP
CTT CTP
f CP CP
74163
CO 1
CCOO
f/10
0
CO=1
N Q3 Q2 Q1 Q0
0 0110 1 0111 2 1000 3 1001 4 1010
LD
LD
CCOO CO 称之为异步清零。端子输入
CTT
CTT
CTP
CTP
端用此R说端输明入。信号用LD表示。
CP
CP
时钟输入信号用CP表示。
D0
D0
D1
D1
D2
D2
D3
D3
Q0 Q1
QD0 QD1
当CP上升沿, 并且CTT和CTP 有 效时，计数器加1计数。
Q2
QD2
Q3
QD3
（一）四位二进制同步计数器74161
C级发T联P、器使内C和T用部T控：。由可制四作电为个路使主构能从成端J。K和触多片
符当符Q号号3 Q中输2LQD1入Q端0=为中11有1R1 效时端时，有，且效此CT端T，等引在入
74161
R
R
此线入于电为端输1平时低数。入, 时字控为，送制且到低输时输出电钟出端平C端CPO。时上输同升出，步沿有输预时效置出，高。将为输0，
× 1 1 0 × ××××
保持
× 1 1 × 0 ××××
保持
↑ 1 1 1 1 ××××
计数
1 2345678 R CP D0 D1 D2 D3 CTT GND
123发4数C)))O)异计同器。保=步数步均持C若T清：预处：T初Q除当置于当3态Q：L：保R2为QD=当当1持L=Q0DR00RC状=0=1=0011态时。，,，C15P。，第输个LT=DC出1C=C6TP0T个P“后，或T C=0，在CP10时T作0输CT0有，P用”出上状一按后为升态个二，“沿，无进输1时与1效制1出1，C”，自恢P，输无各然复进出关触码到位。计 端00反00映状输态入，数CO据=的0。状态。
常用时序集成电路及其应用
内容
第一节 计数器 第二节 寄存器 第三节 序列码发生器 第四节 时序模块的应用 小结
第一节 计数器
•计数器的分类
用来计算输入脉冲数目
动画计数器
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。
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。
CP上升沿有 效。
中间信号IQ 是为了交换中间
数据。如果直接
用输出Q，那么 定义的输出必须 为C缓R_冲L表而示不清是输 零信出号。且为低电 平有效。
（二）四位二进制同步计数器74163
74163功能表
特点：74161功能表
输入
输 出 (1)外引线排列和
CP R
×↑ 0
↑1 ×1
LD CTP CTT D3 D2 D1 D0 × × × ×××× 0 × × D3 D2 D1 D0
00
D0
11
D1
11
D2
00
D3
Q0
Q0 0
Q1
Q1 1
Q2
Q1 2
Q3
Q0 3
5 1011 6 1100 7 1101 8 1110 9 1111
例2: 同步预置法设计 M=24 计数器。
（24）10=（11000）2
需两片
初态为：0000 0001 终态：00011000