实验七__计数器

实验七 计数器

一. 实验目的

1. 掌握中规模集成计数器74LS160, 161的逻辑功能及使用方法。

2. 掌握74LS160计数器的级联方法。

3. 学习用中规模集成技术其实现任意进制计数器。 二． 实验器材

74LS160 74LS00 74LS161 三． 实验原理

1. 十进制中规模集成计数器

目前TTL 中规模集成技术电路种类很多，应该比较广泛。74LS160为十进制同步计数器，具有计数，预置，保持和清“0”功能。其引脚如图：

d Q ，c Q ，b Q ，a Q 为并行输出端，C 为进位输出，CP 为计数脉冲，上升沿触发，D,

C, B, A, 为并行数据输入。r C 为异步清“0”端，低电平有效，D L 低电平同步预置并行输入数据，EP ，ET ，为计数允许信号，高电平有效。74LS160的功能表：

进位输出信号C=d a Q Q ET 。计数器正常计数时状态的转换关系为： （d Q c Q b Q a Q ） 0000→0001→0010→0011→⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅→1000→1001→0000。 利用74LS160可实现十进制以下进制的加法计算器，且具有自启动功能，常用的方法有，清0法和置数法。现以七进制（N=7）为例： （1） 异步清0法

清零法适用于设置清零的计数器，利用此方法可以实现单片计数器范围内的任意N 进制计数器。其基本思想是：是计数器从出状态0开始计数，经历N 个状态到达终止状态N+1时，利用外电路产生清零信号并反馈到计数器的异步清零输入端，使计数器立即复位到0状态，之后，重复以上过程。在这种连接方式中，N 进制计数器的独立稳定状态包括N 个状态，第N+1个状态只是在极短的瞬间出现，用于产生异步清零信号，称为过度态。

（2） 同步置数法

置数法也称同步置数法，它适用于设置有同步置数功能的计数电路。利用此方法同样可以实现单片计数器范围内的任意N 进制计数器。其基本思想是：计数器从某个预置状态M 开始计数，依次经历N 个状态到达最终状态。在终止状态时，利用外部电路产生置数信号并反馈到计数器的同步置数输入端，使计数器在下一个计数脉冲到达时置入状态M ，之后，重复产生以上计数过程。在这种连接中，N 进制计数器的独立稳定状态包括N 个状态，终止状态用来产生同步置数信号，且作为N 进制计数器的独立状态之一，这和异步清零法不同。

一片74LS160可实现N ≤10的任意进制计时器；两片级联可实现N ≤100的任意进制的

计数器；三片，则N ≤1000⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅。

2． 同步十六进制计数器

74LS161位同步十六进制计数器，其外引脚图同74LS161，功能表如下，进位输出信号C=d Q c Q b Q a Q ET ，计数时的电路状态（d Q c Q b Q a Q ）的转换关系为

四． 实验内容

1、用十进制计数器74LS160，通过反馈电路可构成十进制以内的计数器，下面是构成模6计数器的四种方法。

四种方法。

图（a）为反馈置0法；电路的工作顺序是0000→0001→0010→0011→0100→0101。当计数器计到状态5时，Q2和Q0为1，与非门输出为0，即同步并行置入控制端LD是0。于是，下一个计数脉冲到来

时，A~D端的数据0送入计数器，使计数器又从0开始计数，一直计到5，又重复上述过程。由此可见，N进制计数器可以利用在（N-1）时将LD变为0的方

法构成。

图(b)为反馈预置法电路的工作顺序是0100→0101→0110→0111→1000→1001。当计数器计到状态1001时，进位端C 为1，经非门后使LD为0。于是，下一个时钟到来时，将D~A端的数据0100送入计数器，此后又从0100开始计数，一直计数到1001，又重复上述程。

图（c）的工作顺序是0011→0100→0101→0110→0111→1000，工作原理同上。

R，工作顺序为0011→0100→0101图（d）为清零法，电路利用了直接置0端

D

→0110→0111→1000。当计数器计到0110时，Q2和Q1均为1，使

R为0，计

D

数器立即被强迫回到

0状态，开始新的循环。

2、用两个74LS160级联构成60进制，也就是秒表。电路图如下：

如上图所示U1处于计数状态，在个位的74LS160的CLK端逐个输入计数脉冲CP，个位的74LS160开始进行加法计数。在第10个CP脉冲上升沿到来后，个位的74LS160的状态为1001→0000，同时其进位输出RCO为0→1,此时十位的74LS160从0000开始计数，

直到第60个CP脉冲作用后，计数器由1001 0101恢复为0000 0000，完成一次计数循环。