数字电子技术计数器

排列顺序：
n n n n Q3 Q2 Q1 Q0
/0 /0 /0 /0 0000→0001→0010→0011→0100 /C /1↑ ↓/0 1001←1000←0111←0110←0101 /0 /0 /0 /0
n n Q3 Q2
n Q1nQ0
00 0 0 0
01 0 0 0
11 × × ×
10 0 1 × ×
M=（147）10=（10010011）2
00000000
Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 CTT 74LS161 (1) CT P CP D 0 D 1 D 2 D 3
…
10010010
Q4 Q5 Q6 Q7 Q0 Q1 Q2 Q3 CTT 74LS161 (2) CT P CP D 0 D 1 D 2 D 3
n 0 n 1 n 2 n 0 n 1
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n 2
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
电路图
& ≥1 & ≥1 & ≥1 C/B FF0 1J C1 1K Q0 FF1 1J C1 1K Q1 FF2 1J C1 1K Q2
1 U/D 1
CP
Q0
Q1
Q2
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1 1
1
1 1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
???
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
用74LS161实现60进制计数 00 … 59
&
Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 CTT CR 74LS161 (1) CT P CO CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD CP 1 Q4 Q5 Q6 Q7 Q0 Q1 Q2 Q3 CTT CR 74LS161 (2) CT P CO CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
1 1
CR CO LD 1
1
CR CO LD
1
CP
1
同步级联
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
&
Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 CTT CR 74LS161 (1) CT P CO CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD 1 Q4 Q5 Q6 Q7 Q0 Q1 Q2 Q3 CTT CR 74LS161 (2) CT P CO CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
n n n n C Qn Q Q 1 n 2 1 Q0
输出方程
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
3位二进制同步减法计数器
排列顺序：
状 态 图
n n n Q2 Q1 Q0
/B
/0 /0 /0 000←001←010←011 /1↓ ↑/0 111→110→101→100 /0 /0 /0
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
用74LS161来构成一个十二进制计数器。 LD 归零 用同步置数端 用异步清零端CR 归零 SN＝S12＝1100
n CR Q3nQ2
SN-1＝S11＝1011
n LD Q3nQ1nQ0
Q 0 Q 1 Q2 Q 3 & 1 CT T CT P CP CO LD CR D0 D1 D2 D3 (a) 用异步清零端 CR 归零
选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、 FF2表示。 时钟方程： 输出方程：
CP0 CP 1 CP 2 CP
BQ Q Q
n 2 n 1
n 0
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
FF0每输入一个时钟脉 冲翻转一次 FF1在Q0=0时，在下一个CP 触发沿到来时翻转。 FF2在Q0=Q1=0时，在下一个 CP触发沿到来时翻转。
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
74LS161
VC C RCO QA Q B Q C QD ET T 16 15 14 13 12 11 10 9 ET EP CP RCO LD LD QA QB QC QD
74LS161 1 2 3 4 5 6 7 8
74LS161
RD CP
A B (a)
C
D EP GND
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7.1 计数器
二进制计数器
加法计数器 减法计数器 可逆计数器 加法计数器 减法计数器 可逆计数器 计 数 器 异步计数器
脉冲输入方式
同步计数器
十进制计数器
N进制计数器 二进制计数器 十进制计数器 N进制计数器
进位体制
数字增减趋势
Q 0 Q 1 Q2 Q 3 &
1
74LS161
1 CT T CT P CP
74LS161
CO LD CR 1
D0 D1 D2 D3 (b) 用同步置数端 LD 归零
D0～D3可随意处理
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D0～D3必须都接0
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M>16的任意进制计数器的设计（2片74LS161级联）
1 1
CP
1
清零法（异步），设置过渡状态 这里也可以采用置数法，由于置数是同步的，不用设置过渡状态
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Chapt7 常用Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 CTT CR 74LS161 (1) CT P CO CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD CP 1
选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别 用FF0、FF1、FF2表示。
时钟方程：
输出方程：
CP0 CP 1 CP 2 CP
n n n C Q2 Q1 Q0
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
FF0每输入一个时钟脉 冲翻转一次
J 0 K0 1
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
三、 N进制计数器
利用集成计数器的清零端和置数端实现归零，从而构成按自然 态序进行计数的N进制计数器的方法。 1、用同步清零端或置数 端归零构成N进置计数器 （ 1 ）写出状态 SN-1 的二进 制代码。 （2）求归零逻辑，即求同 步清零端或置数控制端信 号的逻辑表达式。 （3）画连线图。 2、用异步清零端或置数 端归零构成N进置计数器 （ 1 ）写出状态 SN 的二进制 代码。 （ 2 ）求归零逻辑，即求异 步清零端或置数控制端信 号的逻辑表达式。 （3）画连线图。
00 01 11 10
× 0 0 C 的卡诺图
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
十进制同步减法计数器
/0 /0 /0 /0 0000←0001←0010←0011←0100 /B /1↓ ↑/0 1001→1000→0111→0110→0101 /0 /0 /0 /0
CP0 NC
Q 0 Q3 GND Q 1 Q2
Q0 Q3 Q1 Q2
14 1
13 2
12 3
11 4
10 5
9 6
8 7
74LS90
CP0 CP1
74LS90
CP1 R0A R0B NC (a)
VCC S0A S0B (b)
S0A S0B R0A R0B 逻辑功能示意图
引脚排列图
输 R0A 1 1 × × × 0 R0B 1 1 × 0 0 × S0A 0 × 1 × 0 ×
FF1在Q0=1时，在下一个CP 触发沿到来时翻转。 FF2在Q0=Q1=1时，在下一个 CP触发沿到来时翻转。
n J1 K1 Q0
J 2 K2 Q Q
n 1
n 0
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
&
电 路 图
1
FF0 1J C1 1K
Q0
J 0 K0 1 n n J1 K1 U / D Q0 U / D Q0 n n n n J K U / D Q Q U / D Q Q 2 1 0 1 0 2
输出方程
C / B U / D Q Q Q U / D Q Q Q
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
教 学 内 容 与 要 求 1.熟悉计数器的不同分类 和具体实现电路； 2.熟悉集成计数器的功能， 掌握其应用电路的分析和 设计。－74161 7.1 计数器 基本功能是统计时钟 脉冲的个数，即实现 计数操作，也可用于 分频、定时、产生节 拍脉冲等。 1.熟悉不同寄存器的工作 原理； 2.熟悉74194的功能，掌握 其基本应用电路。 7.2 寄存器 基本功能是存储或传 输用二进制数码表示 的数据或信息，即完 成代码的寄存、移位、 传输操作。
1 1 1
Q4 Q5 Q6 Q7 Q0 Q1 Q2 Q3 CTT CR 74LS161 (2) CT P CO CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
1
1
1
异步级联
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
&
Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 CT T CR 74LS161 (1) CT P CO CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD CP Q4 Q5 Q6 Q7 Q0 Q1 Q2 Q3 CT T CR 74LS161 (2) CT P CO CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
n n Q3 Q2 n Q1nQ0
状 态 图
排列顺序：
n n n n Q3 Q2 Q1 Q0
00 1 0 0
01 0 0 0
11 × × ×
10 0 0 × ×
00 01 11 10
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× 0 0 B 的卡诺图
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
集 成 十 进 制 异 步 计 数 器 74 LS 90
FF1 1J C1 1K
Q1
FF2 & 1J C1 & 1K
C Q2
CP
Q0
Q1
Q2
由于没有无效状态， 电路能自启动。 驱动方程
推广到 n位二 进制同 步加法 计数器
J 0 K0 1 n J K Q 1 0 1 n n J K Q 2 2 1 Q0 n n n n J n 1 K n 1 Qn Q Q 2 n 3 1 Q0
入 S0B × 0 1 0 × 0 CP0 × × × ↓ 0 ↓ CP1 × × × 0 ↓ Q0
输
出
n 1 n 1 n 1 Q0 Q1n 1 Q2 Q3
0 0 1
0 0 0
0 0 0
0 (清零) 0 (清零) 1 (置 9)
二进制计数 五进制计数 8421 码十进制计数
0 浙江万里学院电信学院 × 0 × Q1 ↓ 5421 码十进制计数 钱裕禄 0405-2
RD (b)
A
B C D
引脚排列图
逻辑功能示意图
功能描述
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
具体应用，引出课本实例讲解
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二、 十进制计数器
1、十进制同步计数器
十进制同步 加法计数器
状 态 图
由于没有无效状态， 电路能自启动。 驱动方程
推广到 n位二 进制同 步减法 计数器
J 0 K0 1 n J K Q 1 0 1 n n J K Q Q 2 2 1 0 J n 1 K n 1 Qnn 2Qnn 3 Q1nQ0n
输出方程
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B Qnn1Qnn 2 Q1nQ0n
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
3位二进制同步可逆计数器
设用U/D表示加减控制信号，且U/D＝0时作加计数，U/D ＝1 时作减计数，则把二进制同步加法计数器的驱动方程和U/D相 与，把减法计数器的驱动方程和U/D相与，再把二者相加，便 可得到二进制同步可逆计数器的驱动方程。
· · · · · ·
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
一、 二进制计数器
1、二进制同步计数器
3位二进制同步加法计数器
排列顺序：
状 态 图
n n n Q2 Q1 Q0
/C
/0 /0 /0 000→001→010→011 /1↑ ↓/0 111←110←101←100 /0 /0 /0
J 0 K0 1
J1 K1 Q
n 0
n 1 n 0
J 2 K2 Q Q
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&
电 路 图
1
FF 0 1J C1 1K
Q0
FF1 1J C1 1K
Q1
FF2 & 1J C1 & 1K
B Q2
CP
Q0
Q1
Q2