集成计数器74LS90测试及分频

集成计数器74LS90的测试与分频

一、实验目的

1、掌握二—十进制（BCD码）异步计数器的工作原理和设计方法

2、掌握中规模集成二—五—十进制（BCD码）异步计数器74LS90的功能及应用

3、熟悉任意进制计数器的设计与实现

二、实验器材

双踪示波器、函数信号发生器、三路直流稳压电源、万用表、74LS90

三、实验原理

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：

异步计数器7490功能描述：

1、以CP0(CPA)为计数脉冲，Q0(QA)为输出，得到一位二进制计数器。

2、以CP1(CPB)为计数脉冲，Q3Q2Q1(QDQCQB)为输出，得到5进制计数器，计数状态为（Q3Q2Q1）：000、001、010、011、100，Q3为CP1的5分频输出。

3、R0(1)R0(2)为11时QDQCQBQA输出为0000；R9(1)R9(2)为11时QDQCQBQA输

出为1001。

4、8421BCD码十进制计数器接法，输出高位到低位的顺序为QDQCQBQA，QD为最

高位。

5、5421BCD码十进制计数器接法，输出高位到低位的顺序为QAQDQCQB，QA为最高位。

异步计数器7490内部逻辑图：

集成电路74LS00为四组2输入端与非门（正逻辑）其引脚排列图和功能表如下所示：

四、实验内容

1、使用74LS90实现8421BCD码十进制计数器(十分频器)，使用示波器测量波形

2、在8421BCD码十进制计数器设计六进制计数器（六分频器），有置零法和置九法两

种方案

3、十进制以上以上计数器：用两片74LS90构成一个BCD码的37进制计数器和100

进制计数器

五、实验步骤

1、8421BCD码十进制计数器电路图

观察多路信号时，以周期最长的一路信号作为最小周期，该实验中以QD为基准，为了便于观察绘制波形，示波器屏幕小格与CP调整成2:1的关系。

2、在8421BCD码下设计六进制计数器

（1）置零法

六进制计数器在0000、0001、0010、0011、0100、0101六个状态间循环，跳过0110、0111、1000、1001四个状态，由于74LS90为异步计数器，选择在

0110置零，0110状态很短时间存在。电路图如下：

（2）置九法

计数器在0000、0001、0010、0011、0100、1001六个状态间循环，在0101状态异步置九，电路图如下：

（3）波形绘制方法与1中相同

3、三十七进制及一百进制计数器

（1）一百进制计数器

两片74LS90串联可以构成一百进制计数器，一片控制个位，另一片控制十位，两片都首先连成十进制8421BCD码计数器，个位QD连十位INA端，电路图如下：

（2）三十七进制计数器

在一百进制的基础上采用置零法可以接成三十七进制计数器在0—36这三十七个状态之间循环异步计数器在37状态置零，即十位BCD码为0011，个位0111时置零。用与非门阵列接反馈电路。十位QB、QA与非结果与1与非得结果接R01，个位QC、QB与非结果与1与非结果与QA与非结果与1与非结果接R02。即在00110111到来时，十位与个位均置零。电路图如下：

六、思考题

1、是否六进制到九进制，每一个都可以不加器件用74LS90置零和置九实现？请一一判断，并写出能够实现的规律？

答:六进制可以实现已经证明；七进制，若采用置零法，在7（0111）状态异步置零，不加器件不能实现，若置九，在6（0110）状态置九，QB、QC分别反馈至R91、R92，即不加器件可以实现；八进制0—7，若置零在8（1000）异步置零，可以R01接高电平，QD接回R02，若置九则在7（0111）状态置九，不加器件不能实现；九进制0—8，若采用置零法，在9（1001）状态异步置零，QA、QD分别接回R01、R02，可以实现，若采用置九法，则在8（1000）状态置九，可以R91接高电平，QD接回R02，便可实现九进制。

规律：设置置零或者置九的状态的BCD码中1的个数少于两个，则不加器件用74LS90可以实现，否则不能实现。

2、分析一下本实验的六进制计数器能否自启动？

答：检测能否自启动，画出状态转换图如下：

QDQCQBQA/IN74LS90为下降沿出发，状态图中箭头上面均为/0。

七、实验感想

实验中要求输入信号有2.5伏的直流偏置，不然得不到正确结果。还有学会看器件手册，虽然是英文的，必须搞懂，否则实验难免出差错。

74LS90加外接器件可以接成任意进制计数器。大体思路：若采用异步置零法，计数器从全零状态开始计数，计满M个状态产生置零信号，使计数器恢复到初态,然后再重复前面过程。假设：计数器最大计数值为M,当要求计数器计数模值为N时：计数器在S0~SN-1共N个状态中工作，当计数器进入SN状态时，利用SN状态进行译码产生置零信号并反馈到异步置零端，使计数器立即返回S0状态。清置零信号SN不计算在主循环内,SN是过渡态。若采用置九法，假设：计数器最大计数值为M,当要求计数器计数模值为N时：计数器在S0~SN-2和最大值共N个状态中工作，当计数器进入SN-1状态时，利用SN-1状态进行译码产生置九信号并反馈到异步置九端，使计数器立即返回S(状态。置九信号SN-1不计算在主循环内,SN-1是过渡态。

个人觉得置零法更加容易理解，易于实现。但由于置零信号随着计数器被置零而消失，

所以置零信号持续时间很短，如果触发器的复位信号有快有慢，则可能动作慢的触发器还未来得及复位，置零信号已经消失，导致误动作。可以让置零信号通过一个SR锁存器在接回置零端解决这个问题。此时，置零信号的宽度和输入计数脉冲高电平持续时间相等。