实验五 计数器及应用161和191.doc

实验五计数器及其应用一、实验目的1、熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法2、掌握用74LS161/191构成几种进制计数器的方法3、熟悉中规模集成计数器各输出波形及应用二、实验原理计数器是典型的时序逻辑电路,,集成计数器是最广泛应用的逻辑部件之一。计数器种类较多,按构成计数器中的多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,可分为二进制计数器、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。本实验主要研究中规模十进制计数器74LS161,74LS191的功能及应用。2、中规模集成计数器74LS161是四位二进制可预置同步计数器,由于它采用4个主从JK触发器作为记忆单元,故又称为四位二进制同步计数器,其集成芯片管脚如图所示:管脚符号说明:,接+5V;异步置零(复位)端Rd;时钟脉冲CP;预置数控制端A、B、C、D;数据输出端QA、QB、QC、QD;进位输出端RCO:使能端EP,ET;预置端LD;,所以具有较高的计数速度。各触发器翻转是靠时钟脉冲信号的正跳变上升沿来完成的。时钟脉冲每正跳变一次,计数器内各触发器就同时翻转一次,74LS161的功能表如表所示:表74LS161逻辑功能表3、计数器的级联使用若所要求的进制已超过16,则可通过几个74LS161进行级联来实现,在满足计数条件的情况下有如下方法:1)同步联接法:CP是共同的,只是把第一级的进位输出RCO接到下一级的ET端即可,平时RCO=0则计数器2不能工作,当第一级计满时,RCO=1,最后一个CP使计数器1清零,同时计数器2计一个数,这种接法速度不快,不论多少级相联,CP的脉宽只要大于每一级计数器延迟时间即可。其框图如图:2)异步联接法:把第一级的进位输出端RCO接到下一级的CP端,平时RCO=0则计数器2因没有计数脉冲而不能工作,当第一级计满时,RCO=1,计数器2产生第一个脉冲,开始计第1个数,这种接法速度慢,若多级相联,其总的计数时间为各个计数器延迟时间之和。其框图如图所示4、实现任意进制计数器由于74LS161的计数容量为16,即计16个脉冲,发生一次进位,所以可以用它构成16进制以内的各进制计数器,实现的方法有两种:置零法(复位法)和置数法(置位法)。(1)用复位法获得任意进制计数器假定已有N进制计数器,而需要得到一个M进制计数器时,只要M<N,用复位法使计数器计数到M时置“0”,即获得M进制计数器。(2)利用预置功能获M进制计数器置位法与置零法不同,它是通过给计数器重复置入某个数值的的跳越N-M个状态,从而获得M进制计数器的,如图所法。置数操作可以在电路的任何一个状态下进行。这种方法适用于有预置功能的计数器电路。图上述二种方法的原理示意图(a)(b)例如:利用两片十进制计数器74LS161接成35进制计数器?本例可以采用整体置零方式进行。首先将两片74LS161以同步级联的方式接成16×16=256进制的计数器。当计数器从全0状态开始计数时,计