实验五 集成计数器与移位寄存器.ppt

实验五 集成计数器与移位寄存器
74LS161的逻辑功能示意图 74LS161的管脚排列
74LS161功能表
三、实验原理
① 集成四位同步二进制加法计数器74LS161
74LS16实验五 集成计数器与移位寄存器
74LS161的逻辑功能示意图 74LS161的管脚排列
74LS161功能表
三、实验原理
① 集成四位同步二进制加法计数器74LS161
74LS161时序波形图
利用161实现任意进制加法计数器
1）清零法
74LS161是异步清零，根据设计要求写反馈清零函数
上式中：
“M”为所求计数器的模值，“……”为反馈的二进制代码
例：采用清零法，用161设计一个模11的加法计数器
2）置数法
当置数出初值为0时， 由于74LS161是同步置数，根据设计要求写反馈置数函数
“M”为计数器的模值。
例：采用置数法，用161设计一个0-9的加法计数器
返回
当置数的初值不为0 时，画出所要求的全部状态，在最后一个状态取反馈使LD为0即可。
如：使用74LS161设计4-9的加法计数器。
② 4位二进制可逆（加减）计数器74LS191
74LS191是集成4位同步二进制加减计数器，可以执行十六进制加/减法计数及异步置数功能。
详细引脚功能参见课本 231页
74LS191功能表
加计数器设计时，使用与非门，取‘1’反馈
减计数器设计时，使用或门，取‘0’反馈
在只提供二输入与非门的情况下，如何替代或门？

工作原理：
当X=1时，M1=0，M0=1，执行右移功能；
n=3，其模值M=2×3=6；
当X=1时，M1=1，M0=0，执行左移功能。
n=3，其模值M=2×3-1=5。
n ：代表环内包围的输出端的个数；
如果是通过二输入与非门取反馈作移入数据，则为奇数模，M=2n-1
如果是通过非门取反馈作移入数据，则为偶数模，M=2n。
④ 显示及译码
计数器输出端的状态反映了计数脉冲的多少 ，通过译码器和显示器把计数器的输出显示为相应的数。
◎ LED发光二极管也用作计数器状态显示，但读取状态时不如数码管直观。
◎ 二---十进制译码器用于将二---十进制代码译成十进制数字，去驱动十进制的数字显示器件，显示0～9十个数字。数码管是一种常用的数字显示器件。
数码管段结构
计数、译码、显示接口图
实验箱上已将译码器芯片和数码管连接好，实验时只要将十进制计数器的输出端Q3Q2Q1Q0直接连接到译码器的相应输入端DCBA，即可显示数字0—9 。
数码管显示方式
LED显示方式
二进制计数器的输出端Q3Q2Q1Q0
直接连接四个LED灯，通过LED灯
的亮灭，即可反映计数器的状态 。
计数器
CP
※ 数码管只能显示0-9对应的二进制信息
※ LED能显示任意的二进制信息
计数器又称分频器，N进制计数器的进位输出脉冲就是输入脉冲的N分频。
N进制计数器可直接作N分频器。
计数器的有效状态数、模数和分频系数是同一含义。
分频器
计数器的Q3Q2Q1Q0输出分别对应16分频、8分频、4分频、2分频、
四、设计任务与要求
3. 用74LS191及74LS00设计一个9—4的减法计数器。通过LED或数码管观察并记录实验结果；
，要求右移时M=7，左移时M=8，通过LED观察并记录实验结果。
1. 用74LS161及74LS00设计一个3—B的加法计数器，通过LED并记录实验结果；
2. 用74LS191及74 LS00设计一个2—9的加法计数器。通过LED或数码管观察并记录实验结果；
在只提供二输入与非门的情况下，如何替代三输入与非门？
注：为便于观察记录实验现象，CP可选用1Hz、2Hz连续脉冲，或选用单次脉冲；
一、如何用二输入与非门代换三输入与非门？
二、如何用与非门替代或门？
注意：在实验室只提供了74LS00二输入与非门，若设计中出现了三输入与非门，或者或门，均需适当变换表达式，通过二输入与非门74LS00实现。
五、思考题
2片161最大可以实现多少分频？
共阴极和共阳极数码管有何区别？
六、预****要求
1、复****有关计数器部分内容,了解74LS161、
74LS191的功能。
2、 拟出实验中所需测试表格。
3、 能画出用74LS161、74LS191整