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 7 4LS161, 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:电源正端 Vcc ,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 ;图 74LS161 管脚图该计数器由于内部采用了快速进位电路, 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7 4LS161 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)