9.2.2 同步十进制计数器（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

9.2.2 同步十进制计数器 1．74LS160的逻辑功能介绍 74LS160是十进制同步计数器，具有计数、同步置数、异步清零等功能。 其引脚排列图和逻辑符号如图9.7所示。 （a）引脚排列图 （b）逻辑符号 图9.7 74LS160引脚排列图和逻辑符号 各引脚功能如下。 CP为输入计数脉冲，也是加到各个触发器的时钟信号端的时钟脉冲，上升沿有效； 为清零端； 为预置数控制端； D0～D3为并行输入数据端；CTT和CTP为两个计数器工作状态控制端；CO为进位信号输出端；Q0～Q3为计数器状态输出端。 74LS160与74LS161的功能表相同，它们的不同之处仅在于74LS160是十进制同步计数器，而74LS161是十六进制同步计数器。 2．计数方法 按图9.8所示连接电路，Q3、Q2、Q1、Q0接发光二极管。 在输入脉冲的作用下，注意观察输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态变化，并加以记录。（建议采用仿真课件演示） 图9.8 同步十进制计数器 实验现象 在输入脉冲的作用下，输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态变化如表9.3所示。 CP 进位CO 十 进 制 数 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 2 0 0 0 1 0 0 1 0 0 2 3 0 0 1 0 0 0 1 1 0 3 4 0 0 1 1 0 1 0 0 0 4 5 0 1 0 0 0 1 0 1 0 5 6 0 1 0 1 0 1 1 0 0 6 7 0 1 1 0 0 1 1 1 0 7 8 0 1 1 1 1 0 0 0 0 8 9 1 0 0 0 1 0 0 1 1 9 10 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 表9.3 同步十进制加法计数器状态表 知识探究 由表9.3可得到状态转换图，如图9.9所示。 第10个计数脉冲来到后，计数器返回0000状态，完成一次十进制计数循环。因此，图9.5所示电路称为同步十进制加法计数器。 图9.9 同步十进制加法计数器的状态转换图 3．74LS160的应用 中规模集成同步计数器类型很多，但从降低成本考虑，集成电路的定型产品必须有足够的批量。 因此，目前常见的计数器芯片在计数进制上只制作成应用较广的二进制、十进制、十六进制等。 在需要其他进制时，只能利用已有的计数产品通过外电路的不同连接来得到。 假设已有的是N进制计数器，而要得到的是M进制计数器，利用74LS160的各功能引出端 、 、CO可以灵活的组成M进制计数器。这里讨论如下两种情况。 （1）组成N＞M进制计数器 实现的方法有两种：置0法和置数法。 ① 置0法。集成计数器的置0方式有异步置0（异步清0）和同步置0（同步清0）两种。在利用异步清0输入端获得M进制计数器时，应在输入第M个计数脉冲后，通过控制电路产生一个置0信号加到异步清0端，使计数器置0，即实现M进制计数。 和异步置0不同，同步置0输入端获得置0信号后，计数器并不立即被置0，需要等待输入一个计数脉冲后，计数器才被置0。因此，利用同步置0获得M进制计数器时，应在输入第（M−1）个计数脉冲时，使同步置0输入端获得置0信号，这样，在输入第M个计数脉冲时，计数器才被置0，从而实现M进制计数。 ② 置数法。利用预置数控制端也可获得M进制计数。由于同步预置数控制端获得置数信号时，需要再输入一个计数脉冲才能将预置数置入计数器中。因此，利用预置数控制端获得M进制计数器时，应在输入第（M−1）个计数脉冲时，使同步预置数控制端获得置数信号，这样，在输入第M个计数脉冲时，使计数器返回到初始预置数状态，从而实现M进制计数。 *（2）利用集成计数器的级联获得N < M进制计数器 如要构成大容量计数器，这时必须用多片N进制计数器组合起来，才能构成M进制计数器。各片之间的连接方式可采用同步级联和异步级联。 下面以74LS160为例说明构成M >10进制的计数器的连接方法。 若M可以分解为小于N的因数相乘，即M=N1×N2，则可先将两个N进制计数器分别接成N1进制计数器和N2进制计数器，然后再以同步级联和异步级联方式连接起来。 图9.12 六十进制计数器 $$