15.2 计数器 教学讲义 -2023-2024学年高一下学期（中职）物理（高教版·第3版）《电工电子技术与技能》

【课题】 15.2计数器 【教学目标】 描述二进制数和十进制数计数器，集成十进制计数器、集成任意进制计数器的功能。 【教学重点】 1.异步二进制加法计数器。 2.集成计数器。 【教学难点】 集成计数器。 【教学过程】 【一、复习】 K触发器工作原理和逻辑状态表。 【二、引入新课】 这里讲的计数是指记忆输入脉冲的个数。计数器种类很多，但其工作原理比较接近。学 会一种计数器的工作原理，其他种类的计数器也就容易学了。 【三、讲授新课】 15.2.1异步二进制加法计数器 1.J触发器组成的计数器，如图1513(a)所示。 FF2 FF3 (a)逻辑图 01 (b)工作波形 图1513异步3位二进制加法计数器 2.工作原理：工作波形如图15.13(b)所示。 第一个CP,触发器状态O3Q2Q1由000变为001； 第二个CP,Q3QQ1又由001变为010， 依次分析，可得出触发器状态Q3QzQ1与计数脉冲CP的关系，知表15.6所示。当输入 8个CP脉冲后，计数器状态恢复为000，则该计数器的模M=8。 3.异步计数器：计数脉冲不是同时加到各个触发器上，各触发器翻转有先有后。 4.同步计数器：计数脉冲CP同时加到所有触发器的时钟脉冲输入端。 表15.63位二进制计数器状态表 计数脉冲 触发器状态 十进制数 CP O O 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 2 0 1 0 2 3 0 1 1 4 1 0 0 4 5 1 0 1 5 6 1 1 0 6 1 1 7 0 0 0 0 15.2.2 十进制计数器 十进制计数器：有10个计数状态，即计数模M=10.4位二进制计数器有16个状态， 去掉6个状态取决于编码方式。若采用8421编码，则十进制加法计数器的状态表如表15.7 所示。 表15.7 十进制加法计数器的逻辑状态表 计数脉冲 触发器状态 CP 十进制数 Q Q 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 2 0 0 1 0 2 3 0 0 3 4 0 1 0 0 4 5 0 1 0 1 5 6 0 1 1 0 6 7 0 1 1 1 7 8 1 0 0 0 8 9 1 0 0 1 9 10 0 0 0 0 0 15.2.3 集成计数器 1.T210计数器的逻辑符号 T210(T4290、74LS290)是异步二-五-十进制计数器，图15.14是它的逻辑符号和外 引线排列图。 0,030,0a ▣■▣口口Π▣ 141312111098 CPo T210 T210 CP uuutuu CP CPoSxnS GND 图15.14T210的外引线排列图和逻辑符号 R1、R。2)是复位端，Sa)、S2)是置位端，Q:、Q2、Q1、Qo是输出端，CP。、CP 是脉冲输入端，Ucc是接+5V电源，GND是接地。 (1)五进制计数器。对应Q3、Q2、Q的三个触发器组成异步，使用的脉冲信号是CP1。 (2)二进制计数器。对应Q的触发器在电路上是独立的，使用CP。作脉冲信号。 (3)8421BCD码十进制计数器。将Qo和CP1相连，同时以CP。作为脉冲输入端， 可构成8421BCD码的十进制计数器。 (4)5421BCD码十进制计数器。将Q3和CP。相连，同时以CP1作为脉冲输入端，可 构成5421BCD码的十进制计数器。 2.T210计数器的功能表 T210计数器的功能表如表15.8所示。表中符号“×”表示取0或取1均可，符号“ ↓”表示脉冲的下降沿触发。 表15.8T210计数器的功能表 输 输 出 CP R01) R0(2) S1) S92) 0 22 9 Co X 0 0 0 0 0 × 1 + 0 0 0 0 0 × 1 0 0 × 0 0 记数 0 × 0 记 数 ↓ 0 × × 0 记 数 ↓ X 0 0 × 记 数 当异步复位端(R。1、R。2)为高电平时，只要9端(S1、S,2)有一个置为低电 平，就可完成清零功能。 当a、S2均位高电平时，就可完成置9功能。 当R。a、R。2)中有一个以及a、2)中有一个同时为低电平时，在时钟端(CP CP)脉冲下降沿作用下进行记数操作： (1)十进制记数。应将CP1与Qa连接，记数脉冲由CP,输入，输出按8421编码，如 图15.15所示。 (2)二分频、五分频记数。记数脉冲从CP。输入，从Q输出，为二分频输出；记数 脉冲从CP1输入，从Q3输出为五分频输出。 3.用T210构成任意进制计数器 (1)构成十进制计数器。图11.23是十进制计数器，其中图15.15(a)是8421BCD码 的十进制计数器，图15.15(b)是5421BCD码的十进制计数器。 2:02220 2:0:000 CP CP CP CP T210 CP T210 CP. Sa ScRon Roczy Sa