9.3 计数器（课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（铁道版）

第9章 时序逻辑电路 9.1 触发器 9.2 时序逻辑电路的一般分析方法 9.3 计数器 9.4 数码寄存器与移位寄存器 9.5 集成555定时器 9.3 计数器 计数器的功能和分类 计数器是一种应用广泛的时序逻辑电路，它不仅可用来对脉冲计数，而且还常用于数字系统的定时、延时、分频及构成节拍脉冲发生器等等。 计数器按计数长度可分为二进制、十进制及N进制计数器。按计数脉冲的引入方式可分为异步工作方式和同步工作方式计数器两类。按计数的增减趋势可分为加法、减法及可逆计数器。 计数器的组成和其它时序电路一样，都含有存储单元（这里通称为计数单元），存储单元是由触发器构成的。 三位二进制异步加法计数器的电路图如图9-11。它由三个D触发器构成，每个D触发器接成T＇触发器。每一级触发器有两个状态，三级共有23=8个状态，所以可以记下八个脉冲，第八个脉冲来到后电路返回初始状态。如果设初始状为Q2 = Q1= Q0=0，那么电路在记数脉冲作用下将按状态转换表 9.3.1二进制计数器 图9-11 二进制异步加法计数器 表9-7 状态转换表 图9-12 异步二进制加法计数器波形图 如果D触发器是下降沿触发的，那么电路波形与计数脉冲（在这里就是CP脉冲）的关系见图9-7。由状态转换表和波形图都可以看出，计数器的状态与计数脉冲是相加的关系。如果用n表示触发器的级数，那么二进制计数器的计数长度N=23。 电路的波形图可由状态转换表直接转换而来。将态序与CP对应，按时间轴展开，Q2、Q1、Q0按“0”、“1”的高低电平对准CP的下降沿一一画出即可。 9.3.2十进制计数器 除二进制计数器外，生活中还会用到其他进制的计数器，但最常用的是十进制计数器。如果用n表示触发器级数，那么n级触发器则N= 个状态，可累计 个计数脉冲。例如n＝4，则N= =16，计数器的状态循环一次可累计16个脉冲数，因此这种二进制计数器也可叫做十六进制计数器。 若 ＜N＜ ，就构成其他进制的计数器，叫做N进制计数器。例如，十进制计数器，N=10，而 ＜10＜ 。若用三级触发器，只有8种状态，不够用；若用四级触发器，又多余6个状态，应设法舍去。因此在N进制计数电路中，必须设法舍去多余的状态。N进制中的十进制计数器有广泛的实际应用，下面举例分析十进制计数器的逻辑功能。 【例9.2】 试分析如图9-13所示的异步十进制计数电路的计数原理。 图9-13 例9.2的图 表9-8 状态转换表 图9-14 例9.2的逻辑图 1． CT4090 目前我国已系列化生产多种集成计数器。即将整个计数电路全部集成在一个单片上，因而使用起来极为方便。下面我们以CT4090（74LS90），CT4093（74LS93）型计数器为例，说明其管脚功能及使用方法。 CT4090是一片2 - 5 -10进制的计数器，由主从型J－ K触发器和附加门组成。其外形、逻辑图、管脚排列和功能表如图9-13所示。在功能表中，“×”表示任意状态。 9.3.3 集成计数器 图9-15 是CT4090计数器逻辑图 图9-15 CT4090计数器逻辑图 图9-16 CT4090计数器外引线排列图、功能表 $$