数字电子技术第五章时序逻辑电路5计数器芯.ppt

（一）（一）4位二进制同步加法计数器芯片位二进制同步加法计数器芯片74X161引脚分布引脚分布逻辑符号逻辑符号带引脚名的逻辑符号带引脚名的逻辑符号一、常用中规模计数器芯片一、常用中规模计数器芯片第五节第五节 常用中规模计数器芯片及应用常用中规模计数器芯片及应用内部逻辑电路图内部逻辑电路图简化符号简化符号74X161的功能表的功能表异步清零，同步置数异步清零，同步置数（二）（二）4位二进制同步加法计数器芯片位二进制同步加法计数器芯片 74X163引脚分布引脚分布逻辑符号逻辑符号带引脚名的逻辑符号带引脚名的逻辑符号简化符号简化符号同步清零同步清零（三）（三）4位二进制同步可逆计数器芯片位二进制同步可逆计数器芯片74 X 191引脚分布引脚分布逻辑符号逻辑符号带引脚名的逻辑符号带引脚名的逻辑符号简化符号简化符号74X191的功能表的功能表没有清零，异步置数没有清零，异步置数（四）（四）4位二进制同步可逆计数器芯片位二进制同步可逆计数器芯片74X19374X193的功能表的功能表异步清零，异步置数异步清零，异步置数（五）（五）8421BCD8421BCD码同步加法计数器码同步加法计数器74X16074X160芯片芯片74X16074X160的功能表的功能表（六）二（六）二-五五-十进制异步加法计数器十进制异步加法计数器74X29074X29074X290内部逻辑电路图内部逻辑电路图74X29074X290的功能表的功能表二进制状态图二进制状态图五进制状态图五进制状态图84218421码十进制逻辑电路图码十进制逻辑电路图5421码十进制逻辑电路图码十进制逻辑电路图几种集成计数器的比较几种集成计数器的比较二、集成计数器的应用二、集成计数器的应用*（一）计数器容量扩展（一）计数器容量扩展*（二）组成任意进制计数器（二）组成任意进制计数器 （三）组成分频器（三）组成分频器 （四）组成序列信号发生器（四）组成序列信号发生器 （五）组成顺序脉冲发生器（五）组成顺序脉冲发生器 （一）计数器容量扩展（一）计数器容量扩展 将多个计数器进行级联，就可以扩大计数范将多个计数器进行级联，就可以扩大计数范围。如：围。如：m个模个模N计数器计数器级联，可以实现级联，可以实现Nm的的计数器。计数器。计数器级联的方式有两种：计数器级联的方式有两种：1 1、级间串联进位方式、级间串联进位方式异步级联方式异步级联方式 2 2、级间并联进位方式、级间并联进位方式同步级联方式同步级联方式（一）计数器容量扩展（一）计数器容量扩展1.1.同步级联方式同步级联方式两片两片74X161同步级联组成同步级联组成8位二进制加法计数器的逻辑电路图位二进制加法计数器的逻辑电路图2.2.异步级联方式异步级联方式（1）两片）两片74X161异步级异步级联构成联构成256进制计数器进制计数器时序图时序图（2）两片）两片74X193异步级联构成异步级联构成256进制计数器进制计数器时序图时序图（3）两片）两片74X290异步级联构成异步级联构成100进制计数器进制计数器时序图时序图（二）组成任意进制计数器（二）组成任意进制计数器 实际应用中，可以用现有的二进制或十进制计数实际应用中，可以用现有的二进制或十进制计数器，利用其清零端或预置数端，外加适当的门电路器，利用其清零端或预置数端，外加适当的门电路连接而成。连接而成。方法有两种：方法有两种：1、反馈清零法、反馈清零法 2、反馈置数法、反馈置数法 用模用模N的计数器构成任意模值的的计数器构成任意模值的M计数器计数器1.若若MN，需要多片，需要多片N进制计数器级联，同步级联或异步级进制计数器级联，同步级联或异步级联，然后再用反馈清零或反馈置数法构成联，然后再用反馈清零或反馈置数法构成M进制计器。进制计器。1.1.反馈清零法反馈清零法-适用于有清零输入端的集成计数器适用于有清零输入端的集成计数器（1）同步反馈清零法）同步反馈清零法例例5-13 用集成计数器用集成计数器74X163和必要的门电路组成和必要的门电路组成6进进制计数器，要求使用反馈清零法。制计数器，要求使用反馈清零法。时序图时序图（2 2）异步反馈清零法）异步反馈清零法例例5-14 用集成计数器用集成计数器74X161和必要的门电路构成和必要的门电路构成6进进制计数器，要求使用反馈清零法。制计数器，要求使用反馈清零法。1.1.反馈清零法反馈清零法时序图时序图完整状态转换图完整状态转换图2.反馈置数法反馈置数法适用于有预置功能的集成计数器适用于有预置功能的集成计数器（1）同步反馈置数法）同步反馈置数法例例5-15 用集成计数器用集成计数器74X160和必要的门电路组成和必要的门电路组成7进制计进制计数器，要求该电路的有效状态是数器，要求该电路的有效状态是Q3Q2Q1Q 0按按“加加1”的顺序从的顺序从0011 到到1001循环变化。循环变化。时序图时序图完整状态转换图完整状态转换图用用RCO端来实现端来实现（2）异步反馈置数法）异步反馈置数法例例5-16 用集成计数器用集成计数器74X193和必要的门电路组成和必要的门电路组成10进制计进制计数器，要求用反馈置数法实现。数器，要求用反馈置数法实现。逻辑电路图逻辑电路图完整的状态图完整的状态图例例5-17 用用74X160组成组成48进制计数器。进制计数器。整体反馈清零法整体反馈清零法 将高位片的将高位片的Q2和低位片的和低位片的Q3通过与非门接至两芯片的清零通过与非门接至两芯片的清零端端大模分解法：大模分解法：将将M分解为多个因数相乘（每个因数小于分解为多个因数相乘（每个因数小于单片计数器的最大值），可先用单片计数器的最大值），可先用n片计数器分别片计数器分别组成模值为组成模值为M1、M2、Mn的计数器，然后再的计数器，然后再级联成级联成M=M1M2.Mn的计数器。的计数器。（三）组成分频器（三）组成分频器解解：因因为为32768=232768=21515，经经1515级级二二分分频频，就就可可获获得得频频率率为为1Hz1Hz的的脉脉冲冲信信号。因此将四片号。因此将四片7416174161级联，从高位片（级联，从高位片（4 4）的）的Q Q2 2输出即可。输出即可。例例 某石英晶体振荡器输出脉冲信号的频率为某石英晶体振荡器输出脉冲信号的频率为32768Hz32768Hz，用，用7416174161组成分频器，将其分频为频率为组成分频器，将其分频为频率为1Hz1Hz的脉冲信号。的脉冲信号。（四）组成序列信号发生器（四）组成序列信号发生器序列信号序列信号在时钟脉冲作用下产生的一串周期性的二进制信号。在时钟脉冲作用下产生的一串周期性的二进制信号。例：用例：用7416174161及门电路构成序列信号发生器。及门电路构成序列信号发生器。其中其中74161与与G1构成了一个模构成了一个模5计数器。计数器。由于由于 因此，这是一个因此，这是一个01010序列信号发生器，序列长度序列信号发生器，序列长度P=5。用计数器辅以数据选择器可以方便地构成各种序列发生器用计数器辅以数据选择器可以方便地构成各种序列发生器。构成的方法如下：构成的方法如下：第一步第一步 构成一个模构成一个模P P计数器；计数器；第二步第二步 选择适当的数据选择器，把欲产生的序列按规定的选择适当的数据选择器，把欲产生的序列按规定的顺序加在数据选择器的数据输入端，把地址输入端与计数器顺序加在数据选择器的数据输入端，把地址输入端与计数器的输出端适当地连接在一起。的输出端适当地连接在一起。例例 试用计数器试用计数器7416174161和数据选择器设计一个和数据选择器设计一个0110001101100011序列序列发生器。发生器。解解：由由于于序序列列长长度度P=8，故故将将74161构构成成模模8计计数数器器，并并选选用用数据选择器数据选择器74151产生所需序列，从而得电路如图所示。产生所需序列，从而得电路如图所示。（五）组成脉冲分配器（五）组成脉冲分配器脉冲分配器是数字系统中定时部件的组成部分，它脉冲分配器是数字系统中定时部件的组成部分，它在时钟脉冲作用下，顺序地使每个输出端输出节拍脉冲，在时钟脉冲作用下，顺序地使每个输出端输出节拍脉冲，用以协调系统各部分的工作用以协调系统各部分的工作