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1实验三集成计数器一、实验目的1、掌握集成计数器构成N进制的计数器的连接方法。二、预习要求1．熟悉芯片各引脚排列。2．理解构成模长M进制计数器的原理。3．实验前设计好实验所用电路，画出实验用的接线图。三、实验内容1、设计一模长M=60进制的计数电路。1）用同步连接反馈预置法实现。2）用同步连接反馈清零法实现。2、按设计图连接电路。CP接频率为1Hz的方波脉冲，各计数器的输出Q3Q2Q1Q0接七段BCD显示译码器CD4511的DCBA输入端，CD4511的输出接七段数码显示器。3、．接通实验箱电源，观察七段数码显示器计数状态的变化过程，并记录该状态循环。四、实验器材数字逻辑实验箱，74LS160，74LS00，74LS20。五、实验报告要求1、60进制计数器的电路设计图、连线图和计数器的测试结果。4、测试过程中出现的问题及解决办法。六、实验用元件介绍1．集成计数器74LS160本实验所用集成芯片为异步清零同步预置四位8421码10进制加法计数器74LS161，集成芯片的各功能端如图所示，其功能见附表。123456789101112131474LS160RDCPD1GNDEPVCCD01516D2D3LDETQ3Q2Q1Q0CORDLDETEPCPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00××××××××000010××↑DCBADCBA110××××××保持11×0×××××保持1111↑××××计数74LS160功能表274LS160为异步清零计数器，即RD端输入低电平，不受CP控制，输出端立即全部为“0”，功能表第一行。74LS160具有同步预置功能，在RD端无效时，LD端输入低电平，在时钟共同作用下，CP上跳后计数器状态等于预置输入DCBA，即所谓“同步”预置功能（第二行）。RD和LD都无效，ET或EP任意一个为低电平，计数器处于保持功能，即输出状态不变。只有四个控制输入都为高电平，计数器（161）实现模10加法计数，Q3Q2Q1Q0=1001时，RCO=1。2．构成任意进制计数器（模长M≤10）用集成计数器实现M进制计数有两种方法，反馈清零法和反馈预置法。图（a）为反馈清零法连接（8进制），图（b）为反馈预置零法连接（8进制）。（a）（b）3．集成计数器扩展应用（模长M＞10）当计数模长M大于10时，可用两片以上集成计数器级联触发器来实现。集成计数器可同步连接，也可以异步连接成多位计数器，然后采用反馈清零法或反馈预置法实现给定模长M计数。图所示为同步连接反馈清零法（a）及反馈置数法（b）实现模长48计数电路原理图。3七、其它集成计数器介绍1．74LS161（同步预置异步复位4位二进制加法计数器）74LS161有与74LS160一样的引脚排列和功能，区别在于161是16计数器，Q3Q2Q1Q0=1111时，CO=1。2．74LS190（可预置同步可逆BCD计数器）74LS190是BCD同步加／减计数器，并行输出。计数时，时钟CP的上升沿有效。CP端、加/减端(D/U)和置数端（LD）都先经过缓冲，从而降低了这些输入端对驱动信号的要求。附表列出了74LS190的主要功能，下面作简要说明。1）预置数：当置数端（LD）为低电平时，数据输入端信号A、B、C、D将对内部触发器直接置位或复位，结果使QA=A、QB=B、QC=C、QD=D，而与其他控制端的电平无关。2）计数：在允许端S为低电平，置数端无效（LD=1）的条件下，若加／减输入端D/U为低电平，则可进行加计数，反之可进行减计数。3）禁止计数：当允许端S为高电平时，计数被禁止。值得注意的是，允许端的电平应在CP为高电平时发生变化。4）级联：当计数器溢出时，进位/借位输出端（CO/BO）产生一个宽度为一个CP周期的正脉冲，串行时钟端（QCR）也形成一个宽度等于时钟低电平部分的负脉冲，上述正脉冲或负脉冲的后沿比产生溢出的时钟脉冲上升沿稍微滞后，它们可作为级联信号来用。例如，123456789101112131474LS190BQBSGNDQDVCCQA1516U/DQCDCLDCO/BOQCRCPALDSU/DCPQDQCQBQA100↑加计数74LS190功能表101↑减计数0xx↑预置数11xx保持4把两级74LS190连接为同步计数器，只要将低位计数器的QCR端连至高位计数器的允许端S。而要把两级计数器连接为异步计数器，则低位计数器的QCR端应和高位计数器的CP端相连．CO/BO端可用来完成高速计数的先行进位。3．74LS90（二—五—十进制计数器）74LS90内部有一个二进制计数器，时钟ACP，输出Q0；一个五进制计数器，时钟BCP，输出Q3Q2Q1；可异步构成十进制计数器。它有两高电平有效的清零端R0A、R0B和两高电平有效的置9端S9A、S9B，其功能表如附表所示。当计数脉冲由ACP输入，Q0与BCP相连时，就构成8421BCD计数器。当计数脉冲由BCP输入，Q3与ACP相连时，则可构成5421BCD计数器。R0AR0BS9AS9BCPQ3Q2Q1Q0110xx000011x0x0000xx11x1001x0x0↓计数0x0x↓计数0xx0↓计数x00x↓计数74LS90功能表123456789101112131474LS90CPBR0ANCVCCS9AS9BQ1Q2GNDQ0NCCPAR0BQ3