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1、实验三集成计数器的设计与应用 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望3、实验原理、实验原理 计数器可以用作计数、分频、定时控制等。通常计数器可以用作计数、分频、定时控制等。通常具有计数、保持、预置数、清零具有计数、保持、预置数、清零(置置0)等多种功能。等多种功能。集成四位同步二进制加法计数器集成四位同步二进制加法计数器74LS161 加加/减同步计数器减同步计数器74LS191 译码及显示译码及显示 分频器分频器 74LS161的逻辑功能示意图的逻辑功能
2、示意图 74LS161的管脚排列的管脚排列 74LS161功能表功能表74LS161时序波形图时序波形图利用利用161实现任意进制加法计数器实现任意进制加法计数器1、清零法、清零法（置零法）（置零法）74LS161是异步清零，根据设计要求写反馈清零函数是异步清零，根据设计要求写反馈清零函数 上式中：上式中：“N”为所求计数器的模值，为所求计数器的模值，“”为反馈的二进制代为反馈的二进制代码码例：采用清零法，用例：采用清零法，用161设计一个模设计一个模11的加法计数器的加法计数器2、置数法、置数法74LS161是同步置数，根据设计要求写反馈置数函数是同步置数，根据设计要求写反馈置数函数 上式中
3、：上式中：“N”为所求计数器的模值，为所求计数器的模值，“初初”为计数器置数初为计数器置数初值，值，“”为反馈的二进制代码为反馈的二进制代码例：采用置数法，用例：采用置数法，用161设计一个设计一个2-C的加法计数器的加法计数器返回返回191可逆（加减）计数器可逆（加减）计数器74LS191是集成是集成4位同步二进制加减计数器，可以执位同步二进制加减计数器，可以执行十六进制加行十六进制加/减法计数及异步置数功能。减法计数及异步置数功能。详细引脚功能参见课本详细引脚功能参见课本 231页页74LS191功能表功能表加计数器设计时，使用与非门，取1反馈减计数器设计时，使用或门，取0反馈在只提供二在
4、只提供二输入与非门输入与非门的情况下，的情况下，如何替代或如何替代或门？门？显示及译码显示及译码 计数器输出端的状态反映了计数脉冲的多少计数器输出端的状态反映了计数脉冲的多少，通，通过译码器和显示器把计数器的输出显示为相应的数过译码器和显示器把计数器的输出显示为相应的数。LED发光二极管也用作计数器状态显示，但读取发光二极管也用作计数器状态显示，但读取状态时不如数码管直观。状态时不如数码管直观。二二-十进制译码器用于将二十进制译码器用于将二-十进制代码译成十进制代码译成十进制数字，去驱动十进制的数字显示器件，显示十进制数字，去驱动十进制的数字显示器件，显示09十个数字。数码管是一种常用的数字显
5、示器件。十个数字。数码管是一种常用的数字显示器件。数码管段结构数码管段结构计数、译码、显示接口图计数、译码、显示接口图实验箱上已将译码器芯片和数码管连接好，实验时只实验箱上已将译码器芯片和数码管连接好，实验时只要将十进制计数器的输出端要将十进制计数器的输出端Q3Q2Q1Q0直接连接到译直接连接到译码器的相应输入端码器的相应输入端DCBA，即可显示数字，即可显示数字09。数码管显示方式数码管显示方式LED显示方式显示方式二进制计数器的输出端二进制计数器的输出端Q3Q2Q1Q0直接连接四个直接连接四个LED灯，通过灯，通过LED灯灯的亮灭，即可反映计数器的状态的亮灭，即可反映计数器的状态。计数器C
6、P 数码管只能显示数码管只能显示0-9对应的二进制信息对应的二进制信息 LED能显示任意的二进制信息能显示任意的二进制信息 计数器又称分频器，计数器又称分频器，N进制计数器的进位输出脉冲就进制计数器的进位输出脉冲就是输入脉冲的是输入脉冲的N分频。分频。N进制计数器可直接作进制计数器可直接作N分频器。分频器。计数器的有效状态数、模数和分频系数是同一含义。计数器的有效状态数、模数和分频系数是同一含义。分频器分频器 计数器的计数器的Q3Q2Q1Q0输出分别对应输出分别对应16分频、分频、8分频、分频、4分频、分频、2分频、分频、四、设计任务与要求四、设计任务与要求3.用用74LS191及及74LS0
7、0设计一个设计一个94的减法计数的减法计数器。通过器。通过LED或数码管观察并记录实验结果；或数码管观察并记录实验结果；1.用用74LS161及及74LS00设计一个设计一个3B的加法计数的加法计数器，通过器，通过LED并记录实验结果；并记录实验结果；2.用用74LS191及及74 LS00设计一个设计一个29的加法计数的加法计数器。通过器。通过LED或数码管观察并记录实验结果；或数码管观察并记录实验结果；在只提供二输入与非在只提供二输入与非门的情况下，如何替门的情况下，如何替代三输入与非门？代三输入与非门？注：为便于观察记录实验现象，注：为便于观察记录实验现象，CPCP可选用可选用1Hz1H
8、z、2Hz2Hz连续脉冲，或选用单次脉冲；连续脉冲，或选用单次脉冲；一、如何用二输入与非门代换三输入与非门？一、如何用二输入与非门代换三输入与非门？二、如何用与非门替代或门？二、如何用与非门替代或门？三、三、191减计数器置数法必须从减计数器置数法必须从“0”取反馈，且取反馈，且必须取下一位，通过或门实现。必须取下一位，通过或门实现。注意：在实验室只提供了注意：在实验室只提供了74LS0074LS00与非门，若设计中出现与非门，若设计中出现了三输入与非门，或者或门，均需适当变换表达式，通过二了三输入与非门，或者或门，均需适当变换表达式，通过二输入与非门实现。输入与非门实现。五、思考题五、思考题2片片161最大可以实现多少分频？最大可以实现多少分频？共阴极和共阳极数码管有何区别？共阴极和共阳极数码管有何区别？六、预习要求六、预习要求1、复习有关计数器部分内容、复习有关计数器部分内容,了解了解74LS161、74LS191的功能。的功能。2、拟出实验中所需测试表格。拟出实验中所需测试表格。3、能画出用能画出用74LS161、74LS191整体反馈置数的方整体反馈置数的方 法构成不同进制的电路图。法构成不同进制的电路图。