集成计数器的设计与应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验三 集成计数器的设计与应用,熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法,1,、实验目的,学习计数器的功能扩展,了解集成译码器及显示器的应用,实验设备：数字电路实验箱,1,台,实验器件：,74LS00,、,74LS161,、,74LS191,各,1,片,2.,实验仪器及器件,3,、实验原理,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,(,置,0),等多种功能。,集成四位同步二进制加法计数器,74LS161,加,/,减同步计数器,74LS19,1,译码及显示,分频器,74LS161,的逻辑功能示意图,74LS161,的管脚排列,74LS161,功能表,74LS161,时序波形图,利用,161,实现任意进制加法计数器,1,、清零法（置零法）,74LS161,是异步清零，根据设计要求写反馈清零函数,上式中：,“,N”,为所求计数器的模值，“,”,为反馈的二进制代码,例：采用清零法，用,161,设计一个模,11,的加法计数器,2,、置数法,74LS161,是同步置数，根据设计要求写反馈置数函数,上式中：,“,N”,为所求计数器的模值，“初”为计数器置数初值，“,”,为反馈的二进制代码,例：采用置数法，用,161,设计一个,2-C,的加法计数器,返回,191,可逆（加减）计数器,74LS191,是集成,4,位同步二进制加减计数器，可以执行十六进制加,/,减法计数及异步置数功能。,详细引脚功能参见课本,231,页,74LS191,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,在只提供二输入与非门的情况下，如何替代或门？,显示及译码,计数器输出端的状态反映了计数脉冲的多少，通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，但读取状态时不如数码管直观。,二,-,十进制译码器用于将二,-,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,0,9,十个数字。数码管是一种常用的数字显示器件。,数码管段结构,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，实验时只要将十进制计数器的输出端,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,直接连接到译码器的相应输入端,DCBA,，即可显示数字,09,。,数码管显示方式,LED,显示方式,二进制计数器的输出端,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,直接连接四个,LED,灯，通过,LED,灯,的亮灭，即可反映计数器的状态。,计数器,CP,数码管只能显示,0-9,对应的二进制信息,LED,能显示任意的二进制信息,计数器又称分频器，,N,进制计数器的进位输出脉冲就是输入脉冲的,N,分频。,N,进制计数器可直接作,N,分频器。,计数器的有效状态数、模数和分频系数是同一含义。,分频器,计数器的,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,输出分别对应,16,分频、,8,分频、,4,分频、,2,分频、,四、设计任务与要求,3.,用,74LS191,及,74LS00,设计一个,94,的减法计数器。通过,LED,或数码管观察并记录实验结果；,1.,用,74LS161,及,74LS00,设计一个,3B,的加法计数器，通过,LED,并记录实验结果；,2.,用,74LS191,及,74 LS00,设计一个,29,的加法计数器。通过,LED,或数码管观察并记录实验结果；,在只提供二输入与非门的情况下，如何替代三输入与非门？,注：为便于观察记录实验现象，,CP,可选用,1Hz,、,2Hz,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？,二、如何用与非门替代或门？,三、,191,减计数器置数法必须从“,0”,取反馈，且必须取下一位，通过或门实现。,注意：在实验室只提供了,74LS00,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，通过二输入与非门实现。,五、思考题,2,片,161,最大可以实现多少分频？,共阴极和共阳极数码管有何区别？,六、预习要求,1,、复习有关计数器部分内容,了解,74LS161,、,74LS191,的功能。,2,、拟出实验中所需测试表格。,3,、能画出用,74LS161,、,74LS191,整体反馈置数的方,法构成不同进制的电路图。,