天津工业大学实验七 计数器.pdf
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2022-11-01
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实验七 计数器
一、实验目的
1. 熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法。
2. 掌握用中规模集成计数器构成任意进制计数器的方法。
3. 学习用集成触发器构成计数器的方法。
二、实验原理
计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可以用来对脉冲计数，还常用
作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其他特定的逻辑功能。计数器是由基本的
计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构
成，这些触发器有 RS 触发器、T 触发器、D 触发器及 JK 触发器等。计数器在数字系统
中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指
令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的
计数等等。
计数器种类很多，按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同
步计数器和异步计数器；根据计数进制的不同，分为二进制计数器、十进制计数器和任
意进制计数器；根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器；如按预置和清
除方式来分，则有并行预置、直接预置、异步清除和同步清除等；按权码来分，则有“8421”
码，“5421”码、余“3”码等计数器及可编程序功能计数器等等。目前，无论是 TTL 还是
CMOS 集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数电路。使用者只要借助于器件手册
提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。
1.十进制计数器 74LS90（二、五分频）
74LS90 是模二-五-十异步计数器。具有计数、清除、置 9 功能。74LS90 包含 M=2
和 M=5 两个独立的下降沿触发计数器，清除端和置 9 端两计数器公用，没有预置端。
模 2 计数器的时钟输入端为 A(CP
1
)，输出端为 Q
A
；模 5 计数器的时钟输入端为 B(Ｃ
P
2
)。输出端由高位到低位为 Q
D
、Q
C
、Q
B
；异步置 9 端为Ｓ
91
和Ｓ
92
，高电平有效。即
只要 S
91
·S
92
=1，则输出 Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
为 1001；异步清除端为 R
01
和 R
02
，当 R
01
·R
02
＝１，
且 S
91
·S
92
＝０时，输出 Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
＝0000；只有 R
01
·R
02
＝０，S
91
·S
92
=０，即两者全无
效时，74LS90 才能执行计数操作。图 7-1 是异步十进制计数器 74LS90 的逻辑电路图。
根据功能表（表 7-1）可将 74LS90 接成模 2、模 5 和模 10 计数器。模 10 计数器有
两种接法，如图 7-2 所示。图(a)输出为 8421BCD 码，高低位顺序是：Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
；图
(b)输出为 5421BCD 码，高低位顺序是 Q
A
Q
D
Q
C
Q
B
最高位 Q
A
的输出是对称方波。
从逻辑图看出，计数器具有如下功能：
R
91
R
92
=0，R
01
R
02
=1 时，计数器置全 0。
R
01
R
02
=0，R
91
R
92
=1 时，计数器置为 9，即 Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
=1001。
CP
2
=0，CP
1
输入时钟，Q
A
输出，实现模 2 计数器。
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