????歡迎大家來學(xué)習(xí)數(shù)字電路——時(shí)序邏輯電路。

????在這里我們會講解二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和集成計(jì)數(shù)器74LS161，希望通過我們的學(xué)習(xí)會讓你更明白數(shù)字電路中的奧秘。

目錄

??一、計(jì)數(shù)器?

??1.二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

?（1）異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

（2）同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

??2.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

?（1）電路組成

?（2）工作過程

??3.集成計(jì)數(shù)器

（1）74LS161芯片的引腳排列和圖形符號

一、計(jì)數(shù)器?

?能累計(jì)輸入脈沖個(gè)數(shù)的數(shù)字電路稱為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器是數(shù)字電路中應(yīng)用十分廣泛的單元邏輯電路，除直接用作技術(shù)、分頻、定時(shí)外，還經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)字儀表、程序控制、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。

計(jì)數(shù)器的種類很多，

①按計(jì)數(shù)的進(jìn)位體制不同，可分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和N進(jìn)制計(jì)數(shù)器等；

②按計(jì)數(shù)器中數(shù)值的增、減情況，可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器、可逆計(jì)數(shù)器；

③按計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)刻的不同，可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。

1.二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

定義：

在計(jì)數(shù)脈沖作用下，各觸發(fā)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換按二進(jìn)制的編碼規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的數(shù)字電路稱為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

構(gòu)成計(jì)數(shù)器電路的核心器件是具有計(jì)數(shù)功能的JK觸發(fā)器。可將JK觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)，如圖所示：

?（1）異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

如圖所示電路是用三個(gè)JK觸發(fā)器連成的異步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

?

圖中各位觸發(fā)器的端接在一起作為計(jì)數(shù)器的直接復(fù)位輸入信號；計(jì)數(shù)脈沖加到最低位觸發(fā)器 ? ? ?的FF0端，其他觸發(fā)器的CP依次受低位觸發(fā)器Q端的控制。各觸發(fā)器接收到負(fù)跳變脈沖信號時(shí)狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)。

波形如圖所示：

????工作過程：?

計(jì)數(shù)前，在復(fù)位端先輸入一負(fù)脈沖，使=000，這一過程稱為清零，清零后，應(yīng)使=1，才能正常計(jì)數(shù)。

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP作用后，該脈沖的下降沿使觸發(fā)器FF0的由0態(tài)轉(zhuǎn)為1態(tài)，其他兩個(gè)觸發(fā)器因沒有CP下降沿的作用，仍保持0態(tài)，所以當(dāng)?shù)谝粋€(gè)CP作用后，計(jì)數(shù)器狀態(tài)為=001。

當(dāng)?shù)诙€(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP作用時(shí)，觸發(fā)器FF0翻轉(zhuǎn)，由1態(tài)轉(zhuǎn)為0態(tài)，的下降沿加到FF1的時(shí)鐘脈沖輸入端，使從0態(tài)轉(zhuǎn)為1態(tài)，上升沿變化對觸發(fā)器FF2無效，狀態(tài)保持不變，所以當(dāng)?shù)诙€(gè)CP作用后，計(jì)數(shù)器狀態(tài)為=010。

?依此類推，當(dāng)?shù)谄邆€(gè)CP作用后計(jì)數(shù)器狀態(tài)為111，當(dāng)?shù)诎藗€(gè)CP作用后計(jì)數(shù)器又回到000狀態(tài)，完成一次計(jì)數(shù)循環(huán)。

（2）同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

如圖所示為同步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器：

?各級觸發(fā)器的CP端連在一起，受同一個(gè)時(shí)鐘脈沖控制，顯然各觸發(fā)器狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)與時(shí)鐘同步，故稱同步計(jì)數(shù)器。

2.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)算方便。但在許多場合，使用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器較符合人們的習(xí)慣。所謂十進(jìn)制計(jì)數(shù)器是在計(jì)數(shù)脈沖作用下各觸發(fā)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換按十進(jìn)制數(shù)的編碼規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的數(shù)字電路。

用二進(jìn)制數(shù)碼表示十進(jìn)制數(shù)的方法稱為二—十進(jìn)制編碼（即BCD碼）。十進(jìn)制數(shù)有0~9共10個(gè)數(shù)碼，至少要用4位二進(jìn)制數(shù)。而4位二進(jìn)制數(shù)有十六個(gè)狀態(tài)，表示1位十進(jìn)制數(shù)只需要十個(gè)狀態(tài)，因此需要去掉其中的六個(gè)狀態(tài)。在十進(jìn)制計(jì)數(shù)器中常采用8421BCD碼的編碼方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。

8421編碼見表：

?（1）電路組成

異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路由4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)用于計(jì)數(shù)器清零的門電路組成，與二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的主要差異是跳過了二進(jìn)制數(shù)碼1010~1111的6個(gè)狀態(tài)。

?（2）工作過程

?計(jì)數(shù)器輸入0~9個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，工作過程與4位二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器完全相同，第九個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后=1001。

當(dāng)?shù)谑畟€(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來后，計(jì)數(shù)器狀態(tài)為=1010，此時(shí)，與非門輸入全1，輸出為0，使各觸發(fā)器復(fù)位，即=0000， 同時(shí)使與非門輸出又變?yōu)?，計(jì)數(shù)器重新開始工作。 從而實(shí)現(xiàn)8421BCD碼十進(jìn) 制加法計(jì)數(shù)的功能。

3.集成計(jì)數(shù)器

集成計(jì)數(shù)器是將觸發(fā)器及有關(guān)門電路集成在一塊芯片上，使用方便且便于擴(kuò)展。中規(guī)模集成同步計(jì)數(shù)器類型很多，常見的4位十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器有74LS160、74LS162、74LS196、CC40192等；4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器有74LS161、74LS163、74LS169、74LS191等。

（1）74LS161芯片的引腳排列和圖形符號

74LS161芯片的引腳排列和圖形符號如圖所示：

① 異步清零

當(dāng)異步置0控制端=0時(shí)，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，無論有無時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器輸出將直接置零，稱異步清零。

② 同步預(yù)置數(shù)

當(dāng)=1時(shí)，同步置數(shù)控制端=0，且在CP上升沿作用時(shí)，并行輸入數(shù)據(jù)被置入計(jì)數(shù)器的輸出端，使= 。由于這個(gè)操作要與CP同步，所以又稱為同步預(yù)置數(shù)。

真值表如表所示：

③保持

當(dāng)時(shí)==1、時(shí)，輸出保持不變。這時(shí)若=0、=1，則進(jìn)位輸出信號CO保持不變；若=1、=0，進(jìn)位輸出信號CO為低電平。

④計(jì)數(shù)

?當(dāng)?====1時(shí)，CP為上升沿有效時(shí)，實(shí)現(xiàn)加法計(jì)數(shù)功能。

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