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计数器是时序逻辑电路中应用最为广泛的电路。集成计数器芯片的产品有很多,同步计数器芯片有74LS160、161、162、163等;异步计数器芯片有74LS90、290、92、93等。
一般计数器芯片的输出都是按照递增的顺序计数,称为上行计数器或加法计数器。既可以上行技术又可以下行计数的芯片称为可逆计数器,常用芯片如74LS190、191、192、193等。
常用的计数容量为有四位二进制(模16)或十进制计数器,如其状态Q3Q2Q1Q0中,Q0是最低位,用LSB(least significant bit)表示,Q3是最高位,用MSB(most significant bit)表示。
异步计数器芯片:74LS93 2/8/16进制计数器
逻辑符号图:
电路原理图:
同步计数器芯片:74LS163 四位二进制计数器
逻辑符号图:
功能表:
同步计数器芯片:74LS160十进制计算器/74LS161四位二进制计数器
功能表:
74LS163和74LS160/161的异同点:
相同点:置数端子的工作方式都是同步置数
不同点:74LS163清零段子是同步,74LS160/161清零端子是异步
同步可逆计数器芯片:74LS190十进制可逆计数器芯片
逻辑符号图:
其中的
D
/
U
‾
D/\overline{U}
D/U是用于控制技术方向的输入端子
在现有N进制计数器芯片的基础上,利用清零端子( C L R ‾ \overline{CLR} CLR)或置数端子( L O A D ‾ \overline{LOAD} LOAD)构成小于等于N的任意进制计数器
当一串数字从0开始计数时,使用清零法
译码状态:给出清零信号的那个状态
完全译码vs部分译码:
使用部分译码时要注意计数序列中是否有其它状态满足译码条件,如有应该用完全译码。
当一串计数不从0开始时,需要使用置数法(都是同步)
已有N进制计数器,需要得到M进制计数器
寄存器基本功能:暂存数据
一个触发器可以存储一位二进制代码,存放N位二进制代码的寄存器,则需用N个触发器构成
扭环形计数器
次态方程:
Q
1
n
+
1
=
Q
0
Q_1^{n+1}=Q_0
Q1n+1=Q0
Q
2
n
+
1
=
Q
1
Q_2^{n+1}=Q_1
Q2n+1=Q1
Q
3
n
+
1
=
Q
2
Q_3^{n+1}=Q_2
Q3n+1=Q2
Q
0
n
+
1
=
Q
3
‾
Q_0^{n+1}=\overline{Q_3}
Q0n+1=Q3
环形计数器
次态方程:
Q
1
n
+
1
=
Q
0
Q_1^{n+1}=Q_0
Q1n+1=Q0
Q
2
n
+
1
=
Q
1
Q_2^{n+1}=Q_1
Q2n+1=Q1
Q
3
n
+
1
=
Q
2
Q_3^{n+1}=Q_2
Q3n+1=Q2
Q
0
n
+
1
=
Q
3
Q_0^{n+1}=Q_3
Q0n+1=Q3
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