计数器应用

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计数器应用

2024-06-11 08:15| 来源: 网络整理| 查看: 265

使用二进制,十进制计数器集成计数器生成N进制计数器 一.大模数->小模数1.异步清零法与同步清零法1.1 异步清零(74LS90为例实现七进制加法计数器)1.2 同步清零 2.异步置数与同步置数2.1 同步置数2.2 异步置数 3.三步+两个问题3.1 三步的过程3.2 弄清两个重要问题 二.小模数->大模数1.异步方式扩展2.同步方式扩展 三.集成计数器的综合应用 补充理解:

大模数->小模数:例如四位二进制(16进制)生成7进制小模数->大模数:与上相反 总结:大和小的概念在于进制的大小,注意汉字表示的数字和直接用数字表示的进制区别。 一.大模数->小模数 1.异步清零法与同步清零法 1.1 异步清零(74LS90为例实现七进制加法计数器)

在这里插入图片描述 当在工作循环终点处生成控制信号时,由于采用异步清零法,则0110这个状态无法保留在循环中,无法实现七进制,所以要采用如上连接方式,使得出现0111这个短暂的状态完成清零,而由于很短暂,故不包含在工作循环中。

1.2 同步清零

假设我们让以上的计数器采用同步清零法,不改变以上电路的情况下,出现0111时需要等到再次出现下降沿时才清零,此时则实现的是八进制(多加了等待的部分)。如下: 在这里插入图片描述 总结如下: 在这里插入图片描述

2.异步置数与同步置数 2.1 同步置数

在这里插入图片描述 由于要使用置数功能,则置数控制端LD接入电路,清零控制端CR不工作置为无效状态。通过D3D2D1D0表示置到哪,即如图,在置数数据输入端D3D2D1D0输入0010,则在到达终点后1101,LD低有效但还不置,等到下一个工作点的上升沿处置数,1101被保留在工作循环当中,然后置到0010。

总结: 在这里插入图片描述

2.2 异步置数

在这里插入图片描述 在工作循环终点1101的下一个状态1110生成控制信号,使得LD低有效,则立刻置数到工作循环的起点0010,由于1110是一瞬间,则不包括在工作循环中,进而也就实现了十二进制加法计数器。

3.三步+两个问题 3.1 三步的过程

在这里插入图片描述

3.2 弄清两个重要问题

在这里插入图片描述 注意点补充: 在这里插入图片描述

二.小模数->大模数

补充74LS90特点: 在这里插入图片描述 以上为74LS90(即二–五--十进制加法器)逻辑电路 在这里插入图片描述 以上为74LS90构成8421形式(2进制先运行,驱动5进制),最高位为Q3 在这里插入图片描述 以上为74LS90构成5421形式(5进制先运行,驱动2进制),最高位为Q0

1.异步方式扩展

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 当工作状态由1001变为0000时,正好是下降沿,又由于右片74LS90的clk是低有效工作,此时就会驱动它作为十位数计数一次。如果右片的clk0是高有效工作,则要在q3和clk0连接路线上接一个非门。(以上是两片均构成8421码形式,即二进制先运行驱动五进制)

以下则为两片构成5421形式实现一百进制加法器 在这里插入图片描述

2.同步方式扩展

在这里插入图片描述 左边的低位片q3q2q1q0没有到达1111时,输出进位一直输出是0,则虽然高位片clk收到了上升沿信号,但由于EP和ET受到q3q2q1q0影响不高有效,即不允许计数。所以只有四个q同时为1时,使得EP和ET高有效,然后再来一个clk上升沿,才运行右边的高位片动作一次,与此同时,低位片运行一周由1111返回0000,即符合了级联扩展规律。

实现256进制加法计数器用异步扩展如下: 在这里插入图片描述

对比可知:由于异步多了个非门器件,故要省器件选同步更好。总结:如果74LS90采用同步扩展,根据以上同步扩展规律,需要有进位端和计数控制端,而它没有,则不能进行同步扩展。推广一下便可明白,异步扩展的应用范围更广,因为它用到的是更多普遍的端口。 三.集成计数器的综合应用

在这里插入图片描述

注意点:遇到扩展不要只知道大模数变到小模数或小模数变到大模数,其实还有更多步骤的变换。例如以上的74LS161是四位二进制,即16进制,要扩展到百进制,用两片可以扩展到256进制,超过了目标一百,故而还得进行大模数变小模数的步骤。 在这里插入图片描述易错点:以上图是为了说明,在由0000开始找百进制工作循环的终点时,不应该找10011001表示两个9,这是十进制概念,而我们用的是四位二进制计数器,故而要以这8位二进制来表示99,即01100011.实现图如下: 在这里插入图片描述


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