N进制计数器

前面介绍过二进制计数器和十进制计数器，但是在很多时候需要到其他进制的计数器，我们把这些任意进制的计数器简称为 N 进制计数器

设计 N 进制计数器的方法有两种：

1. 用时钟触发器和门电路设计（前面常用的方法，比较繁琐和复杂）

2. 用集成计数器构成

   利用计数器的 清零端 和 置数控制端，让电路跳过某些状态而获得 N 进制计数器，且有异步和同步两种

回顾常用芯片的工作方式

• 同步清零（同步就是指等 CP 来的时候才进行操作）：74LS162 、74LS163
• 异步清零：74LS160、74LS161、74LS192、74LS193、74LS197、74LS290
• 同步置数：74LS160、74LS161、74LS162、74LS163
• 异步置数：74LS190、74LS191、74LS192、74LS193、74LS197、74LS290(置9)

利用同步清零端或置数端设计

思路：当 M 进制计数到 $S_{N-1}$ 后使计数器回到 $S_0$ 状态

利用同步清零端获得N进制计数器

步骤

1. 写出状态 $S_{N-1}$ 的二进制代码
2. 求反馈归零逻辑表达式
3. 画连线图

举例

【例1】试用 4 位二进制计数器 74LS163 (清零端) 构成十二进制计数器

【解】74LS163 的清零端和置数端均为同步方式；计数器的功能是统计输入脉冲 CP 的个数，要构成十二进制计数器，需要输入十二个 CP(↑)

• Step1：写出状态 $S_{N-1}$ 的二进制代码

  $S_{N-1}=S_{12-1}=S_{11}=1011$

• Step2：求反馈归零逻辑表达式

  $\overline{CR}=\overline{Q_3^n\cdot Q_1^n\cdot Q_0^n}$

• Step3：画连线图

  

利用同步置数端获得N进制计数器

步骤

1. 写出状态 $S_{N-1}$ 的二进制代码
2. 求反馈置数逻辑表达式
3. 画连线图

举例

【例2】试用 4 位二进制计数器 74LS163 (置数端) 构成十二进制计数器

方法一

【解】74LS163 的清零端和置数端均为同步方式，方法一样

• Step1：写出状态 $S_{N-1}$ 的二进制代码

  $S_{N-1}=S_{12-1}=S_{11}=1011$

• Step2：求反馈置数逻辑表达式

  $\overline{LD}=\overline{Q_3^n\cdot Q_1^n\cdot Q_0^n}$

• Step3：画连线图

  

方法二

【解】预置数 $D_3{D}_2{D}_1{D}_0$ 可以置成 0000~1111 的任意一个数，若 $D_3{D}_2{D}_1{D}_0=0100$ ，计到 1111 时，进位输出 $CO$ 刚好为1，将进位信号取反接到 $\overline{LD}$ 端，亦构成十二进制计数器

$D_3{D}_2{D}_1{D}_0=0100$ ，$\overline{LD}=\overline{C}$

利用异步清零端或置数端设计

思路：当 M 进制计数到 $S_N$ 时，立即产生清零或置数信号，使计数器回到 $S_0$ 状态

利用异步清零端获得N进制计数器

步骤

1. 写出状态 $S_N$ 的二进制代码
2. 求反馈归零逻辑表达式
3. 画连线图

举例

【例3】试用 4 位二进制计数器 74LS161 (清零端) 构成十二进制计数器

【解】74LS161的清零采用异步方式，而置数采用同步方式

1. Step1：写出状态 $S_N$ 的二进制代码

   $S_N=S_{12}=1100$

2. Step2：求反馈归零逻辑表达式

   $\overline{CR}=\overline{Q_3^n\cdot Q_2^n}$

3. Step3：画连线图

   

利用异步置数端获得N进制计数器

步骤

1. 写出状态 $S_N$ 的二进制代码
2. 求反馈置数逻辑表达式
3. 画连线图

举例

【例3】试用 74LS197 (置数端) 构成十二进制计数器

【解】74LS197 是一个 二-八-十六 进制异步加法计数器，需要注意脉冲端的连接方式，清零和置数均采用异步方式

• Step1：写出状态 $S_N$ 的二进制代码

  $S_N=S_{12}=1100$

• Step2：求反馈置数逻辑表达式

  $CT/\overline{LD}=\overline{Q_3^n\cdot Q_2^n}$

• Step3：画连线图 $C{P}_0=CP,C{P}_1=Q_0,CT/\overline{LD}=\overline{Q_3^n\cdot Q_2^n}$

  

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相关例题

【例4】试用 74LS290 构成九进制计数器

【解】74LS290 是一个 二-五-十 进制异步计数器，需要注意脉冲端的连接方式，有异步清零和异步置九功能

• Step1：写出状态 $S_N$ 的二进制代码

  $S_N=S_9=1001$

• Step2：求反馈归零逻辑表达式

  $R_0=R_{0A}\cdot R_{0B}=Q_3^n\cdot Q_0^n$

  可以不用与门，分别将 $R_{0A}$ 与 $Q_0^n$ 连接，将 $R_{0B}$ 与 $Q_3^n$ 连接即可

• Step3：画连线图

  $C{P}_0=CP,C{P}_1=Q_0,R_{0A}=Q_0^n,R_{0B}=Q_3^n$

  

【例5】指出下列电路各是几进制计数器

1. 八进制计数器

   

2. 九进制计数器

   

3. 六进制计数器

   

4. 六进制计数器

   

5. 四进制计数器