N进制计数器【02】

大容量N进制计数器

集成计数器容量的扩展

集成计数器级联扩展容量

【例1】由两片 74LS161 级联组成 256 进制(8位二进制)同步加法计数器

【解】级联时,外加时钟信号同时接到各片计数器的时钟输入端,用前级计数器的进位输出 C O CO CO 来控制后级计数器的计数控制端 C T T 、 C T P CT_T、CT_P CTTCTP ,实现对后级计数器工作状态的控制

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工作过程:当 片(1) 计到 1111 时,进位输出 C O = 1 CO=1 CO=1,片(2) C T T = C T P = 1 CT_T=CT_P=1 CTT=CTP=1 ,使 片(2) 处于计数状态;当下一个 C P ↑ CP↑ CP 到来时,片(2) 加 1,而 片(1) 归零(0000),同时 C O = 0 CO=0 CO=0 ,使 片(2) 处于非计数状态

【例2】由两片 74LS290 级联组成 100 进制异步加法计数器

【解】两片“74LS290”接成十进制加法计数器后级联,计数脉冲从个位片 C P 0 CP_0 CP0 ,端输入

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工作过程

  1. 当输入第1~9个脉冲 ( C P ↓ CP↓ CP) 时,个位片计数;十位片的 C P 0 CP_0 CP0 ,未出现下降沿,因而保持计数 “0” 状态不变
  2. 当输入第 10 个 C P ↓ CP↓ CP ,个位片返回计数 “0” 状态,其 Q 3 Q_3 Q3 输出一个下降沿使十位片计数 “1” ,因此输出读数为 Q 7 Q 6 Q 5 Q 4 Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 00010000 Q_7Q_6Q_5Q_4Q_3Q_2Q_1Q_0=00010000 Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0=00010000 ,即计数 “10”
  3. 当输入第 100个 C P ↓ CP↓ CP ,个位片和十位片均返回计数 “0" 状态,而由 Q 7 Q_7 Q7 输出进位信号的下降沿

级联获得大容量N进制计数器

  1. 集成计数器级联起来扩大容量后,再用反馈清零法或反馈置数法获得大容量的 N进制计数器
  2. 直接用级联法,将 N 1 N_1 N1 进制计数器和 N 2 N_2 N2 ,计数器串联,获得 N = N 1 × N 2 N=N_1×N_2 N=N1×N2 进制计数器

【例3】用两片 74LS161 构成60进制加法计数器

先将两片 74LS161 级联组成256进制加法计数器,再用反馈清零法或反馈置数法获得60进制加法计数器

方法一:使用清零端(异步方式)

  1. Step1:写出状态 S N S_{N} SN 的二进制代码

    S N = S 60 = 0011 1100 S_{N}=S_{60}=0011~1100 SN=S60=0011 1100

  2. Step2:求反馈归零逻辑表达式

    C R ‾ = Q 5 n ⋅ Q 4 n ⋅ Q 3 n ⋅ Q 2 n ‾ \overline{CR}=\overline{Q^n_5·Q^n_4·Q^n_3·Q^n_2} CR=Q5nQ4nQ3nQ2n

  3. Step3:画连线图

    在这里插入图片描述

方法二:使用置数端(同步方式)

  1. Step1:写出状态 S N − 1 S_{N-1} SN1 的二进制代码

    S N − 1 = S 59 = 0011 1011 S_{N-1}=S_{59}=0011~1011 SN1=S59=0011 1011

  2. Step2:求反馈置数逻辑表达式

    C R ‾ = Q 5 n ⋅ Q 4 n ⋅ Q 3 n ⋅ Q 1 n ⋅ Q 0 n ‾ \overline{CR}=\overline{Q^n_5·Q^n_4·Q^n_3·Q^n_1·Q^n_0} CR=Q5nQ4nQ3nQ1nQ0n

  3. Step3:画连线图

    在这里插入图片描述

方法三:先将个位片构成十进制计数器,十位片构成六进制计数器,再进行串联(采用清零端或者置数端)

方法四:先将个位片构成十二进制计数器,十位片构成五进制计数器,再进行串联(采用置数端)

方法五:先将个位片构成十五进制计数器,十位片构成四进制计数器,再进行串联(采用置数端)

【例3】用两片 74LS160 构成60进制加法计数器

【解】先将两片 74LS160 级联组成100进制加法计数器,再用反馈清零法或反馈置数法获得60进制加法计数器

注意:74LS160与 74LS161 都是采用异步清零,同步置数方式,但74LS160是十进制数加法计数器,采用8421编码,在写状态对应代码,要转换为8421代码

方法一:使用清零端(异步方式)

  1. Step1:写出状态 S N S_{N} SN 的 8421 代码

    S N = S 60 = 0110 0000 S_{N}=S_{60}=0110~0000 SN=S60=0110 0000

  2. Step2:求反馈归零逻辑表达式

    C R ‾ = Q 6 n ⋅ Q 5 n ‾ \overline{CR}=\overline{Q^n_6·Q^n_5} CR=Q6nQ5n

  3. Step3:画连线图

    在这里插入图片描述

方法二:使用置数端

  1. Step1:写出状态 S N − 1 S_{N-1} SN1 的 8421 代码

    S N − 1 = S 59 = 0101 1001 S_{N-1}=S_{59}=0101~1001 SN1=S59=0101 1001

  2. Step2:求反馈置数逻辑表达式

    C R ‾ = Q 6 n ⋅ Q 4 n ⋅ Q 3 n ⋅ Q 0 n ‾ \overline{CR}=\overline{Q^n_6·Q^n_4·Q^n_3·Q^n_0} CR=Q6nQ4nQ3nQ0n

  3. Step3:画连线图

    在这里插入图片描述

方法三:先将个位片构成十进制计数器,十位片构成六进制计数器,再进行串联

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