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波形图 序列脉冲 * 4.5 计数器 (Counter) 4.5.1 计数器的特点和分类 一、计数器的功能及应用 1. 功能： 对时钟脉冲 CP 计数。 2. 应用： 分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲 序列、进行数字运算等。 二、计数器的特点 1. 输入信号： 计数脉冲 CP 2. 主要组成单元： 时钟触发器 三、 计数器的分类 按数制分： 二进制计数器 十进制计数器 N 进制(任意进制)计数器 按计数 方式分： 加法计数器 减法计数器 可逆计数 (Up-Down Counter) 按时钟 控制分： 同步计数器 (Synchronous ?) 异步计数器 (Asynchronous ?) 按开关 元件分： TTL 计数器 CMOS 计数器 4.5.2 二进制计数器 计数器计数容量、长度或模的概念: 计数器能够记忆输入脉冲的数目，即电路的有效状态数 M 。 3 位二进制同步加法计数器： 0000 1111 /1 4 位二进制同步加法计数器： 000 111 /1 n 位二进制同步加法计数器： CP 1J 1K C1 FF0 1 1J 1K C1 FF1 1J 1K C1 FF2 C Q0 Q1 Q2 Q0 Q1 Q2 一、二进制同步计数器 特性方程： J1= K1 = Q0 J2= K2 = Q1Q0 J0= K0 =1 电路结构： 驱动方程： (一) 3 位二进制同步加法计数器 FF2、FF1、FF0 Q2、Q1、Q0 状态方程： 特性方程： J1= K1 = Q0 J2= K2 = Q1Q0 J0= K0 =1 驱动方程： 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 Q2Q1Q0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 C CP n 位二进制同步加法计数器级联规律： 状态方程： 状态表： CP Q0 Q1 Q2 分频器 各信号频率的关系？ (二) 3 位二进制同步减法计数器 电路结构： 驱动方程： 特性方程： CP 1J 1K C1 FF0 1 1J 1K C1 FF1 1J 1K C1 FF1 B Q0 Q1 Q2 Q0 Q1 Q2 J0= K0 = 1 驱动方程： 特性方程： J0= K0 = 1 状态方程： 状态方程： 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 B Q2Q1Q0 CP 状态表： (三) 二进制同步可逆计数器 单时钟输入二进制同步可逆计数器 加/减 控制端 加计数 T0 = 1、T1= Q0n、 T2 = Q1nQ0n 减计数 T0 = 1、T1= Q0n、 T2= Q1nQ0n CP Q0 1J 1K C1 FF0 1 Q0 Q2 1J 1K C1 FF2 Q2 Q1 1J 1K C1 FF1 Q1 U / D 1 1 1 1 C/B (四) 集成二进制同步计数器 1. 集成 4 位二进制同步加法计数器 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 74161(3) VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LD CR CP D0 D1 D2 D3 CTP 地 引脚排列图 逻辑功能示意图 74161 Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LD CO CP CTP CR D0 D1 D2 D3 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 CR = 0 Q3 ? Q0 = 0000 同步并行置数 CR=1，LD=0，CP? 异步清零 Q3 ? Q0 = D3 ? D0 1) 74LS161 和 74LS163 74161的状态表 清零 置数 0 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0 计 数 保 持 保 持 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ? 1 0 ? ? ? d3 d2 d1d0 1 1