100-用集成计数器构成任意进制计数器在线视频

大家好

今天我们要讲的是用集成计数器构成任意进制

计数器

首先我们来回顾一下计数器的概念

那么计数器是能够将输入的时钟脉冲进行累积

起到一个数数的作用

人类习惯的十进制就是从0到0

0到9是个有效循环

那么在数字电路当中

实际上实现的是从0000到1001这样

一个十进制的循环

可是在实际生活当中往往不仅仅有十进制

也就是说时钟 交通灯以及我们这样一个

啤酒的生产线

怎么办呢

这就需要我们进行任意进制计数器的设计

当然选取的硬件不同

它的设计方法是不一样的

今天我们主要讲中规模集成计数器的设计方法

首先我们来看这样一个十进制计数器构成

六进制计数器的设计方法

先看它的设计思路

十进制计数器我们知道它是从0到9这么一个

十个数的循环

在数字电路的计算内表当中是从

0000到1001

十个状态的循环

我要用这样一个十进制改造成六进制

怎么办

我们可以选取连续的六个状态

从0到5实际上是六个状态

在数字猎物当中

你看一下

就是从0000到0101

大家仔细数一下

是不是就是六个状态

那么这就是六进制

也就是说我们通过这样一个十进制的集成芯片

改造之后

使1001这样一个五它的下一个状态回到零

就能够实现六进制

这就是即成十进制构成六进制的这样一个

设计思路

我们该如何改造呢

这里我们就必须要看一下集成计数器的主要

外部端口和它的功能

我们已74LS160为例

它是一个十进制的计数芯片

它的基本功能是当使能端有效

这个计数器把时钟进行一个加法计数

数到最大值9之后就进位端输出

形成一个有效循环

为了拓展功能

它有一些附加端

比如说RD清零端

实际上是Reset简写RD

我们看逻辑功能表

当RD低电平有效时

计数器被强制输出为零

大家注意

清零端

不用时钟脉冲控制

所以我们把它称为异步清零

除此之外

我们还有一个LD叫做置数端

实际上是load direct简写

当LD低电平有效时

计数器被强制输出为预置数状态

D3D2D1D0是我们预先置数的

而这四个数是要通过并行数据输入端写入我们

预置的一个状态

那么计数器就从D3D2D1D0作为初始态

进行一个循环

那么注意置数端需要等到时钟脉冲来才能有效

我们称之为同步置数端

以上就是74S160的基本功能

其他的芯片大家一样可以通过查找它的说明书

对照管脚图和功能表

梳理出它是什么进制

他有没有清零端

有没有置数端是同步置数同步清异步置数

还是异步清零

一样可以灵活来应用

那么这里面大家就要注意清零和置数是我们

进行任意进制计数器设计的关键环节

所以我们的设计方法

其实依照这两个复用管脚就有了清零法和

置数法

我们来看清零法

清零法的含义是通过控制清零端刚才讲到的

低有效

那么我们要构成六进制的时候

把0101 5的下一个状态制成零

就能构成这样一个六进制

它分为同步清零和异步清零

我们用时序图来对照一下两种方法的区别

比如说这边当我们的输出数到0101

5的时候

直接清零端给入低电平

因为是同步清零

它需要等到时钟脉冲的上升沿来了之后

再清理

这样实现这样一个六进制的循环

而异步清零大家仔细看

同样也是数到0101的时候

我们给它清零

因为一不清零不需要等到时钟脉冲

立刻强制我们的计数器回到零状态

而这个状态是一个不稳定状态

如果用数码管显示的时候是看不出来的

那怎么办

也就是说你数的时候

缺少一个状态

这个时候我们就需要将0110作为清零信号

置到零

实现一个六个稳定循环

0110因为异步清零不稳定并不记录在

有效循环当中

这就是同步清零和异步清零这样一个区别

大家一定要理解

好

然后我们用74LS160来实现这样一个

六进制的设计

根据我们刚才的分析

160是具有一不清零功能

异步清零

我们需要把哪个状态作为清零信号

没错

是需要用0110 6作为清零信号

那么电路连接

把0110做1级与非

控制清零端

看其他状态端给入需要的数值即可

这就是他的逻辑图

我们看一下仿真情况

这里是用了一块带译码的显示芯片来看这样

一个计数状态

大家可以看到

它是可以从0到5 0到5循环技术

实现我们这样一个六进制的功能

好

如果你理解了置0法

那么置法也就非常简单了

所谓置数法是通过控制字数端

LD有效来实现这样一个扩展功能

同样我们还是来做这样一个六进制

使1010的下一个状态置为零

就是我们刚才提到的六进制

我们看质数法也分为同步置数和异步置数

同步置数是将计数值5使同步置数端有效

下一时钟到来时

置入0

而异步置数

前面我们分析过有一个不稳定状态

所以我们需要把6使异步置数端有效再置入0

就是这样的一个区别

那么大家可以看到

置数法当中的置0跟我们清0法的效果

是一样的

所以两种方法都可以

实际上自述法的功能比这还要强大的多

不仅可以从0到5

还可以1到6

大家看123456是不是也是实现六进制

所以我们可以试一下

将六的下一个状态置为1

同样也可以构成六进制

我们来看

如果是同步置数的话

我们是要把六是同步置数端有效

等下一个脉冲来的时候

置数成1

而如果是异步置数的话

需要加一

把7置数端端有效

直接置入1

这里就不是置0了

称为置任意数

所以置数法它的功能要更强大一些

在任意置数的情况下

我们就没有办法用清零法了

好

我们来看一下实现还是160

如果我们用的是置0的置数法

我们需要把0101置成零

我们看硬件当中如何来连接0101 5

通过与非门给了LD置数端

同时把并行数据输入端置成零

那么这同样也实现了一个六进制的计数器

不过我们用的是置数端

我们还介绍另外一种

是任意数

如果我想从一到六

大家看同样是六进制

置数什么区别呢

我们需要把输出的0110置成0001

我们看0110与非之后

控制置数端

同时并行数据输入端写入0001

同样也实现了六进制的这样一个设计

好

今天我们内容总结一下

用集成计数器构成任意的N进制计数器的设计

方法

清零法

当我们要使计数器从0记到N减一这样一个

N进制的情况

如果用清零法的话分为同步清零和异步清零

那要注意清零的时候同步是需要采集N减一

这个状态作为反馈信号清零

而如果是异步的话是要把这个状态作为

反馈信号清零

还有一个是置数法

置数状态从A到Z这里面A减J是等于N减一的

同样还是N进制

它也分为同步置数和异步置数

计数状态J反馈置入I那么这里面是同步指数

异步置数

我们知道有一个不稳定状态

所以应该要把A加一状态作为反馈进入A状态

才能构成这样一个N进制的计数器

好了

今天内容就到这

再见