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计数器应用

花匠小妙招
2024-12-05 15:04

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：

2.异步置数与同步置数

2.1 同步置数

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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：
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2.2 异步置数

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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

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3.2 弄清两个重要问题

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注意点补充：

二.小模数->大模数

补充74LS90特点:
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以上为74LS90(即二–五--十进制加法器)逻辑电路

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

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

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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
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2.同步方式扩展

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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。