在数字电路中,能够记忆输入脉冲个数的电路称为计数器。计数器可分为同步计数器和异步计数器两种。这两种计数器又可分为二进制、十进制和N进制计数器。下面简单介绍一下同步二进制、十进制和N进制计数器。
1.同步二进制计数器
图5-20的逻辑电路是二进制加法计数器,实现模8计数。FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次,FF1在Q0=1时,在下一个CP触发沿到来时翻转。FF2在Q0=Q1=1时,在下一个CP触发沿到来时翻转。其驱动方程如下:
画出电路的时序图5-21如下:
图5-22是一个三位二进制可逆计数器,表示加减控制信号,当
=0时作加计数,
=1时作减计数。
在实际应用中,计数器已被集成。如4位集成二进制同步加法计数器74LS161,双4位集成二进制同步加法计数器CC4520,4位集成二进制同步可逆计数器74LS191等等。它们的管脚排列如图5-23所示。
下面简单介绍一下74LS161的管脚功能:CR(—)为清零端,低电平时计数器清零。LD(—)置数端,低电平时,在CP上升沿计数器将数据端D0D1D2D3的状态送入Q0Q1Q2Q3。而CTT与CTP为工作方式端,在CTTCTP=1时,并且清零端与置数端为高电平,74LS161计数。CO是进位信号端,当计数最后一个状态时,CO出现一个高电平。其功能表5-16如下:
2.同步十进制计数器
图5-24是十进制计数器的电路图,其计数状态如图5-25所示。
该电路的具体分析过程请读者自己完成。应用中人们通常使用集成的十进制计数器。如集成十进制同步加法计数器74160、74162,其引脚排列与74161、74163相同,不同的是,74160和74162是十进制同步加法计数器,而74161和74163是4位二进制(16进制)同步加法计数器。此外,74160和74162的区别是,74160采用的是异步清零方式,而74162采用的是同步清零方式。
1.N进制计数器
N进制计数器通常由集成计数器和基本门电路来构成。如用74LS163构成十二进制计数器。如图5-26所示。
其中图5-26 (a)图是用同步清零端清零;图5-26 (b)图是用同步置数端
清零。此外,实际应用的计数器容量较大时,也可以对计数器进行串联来扩展其容量。图5-27是通常两个74LS90计数器串联的方式扩展容量。