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 $CO$ 来控制后级计数器的计数控制端 $C{T}_T、C{T}_P$ ，实现对后级计数器工作状态的控制

工作过程：当 片(1) 计到 1111 时，进位输出 $CO=1$，片(2) $C{T}_T=C{T}_P=1$ ，使 片(2) 处于计数状态；当下一个 $CP\uparrow$ 到来时，片(2) 加 1，而 片(1) 归零(0000)，同时 $CO=0$ ，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 $C{P}_0$ ,端输入

工作过程

1. 当输入第1~9个脉冲 ($CP\downarrow$) 时，个位片计数；十位片的 $C{P}_0$ ，未出现下降沿，因而保持计数 “0” 状态不变
2. 当输入第 10 个 $CP\downarrow$ ，个位片返回计数 “0” 状态，其 $Q_3$ 输出一个下降沿使十位片计数 “1” ，因此输出读数为 $Q_7{Q}_6{Q}_5{Q}_4{Q}_3{Q}_2{Q}_1{Q}_0=00010000$ ，即计数 “10”
3. 当输入第 100个 $CP\downarrow$ ，个位片和十位片均返回计数 “0" 状态，而由 $Q_7$ 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 $N_1$ 进制计数器和 $N_2$ ，计数器串联，获得 $N=N_1\times N_2$ 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 $S_N$ 的二进制代码

   $S_N=S_{60}=00111100$

2. Step2：求反馈归零逻辑表达式

   $\overline{CR}=\overline{Q_5^n\cdot Q_4^n\cdot Q_3^n\cdot Q_2^n}$

3. Step3：画连线图

   

方法二：使用置数端(同步方式)

1. Step1：写出状态 $S_{N-1}$ 的二进制代码

   $S_{N-1}=S_{59}=00111011$

2. Step2：求反馈置数逻辑表达式

   $\overline{CR}=\overline{Q_5^n\cdot Q_4^n\cdot Q_3^n\cdot Q_1^n\cdot Q_0^n}$

3. Step3：画连线图

   

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 $S_N$ 的 8421 代码

   $S_N=S_{60}=01100000$

2. Step2：求反馈归零逻辑表达式

   $\overline{CR}=\overline{Q_6^n\cdot Q_5^n}$

3. Step3：画连线图

   

方法二：使用置数端

1. Step1：写出状态 $S_{N-1}$ 的 8421 代码

   $S_{N-1}=S_{59}=01011001$

2. Step2：求反馈置数逻辑表达式

   $\overline{CR}=\overline{Q_6^n\cdot Q_4^n\cdot Q_3^n\cdot Q_0^n}$

3. Step3：画连线图

   

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