在数字电路设计中,计时器是一个非常常见的应用。今天,我将分享一个基于 74LS192 双向计数器 的十进制两位数正向计时器电路设计。这个电路可以实现从 00 到 99 的十进制正向计数,并通过两个七段数码管显示结果。
最终效果如图:
各引脚的功能如下表:
引脚编号 | 引脚名称 | 功能描述 |
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1 | D0 | 数据输入引脚,用于设置计数器的初始值(最低位)。 |
2 | D1 | 数据输入引脚,用于设置计数器的初始值。 |
3 | D2 | 数据输入引脚,用于设置计数器的初始值。 |
4 | D3 | 数据输入引脚,用于设置计数器的初始值(最高位)。 |
5 | UP | 递增计数使能引脚,高电平使能递增计数。 |
6 | DN | 递减计数使能引脚,高电平使能递减计数。 |
7 | TCD | 借位输出引脚,低电平表示借位。 |
8 | Q0 | 数据输出引脚,表示当前计数器值的最低位。 |
9 | Q1 | 数据输出引脚。 |
10 | Q2 | 数据输出引脚。 |
11 | Q3 | 数据输出引脚,表示当前计数器值的最高位。 |
12 | TCU | 进位输出引脚,低电平表示进位。 |
13 | PL | 置零引脚,低电平使能置零操作。 |
14 | MR | 复位引脚,低电平使能复位操作。 |
各引脚高低电平设置如下:
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D0-D3(数据输入引脚):
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低电平(0V):输入 0。
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高电平(+5V):输入 1。
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UP(递增计数使能引脚):
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高电平(+5V):使能递增计数。
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低电平(0V):禁止递增计数。
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DN(递减计数使能引脚):
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高电平(+5V):使能递减计数。
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低电平(0V):禁止递减计数。
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TCD(借位输出引脚):
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低电平(0V):表示借位。
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高电平(+5V):表示正常计数。
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TCU(进位输出引脚):
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低电平(0V):表示进位。
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高电平(+5V):表示正常计数。
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PL(置零引脚):
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低电平(0V):使能置零操作,将计数器置为 0。
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高电平(+5V):禁止置零操作。
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MR(复位引脚):
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低电平(0V):使能复位操作,将计数器复位为初始值。
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高电平(+5V):禁止复位操作。
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CP(时钟引脚):
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上升沿触发计数操作。
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电路连接细节:
U3(个位计数器)的连接
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D0-D3:数据输入引脚,连接到地(GND),表示初始值为 0。
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UP:递增引脚,连接到高电平,表示进行正向计数。
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DN 和 TCD:递减和借位引脚,直接接地。
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PL 和 MR:置零和复位引脚,直接接地,表示不进行置零或复位操作。
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TCU:进位输出引脚,连接到反相器 U2:A 的输入。
U1(十位计数器)的连接
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D0-D3:数据输入引脚,连接到地(GND),表示初始值为 0。
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UP:递增引脚,通过反相器 U2:A 连接到 U3 的 TCU 引脚。
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DN 和 TCD:递减和借位引脚,直接接地。
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PL 和 MR:置零和复位引脚,直接接地,表示不进行置零或复位操作。
数码管连接
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每个数码管的段选信号(a-g)分别连接到对应的 74LS192 芯片的 Q0-Q3 输出。
十进制两位数正向计时器的工作流程
初始状态
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U3 和 U1 的初始值均为 0,数码管显示 00。
计数过程
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个位计数:
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U3 进行正向计数,从 0 开始递增,直到 9。
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进位逻辑:
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当 U3 计数到 9 并再次递增时,TCU 引脚会输出一个进位信号。
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这个信号通过反相器 U2 传递给 U1 的 UP 引脚,使 U1 进行递增操作。
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十位计数:
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U1 每次接收到进位信号后,进行递增操作,从而实现十位的计数。
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显示更新
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每次计数变化时,数码管会根据 74LS192 的输出更新显示。
进位逻辑
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当 U3 计数溢出(从 9 变为 0)时,U1 会进行递增,从而实现进位。