CT54／74LS_161芯片的应用

第21卷 第 4期 2000年 8月 大 连 大 学 学 报 JOURNAL OF DALlAN UNI＼，ERSITY VoI．21 NO．4 Aug．2000 CT54／74LS 161芯片的应用 赵 静 ，葛 斌 ，宋晓琨 (1．大连大学 电子工程系，辽宁 大连 116622；2．中国建设银行大连分行，辽宁 大连 116001) 摘 要：叙述了用cr54／74LS l6l芯片构成任意进{5I计数器的方法与技巧，其方法均通过 实验验证无误，在实际应用中可直接使用 ． 关 键 词：cr54／74LS 161芯片；计数器：状态图 中图分类号：TP332．12 文献标识码：A 文章编号：1008-2395(2O00)04-0035·07 在计算机数字仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 以及智能装置中，常常要求计数器有较高的计数频率，任意进制计 数的功能，还要有并行输入数据的功能；在计数开始之前，还能将一个初始的二进制数置 入计数器 ．CT57／74LS 161就是这种类型的计数器 ． 1 CT54／74tS 161简介 CTS4／74LS 161是 4位二进制同步计数器，是典型的常用的中规模集成计数器 ． 其逻 辑图、管脚排列图和逻辑符号示于图 1，功能如表 1所示 ． (a)cr54／74LS 161逻辑电路图 图 1 CR CP D0 DI D1 CTr GⅣD CP CR LD CTr CTr D0 Dl D2 (b)管脚排列 c0 Qo QI Q2 CTr 面 收稿Et期：1999．10．19 作者简介：赵 静 (1963一)，女，大连大学电子工程系副教授 ． (c)逻辑符号 Qo QI Q2 Q3 C1D 翻竭 穗溜 ≤≤一 00 维普资讯 http://www.cqvip.com 大 连 大 学 学 报 第21卷 cr54／74LS 161芯片有如下功能： 1)清零 端 为 导步 清 零 端 ． 只 要 一 CR=O，各触发器均被清零，计数器 输出 Q3Q2Q QD=0000．不清零时，应 顺 =1． 2)预置数 (送数) 输 人 输 出 CP 面 CTe C D0 D。 D2 D3 Oo Ql Q2 Q3 × 0 × × × × × × × 0 0 0 0 t l 0 X X do dl 屿 do dl 呜 X l l 0 l X × X × 保持 X l l X 0 X × X × 保持，CO=O t l l l l X × X X 计数 面 为预置数控制端 ．在预置工作方式 ( =l，面 =O)，借助时钟脉冲的上升沿， 可将数据端 ( 。 之数据 。 送人计数器，把它作为计数器的初始状态，这样就 可以使计数器从预置数开始做加法计数，不预置数时应使LD=1． 3)计数 在计数工作方式 (C =C =l， =l，面 =1)，在时钟上升沿出现 时改变状态，其 接线图示于图 2，计数序列示于表 2． 图 2 Q0 Q。 Q2 Q] 表2 C'RS4174LS 161计数序列 计数脉冲 Ql Q2 Q3 计数脉冲 Qo Ql Q2 Q， O O O O O 8 l 0 0 0 l O O O l 9 l 0 0 l 2 O O l O lO l 0 l 0 3 O O l l ll l 0 l l 4 0 l O O l2 l l 0 0 5 O l O l l3 l l 0 l 6 O t l 0 l4 l l l 0 7 O l l l l5 l l l l 当计数到 Q Q2Q。Qo=1111时，进位输出 CO=l，再输入一个计数脉冲，计数器输 出从 llll返回到 0000状态，CO由 l变 0．作为进位输出信号 ． 4)保持 允许输入端 C 、C 和进位输出端 CD是为了级联而设置的，在LD、CR皆为 l时， 只要 C =l，计数器就处于保持状态，且进位输出 CD 为 0，C =l，若 C =O，计数器处 于保持状态，进位输出CO也处于保持状态，CO=Q3Q2QJQD． 要注意的是在 C 、CTr由 l变为 0时，要选择在 CP=l进行，否则就可能产生误动作 ． 2 应 用 CT54／74LS l6l计数器的模是 16，在实际应用中，可能需要计数器的模小于 16或大于 16．下面介绍用 c'r54／Y4LS 161芯片构成任意模计数器的方法 ． 2．1 构成模小于 16的计数器 通过利用计数器的清零端 ( 夏)、预置端数控制端 (面 )等，可以很方便地实现模小 于 l6的计数器 ． 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 4 期 赵 静等：CT54174LS 161芯片的应用 37 2．1．1 反馈归零法 (复位法) 利用清零端 可实现 N进制计数器 (N<16)，其方法步骤 1)画出模 N计数器的状态图 ． 2)写出模 N的二进制代码 ． 设 so=oooo， =0001，s：=oolo，⋯， 5=llll 3)求CR表达式 = 其物理意义是： 4)画外接线图 在生产实践中， 的计数器 ． 计数器计到 N状态时，输出为 l状态的各触发器 Q端乘积非 ． 常需要进位计数制为 l2的计数器 ．试用CR54／74LS 161 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 模 5／=12 解：采用反馈归零法，设计数器的初态为 Q Q Q。Q0=0000， 其状态图如下： 0000— 00Ol一 00l0— 00ll一 0100— 0101 f 101l一 1010 — 1001 l000～ 0lll一 0ll0 外接线图如图 3． = I2= 1100 CR= Q2 G 图 4 图 3 当计数器计到 Q Q2Q。Qo：ll0o时，经与非门，C—R= ．-0， 将计数器置0，Q，Q Q。Q0=l100的状态只保留短暂的瞬间就消 失了，复位信号存在时间很短，相当于芯片 。的次态为 ， 所以实现了 l2进制的计数 ． 这种电路的联接方法十分简单，但其可靠性较差 ． 因 为如果集成器件各触发器在翻转过程中，由于速度不同，可 能出现不能使全部触发器置 0．假设 Q 比 翻转速度快， 则一旦 Q2由 l一 0后，G。输出立即由0一 l，如果 还没 有完成翻转，则因清零信号已消除，可能使状态保持在 1000 状态，这样就会发生错误 ． 为了克服这个缺点，可采用图 4所示的改进电路 ． 图中门 G，、G 组成基本 RS触发器，其 目的是为了保持 门 G 产生的清零复位信号，保证可靠清零 ． 当电路进入 l100 时，G。输出低电平信号，作用于基本 ItS触发器，使 Q端为 0，即丽 ：0，则 Q，Q Q Q0=0000， =l，在计数脉冲 clP下 降沿到达后，又使 门 输 出 Q=l，一Q=o．此后又在计数脉冲作用下从 0000开始计数，每 当输入 12个脉冲，电路进入 1100，就通过 端使电路清零复位，Q端输 出的清零信号宽度和计数脉冲 CP=l的持续 时间相同，足以保证器件内各级触发器可靠清零 ．其工作波形如图 5所示 ． ；蓄蓄蓄备i奋蓄蓄蔷蓄； 瞰 醚 雕鞋醚 隧 匪 雕 瑟 l 岫岫 维普资讯 http://www.cqvip.com 大 连 大 学 学 报 第21卷 CP Q0 QI Q2 Q3 CR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l0 Il l2 H 厂 U L L_{L_{L_{L 一 ‘ f ． -＼ ． — 一 _ _ I ) 、 — 一 ／ ) ‘ 、 2．1．2 置位法 利用预置数控制 ， 1)置 0o00法 其方法步骤： 图 5 以置入某一固定二进制数值的方法，实现N制计数器 ． ① 画出模 N计数器的状态图 ． ② 写出模 N的二进制代码 一。 ⑧ 求LD表达式：LD=Ⅱ 一。． ④ 画外接线图 ． 以前面例题为例，N=12，设初态 Q 2Q。Qo=0000，其状 态图如下： 置 0o00— 000l— o0l0一 ooll一 0lo0— 0101 t面 =0 101l一 1010一 lo0l— l000— 0lll一 0ll0 一 。=S．．=l0ll，所以LD=Q3Q。Qo． 外接线图如图 6． 21置 llll法 )CP CR _c CR LD - ．-- C LD c C D0 Dl Q． Q2 I J CO 图 7 置 其方法步骤： ① 画出模 N计数器的状态图 ． ② 写出模 N的二进制代码 一：． 图 6 ③ 求LD表达式： 历 Ⅱ 一： 一：． ④ 画外接线图 ． 以前面例题为例，N：12，状态图如下： llll一 0o00— 0001一 o0l0一 o0ll一 0lo0 t面 =0 1010— 10o1— 1000— 0l】1— 0l10— 010l 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 4 期 赵 静等：CT54／74LS 161芯片的应用 39 一 2= m=1010，所以LD=Q3Q。一Q2一Qo 外接线图如图 7． 要注意的是用 1111法时，不要使电路在 1111置人之后状态滞留不动，I~P—LD三 0 ， 电 路状态就停留在 1111上不能正常工作，在本例中， 当状态为 Q3Q2Q。Qo 1010时，一LD=0 ， 下一个 ClP输人时置 1111，若置数信号由 Q3和 Q。相与非生成，则 1111置人后，Q3、Q。仍 为 1，使得面 三0电路状态就在 1111上停留而不能正常工作可靠，面 置数信号 由 Q 、 Q。、Q2、《20、相与非产生 ． 3)置任意数法 其方法步骤： ① 画出模 N计数器的状态图 ． ② 从所置人的数对应的状态开始顺序数到 Ⅳ个状态，用 此状态产生置位信号 ． 以前面例题为例，Ⅳ=12，设初态 Q Q2Q。Qo=lO00，状态 图如下： 置 l000一 l00l一 1010— 101l— ll00一 l101 f面 =0 00ll一 00l0一 O00l一 0000一 llll— lll0 所以面 =一Q3一Q2Q。Qo 外接线图如图8． ’CP CR — ’_-C CR LD CTv CTr O— Q0 O— Q。 O— Q2 _J l一 ∞Q3 图 9 CP CR —’—_c CR LD C CTr O— O— Q。 哥 O— D’ l一 ∞Q3 图 8 如果要求计数器从 0000开始，则置人控制信号可由全 0 判别电路产生，其置人输人数据为 (2．1一Ⅳ+1)的二进制代 码 ．本例 Ⅳ=12，所以置人输人数据为 (16．12+1)=5，即 0101，其状态图为： 面 =O 0000一 置 0101— 0ll0— 0lll— l000一 l00l t ‘ llll — lll0 一 l101一 ll00— 101l 一 1010 外接线图如图 9． 也可将 Q，固定反馈接至并行数据输入端D，，由Q2、QI、QD的输出产生置人控制信号面 ． 1 ’ ， D。、Do并行输入数据为[÷(2 一 +1)】的二进制代码．对于本例为 1(16-l2)+l：3， 即为 0ll，其状态图为： 面 一O ． 0000一 置 00ll一 0l00— 0101— 0ll0— 0ll1 t 面 ：o lll1一 lll0一 l101一 ll00— 101l — l000 即当计数器状态为 0000时，LD=0，在计数脉冲作用下，置人 0011，以后按二进制顺 序计数， 当计数器状态为 1000时，面 ：0，又执行置人操作，在计数脉冲作用下，置人 维普资讯 http://www.cqvip.com 大 连 大 学 学 报 第21卷 101 l，以后按二进制顺序计数，如此循环，在一个计数循序中置人操作和计数操作轮流进行 ． 外接线图如图 l0． 如果合理地选择面 的控 信号，选择并行 输入 数据， 以使结 构 更 加 简 单，如 图 模 Ⅳ=12． LD=Q。，D，=Q，，D2=Q：， 数 DIDo=10，其状态图如下： =0 CP l LD 0o0o一 置 00l0— 00ll一 0l00一 置 0ll0— 0lll ● I l 面 ：O 面 =0 + llll一 置 lll0一 ll00— 101l一 置 1010一 l000 2．1．3 进位输出置最小数法 CP CR CR LD CTr CTr O— D0 Q0 O— Dl Ql l — D ^ O 一 CO — 佃o- 图 l2 将进位输出 CO经非门与面 相连，所置数据为 2^．Ⅳ． 以前面例题为例 ． Ⅳ=12，所以置数 2^．Ⅳ=16．12=4，即 0100，状态图为： 置 0l00— 0101— 0ll0— 0lll— l000一 l00l t CO：1 llll— lll0一 ll00— 101l一 置 1010一 l000 外接线图如图 l2． 前面举的例子都是以模 Ⅳ=12为例，用上述介绍的方法 可以构成任意进制计数器 ． 2．2 构成模大于 l6的计数器 利用计数器的进位输出作为计数脉冲，将多个四位计数器进行级联，即可构成模大于 l6 的计数器 ． 例如将两片 CT54／74LS 161按图 l3所示进行联接，即为一个模为 16×16=256的加法 计数器 ． 用四位二进制计数器级联后，再恰当地使用预置、清除等功能，即可构成模大于 l6的 任意进制计数器 ． 例：试用两片 CR54／74LS 161芯片构成模为 l9的加法计数器 解：设计数器状态变化序列为 (0) (18) 当计数器状态由 (18)。。变为 (19)。。时， 应该令其进入 (0) 因为 (19)。o=(10011)2，根据 CR54／74LS 161功能可作出模 Ⅳ=19的加法计数器 ． 逻 辑电路图如图 l4． 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 4 期 赵 静等：CT54／74LS 161芯片的应用 41 CP CR LD l Dl D2 Dl D2 图 l3 Q。 Q Q。 Q 图 l4 图中计数脉冲从片 I的 CP端输人，片 I的进位输出作为片 Ⅱ 的计数脉冲，工作时 先 将 计 数 器 清 零，计 数 脉 冲 到 来 后， 计 数 器 开 始 加 1计 数， 当 计 数 器的状 态 Q7Q Q， 2Q。QD=00010011时，产生一个低电平使计数器清零，实现了Ⅳ=19的加法计数 ． The Application of CT54]74LS 161 ZHAO Jing ，GE Bin ，SONG Xiao-kun2 (1．Department of Engineering，Dalian University，Dalian 1 1 6622，China，2．Dalian Branch of China Construction Bank，Dalian 1 16001，China) Abstract： This paper describes the methods and techniques of using，CT54／74LS 161 tO coustitut arbitrary counter．The methods have been tested without any problems and they can be us ed direct in the practice． Key words： CT54／74LS 161； counter； state diagram ≮ 0 博 一 。_ 癌—— 一 一0。_ —穗 谰 — 瑚 —¨——— ． 孽 ⋯_ 一一 簪薯 潮溜 一 懑 刊 ll 。。 。㈡0一 维普资讯 http://www.cqvip.com