74LS161是4位二進位同步計數器,該計數器能同步並行預置數據,具有清零置數,計數和保持功能,具有進位輸出端,可以串接計數器使用。
74LS161的引腳排列和邏輯功能如圖1所示。各引出端的邏輯功能如下。1腳為清零端/RD,低電平有效。2腳為時鐘脈衝輸入端CP,上升沿有效(CP↑)。3~6腳為數據輸入端A0~A3,可預置任意四位二進位數。7腳和10腳分別為計數控制端EP和ET,當其中有一腳為低電平時計數器保持狀態不變,當均為高電平時為計數狀態。9腳為同步並行置數控制端/LD,低電平有效。11~14腳為數據輸出端QQ30~。15腳為進位輸出端RCO,高電平有效。74LS161可編程度數器的真值表如下。
表 74LS161可編程度數器的真值表
一、74LS161集成計數器電路(十進位計數器)
單片161可以實現16以內任意進位的加法計數功能。實現途徑有清零法和置數法兩種。以實現十進位加法計數器為例:
1)161的是異步清零端。當Q3Q2Q1Q0=1010(即10)狀態時,通過解碼電路給出低電平信號,將計數器清零回到0000狀態。電路圖和狀態轉換圖如圖1,圖2所示。
由於置零信號隨著計數器被置零而立即消失,所以置零信號持續時間極短,可能觸發器還未來得及復位,置零信號已經消失,導致電路的誤動作。因此,這種電路的可靠性不高。為了克服這個缺點,時常在解碼電路和之間加一個SR鎖存器,延長置零信號的寬度,從而增加電路的可靠性。
2)161的是同步置數置數端,可以用置數法實現十進位加法計數功能。161共有16個狀態,採用置數法實現十進位加法計數功能時只要跳過其中任意6個狀態就可以,方法有很多,這裡僅舉一種。當Q3Q2Q1Q0=1001(即9)狀態時,通過解碼電路給出低電平信號,將計數器置0回到0000狀態。電路圖和狀態轉換圖如圖3,圖4所示。
由於161的置數是同步式的,所以不存在異步置零法中因置零信號持續時間過短而可靠性不高的問題。
實現60進位加法計數器需要2片161,它們之間的連接方式又分同步和異步兩種。
1)異步連接方式。低位的161通過置數法設計為十進位加法計數器,每十個CP向高位161進一。當高位161計數到0110(即6)時,對兩片161同時清零,電路回到0狀態。電路圖如圖5所示。
異步連接方式實現60進位時,高位161的CP與低片解碼電路相連,解碼可能丟失高頻成分,導致解碼電路因吉布斯過衝在一個時鐘周期產生多個上升沿,從而引起電路的誤動作,計數器出現錯誤。可以在低位161的與非門和高位161的cp之間加一個濾波電容來增加異步連接方式的可靠性。
2)同步連接方式。兩片161的CP都連接到計數脈衝輸入端,當低位161計數到1001(即9)時,通過解碼電路讓高位161加1。當高位計數到0110(即6)時,對兩片161同時清零,電路回到0狀態。電路圖如圖6所示。
同步連接方式中高位161和低位161的CP一起連接在時鐘信號源上,則杜絕了異步連接方式中的重複計數的可能。
三、74LS161集成計數器電路(16進位計數器)線路圖如圖3(注意:以下電路連接的圖3為此圖3.16進位加法計算器)
圖3中的CTP=CTT=/LD=1,/CR端接復位脈衝端,按動單次脈衝CP,則LED顯示十六進位十數狀態,其真值表如表7所示。
計數器的輸出狀態從0000~1111十六個狀態,其應用電路可做為4位的地址碼或數據,若位數不夠可採用兩片以上的74LS161晶片擴展為8位、16位或更多的位數。
從表1的真值數不難看出圖11所示的74ls00連接方式為3進位計數器。
表1 3進位計數器真值表
五、74LS161集成計數器電路(4進位計數器)
將74ls00接成圖10方式與74LS161連接、輸出的狀態如表2所示。
表2 4進位計數器真值表
六、74LS161集成計數器電路(6進位計數器)
用74ls00與74LS161連接如圖9所示,所測得的真值表如表3所示。
表3 6進位計數器真值表
將74ls00的與非門輸人端和輸出端如圖8接至圖3中組成8進位計數器,其用途可用作模數轉換器例ADC0809的輸入通道地址碼的8個通道,其真值表如表4。
表4 8進位計數器真值表
八、74LS161集成計數器電路(9進位計數器)
將與非門74ls00如圖7接入圖3中,組成9進位計數器,其真值表如表5所示。
表5 9進位計數器真值表
九、74LS161集成計數器電路(10進位計數器)
利用74ls00(2輸人與非門)與74LS161組成十進位計數器,此種進位計數器使用廣泛,例如其輸出可接解碼驅動顯示電路的計數輸人端完成十進位數碼的顯示,其連接方式如圖6,其真值表如表6。
表6 十進位計數器真值表
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