数电指导书（全）(4)

实验四 MSI计数器及应用

实验学时：3 实验类型：设计 实验要求：必修 一、实验目的

1、 掌握MSI计数器的逻辑功能及特点；

2、 掌握用MSI计数器构成N进制计数器的方法。 二、实验原理补充

MSI计数器本身具有特定计数功能，还可以利用它们外加适量的电路构成任意进制N计数器。如果M＞N,则只需要一片M进制计数器；如果M＜N,则需要多片M进制计数器级联。

nn构成N进制计数器的基本方法是从M（n=1、2?）进制计数器的状态转移表中跳跃（M-N) 个状态。通常利用MSI计数器的清零端或预制端来实现。下面用实例来说明用MSI计数器构成N进制计数器的几种方法。 1、 反馈复位法（预置端复位法）

&Q3EPQ2Q1Q0RD74LS160CPD3D2D1D0ETLD时钟脉冲图4-1（a）

0000000100100011010010011000011101100101

图4-1（b）图4-1（a）是用一片74LS160构成六进制计数器的电路图，图4-1（b）是其状态转移图。计数器从“0000”状态开始计数，第五个CP脉冲作用后为0101状态时，与非门（为反

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馈状态产生电路）输出为0，即使预制端LD为0，当第6个CP脉冲到来时，计数器跳过了“0110”~“1001”4个状态直接返回到“0000”状态，从而实现了六进制计数器。 2、 反馈清零法

&Q3EPQ2Q1Q0RD74LS160CPD3D2D1D0ETLD时钟脉冲图4-2（a）

0000000100100110010101000011图4-2（b）

图4-2（a）、(b)分别是用74LS160构成的六进制计数器的电路图和状态转移。它与反馈复位法的电路相似，他提取的反馈状态不是“0101”而是“0110”。计数器初始状态仍然是“0000”，当第6个脉冲到来时，计数器状态为“0110”，与非门输出低电平，使计数器立即清零，返回到“0000”状态，即“0110”状态刚一出现，就很快消失，输出端Q1会产生正毛刺脉冲。 3、 进位输出端预置法

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&QOCEPQ3Q2Q1Q0RD74LS160CPD3D2D1D0ETLD时钟脉冲+5V图4-3（a）

00000001001000110100100110000111图4-3（b）01100101

图4-3（a）、（b）分别是用74LS160构成的六进制计数器的电路图和状态转移图。当计数器状态循环的终态“1001”时，近位端Qoc为高电平。经与非门反相后使LD端为低电平，当下一个CP脉冲结束时，计数器被预置为“0100”状态，跳过了计数循环的前四个状态。而前两种方法是跳过了计数循环的后四个状态。 4、 任意数法

&Q3EPQ2Q1Q0RD74LS160CPD3D2D1D0ETLD时钟脉冲+5V图4-4（a）

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00000001001000110100100110000111图4-4（b）01100101

图4-4（a）、（b）分别是用74LS160构成的六进制计数器的电路图和状态转移图。它的计数循环跳过了原循环的前后两个状态，初态“0010”由预置数决定，终态“0111”由提取的反馈状态决定。

5、 计数器异步级联构成N进制计数器（N＞M）

实验教材中图5、7、6（a）电路是用两片74LS160构成的78进制计数器。两级计数器采用的是异步级联，即串联进位方式，第一级计数器的进位输出信号作为第二级计数器的计数时钟输入信号。构成N进制计数器的方法是反馈清零法。两片74LS160级联后为

M2?102?100进制计数器，与非门提取的反馈状态为“01111000”，它跳跃了

“01111000” ～“10011001”22个状态，故为[N?(M2?100)?22 ]78进制计数器。 6、 计数器同步级联构成N进制计数器（N＞M）

实验教材中图5.7.6（b）电路是用两片74LS160构成的79进制计数器，两片74LS160为同步级联，即并行进位方式，两级计数器用同一个计数时钟信号，此时第一级的进位输出端CO应与第二级的使能端EP、ET相连。构成N进制计数器的方法是反馈复位法，与非门提取的反馈状态仍为“01111000”它跳跃了“01111001”~“10011001”21状态，故为79进制计数器。 三、实验任务

1、四位二进制同步加法计数器74LS161逻辑功能测试

COEPQ3Q2Q1Q0RD74LS161(160)CPD3D2D1D0ETLD单次脉冲K1K2逻 辑 电 平 开 关图4-5

K3K4K5K6K7K8 19

图4-5是74LS161的逻辑功能测试电路。表4-1是其逻辑功能测试表。其中预置功能测试的D3～D0数据由同学自行设置；计数功能测试应输入17次单次脉冲。

表4-1

CP RDLD EP ET 1 0 * * 1 1 0 * 1 1 * 0 0 * * * 1 1 1 1 ? ? ? 1 1 1 1 ↑ * * * ↑1 ? ↑11 ? ↑17 D3D2D1D0 自行设置 * * * * * * * * * * * * * * * * ? （７４ＬＳ１６０） ? （７４ＬＳ１６１） Q3Q2Q1Q0CO 功能说明 2、 同步十进制加法计数器74LS160逻辑功能测试

74LS160逻辑功能测试电路、表格与74LS161相同，只是计数功能测试时，输入单次脉冲为11次.

3、 用反馈复位法将74LS161构成七进制计数器

自行画出试验电路图，可用电路为74LS161、74LS10各一片，在实验箱上连接电路，用单次脉冲测试并纪录两个计数循环的Q3 ～D0 的状态。 4、 用反馈清零将74LS161构成七进制计数器

要求同上

5、 用反馈清零法将两片74LS161异步级联构成24进制计数器

要求同上，但只需用单次脉冲测试一个计数循环Q6 ～D0的状态，并标出计数循环的初态和终态。

6、 用反馈复位法将两片74LS161同步级联信号构成25进制计数器

要求同上 四、预习要求

1、复习理论教材第7章有关内容，阅读实验教材实验七和任务书各项内容。画出74LS161、160逻辑功能测试电路及逻辑功能测试表格（两种电路各画一个表格）

2、画出实验任务3或4、5或6 ,N进制计数器的实验电路图，指出他们计数循环的初态、终态和跳跃的状态数。

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