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计数器(Counter)
计数器的特点和分类
一、计数器的功能及应用
1. 功能:对时钟脉冲 CP 计数。
2. 应用:分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、进行数字运算等。
二、计数器的特点
1. 输入信号:计数脉冲 CP
2. 主要组成单元:时钟触发器
三、计数器的分类
按数制分:
二进制计数器
十进制计数器
N 进制(任意进制)计数器
按计数
方式分:
加法计数器
减法计数器
可逆计数(Up-Down Counter)
按时钟
控制分:
同步计数器(Synchronous )
异步计数器(Asynchronous )
按开关
元件分:
TTL 计数器
CMOS 计数器
二进制计数器
计数器计数容量、长度或模的概念:
计数器能够记忆输入脉冲的数目,即电路的有效状态数 M 。
3 位二进制同步加法计数器:
0000
1111
/1
4 位二进制同步加法计数器:
000
111
/1
n 位二进制同步加法计数器:
一、二进制同步计数器
(一) 3 位二进制同步加法计数器
FF2、FF1、FF0
Q2、Q1、Q0
设计方法一:
按前述设计步骤进行(P270  271)
设计方法二:
按计数规律进行级联
CP
Q2Q1Q0
C
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0 0 0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
C = Q2n Q1n Q0n
— Carry
向高位的进位
来一个CP翻转一次
J0= K0 = 1
当Q0=1,CP到来即翻转
J1= K1 = Q0
当Q1Q0=1,CP到来即翻转
J2= K2 = Q1Q0
= T0
= T1
= T2
n 位二进制同步加法计数器级联规律:
J0= K0 =1
J1= K1 = Q0
J2= K2 = Q1Q0
CP
1J
1K
C1
FF0
1
1J
1K
C1
FF1
1J
1K
C1
FF2
&
&
C
Q0
Q1
Q2
Q0
Q1
Q2
串行进位
CP
1J
1K
C1
FF0
1
1J
1K
C1
FF1
1J
1K
C1
FF2
&
&
C
Q0
Q1
Q2
Q0
Q1
Q2
并行进位
触发器
负载均匀
低位触发
器负载重
B = Q2n Q1n Q0n
Borrow
若用T 触发器:
(二) 3 位二进制同步减法计数器
CP
Q2Q1Q0
B
0
1
2
3
4
5
6
7
0 0 0
1 1 1
1 1 0
1 0 1
1 0 0
0 1 1
0 1 0
0 0 1
1
0
0
0
0
0
0
0
—向高位发出的借位信号
T0 = 1
T1=Q0n
T2= Q1n Q0n
级联规律:
CP
1J
1K
C1
FF0
1
1J
1K
C1
FF1
1J
1K
C1
FF1
&
&
B
Q0
Q1
Q2
Q0
Q1
Q2
74161的状态表
输入
输出
注
CR LD CTP CTT CP D3 D2 D1 D0
Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1CO
0 
1 0  d3d2d1d0
1 1 1 1 
1 1 0 
1 1  0 
0 0 0 0 0
d3 d2 d1 d
计数
保持
保持 0
清零
置数
CR = 1, LD = 1, CP,
CTP = CTT = 1
二进制同步加法计数
CTPCTT = 0
CR = 1,LD = 1,
保持
若 CTT = 0
CO = 0
若 CTT = 1
74163的状态表
输入
输出
注
CR LD CTP CTT CP D3 D2 D1 D0
Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1CO
0 
1 0  d3d2d1d0
1 1 1 1 
1 1 0 
1 1  0 
0 0 0 0 0
d3 d2 d1 d
计数
保持
保持 0
清零
置数
CR = 1, LD = 1, CP,
CTP = CTT = 1
二进制同步加法计数
CTPCTT = 0
CR = 1,LD = 1,
保持
若 CTT = 0
CO = 0
若 CTT = 1
