74LS290计数器电路优化设计方案

74LS290 是模M 为二、五、十的计数器，下面主要讨论模为M=10（即CP2端与 Q0端连接）的计数器电路设计与分析。

1.74LS290 计数器电路的设计

用74LS290 进行计数器电路设计有两种方法，即复位法、置9 法。

1）复位法

复位法是通过状态表11.4 中“复位”和“计数”两项功能（如表11.11 所示），完成小于十进制计数器逻辑电路的设计。

表11.11　“复位法”的状态表

注意：当 R0（1）=R0（2）=1时，无须CP 脉冲信号，就可复位

【例11.12】 试用复位法设计由74LS290 构成的七进制计数器。

分析：将CP2与Q0连接（即接成十进制计数器），根据表 11.11 将“置 9”端接地（即S9（1）=S9（2）=0）；七进制计数器最高位为6，则用输出状态0111产生 R0（1）=R0（2）=1复位信号，其状态转换如图11.35（a）所示。

解　七进制计数器电路如图11.35（b）（c）所示。

结论：用复位法设计模 M 计数器时，将状态Q 值为M 的信号作为复位输入信号（即R0（1）=R0（2）=1）。同样，复位法也存在如果“清零”时间太短所引起的电路不能可靠运行问题，因此，图11.35（c）为图11.35（b）的改进电路，其工作原理参考例11.6。

图11.35　复位法设计七进制计数器的状态图和电路图

2）置9 法

将复位端接地，用状态Q 值置输出状态为1001，即置9 法，如表11.12 所示。

表11.12　“置9 法”的状态表

注意：当 R0（1）=R0（2）=0，R9（1）=R9（2）=1时，无须CP 信号，就可置位

【例11.13】 试用置9 法设计由74LS290 构成的七进制计数器。

分析：将CP2接 Q0端，模7 计数器最高位为6，则用输出状态0110 产生 S9（1）=S9（2）=1置9 信号，其状态转换如图11.36（a）所示。

解　七进制计数器电路如图11.36（b）所示。

图11.36　置9 法设计七进制计数器的状态图和电路图

结论：用置9 法设计模M 计数器时，将状态Q 值为（M－1）的信号作为置9 输入信号（即 S9（1）=S9（2）=1）。

3）74LS290 扩展功能的设计

一片74LS290 构成十进制计数器，两片74LS290 可构成100 进制计数器。

【例11.14】 试用74LS290 构成62 进制加法计数器。

分析：

（1）十进制计数器：分别将计数器的CP2接 Q0端。

（2）高、低位计数器分配：74LS290（1）为低位（即“个位”）计数器，74LS290（2）为高位（即“十位”）计数器。

（3）扩展连接：低位 Q3与高位CP1连接，即低位 Q3～ Q0由1001 变为0000（低位 Q3由1变为0），则高位CP1输入下降沿触发信号，高位计数器加1（逢十进一），如图11.37（a）所示。(www.xing528.com)

解　用复位法设计模62 计数器电路。即 Q7～Q4复位状态为0110，Q3～ Q0复位状态为0010，其62 进制计数器设计电路如图11.37（b）所示。

图11.37　两片74LS290 计数器设计图

结论：用N 片74LS290 设计计数器电路时，最大可构成10N 进制计数器，其电路连接步骤：先将每个芯片的CP2端与本片的 Q0端连接，即接成十进制计数器；再将低位的输出状态 Q3端与高位的CP1脉冲输入端连接，S9（1）、S9（2）、R0（1）、R0（2）接地，则完成10N 进制计数器设计。

2.74LS290 计数器电路的分析

【例11.15】 试分析图11.38 所示电路是几进制计数器。

图11.38　例11.15 题电路图

分析：

（1）图11.38（a）用的是复位法设计的电路，复位信号为0101。

（2）图11.38（b）用的是置9 法设计的电路，置9 信号为0111。

解　根据复位法设计原理，图11.38（a）为五进制计数器；根据置9 法设计原理，图11.38（b）为八进制计数器。

结论：74LS290 电路分析：

（1）确定设计的计数器采用的是“复位法”还是“置9 法”。

（2）复位信号 R0（1）、R0（2）、置9 信号 S9（1）、S9（2）来自于输出状态Q。

（3）设复位、置9 信号为M，则“复位法”计数器为M 进制，“置9 法”计数器为（M+1）进制，如图11.39 所示。

【例11.16】 试分析图11.40 所示电路是几进制计数器。

图11.39　74LS290 计数器电路的分析示意图

图11.40　例11.16 题电路图

分析：图11.40 为100 进制计数器。

（1）图11.40（a）为复位法，复位信号 Q3Q2Q1Q0为1000，Q7Q6Q5Q4为0111。

（2）图11.40（b）为置9 法，置9 信号 Q3Q2Q1Q0为0010，Q7Q6Q5Q4为0110。

解 （1）由图11.40（a）得：

低位复位信号值 m1=8，高位复位信号值m2=7，则计数器的模为

即图11.40（a）为78 进制计数器。

（2）由图11.40（b）得：

低位置9 信号值 m1=2，高位置9 信号值m2=6，则计数器的模为

即图11.40（b）为63 进制计数器。

结论：分析时首先确定计数器之间关系，即低、高位关系；其次确定每个计数器连接的是几进制计数器，即74LS290 可连接成二-五-十进制计数器；最后确定每个计数器的复位或置位信号的Q 置，综合分析确定电路是几进制计数器。