扩展集成计数器的功能

中规模集成计数器有总清零端、置数端、数据输入端、进借位输出端、扩展控制端等，利用这些端可以把中规模集成计数器连接成各种进制的计数器。

1.用清零法实现功能扩展

基本想法：在正常计数时，清零端或CR应在高电平（或低电平），当计到某个数据时（人为设定），清零端变低电平，然后又回到高电平，计数器重新开始计数。

具体步骤如下：

（1）确定N进制计数器的SN代码。

（2）利用SN代码，求（或CR）的控制逻辑关系。

方法：低电平清零时，；高电平清零时，。式子表示SN代码中取值为1的各Q的连乘。

（3）按表达式画出电路图。必须十分注意：同步清零时，表达式应取SN-1状态中取值为1的各Q连乘。

【例11-4】试用清零法将74LS217型十进制可逆计数器连接成一个六进制加法计数器。

解：分析可知，74LS217为异步高电平清零，连接成加法计数模式，8421BCD码加法计数时的S6=Q3Q2Q1Q0=0110，所以，清零控制端的逻辑关系为：CR=Q2Q1。

电路图如图11-37所示。

图11-37　例11-4图

2.用置数法实现功能扩展

该方法的基本思路：计数器可以从0…0开始计数，也可从某一个数据开始计数，而0…0或某个数据可以从数据输入端预置入计数器，然后开始计数。

方法：（1）画出计数器的状态转换图。

（2）将状态转换图中的最小数从预置数输入端输入，最大数的状态作置数控制，求出置数控制端LDfei或LD的逻辑函数。

低电平置数控制时：；高电平置数控制时：。

（3）按表达式画出电路图。

必须十分注意：异步置数时，置数控制表达式应取最大数加1的计数状态中各Q连乘。

【例11-5】试用置数法将74LS217双时钟可逆计数器连接成一个六进制减法计数器。

解：分析：74LS217是双时钟的BCD码计数的可逆计数器，异步高电平清零，异步低电平置数，减法时应连接成减法计数模式；六进制减法计数器时的状态转换图为：(www.xing528.com)

从状态图可得：初态0101应从D3D2D1D0置入，控制逻辑用0000，但是在减法计数时，0000减1首先出现1001，所以应该用Q3Q2Q1Q0=1001作为置数控制（图11-38）。（1001作为一个过度状态）故有：

图11-38　连线图

利用74LS217的进位输出实现的六进制减法计数（图11-39）：

图11-39　连线图

3.大容量计数器的连接

大容量是指几十进制以上的计数器。连接原则：用小容量计数器串联实现；M（大容量）=M1×M2×…，如60进制计数器可用一个6进制和一个10进制计数器串联构成，即60=6×10。十位计数器为6进制，个位计数器为10进制。

连接方法见图11-40。

图11-40　大容量计数器

同步式的100进制计数器：十位10进制用清零法实现，个位10进制用置数法实现（图11-41）。

图11-41　连线图

当个位尚未计到1001前，十位计数器的CTP、CTT为低电平，十位计数器不计数。当个位计到1001时，十位的CTP、CTT为1，而下一个计数脉冲CP来到后，十位计一个1，个位计数器回到0000，然后又封锁十位计器，只有个位计数，如此经过10 次反复循环，得到100进制，见图11-42。

图11-42　计数规则

异步式的100进制计数器：74LS163是同步清零、置数，上升沿触发（图11-43）。

图11-43　连线图

十位的CP脉冲图如图11-44：。

图11-44　CP脉冲图

十位和个位的翻转情况如图11-45所示：

图11-45　计数规则