用74LS290构成任意进制计数器的方法

王 静

（赤峰学院 计算机与信息工程学院，内蒙古 赤峰 024000）

用74LS290构成任意进制计数器的方法

王 静

（赤峰学院 计算机与信息工程学院，内蒙古 赤峰 024000）

计数器是数字系统中的应用最广泛的时序部件，74LS290是一个典型的集成异步计数器.本文从74LS290的结构和功能出发，介绍采用74LS290构成任意进制计数器的方法.

计数器；74LS290；脉冲反馈法；任意进制

计数器是一个用以实现计数功能的时序电路，它是数字系统中使用最广泛的时序部件，几乎不存在没有计数器的系统.它除了可以累计输入脉冲个数（计数）外，还可以用作分频、定时等等.

计数器的常用构成方法有两种：一是可以用时钟触发器和门电路组成计数器；二是采用集成计数器构成所需要的计数器.中规模集成计数器由于体积小，功耗低、可靠性高等优点而得到了广泛地应用.然而，定型产品的种类是很有限的，就计数进制而言，常用的标准计数器多为十进制、四位二进制（十六进制）、八位二进制（二百五十六进制）几种.因此，在需要其它任意进制计数器时，只能在现有中规模集成计数器基础上，经过外电路的不同连接来实现.本文介绍一种由74LS290构成任意进制的计数器的方法.

1 74LS290的电路组成

74LS290内部由四个负边沿JK触发器和两个与非门组成，其逻辑电路如图1所示.

74LS290的引出端排列图和逻辑功能示意图如图2、图3所示.

2 74LS290的功能

CP0、CP1为时钟信号输入端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端.

2.1 置9功能

S9（1）、S9（2）为异步置9端，当S9（1）·S9（2）=1时（即两者同为高电平）实现置9功能，此时Q3Q2Q1Q0=1001，且与时钟脉冲信号CP无关.

2.2 清零功能

R0（1）、R0（2）为异步清0端，如果S9（1）·S9（2）=0（S9（1）、S9（2）至少有一个是低电平），当R0（1）·R0（2）=1时（即两者同为高电平）实现清零功能，此时Q3Q2Q1Q0=0000，与时钟脉冲信号CP无关.

2.3 计数功能

只有当S9（1）·S9（2）=0，R0（1）·R0（2）=0时才可实现计数功能.

当时钟脉冲信号从CP0（下降沿有效）输入，只有触发器F0工作，其它三个触发器不工作，Q0端为输出端，构成1位二进制计数器（M=2），是一个二分频电路.

当时钟脉冲信号从CP1（下降沿有效）输入，此时触发器F0不工作，F1、F2、F3工作，输出端为 Q1、Q2、Q3，构成 5 位进制计数器（M=5），是一个五分频电路.

当时钟脉冲信号从CP0输入，并将Q0与CP1相连（即CP1=Q0），输出端为 Q0、Q1、Q2、Q3，则构成一个 8421BCD 码的异步十进制计数器.电路如图4所示.

当时钟脉冲信号从CP1输入，并将Q3与CP0相连（即CP0=Q3），输出端为 Q0、Q1、Q2、Q3，则构成一个 5421BCD 码的异步十进制计数器.

综上所述，74LS290的功能表如表1所示.

3 用74LS290设计任意进制的计数器

利用脉冲反馈法获得N进制计数器，用S0、S1、S2…SN表示输入0、1、2、…、N个计数脉冲CP时计数器的状态.N进制计数器的计数工作状态应为N个：S0、S1、S2…SN-1，在输入第N个脉冲CP后，通过控制电路利用SN产生一个有效置0信号，送给异步置0端，使计数器立即置0，即实现了N进制计数.

3.1 构成比模十小的任意进制计数器

采用脉冲反馈法，如需设计N进制计数器，就把N对应的BCD码中为“1”的输出端进行“与”运算，结果接到74LS290 的 R0（1）、R0（2）端即可.

表1 74LS290的功能表

以下是用一片74LS290构成一个七进制计数器的具体方法：

首先将74LS290构成8421BCD码十进制计数器.

再用脉冲反馈法.因N=7，对应的BCD码SN=0111，令R0（1）=R0（2）=Q2Q1Q0（Q2Q1Q0通过一个与门与R0（1）、R0（2）相连），按图5连线.

当Q3Q2Q1Q0=0111时，迅速复位到0000，然后又开始从0000状态计数.0111状态出现的时间极短，通常只有10ns左右，并不能看到.因而我们认为该电路是一个实现从0000～0110的七进制计数器.

3.2 构成大容量计数器

第一步：采用级联的方法，将多个集成计数器串联起来，扩大计数器的容量.74LS290没有专门的进位信号输出端，可以用本级的高位输出信号驱动下一级计数器.

第二步：采用脉冲反馈法获得所需的计数器.

以下是用两片74LS290构成一个84进制计数器的具体方法：

首先将每块74LS290按8421BCD十进制方式连线，分别代表个位和十位.

然后设计计数到84返回清零.由于N=84，对应的BCD码SN=10000100，当十位计到8，个位计到4时，在下一计数脉冲下降沿到来后个位、十位计数器均复位到0，从而完成84进制计数的功能.电路如图6所示.

4 结论

74LS290的功能很强，利用脉冲反馈法，适当改变连线、配合门电路就可以灵活地构成任意进制的计数器.如果要构成的计数器容量为1位数，用一片74LS290；如果要构成的计数器容量为两位数，则要用两片74LS290；如要构成更大容量的计数器只需适当地增加74LS290的数量即可.电路结构较为简单，应用广泛.

〔1〕胡晓光.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2010.

〔2〕余孟尝.数字电子技术简明教程[M].北京:高等教育出版社,2006.

〔3〕张克农,宁改娣.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2010.

〔4〕王小海,祁才君,阮秉涛.集成电子技术基础教程[M].北京:高等教育出版社,2008.

TM935.46+2

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1673-260X（2012）01-0047-02