74LS160实现N进制计数器的方法和EWB仿真

2015-03-05威海职业学院王小方

电子世界 2015年17期

关键词：计数器仿真

威海职业学院王小方

威海职业学院王小方

【摘要】本文以74LS160实现24进制加法计数器为例，介绍了反馈清零法和反馈置数法实现N进制计数器，并通过EWB仿真实验演示实验结果。

【关键词】计数器；反馈清零；反馈置数；仿真

计数器是记忆时钟脉冲个数的数字电路，作为一种最典型的时序逻辑电路，在各类数字系统中有着广泛的应用。构成计数器的方法主要有两种：（1）用触发器加上必要的门电路实现；（2）利用集成计数器实现，这种方法从设计原理到硬件实现都相对简单，因而较为常用。

1 74LS160的逻辑功能

74LS160是同步十进制加法计数器，如表1所示。

表1　74LS160功能表

说明：（1）异步清零，清零操作不受CP脉冲和其他输入信号的影响。（2）同步置数，置数操作与CP脉冲上升沿同步。（3）数据保持，当CR=1，LD=1,使能端CTT，CTP逻辑与为0时，输出端具有数据保持功能。（4）加法计数，当CR=LD=CTT=CTP=1,且CP上升沿时，输出端加法计数。

图1　异步清零法实现N进制计数器

图2　同步清零法实现N进制计数器

2 反馈清零法

现有M进制集成计数器，设计N进制计数器。若M>N，若从全零初始状态S0开始计数，第1个时钟到来时，计数状态为S1，第N-1时钟到来时，计数状态为SN-1，当所用计数器具有异步清零的功能时，则跳转信号为SN，即第N 时钟到来时，使计数状态返回S0，原M进制集成计数器中的SN～SM-1这M-N个状态被跳过。如图1所示。当所用计数器具有同步清零的功能时，则跳转信号是SN-1，即第N-1个时钟到来时，使计数状态返回S0，如图2所示。

3 反馈置数法

同清零法，首先根据要求设定置数端的状态Sa，第1个时钟到来时，计数状态为Sa+1，以此类推，第N-1时钟到来时，计数状态为Sa+N-1，当所用计数器具有异步置数的功能时，则跳转信号为Sa+N，即第N时钟到来时，使计数状态返回Sa。当所用计数器具有同步置数的功能时，则跳转信号是Sa+N-1，即第N-1个时钟到来时，使计数状态返回Sa，以74LS160实现七进制计数器为例。设定置数状态为0010（Sa），因74LS160具有同步置数功能，因此跳转信号为1000（Sa+N-1）。

4 EWB仿真用74LS160实现24进制计数器

EWB软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件。它带有丰富的电路元件库，它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验和仿真。

4.1 异步清零法实现24进制计数器

要通过74160实现24进制，需要采用2个集成块，低位片保持十进制不变，即0000～1001，每经过10个脉冲信号，低位片的进位输出端(RCO)就向高位片使能端（CTP、CTT）输送计数信号“1”，高位片丛0000开始计数，最终过渡态为高位片QDQCQBQA=0010，低位片QDQCQBQA=0100，经过与非门后形成CLR’=0信号完成置零，实现一个计数周期的循环。如图3所示。

4.2 同步置数法实现24进制计数器

同异步清零法，需要采用2个集成块，低位片保持十进制不变，即0000～1001，每经过10个脉冲信号，低位片的进位输出端(RCO)就向高位片使能端（CTP、CTT）输送计数信号“1”，高位片丛0000开始计数，最终过渡态为高位片QDQCQBQA=0010，而低位片QDQCQBQA=0011，经过三输入与非门后形成LOAD’=0 信号完成置零，实现一个计数周期的循环。如图4所示。