計數器在數字電路中的應用

摘要：計數器是典型的時序邏輯電路，也是數字系統(tǒng)中使用最多的時序邏輯器件，為了更好地理解和擴展集成計數器件的性能和用途，達到舉一反三、靈活運用的目的。以中規(guī)模集成計數器74LS192為例，選用兩片74LS192構成預置數的三十進制遞減計數器，計數器十位接成三進制，計數器個位接成十進制，完成30 s遞減計時；另外，選用一片74LS192和一片輸出低電平有效的3-8線譯碼器CT74LS138構成順序脈沖發(fā)生器。通過以上實例的方法，得到了計數器不但具有傳統(tǒng)的計數定時功能之外，還可用作順序脈沖發(fā)生器的結論。
關鍵詞：中規(guī)模集成電路；計數器；譯碼器；數字電路

計數器是典型的時序邏輯電路，它是用來累計和記憶輸入脈沖的個數。計數是數字系統(tǒng)中很重要的基本操作，集成計數器是最廣泛應甩的邏輯部件之一。計數器種類較多，按構成計數器中的多觸發(fā)器是否使用一個時鐘脈沖源來分，有同步計數器和異步計數器；根據計數制的不同，可分為二進制計數器、十進制計數器和任意進制計數器；根據計數的增減趨勢，又分為加法、減法和可逆計數器。還有可預置數和可編程序功能計數器等。下面以中規(guī)模集成電路計數器74LS192為例說明計數器在數字系統(tǒng)定時和產生時序脈沖方面的應用。

1 定時
在下述例子中，要完成30 s遞減計時，并具有顯示功能，當計時器遞減計數到零時，數碼顯示器顯示為“00”，同時發(fā)出光電報警信號，系統(tǒng)設置外部操作開關，控制計時器的啟動／復位和暫停／連續(xù)功能。如圖1所示，計數電路選用兩片中規(guī)模集成電路74LS192進行設計，74LS192是十進制計數器，具有“異步清零”和“異步置數”功能，且有進位和借位輸出端。

端發(fā)出借位脈沖，使十位計數器減計數；當高、低位計數器處于全零時，高位計數器74LS192的借位輸出靖有效，即可實現報警。
該電路還可進行清零、置數，并通過接一與非門對555脈沖發(fā)生器輸出靖的脈沖信號進行控制，即可實現對整個電路進行暫停計時，為減小開關按鍵產生的機械抖動對計時電路的影響，應接一RS鎖存器；當計時器74LS192的借位輸出端有效時，即可實現報警。最終計數器的輸出通過CD4511七段譯碼器，并直接驅動半導體數碼顯示器顯示。
可以看出，此電路用件少，分塊清晰，采用按鍵操作，非常實用，可用作球類比賽的計時器。

2 順序脈沖發(fā)生器
圖2(a)所示為同步十進制可逆計數器74了LS192和輸出低電平有效的3-8線譯碼器CT74LS138構成的順序脈沖發(fā)生器。由于74LS192輸出Q2，Q1，Q0的狀態(tài)000～111循環(huán)變化，因此，它可作為譯碼器CT74LS138的三位二進制代碼輸入，分別與A2，A1，A0對應相連。這時電路在輸入計數脈沖CP作用下，譯碼器的依次輸出低電平順序脈沖，如圖2(b)所示。

使譯碼器工作時間和計數器中觸發(fā)器的翻轉時間錯開了，從而有效地消除了競爭冒險現象。

3 結語
通過以上應用實例表明，計數器在數字電路中不僅在定時方面起著重要作用，在其他方面也有很高的應用價值。在電子技術的學習中，只要深入了解器件的工作原理和各種器件之間的相互關系，就一定能發(fā)現更多奧秘，給大家學習和工作帶來更多的方便和幫助。