基于MSI的N進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方法

　　計(jì)數(shù)器是數(shù)字邏輯系統(tǒng)中的基本部件，它是數(shù)字系統(tǒng)中用得最多的時(shí)序邏輯電路，其主要功能就是用計(jì)數(shù)器的不同狀態(tài)來記憶輸入脈沖的個(gè)數(shù)。除此以外還具有定時(shí)、分頻、運(yùn)算等邏輯功能。計(jì)數(shù)器不僅能用于對(duì)時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)，還可使用于定時(shí)、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖以及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等。只要是稍微復(fù)雜一些.

　　采用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器來設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器，使設(shè)計(jì)和調(diào)試工作更趨于簡(jiǎn)單，并且具有體積小，功耗低，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。本文主要闡述了用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)任意進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思想，并對(duì)設(shè)計(jì)方法和步驟作了討論。

　　2.MSI中規(guī)模計(jì)數(shù)器概述

　　2.1MSI中規(guī)模計(jì)數(shù)器芯片種類

　　MSI中規(guī)模計(jì)數(shù)器芯片有非常多的種類。若按觸發(fā)時(shí)鐘的方式分類有：同步計(jì)數(shù)器、異步計(jì)數(shù)器；若按進(jìn)制的“?！狈诸愑校憾M(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器；若按計(jì)數(shù)的方式分類：有加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆（加/減）計(jì)數(shù)器；若按芯片的型號(hào)分類就更多了，如：僅74系列的4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片就有161、163、191、193、197等，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片有160、162等。

　　2.2MSI中規(guī)模計(jì)數(shù)器工作原理

　　2.2.1.以十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS160為例

　　74LS160的功能

表174LS160功能表

　　根據(jù)功能表，74LSl60的功能說明如下：

　　（1）異步清零功能。當(dāng)CR=0時(shí)，不論其他輸入如何，輸出Q3Q2Q1Q0為0000，表中“×”表示任意。

　?。?）同步并行置數(shù)功能。LD為預(yù)置數(shù)控制端，在CR=1的條件下，LD=0時(shí)，在CP上升沿的作用下，預(yù)置好的數(shù)據(jù)d3d2dld0被并行地送到輸出端，即此時(shí)的Q3Q2Q1Q0為d3d2dld0。

　?。?）保持功能。在CR=1和LD=1的前提下，只要TTTP=0，則計(jì)數(shù)器不工作，輸出保持原狀態(tài)不變。

　?。?）計(jì)數(shù)功能。正常計(jì)數(shù)時(shí)，必須使CR=1，LD=1，TTTP=1，此時(shí)在CP的上升沿的作用下，計(jì)

　　數(shù)器對(duì)CP的個(gè)數(shù)進(jìn)行加法計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)到輸出Q3Q2Q1Q0為1001時(shí)，C0=1，C0=1的維持時(shí)間是從Q3Q2QlQ0為1001時(shí)起到QaQ2Q1Q0狀態(tài)變化時(shí)止。

　　74LS161功能
表274LS161功能表

　　從功能表（一）可以看到，74LS161處于計(jì)數(shù)狀態(tài)時(shí)，引出端RD，LD，S：，S：都應(yīng)為“1”（接高電平）。如果取其中一片T4161作為低位計(jì)數(shù)器〔記作（1）〕，對(duì)該片計(jì)數(shù)器來講，每來一個(gè)CP就計(jì)一次數(shù)，它始終工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)。

　　3.設(shè)計(jì)方案

　　3.1采用反饋置零法來設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

　　對(duì)于74LS160屬于異步置零輸入端的計(jì)數(shù)器，它是當(dāng)置零輸入端出現(xiàn)有效電平（低電平）后計(jì)數(shù)器立即被置零，不受時(shí)鐘信號(hào)的控制。而對(duì)于74LS162/74LS163屬于同步置零輸入端的計(jì)數(shù)器。它是當(dāng)置零輸入端出現(xiàn)有效電平（低電平）后計(jì)數(shù)器并不會(huì)立即被置零，必須等下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到