如何使用74LS160进行十进制计数？

摘要： 74LS160是一种十进制同步可预置计数器，广泛应用于数字电路设计中，它由四个D型触发器和若干个门电路构成，具有计数、置数、禁止、直接清零等功能，下面将详细介绍如何使用74LS16...

74LS160是一种十进制同步可预置计数器，广泛应用于数字电路设计中，它由四个D型触发器和若干个门电路构成，具有计数、置数、禁止、直接清零等功能，下面将详细介绍如何使用74LS160实现不同进制的计数器设计，包括异步清零法和同步置数法。

一、74LS160的基本功能与引脚说明

74LS160是一种常用的十进制计数器芯片，其内部结构包括四个D型触发器和多个逻辑门电路，可以实现从0到9的计数循环，该芯片具有以下主要功能：

1、计数功能：能够进行十进制计数，即从0到9循环计数。

2、置数功能：可以通过外部输入设置初始值。

3、禁止功能：可以通过使能端控制计数器的计数操作。

4、直接清零功能：通过清零端可以直接将输出设置为0。

74LS160的引脚配置如下：

CR（1脚）：清零端，低电平有效。

CP（2脚）：时钟脉冲输入端，上升沿触发。

D0D3（3~6脚）：数据输入端。

PE, TE（7, 10脚）：计数控制端，高电平时计数。

LOAD（9脚）：置数控制端，低电平时将D0D3的数据置入计数器。

Q0Q3（11~14脚）：输出端。

CEP, CET（15, 16脚）：进位输出端。

二、异步清零法设计N进制计数器

异步清零法利用反馈复零的原理，当计数器达到预设的计数值时，通过与非门电路反馈到复位端，使计数器清零并重新开始计数，以下是具体步骤：

1、求清零端控制信号的逻辑表达式：假设要设计一个6进制计数器，当计数器从0开始计数到5（二进制为0101）时，需要复位，清零逻辑表达式为：CLR/ = Q2Q1Q0。

2、搭建仿真电路图：使用EWB软件或其他仿真工具，按照下图连接电路：

ENP=ENT=1，CLK接开关。

与非门的输入端接Q1和Q2，输出端接到计数器的复位端CLR/。

3、仿真测试：连接好电路后，打开仿真开关，按动Space键给计数器输入脉冲，可以看到计数器从0000开始计数，当第6个脉冲到来时，计数器复位为0000，完成一个循环。

三、同步置数法设计N进制计数器

同步置数法与异步清零法类似，但不同的是在计数器达到预设值前一个状态时，通过与非门电路反馈到预置数端，使计数器在下一个脉冲到来时加载预设值，以下是具体步骤：

1、求预置数端控制信号的逻辑表达式：假设要设计一个7进制计数器，当计数器从0开始计数到6（二进制为0110）时，需要预置数，预置数逻辑表达式为：LOAD = Q2Q1。

2、搭建仿真电路图：使用EWB软件或其他仿真工具，按照下图连接电路：

ENP=ENT=1，CLK接开关。

D0D3接0000，与非门的输入端接Q1和Q2，输出端接到计数器的预置数端LOAD。

3、仿真测试：连接好电路后，打开仿真开关，按动Space键给计数器输入脉冲，可以看到计数器从0000开始计数，当第7个脉冲到来时，计数器预置数为0000，完成一个循环。

四、异步清零法和同步置数法比较

两种方法都是通过与非门给相应端子加复零信号，但有以下区别：

1、归零逻辑表达式不同：异步清零法的归零逻辑表达式为N对应的二进制代码为1的输出项的与非表达式；而同步置数法的归零逻辑表达式为（N1）对应的二进制代码为1的输出项的与非表达式。

2、复位方式不同：异步清零法是加在计数器复位端CLR/，而同步置数法是加在预置数端LOAD。

五、常见问题解答

Q1: 如何用74LS160实现一个24进制计数器？

A1: 要用74LS160实现一个24进制计数器，可以使用两片74LS160级联，并通过与非门电路实现异步清零，具体步骤如下：

1、第一片74LS160（低位）：ENP=ENT=1，CLK接外加脉冲源。

2、第二片74LS160（高位）：ENP=ENT=1，CLK接第一片的进位输出RCO。

3、与非门电路：将低位的QC和高位的QB通过与非门电路反馈到两片74LS160的复位端CLR/。

4、仿真测试：连接好电路后，打开仿真开关，按动脉冲源，可以看到计数器从00开始计数，当计到24时，计数器复位为00，完成一个循环。

Q2: 74LS160和74LS161有什么区别？

A2: 74LS160和74LS161都是常用的计数器芯片，但有以下区别：

1、进制不同：74LS160是十进制计数器，而74LS161是四位二进制计数器。

2、清除方式不同：74LS160是异步清零，而74LS161是同步清零。

3、预置数功能：74LS160有同步预置数功能，而74LS161没有此功能。

4、进位输出：74LS160有专门的进位输出端RCO，而74LS161的进位输出是通过最高位Q3实现的。

74LS160是一款功能强大且灵活的十进制计数器芯片，适用于各种数字电路设计，通过不同的设计和连接方式，可以实现多种进制的计数器功能，满足不同的应用需求。