一、實驗目的

1、學習用集成觸發器構成計數器的方法

2、掌握中規模集成計數器的使用及功能測試方法

3、運用集成計數計構成1/N分頻器

二、實驗原理

計數器是一個用以實現計數功能的時序部件，它不僅可用來計脈沖數，還常用作數字系統的定時、分頻和執行數字運算以及其它特定的邏輯功能。

計數器種類很多。按構成計數器中的各觸發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，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等。目前，無論是TTL還是CMOS集成電路，都有品種較齊全的中規模集成計數器。使用者只要借助于器件手冊提供的功能表和工作波形圖以及引出端的排列，就能正確地運用這些器件。

1、用D觸發器構成異步二進制加／減計數器

下圖是用四只D觸發器構成的四位二進制異步加法計數器，它的連接特點是將每只D觸發器接成T'觸發器，再由低位觸發器的端和高一位的CP端相連接。

若將上圖稍加改動，即將低位觸發器的Q端與高一位的CP端相連接，即構成了一個4位二進制減法計數器。

2、中規模十進制計數器

CC40192或74LS192是同步十進制可逆計數器，具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數等功能，其引腳排列及邏輯符號如下圖所示。

74LS192同步十進制可逆計數器邏輯功能總結：

3、計數器的級聯使用

一個十進制計數器只能表示0～9十個數，為了擴大計數器范圍，常用多個十進制計數器級聯使用。

同步計數器往往設有進位（或借位）輸出端，故可選用其進位（或借位）輸出信號驅動下一級計數器。

下圖是由CC40192利用進位輸出控制高一位的CPU端構成的加數級聯圖。用兩個CC40192計數器可以構成100進制計數器。

4、實現任意進制計數

（1）用復位法獲得任意進制計數器

假定已有N進制計數器，而需要得到一個M進制計數器時，只要M＜N，用復位法使計數器計數到M時置“0”，即獲得M進制計數器。

（2）利用預置功能獲M進制計數器

用三個CC40192可組成421進制計數器。

外加的由與非門構成的鎖存器可以克服器件計數速度的離散性，保證在反饋置“0”信號作用下計數器可靠置“0”。

三、實驗設備與器件

1、 ＋5V直流電源

2、 雙蹤示波器

3、 連續脈沖源

4、 單次脈沖源

5、 邏輯電平開關

6、 邏輯電平顯示器

7、 譯碼顯示器

8、 CC4013×2（74LS74）

CC40192×3（74LS192）

  CC4011（74LS00）

  CC4012（74LS20）

四、實驗內容

1、用74LS74 D觸發器構成4位二進制異步加法計數器。

實驗步驟- 連接電路后，按單次脈沖源，觀察輸出端狀態變化。

4位二進制異步加法計數器狀態表：

將圖電路中的低位觸發器的Q端與高一位的CP端相連接，構成減法計數器，按實驗內容2)、3)進行實驗，觀察并列表記錄Q 3 ～Q0的狀態。（選做）

2. CC40192或74LS192構成十進制加法計數電路圖（選做）

（減計數時CPU接高CPD接脈沖）

3、用兩片CC40192或74LS192組成兩位十進制加法計數器

按圖連接電路，輸入計數脈沖，進行由00—99累加計數，記錄之。

實驗步驟- 連接電路后，按單次脈沖源，觀察輸出端狀態變化。