基于74LS192千進制可逆計數器的設計與研究

吳勇靈，朱增輝，楊 潔，劉樹平，王文江

（ 黔南民族師范學院 物理與電子科學系，都勻 558000）

0 引言

計數器是一個用以實現計數功能的時序部件，它主要用于時鐘脈沖計數、數字系統的定時、分頻和執行數字運算以及其他特定的邏輯功能，在科研、工業、農業等各個領域中具有重要的作用。本文以74LS192十進制可逆計數器為核心器件，結合中小規模的集成芯片，用兩種方法設計了千進制可逆計數器，可以用于個人企業在生產過程中的產品自動計數；同時也可以用于教室、閱覽室、中小規模超市的人數統計等。

1 74LS192簡介

74LS192是同步十進制可逆計數器，具有同步預置數端和異步清零端，可以直接級聯而無需外接電路，借位和進位兩輸出端可級聯遞增計數和遞減計數，使用方便。功能表如表1所示。

表1 74LS192功能表

2 千進制可逆計數器的工作原理

千進制可逆計數器是在十進制可逆計數器的基礎上，通過三位十進制可逆計數器級聯實現千進制可逆計數器的。在進行加法計數時，當低位向高位進“1”時，進位輸出端輸出低電平；在減法計數中，當低位向高位借“1”時，借位輸出端輸出低電平。

3 千進制可逆計數器的設計

3.1 千進制可逆計數器設計一

該設計方法電路圖如圖1所示，主要由3個 74LS192、1個 74LS86、3個 74LS47和 1個74LS08等構成。

說明：1）U3為個位片，實現個位數的加減計數功能，U2為十位片，實現十位數的加減計數功能，U1為百位片，實現百位數的加減計數功能。

2）U3只要有采集信號（即計數脈沖）過來，其狀態就會發生翻轉。

3）“J3”接高電平，“J2”采集信號（即計數脈沖）為加法計數，當U3為9（即1001）時，下一個采集信號（即計數脈沖）過來時，向U2進“1”，U2的狀態發生翻轉；當U3、U2均為“9”（即1001）時，下一個采集信號過來， U2向U3進“1”，U3狀態發生翻轉。

4）“J2”接高電平時，“J3”采集信號（即計數脈沖）為減法計數，當U3為0（即0000）時，下一個采集信號（即計數脈沖）過來時，向U2借“1”，U2的狀態發生翻轉；當U3、U2均為“0”（即0000）時，下一個采集信號過來， U2向U1借“1”，U1狀態發生翻轉。

5）“J1”為復位開關，當其使74LS192的“CLE”端與電源接通時，計數器全部復位。

6）應用：（1）當用于產品計數時，“J3”接高電平，“J2”接上光電開關等用于采集產品信號；（2）當用于教室、閱覽室、中小規模的超市等單門進出的人數統計時，“J2”、“J3”分別接熱釋電紅外線傳感器或超聲波傳感器等，且從外向里依次為“J2”、“J3”，同時在安裝過程中要注意兩個傳感器間的距離，保證人員進出時能同時采集到信號。

3.2 千進制可逆計數器設計二

該設計方法的電路圖如圖2所示，主要由6個74LS192、3個74LS47構成。

說明：1）U1、U4實現個位數的加減計數功能；U2、U5實現十位數的加減計數功能；U3、U6實現百位數的加減計數功能。

2）“J1”為加法計數信號采集端，“J2”為減法計數信號采集端，“J3”為復位開關。

3）個位、十位、百位計數器的翻轉情況與設計方法一相同。

4）應用：（1）當用于產品計數時，“J1”用于采集產品信號。“J2”要接低電平，避免出現干擾信號，造成計數錯誤發生。（2）當用于教室、閱覽室、中小規模超市等的人數統計時，要保證進出門分開，“J1”為進門信號采集端，即只要有一個人從“J1”出進入室內，計數器進行加“1”；“J2”為出門信號采集端，即只要有一個人從“J2”走出室內，計數器進行減“1”計數。

圖1 千進制計數器設計方法一電路圖及仿真原理圖

圖2 千進制計數器設計方法二電路圖及仿真原理圖

4 結論

這兩種方法設計的千進制可逆計數器的工作原理相同，均可用于產品計數及人數統計等。不同的是：1）在教室、閱覽室、中小規模超市的人數統計時，方法一使用于單門進出；方法二使用于進出門分開的人數統計。2）方法一使用的計數器是方法二的一半，但需要增加異或門及與門電路。3）方法一擴展到萬進制以上的計數器時使用的異或門和與門就要增多，連線較復雜；而方法二只增加計數器就可實現，并且連線簡單方便。

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