用74LS290構成任意進制計數器的方法

王 靜

（赤峰學院 計算機與信息工程學院，內蒙古 赤峰 024000）

用74LS290構成任意進制計數器的方法

王 靜

（赤峰學院 計算機與信息工程學院，內蒙古 赤峰 024000）

計數器是數字系統中的應用最廣泛的時序部件，74LS290是一個典型的集成異步計數器.本文從74LS290的結構和功能出發，介紹采用74LS290構成任意進制計數器的方法.

計數器；74LS290；脈沖反饋法；任意進制

計數器是一個用以實現計數功能的時序電路，它是數字系統中使用最廣泛的時序部件，幾乎不存在沒有計數器的系統.它除了可以累計輸入脈沖個數（計數）外，還可以用作分頻、定時等等.

計數器的常用構成方法有兩種：一是可以用時鐘觸發器和門電路組成計數器；二是采用集成計數器構成所需要的計數器.中規模集成計數器由于體積小，功耗低、可靠性高等優點而得到了廣泛地應用.然而，定型產品的種類是很有限的，就計數進制而言，常用的標準計數器多為十進制、四位二進制（十六進制）、八位二進制（二百五十六進制）幾種.因此，在需要其它任意進制計數器時，只能在現有中規模集成計數器基礎上，經過外電路的不同連接來實現.本文介紹一種由74LS290構成任意進制的計數器的方法.

1 74LS290的電路組成

74LS290內部由四個負邊沿JK觸發器和兩個與非門組成，其邏輯電路如圖1所示.

74LS290的引出端排列圖和邏輯功能示意圖如圖2、圖3所示.

2 74LS290的功能

CP0、CP1為時鐘信號輸入端，Q0、Q1、Q2、Q3為數據輸出端.

2.1 置9功能

S9（1）、S9（2）為異步置9端，當S9（1）·S9（2）=1時（即兩者同為高電平）實現置9功能，此時Q3Q2Q1Q0=1001，且與時鐘脈沖信號CP無關.

2.2 清零功能

R0（1）、R0（2）為異步清0端，如果S9（1）·S9（2）=0（S9（1）、S9（2）至少有一個是低電平），當R0（1）·R0（2）=1時（即兩者同為高電平）實現清零功能，此時Q3Q2Q1Q0=0000，與時鐘脈沖信號CP無關.

2.3 計數功能

只有當S9（1）·S9（2）=0，R0（1）·R0（2）=0時才可實現計數功能.

當時鐘脈沖信號從CP0（下降沿有效）輸入，只有觸發器F0工作，其它三個觸發器不工作，Q0端為輸出端，構成1位二進制計數器（M=2），是一個二分頻電路.

當時鐘脈沖信號從CP1（下降沿有效）輸入，此時觸發器F0不工作，F1、F2、F3工作，輸出端為 Q1、Q2、Q3，構成 5 位進制計數器（M=5），是一個五分頻電路.

當時鐘脈沖信號從CP0輸入，并將Q0與CP1相連（即CP1=Q0），輸出端為 Q0、Q1、Q2、Q3，則構成一個 8421BCD 碼的異步十進制計數器.電路如圖4所示.

當時鐘脈沖信號從CP1輸入，并將Q3與CP0相連（即CP0=Q3），輸出端為 Q0、Q1、Q2、Q3，則構成一個 5421BCD 碼的異步十進制計數器.

綜上所述，74LS290的功能表如表1所示.

3 用74LS290設計任意進制的計數器

利用脈沖反饋法獲得N進制計數器，用S0、S1、S2…SN表示輸入0、1、2、…、N個計數脈沖CP時計數器的狀態.N進制計數器的計數工作狀態應為N個：S0、S1、S2…SN-1，在輸入第N個脈沖CP后，通過控制電路利用SN產生一個有效置0信號，送給異步置0端，使計數器立即置0，即實現了N進制計數.

3.1 構成比模十小的任意進制計數器

采用脈沖反饋法，如需設計N進制計數器，就把N對應的BCD碼中為“1”的輸出端進行“與”運算，結果接到74LS290 的 R0（1）、R0（2）端即可.

表1 74LS290的功能表

以下是用一片74LS290構成一個七進制計數器的具體方法：

首先將74LS290構成8421BCD碼十進制計數器.

再用脈沖反饋法.因N=7，對應的BCD碼SN=0111，令R0（1）=R0（2）=Q2Q1Q0（Q2Q1Q0通過一個與門與R0（1）、R0（2）相連），按圖5連線.

當Q3Q2Q1Q0=0111時，迅速復位到0000，然后又開始從0000狀態計數.0111狀態出現的時間極短，通常只有10ns左右，并不能看到.因而我們認為該電路是一個實現從0000～0110的七進制計數器.

3.2 構成大容量計數器

第一步：采用級聯的方法，將多個集成計數器串聯起來，擴大計數器的容量.74LS290沒有專門的進位信號輸出端，可以用本級的高位輸出信號驅動下一級計數器.

第二步：采用脈沖反饋法獲得所需的計數器.

以下是用兩片74LS290構成一個84進制計數器的具體方法：

首先將每塊74LS290按8421BCD十進制方式連線，分別代表個位和十位.

然后設計計數到84返回清零.由于N=84，對應的BCD碼SN=10000100，當十位計到8，個位計到4時，在下一計數脈沖下降沿到來后個位、十位計數器均復位到0，從而完成84進制計數的功能.電路如圖6所示.

4 結論

74LS290的功能很強，利用脈沖反饋法，適當改變連線、配合門電路就可以靈活地構成任意進制的計數器.如果要構成的計數器容量為1位數，用一片74LS290；如果要構成的計數器容量為兩位數，則要用兩片74LS290；如要構成更大容量的計數器只需適當地增加74LS290的數量即可.電路結構較為簡單，應用廣泛.

〔1〕胡曉光.數字電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,2010.

〔2〕余孟嘗.數字電子技術簡明教程[M].北京:高等教育出版社,2006.

〔3〕張克農,寧改娣.數字電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,2010.

〔4〕王小海,祁才君,阮秉濤.集成電子技術基礎教程[M].北京:高等教育出版社,2008.

TM935.46+2

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1673-260X（2012）01-0047-02