基于74LS160的可控多進制計數系統設計與仿真

摘要：本文在普通計數器設計原理的基礎上，利用集成同步加法計數器74LS160設計出一個可控的多進制計數系統。利用撥碼控制電路，該系統可以分別實現7進制、9進制和79進制計數功能，從而體現出該系統的可控性、靈活性和實用性。本文借助Multisim10平臺進行了仿真測試，驗證了該系統的可行性。

關鍵詞： 74LS160； 計數器； Multisim

中圖分類號： TP391

文獻標志碼： A

文章編號： 2095-2163（2017）05-0133-05

Abstract： In this paper， a controllable multilevel counting system is designed by 74LS160， which is based on the design principle of the common counter. By using the code control circuit， this system can realize the functions of level 7， 9 and 79， respectively. Thus， this system is controlled， flexible and practical. This paper uses the Multisim10 platform to realize the simulation and test， and the result shows that the system is feasible.

Keywords： 74LS160； counter； Multisim

0引言

74LS160[1-2]為集成同步十進制加法計數器，設計上具有同步置數控制端LOAD〖TX-〗、異步置零控制端CLR〖TX-〗、1個時鐘脈沖輸入端CLK〖TX-〗、2個計數控制端ENT和ENP、4個并行數據輸入端A～D（D為輸入最高位，A為輸入最低位）、4個輸出端QDQCQBQA（QD為輸出最高位，QA為輸出最低位）及1個進位輸出端RCO。利用其同步置數控制端和異步置零控制端，可以實現不同進制的加法計數器。

基于74LS160的計數特性，本文研發提出了一個可控的多進制加法計數器系統。該系統采用同步置數法分別設計得到7進制、9進制、79進制加法計數器，再利用撥碼控制電路，建立了不同進制計數器之間的靈活切換，從而有效保證了本系統的可控性、靈活性和實用性。為了驗證該計數系統的可行性，本文利用Multisim 10[3-9]軟件平臺定制展開了仿真測試。實驗結果表明，該系統運行穩定、正常。

1可控多進制計數系統的設計方案

1.1功能要求

1）用開關自由切換3種進制的計數狀態：7進制、9進制、79進制。

2）數碼管顯示計數狀態。

3）計數脈沖由外部提供。

1.2系統原理圖

系統原理呈現如圖1所示。由圖1中可以看出，撥碼控制電路能實現對7、9、79進制計數電路的切換，并通過數碼顯示電路可直觀驗證計數的正確性。綜上可知，撥碼控制電路的運行與控制對整個計數系統的部署實現具有至關重要的意義與作用。

[PS季麗琴1.EPS；S*2；X*2，BP#]

[ST6HZ][WT6HZ][JZ]圖1系統設計原理圖

[JZ]Fig. 1The design schematic diagram of the system

[HT5”SS][ST5”BZ][WT5”BZ]

2可控多進制計數系統的設計及仿真

2.17進制計數電路

7進制計數電路的計數狀態為0～6，因此，利用同步置數法求出S6的代碼為0110，又因該4位代碼從左至右分別對應74LS160的4位輸出端QD、QC、QB、QA，從代碼可知QD、QA的電平為低，QC、QB的電平為高，所以得到反饋置數函數為LOAD〖TX-〗=QC·QB〖TX-〗，進而可得主控連接線路如圖2所示。

因反饋置數函數為二輸入與非門，對此，研究中選用了74LS00（內含4組二輸入與非門）來生成反饋。時鐘脈沖源選擇的是100 Hz、5 V的方波信號，數據輸入端A～D均接地（GND），數碼顯示電路選擇DCD_HEX。仿真結果表明，該7進制計數電路運行正常。

2.29進制計數電路

9進制計數電路的計數狀態為0～8，與7進制計數電路設計原理、方法類似，唯一的區別在于，S8的代碼為1 000，即使得反饋置數函數為LOAD〖TX-〗=QD〖TX-〗。由此，本文采用74LS04（單輸入非門）來獲得反饋，最終的電路接線則如圖3所示。

2.379進制計數電路

79進制計數電路的計數狀態為0～78。該電路采用級聯法完成，就是將2片74LS160進行級聯，利用同步置數法求出反饋置數函數為LOAD〖TX-〗=QC′QB′QA′QD〖TX-〗，其中QC′、QB′、QA′分別為高位片74LS160的輸出端（高位片用來顯示十位上的數字），QD為低位片74LS160的輸出端之一（低位片用來顯示個位上的數字）。因反饋函數為4輸入與非，具體到本文將采用4輸入與非門74LS20來實現反饋。該計數電路連接即如圖4所示。[FL）]

2.4可控的7、9、79進制計數系統

將圖2、圖3和圖4綜合起來，便可構成可控的多進制加法計數系統，如圖5所示。從圖中可看出，增加了一個撥碼控制電路。該控制電路由一個4路撥碼開關J1、一個2路撥碼開關J2及一個按鍵開關J3組成。若閉合J3，且將J1、J2按圖6進行設置，則可實現7進制計數。若閉合J3，且將J1、J2按圖7進行設置，則可實現9進制計數。若斷開J3，且將J1、J2按圖8進行設置，則可實現79進制計數。

3結束語

本文提出的可控多進制計數系統是基于74LS160集成同步加法計數器之上展開設計的。利用撥碼控制電路，可配置對7、9、79進制計數器的切換，利用數碼顯示電路檢驗系統的準確性。整個系統的仿真測試是借助Multim 10來提供操作控制的。測試結果表明，本文設計的可控多進制計數系統運行正常、穩定，具備可控性、靈活性和實用性。該系統不僅可以實現7、9、79進制計數，也可以通過修改反饋置數函數獲得其它不同進制計數的切換。

閆石. 數字電子技術基礎[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[2] 程勇，方元春. 數字電子技術基礎[M]. 北京： 北京郵電大學出版社，2013.

[3] 黃培根，任清褒. Multisim10計算機虛擬仿真實驗室[M]. 北京： 電子工業出版社，2008.

[4] 王冠華. Multisim10電路設計及應用[M]. 北京： 國防工業出版社，2008.

[5] 郭麗穎. 基于Multisim的彩燈循環閃爍電路設計與仿真[J]. 實驗室研究與探索，2010，29（7）：187-189.

[6] 馬敬敏. 集成計數器74LS161的Multisim仿真[J]. 現代電子技術，2011，34（2）：166-167，170.

[7] 劉文武. 基于Multisim 10的16路競賽搶答器設計與仿真[J]. 現代電子技術，2011，34（23）：178-181.

[8] 宋瑾. 基于Multisim 10的8路彩燈控制系統設計與仿真[J]. 電子設計工程， 2014，22（7）：113-116.

[9] 任駿原. 74LS161異步置零法構成任意進制計數器的Multisim仿真[J]. 電子設計工程， 2011，19（14）：135-137.endprint