实验六 计数器及其应用
袁建荣
一、实验目的：
? 掌握中规模集成电路的功能及使用方法
? 学习用“反馈归零法”和“反馈置数法”
构成 N进制计数器的方法
? 学会中规模集成电路的分析方法、设计
方法和测试方法
二、实验器材：
? 集成芯片：
74LS90, 74LS161, 74LS00 (4011) 各一片
? 数字电路学习机
? 函数信号发生器
? 万用表
? 连接线若干
三、实验原理：
? 计数器按触发信号的来源不同，可分为同步计数器和
异步计数器
? 同步计数器是指计数器内所有的触发器共同使用同一
个输入的时钟脉冲信号，在同一个时刻翻转，计数速
度快
? 异步计数器是指计数器内各触发器的输入时钟信号的
来源不同，各电路的翻转时刻也不一样，因此计数速
度较慢
? 本次实验所用的 MSI集成电路 74LS90,74LS161
则分别属于两种不同的计数器
74LS90引脚图 功能表
R01 R02 R91 R92 Q3 Q2 Q1 Q0
1 1 0 × 0 0 0 0
0 0 0 0
1 0 0 1
1 1 × 0
× × 1 1
× 0 × 0
计数状态
0 × 0 ×
0 × × 0
× 0 0 ×
两个时钟脉冲输入端 CPA,CPB
两个清零端,R01,R02
两个置 9端,R91,R92
四个输出端,Q3,Q2,Q1,Q0
电源端 VCC,GND
74LS90逻辑功能的测试
? 画出实验电路图
? 连接实验电路
? 注意输入逻辑开关
和输出端的连接顺
序
? 请同学们同步实验
Q3 Q2 Q1 QO
R01 R02 R91 R92
CPA
CPB
VCC
GND
电路的连接
将 74LS90的缺口
方向朝左，插入
IC插座
给电路加上工作
电压
连接功能端
R01,RO2
R91,R92
连接时钟脉冲
输入端
CPA,CPB
连接输出端
Q3Q2Q1Q0
操作演示
满足计数条件,R01,R02=0 ×
R91=R92=00
加计数脉冲 CPA
加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲
结论：？计数器
逢二归零，二进制计数器
电路输入端,CPA 输出端,Q0
请画出二进制计数器的电路图
加计数脉冲 CPB 加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲
结论：？计数器
逢五归零，五进制计数器
电路输入端,CPB 输出端,Q3Q2Q1
请画出五进制计数器的电路图
二进制
计数器
五进制
计数器
CPA CPB
Q0
Q1
Q2
Q3
74LS90内部计数器示意图
？十进制计数器
请同学们自己验证
×
演 示 完 毕
N进制计数器的设计方法
? 反馈归零法（适用于有清零端的计数器）
将某个中间状态 N1反馈到清零端，利用清零
功能，使计数器返回到零。（条件,M>N）
? 例：用 74LS90设计 N=3的计数器
选 M=5的计数器来设计
满足 M>N条件
电路如图 Q3 Q2 Q1
CPB
R01 R02 R91 R92
VCC
GND
0 1 1+5V
请同学们实验验证
?M = 4计数器？
74LS161同步计数器介绍
CP CR LD CTTCTP 操作
× 0 × × × 清零
1 0 × × 置数
1 1 1 1 计数
× 1 1 0 ×
保持
× 1 1 × 0
清零端,CR 置数端,LD
进位输出端,CO
计数输入端,CP
输出端,Q3Q2Q1Q0
使能端,CTTCTP
74LS161逻辑功能的测试
? 画出实验电路图
? 请同学们同步操作
? 连接实验电路
CP
CR LD D3D2D1D0 CTTCTP
Q3 Q2 Q1 Q0COVCC
GND
0 × × × × × × ×
0 0 0 0 0
请同学们自己验证
74LS161是?
1 0 1 0 1 1 × ×
1 1 1
0 0 0 × ×1 × × × × 1 1
0 0 0 0 0 111 0 01 1 1 1 1
十六进制计数器
加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲
× × × × × × ×
? 反馈置数法（ 适合于具有预置数端
的计数器）
? 方法一：将 数据输入端全部接地,将某个中间状态 N1
反馈到置数端，通过置数功能，将预置数送到输出端，
计数器归零。（若为同步计数器，则计数器的模
N=N1+1，若为异步计数器，则 N = N1）
? 设计举例
用 74LS161设计 N=6
的计数器，用 LD端设计 CO Q3 Q2 Q1 Q0
0 1 0 1
&
LD D3 D2 D1 D0 CR CTTCTP
CP
?M=8计数器?,1”
四、实验内容：
1,测试 74LS161, 74LS90,74LS00（ CC4011）
的逻辑功能
要求：
画出实验电路图
连接实验电路
按表操作，观察输出状态，记录实验数据
分析数据，得出实验结论
理解各功能的意义
逻辑功能的测试操作表
CR LD CTTCTP D3D2D1D0 CP Q3Q2Q1Q0 CO 功能说明
0 × × × ×××× ×
1 0 × × 1 0 1 1
0 0 1 0
1 1 1 1 0 0 0 0
……
1 1 0 × 0 1 0 1 ×
1 1 × 0 0 1 0 1 ×
2、用 74LS161和 74LS90构成六十进制的计数器
（实验操作检查内容，请保留电路）
要求：
? 用 74LS161构成 十进制计数器 （用于 个位 计数，用 LD端
设计）
? 用 74LS90构成 六进制计数器 （用于 十位 计数）
? 将两级计数器 级联 起来，构成六十进制计数器
? 画出整体电路图，实验验证
? 在电路输入端加上 f = 1 HZ 的 TTL波，实现 自动 计数
3、用 74LS161和 74LS90构成 100进制的计数
器（选做内容）
要求：
? 用 74LS161构成 十进制计数器 （用于 个位 计数，
用 CO端设计 ）
? 用 74LS90构成 十进制计数器 （用于 十位 计数）
? 将两级计数器 级联 构成 100进制计数器
? 画出整体电路，并实验验证，要求 自动 计数
? 分析电路工作原理
五、实验报告要求：
? 完成必做实验内容 1,2为必做内容，按要求规范制
作实验报 告（其中，实验内容 2为操作检查内容）
? 选做实验内容 3
? 用 74LS161设计 M=10计数器，用 CR端设计，画出
电路图
? 体会同步计数器 74LS161的设计思想，总结集成计
数器构成 N进制计数器的方法
? 下次实验交本次实验报告
附, 用 74LS161和 74LS90构成六十
进制的计数器题解
74LS90 74LS161
Q3 Q2 Q1 Q0
R01 R02 R91 R92
CPA
CPB
Q3Q2 Q1 Q0
CP CR
LD
ETT
ETPD3 D2 D1 D0
&
CP f = 1HZ TTL信号
M=6计数器 (十位计数 ) M=10计数器 (个位计数 )
“1”
---完 ---
2005年 11月 28日制
袁建荣
一、实验目的：
? 掌握中规模集成电路的功能及使用方法
? 学习用“反馈归零法”和“反馈置数法”
构成 N进制计数器的方法
? 学会中规模集成电路的分析方法、设计
方法和测试方法
二、实验器材：
? 集成芯片：
74LS90, 74LS161, 74LS00 (4011) 各一片
? 数字电路学习机
? 函数信号发生器
? 万用表
? 连接线若干
三、实验原理：
? 计数器按触发信号的来源不同，可分为同步计数器和
异步计数器
? 同步计数器是指计数器内所有的触发器共同使用同一
个输入的时钟脉冲信号，在同一个时刻翻转，计数速
度快
? 异步计数器是指计数器内各触发器的输入时钟信号的
来源不同，各电路的翻转时刻也不一样，因此计数速
度较慢
? 本次实验所用的 MSI集成电路 74LS90,74LS161
则分别属于两种不同的计数器
74LS90引脚图 功能表
R01 R02 R91 R92 Q3 Q2 Q1 Q0
1 1 0 × 0 0 0 0
0 0 0 0
1 0 0 1
1 1 × 0
× × 1 1
× 0 × 0
计数状态
0 × 0 ×
0 × × 0
× 0 0 ×
两个时钟脉冲输入端 CPA,CPB
两个清零端,R01,R02
两个置 9端,R91,R92
四个输出端,Q3,Q2,Q1,Q0
电源端 VCC,GND
74LS90逻辑功能的测试
? 画出实验电路图
? 连接实验电路
? 注意输入逻辑开关
和输出端的连接顺
序
? 请同学们同步实验
Q3 Q2 Q1 QO
R01 R02 R91 R92
CPA
CPB
VCC
GND
电路的连接
将 74LS90的缺口
方向朝左，插入
IC插座
给电路加上工作
电压
连接功能端
R01,RO2
R91,R92
连接时钟脉冲
输入端
CPA,CPB
连接输出端
Q3Q2Q1Q0
操作演示
满足计数条件,R01,R02=0 ×
R91=R92=00
加计数脉冲 CPA
加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲
结论：？计数器
逢二归零，二进制计数器
电路输入端,CPA 输出端,Q0
请画出二进制计数器的电路图
加计数脉冲 CPB 加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲
结论：？计数器
逢五归零，五进制计数器
电路输入端,CPB 输出端,Q3Q2Q1
请画出五进制计数器的电路图
二进制
计数器
五进制
计数器
CPA CPB
Q0
Q1
Q2
Q3
74LS90内部计数器示意图
？十进制计数器
请同学们自己验证
×
演 示 完 毕
N进制计数器的设计方法
? 反馈归零法（适用于有清零端的计数器）
将某个中间状态 N1反馈到清零端，利用清零
功能，使计数器返回到零。（条件,M>N）
? 例：用 74LS90设计 N=3的计数器
选 M=5的计数器来设计
满足 M>N条件
电路如图 Q3 Q2 Q1
CPB
R01 R02 R91 R92
VCC
GND
0 1 1+5V
请同学们实验验证
?M = 4计数器？
74LS161同步计数器介绍
CP CR LD CTTCTP 操作
× 0 × × × 清零
1 0 × × 置数
1 1 1 1 计数
× 1 1 0 ×
保持
× 1 1 × 0
清零端,CR 置数端,LD
进位输出端,CO
计数输入端,CP
输出端,Q3Q2Q1Q0
使能端,CTTCTP
74LS161逻辑功能的测试
? 画出实验电路图
? 请同学们同步操作
? 连接实验电路
CP
CR LD D3D2D1D0 CTTCTP
Q3 Q2 Q1 Q0COVCC
GND
0 × × × × × × ×
0 0 0 0 0
请同学们自己验证
74LS161是?
1 0 1 0 1 1 × ×
1 1 1
0 0 0 × ×1 × × × × 1 1
0 0 0 0 0 111 0 01 1 1 1 1
十六进制计数器
加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲加脉冲
× × × × × × ×
? 反馈置数法（ 适合于具有预置数端
的计数器）
? 方法一：将 数据输入端全部接地,将某个中间状态 N1
反馈到置数端，通过置数功能，将预置数送到输出端，
计数器归零。（若为同步计数器，则计数器的模
N=N1+1，若为异步计数器，则 N = N1）
? 设计举例
用 74LS161设计 N=6
的计数器，用 LD端设计 CO Q3 Q2 Q1 Q0
0 1 0 1
&
LD D3 D2 D1 D0 CR CTTCTP
CP
?M=8计数器?,1”
四、实验内容：
1,测试 74LS161, 74LS90,74LS00（ CC4011）
的逻辑功能
要求：
画出实验电路图
连接实验电路
按表操作，观察输出状态，记录实验数据
分析数据，得出实验结论
理解各功能的意义
逻辑功能的测试操作表
CR LD CTTCTP D3D2D1D0 CP Q3Q2Q1Q0 CO 功能说明
0 × × × ×××× ×
1 0 × × 1 0 1 1
0 0 1 0
1 1 1 1 0 0 0 0
……
1 1 0 × 0 1 0 1 ×
1 1 × 0 0 1 0 1 ×
2、用 74LS161和 74LS90构成六十进制的计数器
（实验操作检查内容，请保留电路）
要求：
? 用 74LS161构成 十进制计数器 （用于 个位 计数，用 LD端
设计）
? 用 74LS90构成 六进制计数器 （用于 十位 计数）
? 将两级计数器 级联 起来，构成六十进制计数器
? 画出整体电路图，实验验证
? 在电路输入端加上 f = 1 HZ 的 TTL波，实现 自动 计数
3、用 74LS161和 74LS90构成 100进制的计数
器（选做内容）
要求：
? 用 74LS161构成 十进制计数器 （用于 个位 计数，
用 CO端设计 ）
? 用 74LS90构成 十进制计数器 （用于 十位 计数）
? 将两级计数器 级联 构成 100进制计数器
? 画出整体电路，并实验验证，要求 自动 计数
? 分析电路工作原理
五、实验报告要求：
? 完成必做实验内容 1,2为必做内容，按要求规范制
作实验报 告（其中，实验内容 2为操作检查内容）
? 选做实验内容 3
? 用 74LS161设计 M=10计数器，用 CR端设计，画出
电路图
? 体会同步计数器 74LS161的设计思想，总结集成计
数器构成 N进制计数器的方法
? 下次实验交本次实验报告
附, 用 74LS161和 74LS90构成六十
进制的计数器题解
74LS90 74LS161
Q3 Q2 Q1 Q0
R01 R02 R91 R92
CPA
CPB
Q3Q2 Q1 Q0
CP CR
LD
ETT
ETPD3 D2 D1 D0
&
CP f = 1HZ TTL信号
M=6计数器 (十位计数 ) M=10计数器 (个位计数 )
“1”
---完 ---
2005年 11月 28日制
