实验五 异步计数器
实验五 异步计数器及其应用
一、实验目的
（1）熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
（2）掌握二进制计数器和十进制计数器的工作原理和使用方法。
二、实验设备
（1）数字电路试验箱
（2）函数信号发生器 （3）数字双踪示波器 （4）74LS90
三、实验原理
计数是一种最简单基本运算，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能。计数器按计数进制有：二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器；按计数单元中触发器所接收计数脉冲和翻转顺序分有：异步计数器，同步计数器；按计数功能分有：加法计数器，减法计数器，可逆（双向）计数器等。
目前，TTL 和CMOS 电路中计数器的种类很多，大多数都具有清零和预置功能，使用者根据器件手册就能正确地运用这些器件。实验中用到异步清零二-五-十进制异步计数器74LS90。
74LS90是S 9(1) 一块二-五-十进制异步计数器，外形为双列直插，
引脚排列如图（1）所示，逻辑符号如图（2）所示，图中的NC 表示此脚为空脚，不接线，它由四个主从JK 触发器和一些附加门电路组成，其中一个触发器构成一位二进制计数器；另三个触发器构成异步五进制计数器。在74LS90计数器电路中，设有专用置“0”端R 0(1) 、
R 0(2) S 9(2)
和置“9”端S 9(1) 、S 9(2) 。其中R 0(1) 、R 0(2) 为两个异步清零端，S 9(1) 、
为两个异步置9端，CP1、CP2为两个时钟输入端，Q0~Q3为计
数输出端，74LS90的功能表见表（1），由此可知：当R1=R2=S1=S2=0时，时钟从CP1引入，Q0输出为二进制；时钟从CP2引入，Q3输出为五进制；时钟从CP1引入，而Q0接CP2 ，即二进制的输出与五进制的输入相连，则Q3Q2Q1Q0输出为十进制（8421BCD 码）；时钟从CP2引入，而Q3接CP1 ，即五进制的输出与二进制的输入相连，则Q0Q1Q2Q3输出为十进制（5421BCD 码）。
图（1）
图（2）
输 入
1 1 0 0 0
1 1 0 0 0
0 1 1 0 0
0 1 1 0 0
↓ ↓ ↓ ↓ 表（1）
0 0 1 1
0 0 0 0 计数 计数 计数 计数 输 出
0 0 0 0
0 0 1 1
四、实验内容及结果
（1）用74LS90实现十进制；
将74LS90连接成先2后5形式的十进制，则输出的即为循环的BCD 码表示的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9. 故电路连接如下图所示
：
（2）用74LS90实现三进制；
在（1）的基础上采用置零法实现进制的改变。将Q A 和Q B 分别接到置零端R 01和R 02端，即可实现三进制，电路连接如下图所示：
其中74LS00是为了将置零信号同步。
（3）用74LS90实现六进制；
同（2）的做法，将Q B 和Q C 接到置零端R 01和R 02即可，实际电路图如下：
（4）用74LS90实现0-2-4-6-8-1-3-5-7-9循环显示。 列真值表，得如下图所示逻辑关系:
十进制 0 2 4 6 8 1 3 5 7 9 8421BCD 码
D C B A 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1
5421BCD 码
A D C B 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 十进
制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
由以上真值表可得如果将5421BCD 码当做8421BCD 码输入显示译码管，则显示译码管将依次循环显示0、2、4、6、8、1、3、5、7、9。
故只需将74LS90按先5进制后2进制连接，则输出为十进制5421BCD 码，将输出直接输入显示译码管即可。具体电路连接方式如下：
五、实验心得
本次实验内容并没有难度，如果电路连接正确，实验器材没有问
题，则较容易得到结果。最后一个内容技巧性较强，若想不到用5421BCD 码而使像之前那样依然将计数器连接成先2后5输出8421BCD 码的话则较难得到结果，因为中间的逻辑关系较为复杂，需要用到的逻辑元件较多，容易出错。