中规模集成计数器应用

74LS90引脚功能及真值表74LS90 是一种常用的中规模集成计数器，在数字电路设计中有着广泛的应用。

下面我们就来详细了解一下 74LS90 的引脚功能和真值表。

74LS90 是一个二五十进制异步计数器，它由四个主从 JK 触发器和一些附加门电路组成。

这款芯片一共有 14 个引脚，每个引脚都有着特定的功能。

引脚 1 是 CP0 输入端，用于接收时钟脉冲信号。

当 CP0 有脉冲输入时，计数器在二进制计数模式下工作。

引脚 2 是 Q0 输出端，它输出二进制计数的最低位。

引脚 3 是 Q1 输出端，输出二进制计数的次低位。

引脚 4 是 Q2 输出端，为二进制计数的第三位。

引脚 5 是 CP1 输入端，用于在五进制计数模式下接收时钟脉冲。

引脚 6 是 Q3 输出端，是二进制计数的最高位。

引脚 7 是地（GND）引脚，连接到电路的零电位参考点。

引脚8 是清零端（R0(1)、R0(2)），当这两个引脚同时为高电平时，计数器被清零，所有输出端都变为低电平。

引脚9 是置9 端（S9(1)、S9(2)），当这两个引脚同时为高电平时，计数器被置为 9 状态，即 Q3Q2Q1Q0 ＝ 1001。

引脚 10 是 Q0' 输出端，是 Q0 的反相输出。

引脚 11 是 Q1' 输出端，是 Q1 的反相输出。

引脚 12 是 Q2' 输出端，是 Q2 的反相输出。

引脚 13 是 Q3' 输出端，是 Q3 的反相输出。

引脚 14 是电源（VCC）引脚，通常连接到＋5V 电源。

接下来，我们看一下 74LS90 的真值表。

在二进制计数模式下（CP0 输入时钟脉冲，CP1 悬空），计数顺序为 0 1 2 3 4 5 6 7 0，依次循环。

当计数器达到 7 时，再输入一个时钟脉冲，就会回到 0 重新开始计数。

对应的输出状态如下：｜ CP0 脉冲数｜ Q3 ｜ Q2 ｜ Q1 ｜ Q0 ｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜｜ 1 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 2 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 3 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜｜ 4 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 0 ｜｜ 5 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 6 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 7 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 1 ｜在五进制计数模式下（CP1 输入时钟脉冲，CP0 悬空），计数顺序为 0 1 2 3 4 0，依次循环。

中规模集成电路的应⽤实验报告1. 74ls139功能验证基本功能验证：如右图2. 74ls148功能验证基本功能验证：如下图3.⽤74ls138以及74ls00实现全加器、全减器（1）实验分析：74ls138三个输⼊对应8个输出，意思就是⼀个3位的⼆进制输⼊对应⼀个10进制的⼀位例如ABC输⼊111那他那边的Y就会输出对应的⼀个位置如果ABC译码为8那Y⾥⾯就有⼀个位被弄为低电平。

74ls138就是38译码器，是TTL系列的，也就是74系列，有三个输⼊端A0，A1，A2，其中A2是⾼位，输出是⼋个低电平输出Y0 ~ Y7，⼯作电压⼀般的5V。

（2）⽤74ls138、74ls00实现全加器电路图如下：（4）全减器真值表：⽤74LS138、74LS00实现全减器电路图如下：74ls247验证如右图74ls248验证如下图74ls85验证如下图74ls283将8421码转为余3码（如右图）J1端为输⼊8421码端。

灯X1、X2、X3、X4分别代表余三循环码的四位⾼低电平，灯亮代表⾼电平1,灯灭代表低电平0.（如下图）输⼊为8421码制的0111时输出为相对应的余三码制的应为1111，结果如下图：1.74LS74加法器（左图）74LS74减法器（左图）74LS112加法器（下图） 74LS112减法器（下图）74ls160：1.⽤于快速计数的内部超前进位2.⽤于n 位级联的进位输出3.同步可编程序4.有置数控制线5.⼆极管箝位输⼊6.直接清零同步计数74ls160是⼗进制计数器，也就是说它只能记⼗个数从0000-1001（0-9）到9之后再来时钟就回到0，⾸先是clk，这是时钟。

之后是rco，这是输出，MR是复位低电频有效（图上接线前⾯花圈的都是低电平有效）load是置数信号，当他为低电平时，在始终作⽤下读⼊D0到D3。

为了使161正常⼯作ENP和ENT接1另外D0到D3是置数端Q0到Q3是输出端。

这种同步可预置⼗进计数器是由四个D型触发器和若⼲个门电路构成，内部有超前进位，具有计数、置数、禁⽌、直接（异步）清零等功能。

计数器一实验目的1、掌握中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法。

2、学习运用集成电路芯片计数器构成N位十进制计数器的方法。

二实验原理计数器是一个用以实现计数功能的时序器件，它不仅可以用来记忆脉冲的个数，还常用于数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。

计数器种类很多，按构成计数器中的各个触发器输出状态更新是否受同一个CP脉冲控制来分，有同步和异步计数器，根据计数制的不同，分为二进制、十进制和任意进制计数器。

根据计数的增减趋势分，又分为加法、减法和可逆计数器。

另外，还有可预置数和可编程功能的计数器等。

目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器芯片。

如：异步十进制计数器74LS90，4位二进制同步计数器74LS93，CD4520，4位十进制计数器74LS160、74LS162；4位二进制可预置同步计数器CD40161、74LS161、74LS163；4位二进制可预置同步加/减计数器CD4510、CD4516、74LS191、74LS193；BCD码十进制同步加/减计数器74LS190、74LS192、CD40192等。

使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列就能正确使用这些器件。

例如74LS192同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入十进制可逆计数功能；异步并行置数功能；保持功能和异步清零功能。

74192功能见表表19.1*表中符号和引脚符号的对应关系：CR = CLR—清零端；LD= LOAD—置数端（装载端）CP U = UP—加计数脉冲输入端CP D = DOWN—减计数脉冲输入端CO——非同步进位输出端（低电平有效）BO——非同步借位输出端（低电平有效）D3 D2 D1 D0 = D C B A—计数器数据输入端Q D Q C Q B Q A—计数器数据输出端根据功能表我们可以设计一个特殊的12进制的计数器，且无0数。

如图19.1所示：当计数器计到13时，通过与非门产生一个复位信号，使第二片74LS192（时十位）直接置成0000，而第一片74LS192计时的个位直接置成0001；从而实现了1——12的计数。

中规模集成电路集成对象
中规模集成电路(MSI)是指集成电路设计复杂度介于小规模集成电路(SSI)和大规模集成电路(LSI)之间的一类集成电路。

它通常由几十到几百个逻辑门组成,可以实现一些较为复杂的数字逻辑功能。

中规模集成电路集成对象主要包括:
1. 编码器/解码器
编码器是将多位输入信号编码为较少位数的代码输出,而解码器则是将较少位数的代码输入解码为多位输出信号。

常见的编码器/解码器有优先级编码器、数据选择器等。

2. 计数器
计数器是一种可以对脉冲进行计数的电路,常用于时序控制、频率合成等领域。

中规模集成电路中的计数器包括二进制计数器、环形计数器、可逆计数器等。

3. 寄存器
寄存器是一种用于临时存储数据的电路,在中规模集成电路中常作为数据缓冲或状态存储器使用。

寄存器包括移位寄存器、通用寄存器等。

4. 算术逻辑单元(ALU)
ALU是一种能够执行算术运算和逻辑运算的组合电路,是中规模集成电路中实现数字运算的核心部件。

5. 多路复用器/解复用器
多路复用器是一种数据选择器,可以从多个输入信号中选择一个输出;解复用器则是将一个输入信号分配到多个输出端。

6. 存储器
中规模集成电路中的存储器主要是只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM),用于存储程序指令或数据。

这些中规模集成电路集成对象广泛应用于数字系统的控制、运算、存储等方面,是构建更复杂数字电路系统的基础单元。

随着集成电路技术的发展,现代数字系统越来越倾向于采用大规模集成电路和超大规模集成电路。

SMI计数器的应用设计余 莉 朱利洋（丽水学院工学院 浙江 丽水 323000）摘 要： 通过对比分析汇总若干常用的中规模集成（SMI）计数器，并通过实例得出灵活设计任意进制计数器的方法。

关键词： SMI任意进制计数器；清零置数级联；设计中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1110054－02制计数器，若k>1，采用先级联后反馈的方式实现M 进制，具体0 引言做法是：先将这K 片连接成，然后采用整体反馈法实现M 进制计计数器是最常用的时序逻辑电路，在数字电子技术课程中k 数器。

主要思想是：在N 进制计数的过程中，设法使之跳越-占有非常重要的地位。

集成计数器的灵活应用是计数器部分的M 个状态，就可以得到M 进制的计数器。

教学目标。

目前大多数的教材中都会花大量篇幅介绍大量的电 2.1 确定芯片数目k路和集成芯片，学生学习起来难以快速掌握。

本文汇总各种常见的SMI 计数器，对比分析总结各种计数器的功能区别，并通过设计实例得到快速、灵活掌握任意进制计数器的实现方法。

1 常见SMI计数器计数器的种类非常繁多。

按计数器中的各个触发器是否同时翻转分为同步计数器和异步计数器。

按计数过程中数值的增减可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。

按计数容量可分为十进制计数器，十六进制计数器，任意进制计数器。

74系列SMI 同步计数器是目前集成计数器的主流产品。

常见的SMI 同步计数器型号有160/161/162/163/190/191/192/193。

其中，160/161/162/163是同步加法计数器，同步可逆（加/减）计数器型号是190/191/192/193。

常见的SMI 异步计数器有74LS290/293等。

161/163/191/193/293等型号是奇数的为四位二进制计数器，也称十六进制计数器，160/162/190/192/290等型号是偶数的为十进制计数器。

总结中规模集成电路的使用方法及功能一、什么是集成电路集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是将数百万个晶体管、电容器、电阻器等元件以及它们之间的互连线集成在一块硅片上，形成一个完整的电路系统。

它具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等特点。

二、集成电路的分类1.按照功能分类：数字集成电路：主要用于数字逻辑运算和控制。

模拟集成电路：主要用于模拟信号的处理，如放大、滤波等。

混合集成电路：数字和模拟混合在一起，实现复杂的功能。

2.按照制造工艺分类：SOS（Silicon On Sapphire）工艺：将硅片直接生长在蓝宝石基板上。

CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）工艺：采用互补型金属氧化物半导体技术，具有低功耗和高可靠性等优点。

3.按照封装方式分类：DIP（Dual In-line Package）封装：两排引脚的直插式封装形式。

SOP（Small Outline Package）封装：小型外形封装形式，适合于高密度集成芯片。

BGA（Ball Grid Array）封装：小球阵列封装形式，适合于高速信号传输和大功率芯片。

三、集成电路的使用方法集成电路使用方法主要包括以下几个方面：1.焊接：将芯片引脚与电路板上的焊盘进行连接，通常采用手工焊接或自动化焊接。

2.测试：对芯片进行测试，以确保其功能正常。

测试方法主要分为静态测试和动态测试两种。

3.调试：在系统中使用集成电路时，需要对芯片进行调试，以使其能够正确地工作。

四、集成电路的功能1.数字信号处理：数字集成电路可以实现各种数字信号处理功能，如逻辑运算、计数器、寄存器等。

2.模拟信号处理：模拟集成电路可以实现各种模拟信号处理功能，如放大器、滤波器、振荡器等。

3.通讯：集成电路在通讯领域中得到广泛应用，如调制解调器、无线通讯芯片等。

4.控制系统：集成电路可以实现各种控制系统的设计和实现，如温度控制系统、机器人控制系统等。

实验七集成计数器一、实验目的1．熟悉集成计数器的逻辑功能和各控制端作用。

2．掌握计数器使用方法。

二、实验原理中规模集成电路计数器的应用十分普及。

然而，定型产品的种类是很有限的。

常用的多为十进制、二进制、十六进制几种。

因此必须学会用已有的计数器芯片构成其它任意进制计数器的方法。

本实验采用中规模集成电路计数器74LS93芯片，它的集成单元是二进制计数器，它是由四个主从JK触发器和附加电路组成的，最长计数周期是16，适当改变外引线，可以构成不同长度的计数周期。

74LS93逻辑图外引线排列如图所示。

如果使用该计数器的最大长度（四位二进制），可将B IN 输入同A IN输出连接，由A IN输入计数脉冲。

接电平显示置零/计数功能表三、实验仪器和器件1．实验仪器（1）DZX-2B 型电子学综合实验装置 1台 （2）双踪四迹示波器（YB4320A 型） 2．器件（1）74LS00 （二输入端四与非门） （2）74LS20 （四输入端二与非门） （5）74LS93 （异步二进制计数器） 四、实验内容1．集成计数器74LS93功能测试。

1 2 3 4 5 6 774LS93引脚排列1Hz 方波接逻辑电平图7-1二—十六进制计数器接电平显示表6-12．用集成计数器74LS93构成计数周期为6、10、7、9、14、15的二进制计数器。

表7-21Hz 方波接电平显示 图7-2二—六进制计数器表7-31Hz 方波接电平显示 图7-3二—十进制计数器1Hz 方波接电平显示 图7-4二—七进制计数器1Hz 方波接电平显示 图7-5二—九进制计数器冲或 1Hz 波接电平显示 图7-6二—十四进制计数器表7-7五、实验报告要求1．自行设计实验电路和实验表格，记录、整理实验数据； 参见图7-1~图7-2和表7-1~表7-2。

2．集成计数器74LS93是同步还是异步计数器？是加法还是减法计数器？ 集成计数器74LS93是异步加法计数器。

采用中规模集成计数器进行任意进制计数器设计的解决方案1 绪论计数器是数字逻辑系统中的基本部件，它是数字系统中用得最多的时序逻辑电路，其主要功能就是用计数器的不同状态来记忆输入脉冲的个数。

除此以外还具有定时、分频、运算等逻辑功能。

计数器不仅能用于对时钟脉冲的计数，还可使用于定时、分频、产生节拍脉冲以及进行数字运算等。

只要是稍微复杂一些的数字系统，几乎没有不包含计数器的。

通常把满足N=2n的计数器称为二进制规则计数器，有些数字定时、分频系统中，常需要N≠2n 的任意进制计数器。

当我们在设计任意进制计数器（即计数模不是2及10）时，一般采用现有的中规模集成电路（Medium Scale Integration, MSI）芯片，通过适当的反馈连接加以实现。

而市场上现成的中规模集成电路芯片常见的只有十进制计数器和十六进制计数器，而在实际应用中，如数字钟电路中，却需要二十四进制和六十进制计数器，因此要将现有计数器改造成任意进制计数器。

利用MSI芯片进行适当的连接就可以构成任意进制计数，所使用的方法主要有反馈置零法、反馈预置法和级联法。

采用中规模集成计数器来设计任意进制计数器，使设计和调试工作更趋于简单，并且具有体积小，功耗低，可靠性高等优点。

本文主要阐述了用中规模集成计数器设计任意进制同步加法计数器的设计思想，并对设计方法和步骤作了讨论。

2. MS I中规模计数器概述2.1 MS I中规模计数器芯片种类MS I中规模计数器芯片有非常多的种类。

若按触发时钟的方式分类有：同步计数器、异步计数器；若按进制的"模"分类有：二进制计数器、十进制计数器；若按计数的方式分类：有加法计数器、减法计数器和可逆（加/减）计数器；若按芯片的型号分类就更多了，如：仅74系列的4位二进制计数器芯片就有161、163、191、193、197等，十进制计数器芯片有160、162等。

2.2 MSI中规模计数器工作原理。

实验五计数器及其应用一、实验目的1.熟悉由集成触发器构成的计数器电路及其工作原理。

2.熟练掌握常用中规模集成电路计数器及其应用方法。

二、实验原理所谓计数,就是统计脉冲的个数,计数器就是实现“计数”操作的时序逻辑电路。

计数器的应用十分广泛,不仅用来计数,也可用作分频、定时等。

计数器种类繁多。

根据计数体制的不同,计数器可分成二进制（即2n进制）计数器和非二进制计数器两大类。

在非二进制计数器中,最常用的是十进制计数器,其它的一般称为任意进制计数器。

根据计数器的增减趋势不同,计数器可分为加法计数器——随着计数脉冲的输入而递增计数的；减法计数器——随着计数脉冲的输入而递减的,可逆计数器——既可递增、也可递减的。

根据计数脉冲引人方式不同,计数器又可分为同步计数器——计数脉冲直接加到所有触发器的时钟脉冲（CP）输入端；异步计数器——计数脉冲不是直接加到所有触发器的时钟脉冲（CP）输入端。

1.异步二进制加法计数器异步二进制加法计数器是比较简单的。

图32 (a)是由4个JK（选用74LS112集成片）触发器构成的4位二进制(十六进制)异步加法计数器,图32 (b)和(c)分别为其状态图和波形图。

对于所得状态图和波形图可以这样理解：触发器FFo(最低位)在每个计数沿(CP)的下降沿(1 → 0)翻转,触发器FF1的 CP 端接 FF0的 Q0端 .因而当 FF0(Q0)由1→0时,FF1翻转。

类似地,当 FF l(Q l)由1→0时,FF2翻转,FF2(Q2)由1→0时,FF3翻转。

（a）逻辑图(b)状态图（c）波形图图32 4位二进制（十六进制）异步加法计数器4位二进制异步加法计数器从起始态0000到1111共十六个状态,因此,它是十六进制加法计数器,也称模16加法计数器 (模M = 16)。

从波形图可看到,Q0的周期是CP周期的二倍；Q l是Q0的二倍,CP的四倍；Q2是Q1的二倍,Q0的四倍,CP的八倍；Q3是Q2的二倍,Q l的四倍,Q0的八倍,CP 的十六倍。

实验三 msi(中规模集成组合电路)应用
MSI(中规模集成组合电路)是一种集成度比较高的组合逻辑电路，通常由10个至100
个门电路组成。

它的应用范围很广，可以用于数字电子电路、计算机系统、通信系统等领域。

以下是关于MSI应用的一些相关内容。

1.数字电子电路
在数字电子电路中，MSI常用于实现数字解码器、选通器、多路复用器等。

例如，
74LS138是一个常用的1到8解码器，它可以把三个输入线的8种组合映射为8个输出线中的一根高电平。

这种解码器广泛应用于存储器、显示器、地址选择器等领域。

另一个例子是74153，它是一个四路二选一多路复用器。

它有两个输入端口和一个选
通控制端口，可以选择其中的一个输入并输出到一个单一的输出端口。

这种多路复用器可
以用于选择不同的输入源，例如在音频处理器中选择不同的音频信号。

2.计算机系统
另一个例子是74LS192，它是一个4位二进制计数器。

它可以用于计算机定时器、频
率计、序列器等领域，提供逐位递增或递减计数。

它还通常用于构造存储器地址寄存器和
位移寄存器等电路。

3.通信系统
另一个例子是74LS652，它是一个8位输入/输出扫描转换器。

它可用于处理不同时序下的数据输入/输出，从而扩展计算机系统的输入/输出接口。

总之，MSI在数字系统的设计中应用广泛，几乎所有的数字系统中都会用到MSI器件。

MSI运算器以卓越的性能、可靠性和经济性，被广泛应用于各种数字逻辑系统的设计和制
造中。

随着科技的不断发展和进步，MSI的应用将更加广泛，也将有更多的MSI器件出
现。

实验十六集成计数器及应用一、实验目的1、掌握集成计数器的基本功能2、进一步体会用集成电路构成计数器的方法。

3、运用集成计数器构成1/N分频器。

二、实验原理1、实现任意进制计数（1）用复位法获得任意进制计数器假定已有一个N进制计数器，而需要得到一个M进制计数器时，只要M<N，用复位法使计数器计数到M时置零，即获得M进制计数器。

如下图16-1所示为一个由74LS192十进制计数器接成的6进制计数器。

图16－1 6进制计数器（2）利用预置功能获得M进制计数器下图为用三个74LS192组成的421进制的计数器。

图16-2 421进制计数器外加的由与非门构成的锁存器可以克服器件计数速度的离散性，保证在反馈置“0”信号作用下可靠置“0”。

图16-3是一个特殊的12进制的计数器电路方案。

在数字钟里，对十位的计时顺序是1、2、3、……、11、12，即是12进制的，且无0数。

如下图所示，当计数到13时，通过与非门产生一个复位信号，使74LS192(第二片的时十位)直接置成0000，而74LS192(第一片)，即时的个位直接置成0001，从而实现了从1开始到12的计数。

图16-3 特殊的12进制计数器三、实验设备与器材1、数字逻辑电路实验箱。

2、芯片774LS32、74LS192，74LS90，74LS161。

74LS248（74LS48）四、实验内容及实验步骤1、测试74LS90的逻辑功能74LS90为中规模TTL集成计数器，可实现二分频、五分频和十分频等功能，它由一个二进制计数器和一个五进制计数器构成。

其引脚排列图和功能表如下所示：图16-1 74LS90的引脚排列图表16-1 74LS90的功能表【原理图】【功能仿真波形图】1）二进制计数器仿真波形2）异步五进制加法计数器仿真波形3）修改电路联线，当QA和CLKB端相连，时钟脉冲从A端输入，从QD，QC，QB，QA端输出，重新编译并仿真，验证芯片构成的是8421码十进制计数器；原理图：功能波形图：4）当CLKA端和QD端相连，时钟脉冲从CLKB端输入，从QD，QC，QB，QA端输出，验证芯片构成的是几进制计数器，并回答是什么编码的计数器。

中规模集成电路分类和工作频率一、引言中规模集成电路是当今电子行业中的重要组成部分，它们被广泛应用于各种电子设备中，包括智能手机、平板电脑、数字相机、汽车电子系统等。

本文将对中规模集成电路进行分类和工作频率进行详细的介绍，以便读者更好地了解中规模集成电路的特点和应用范围。

二、中规模集成电路的分类根据功能和结构的不同，中规模集成电路可以被分为多种类别。

最常见的分类方式包括数字集成电路、模拟集成电路和混合信号集成电路。

1.数字集成电路数字集成电路主要通过逻辑门、寄存器、计数器等数字元件来处理和传输数字信号。

它们广泛应用于计算机、通信设备、数字电视等领域。

数字集成电路的特点是高速度、高可靠性和低功耗。

2.模拟集成电路模拟集成电路主要用于处理模拟信号，包括声音、光信号和其他形式的模拟信号。

模拟集成电路通常包括放大器、滤波器、混频器等模拟元件，它们在音频设备、无线通信、传感器等领域具有重要应用。

3.混合信号集成电路混合信号集成电路结合了数字和模拟集成电路的优点，使得它们可以同时处理数字信号和模拟信号。

混合信号集成电路广泛应用于数据转换、信号处理、控制系统等领域。

以上是对中规模集成电路按功能和结构进行的常见分类，这些分类方式有助于对中规模集成电路的特点和应用进行更深入的了解。

三、中规模集成电路的工作频率中规模集成电路的工作频率是指电路在工作时的时钟频率或信号频率，它是评价电路性能和速度的重要指标。

中规模集成电路的工作频率与电路内部的时序逻辑、传输线延迟、管脚电容等因素密切相关。

1.高频集成电路高频集成电路指的是工作频率较高的集成电路，通常在几十兆赫至几吉赫范围内。

这类集成电路主要应用于无线通信、雷达、射频识别等高频领域。

2.中频集成电路中频集成电路的工作频率一般在几百千赫至几十兆赫之间。

它们主要应用于智能手机、平板电脑、数字电视等电子设备中，具有较高的普适性和广泛应用范围。

3.低频集成电路低频集成电路的工作频率通常在几千赫至几百千赫之间。

集成电路规模划分依据以集成电路规模划分为主题，我们将探讨集成电路的不同规模划分和其对应的特点。

一、集成电路规模的划分集成电路根据规模的大小可以分为小规模集成电路、中规模集成电路和大规模集成电路。

1. 小规模集成电路小规模集成电路（Small Scale Integration, SSI）指的是集成电路中的晶体管数量较少，一般在10-100个之间。

小规模集成电路主要由几个逻辑门电路组成，适用于较简单的电子设备。

由于晶体管数量较少，小规模集成电路的功耗较低，价格较便宜。

2. 中规模集成电路中规模集成电路（Medium Scale Integration, MSI）指的是集成电路中的晶体管数量在100-1000个之间。

中规模集成电路能够实现较为复杂的逻辑功能，适用于中等复杂度的电子设备。

中规模集成电路的功耗和价格相对较小规模集成电路有所增加。

3. 大规模集成电路大规模集成电路（Large Scale Integration, LSI）指的是集成电路中的晶体管数量在1000-100万个之间。

大规模集成电路可实现复杂的逻辑功能和大规模存储，适用于计算机、通信设备等高性能电子设备。

由于晶体管数量众多，大规模集成电路功耗较高，价格也相对较高。

二、不同规模集成电路的特点不同规模集成电路在晶体管数量、功耗、价格和应用范围等方面具有不同的特点。

1. 小规模集成电路特点小规模集成电路由于晶体管数量较少，功耗较低，适用于对功耗要求较低的电子设备。

同时，小规模集成电路的成本相对较低，价格较为便宜。

小规模集成电路适用于一些简单的逻辑功能，如门电路、触发器等。

2. 中规模集成电路特点中规模集成电路的晶体管数量在100-1000个之间，能够实现较为复杂的逻辑功能。

中规模集成电路的功耗和价格相对较小规模集成电路有所增加，但仍然适中。

中规模集成电路适用于一些中等复杂度的电子设备，如计数器、译码器等。

3. 大规模集成电路特点大规模集成电路的晶体管数量较多，能够实现复杂的逻辑功能和大规模存储。

计数器在数字电路中的应用作者：赵瑞娟来源：《现代电子技术》2012年第22期摘要：计数器是典型的时序逻辑电路，也是数字系统中使用最多的时序逻辑器件。

为了更好地理解和扩展集成计数器件的性能和用途，达到举一反三、灵活运用的目的。

以中规模集成计数器74LS192为例，选用两片74LS192构成预置数的三十进制递减计数器，计数器十位接成三进制，计数器个位接成十进制，完成30s递减计时；另外，选用一片74LS192和一片输出低电平有效的38线译码器CT74LS138构成顺序脉冲发生器。

通过以上实例的方法，得到了计数器不但具有传统的计数定时功能之外，还可用作顺序脉冲发生器的结论。

关键词：中规模集成电路；计数器；译码器；数字电路中图分类号：TN91134；TP332.1 文献标识码：A 文章编号：1004373X（2012）22015802收稿日期：20120517 计数器是典型的时序逻辑电路［12］，它是用来累计和记忆输入脉冲的个数。

计数是数字系统中很重要的基本操作，集成计数器是最广泛应用的逻辑部件之一。

计数器种类较多，按构成计数器中的多触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器；根据计数制的不同，可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。

还有可预置数和可编程序功能计数器等。

下面以中规模集成电路计数器74LS192为例说明计数器在数字系统定时和产生时序脉冲方面的应用。

1定时在下述例子中，要完成30s递减计时，并具有显示功能，当计时器递减计数到零时，数码显示器显示为“00”，同时发出光电报警信号，系统设置外部操作开关，控制计时器的启动/复位和暂停/连续功能。

如图1所示，计数电路选用两片中规模集成电路74LS192进行设计，74LS192是十进制计数器，具有“异步清零”和“异步置数”功能，且有进位和借位输出端［3］。

两片74LS192构成预置数的三十进制递减计数器［4］，计数器10位接成三进制，计数器个位接成十进制，置数端D3～D0通过开关接高低电平，若接高电平可进行其他置数；此计数器预置数为（00110000）2=（30）10，只有当低位端发出借位脉冲，高位计数器才做减计数［5］。

实验七 中规模集成计数器的应用一、实验目的1．熟悉中规模集成电路计数器的功能及应用。

2．进一步熟悉数字逻辑实验箱中的译码显示功能。

二、实验原理计数器是一种中规模集成电路，其种类有很多。

如果按照触发器翻转的次序分类，可分为同步计数器和异步计数器两种；如果按照计数数字的增减可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器三种；如果按照计数器进位规律又可分为二进制计数器、十进制计数器、可编程N 进制计数器等多种。

常用计数器均有典型产品，不须自己设计，只要合理选用即可。

本实验选用四位二进制同步计数器74LS161做计数器，该计数器外加适当的反馈电路可以构成十六进制以内的任意进制计数器。

图1是它的逻辑符号，它除了具有二进制加法计数功能外，还具有预置数、清零、保持的功能。

图中LD 是预置数控制端，0D 、1D 、2D 、3D 是预置数据输入端，r C 是清零端，T CT 、P CT 是计数器使能控制端，0C 是进位信号输出端，它的主要功能有：（1）异步清零功能 若r C =0(输出低电平)，则输出0Q 1Q 2Q 3Q ＝0000，与其它输入信号无关，也不需要CP 脉冲的配合，所以称为“异步清零”。

（2）同步并行置数功能 在r C ＝1，且LD ＝0的条件下，当CP 上升沿到来后，触发器0Q 1Q 2Q 3Q 同时接收0D 1D 2D 3D 输入端的并行数据。

由于数据进入计数器需要CP 脉冲的作用，所以称为“同步置数”，由于4个触发器同时置入，又称为“并行”。

（3）保持功能 在r C ＝LD ＝1的条件下，T CT 、P CT 两个使能端只要有一个低电平，计数器将处于数据保持状态，与CP 及0D 1D 2D 3D 输入无关。

（4）计数功能 当r C ＝LD ＝T CT ＝P CT ＝1时，电路为四位二进制加法计数器。

在CP 脉冲作用下，电路按自然二进制递加，状态变化在0000～1111间循环。

74LS161的功能表详见表一所示。

实验四：时序逻辑电路(集成寄存器和计数器)一、实验目的：1．熟悉中规模集成计数器的逻辑功能和使用方法；掌握用集成计数器组成任意模数为M的计数器。

2．加深理解移位寄存器的工作原理及逻辑功能描述；熟悉中规模集成移位寄存器的逻辑功能和使用方法；掌握用移位寄存器组成环形计数器的基本原理和设计方法。

二、知识点提示和实验原理：㈠计数器：计数器的应用十分广泛，不仅可用来计数，也可用于分频、定时和数字运算。

计数器种类繁多，根据计数体制不同，计数器可分为二进制计数器和非二进制计数器两大类。

在非二进制计数器中，最常用的是十进制计数器，其他的称为任意进制计数器。

根据计数器的增减趋势的不同，计数器可分为加法计数器和减法计数器。

根据计数脉冲引入方式不同，计数又可分为同步计数器和异步计数器。

在实际工程应用中，一般很少使用小规模的触发器组成计数器，而是直接选用中规模集成计数器。

用集成计数器实现任意M进制计数器：一般情况任意M进制计数器的结构分为3类，第一种是由集成二进制计数器构成，第二种为移位寄存器构成的移位寄存型计数器，第三种为集成触发器构成的简单专用计数器。

当M较小时通过对集成计数器的改造即可以实现，当M较大时，可通过多片计数器级联实现。

实现方法：(1)当所需计数器M值小于集成计数器本身二进制计数最大值时，用置数(清零)法构成任意进制计数器；⑵当所需计数器M值大于集成计数器本身二进制计数最大值时，可采用级联法构成任意进制计数器。

常用的中规模集成器件：4位二进制计数器74HC161，十进制计数器74HC160，加减计数器74HC191、74HC193,异步计数器74LS290。

所有芯片的电路、功能表见教材。

㈡寄存器：寄存器用来寄存二进制信息，将一些待运算的数据、代码或运算的中间结果暂时寄存起来。

按功能划分，寄存器可分为数码寄存器和移位寄存器两大类。

数码寄存器用来存放数码，一般具有接收数码、保持并清除原有数码等功能，电路结构和工作原理郡比较简单。