异步十进制加法计数器

同步和异步十进制加法计数器的设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：同步和异步是计算机系统中常用的两种通信机制，它们在十进制加法计数器设计中起到了至关重要的作用。

在这篇文章中，我们将深入探讨同步和异步十进制加法计数器的设计原理及应用。

让我们来了解一下十进制加法计数器的基本概念。

十进制加法计数器是一种用于执行十进制数字相加的数字电路。

它通常包含多个十进制加法器单元，每个单元用于对应一个十进制数位的运算。

在进行加法操作时，每个数位上的数字相加后，可能会产生进位，这就需要进位传递的机制来满足计数器的正确操作。

在同步十进制加法计数器中，每个十进制加法器单元都与一个时钟信号同步，所有的操作都按照时钟信号的节拍来进行。

具体来说，当一个数位的加法计算完成后，会将结果通过进位端口传递给下一个数位的加法器单元，这样就能确保每个数位的计算都是按照特定的顺序来进行的。

同步十进制加法计数器的设计较为简单，在时序控制方面有很好的可控性，但由于需要受限于时钟信号的频率，其速度受到了一定的限制。

在实际应用中，根据不同的需求可以选择同步或异步十进制加法计数器。

如果对计数器的速度要求较高，并且能够承受一定的设计复杂度，那么可以选择异步设计。

如果对计数器的稳定性和可控性要求较高，而速度不是首要考虑因素，那么同步设计可能更为适合。

无论是同步还是异步，十进制加法计数器的设计都需要考虑诸多因素，如延迟、数据传输、进位控制等。

通过合理的设计和优化，可以实现一个高性能和稳定的十进制加法计数器，在数字电路、计算机硬件等领域中有着广泛的应用。

同步和异步十进制加法计数器的设计都有其各自的优势和劣势，需要根据具体的需求来选择合适的设计方案。

通过不断的研究和实践，我们可以进一步完善十进制加法计数器的设计，为计算机系统的性能提升和应用拓展做出贡献。

希望这篇文章能够为大家提供一些启发和帮助，让我们共同探索数字电路设计的奥秘，开拓计算机科学的新境界。

第二篇示例：同步和异步计数器都是数字电路中常见的设计，用于实现特定的计数功能。

2. 二-五-十进制异步加法计数器74LS90 ★ 从计数器命名可知：74LS90可以实现二进制、五进制加法计数功能，如果按照“低位片循环一周，向高位片进一位”的级联扩展方式，将二进制加法计数单元和五进制加法计数单元联系起来，就可以实现十进制加法计数器，此时，整个计数器组成了异步时序逻辑电路的结构，因此，74LS90被称为二-五-十进制异步加法计数器。

与74LS197的使用类似，74LS90通过级联组成十进制异步加法计数器时，也存在两种方式，下文中将详细介绍。

74LS90的芯片封装图和功能示意图如图8.3.16所示。

图8.3.17 二-五-十进制异步加法计数器74LS90 （a ）芯片封装图 （b ）功能示意图★ 分析图8.3.17，将得到的74LS90的管脚信息总结如下：74LS90的逻辑功能端包括2个下降沿有效的输入时钟信号端 和 、4个高有效的输入控制端 ，以及4个输出状态端 。

表8.3.10为74LS90的功能表，完整地表达了74LS90的逻辑功能。

表8.3.10 二-五-十进制异步加法计数器74LS90的功能表★ 分析表8.3.10，将得到的74LS90的逻辑功能完整总结如下：◆ 异步置9、高有效，为置数控制端。

0123 Q Q Q Q 、、、10 CLK CLK B 0A 0B 99A R R S S 、、、B 9A 9 S S 、74LS90没有提供输入数据端，当时， ，即输出状态被直接置为9。

◆ 异步清零、高有效， 为清零控制端。

◆ 计数器在不置数、不清零的前提下，时钟脉冲的下降沿工作，完成计数功能，有以下四种情况。

▲ 时钟信号从输入，则完成二进制加法计数，对应输出状态为； ▲ 时钟信号从输入，完成五进制加法计数，对应输出状态排列为 ，工作循环为000到100的递增循环， 为最高位； ▲ 时钟信号从 输入，且将二进制计数器的输出状态 作为五进制计数器的时钟信号，接入，则组成了“二进制单元先运行，五进制单元后运行”的级联结构，由此实现十进制加法计数功能，其输出状态排列为； ▲ 时钟信号从 输入，且将五进制计数器的输出最高位状态作为二进制计数器的时钟信号，接入，则组成了“五进制单元先运行，二进制单元后运行”的级联结构，由此实现的十进制加法计数器的输出状态排列为。

同步十进制加法计数器、异步十进制加法计数器---数字电路教案课题:同步十进制加法计数器、异步十进制加法计数器教学目的:1.掌握十进制加法计数器的工作原理并会画波形图.2．计数器容量的扩展3.基本应用（考题3307）.教学重点:工作原理并会画波形图教学难点:基本应用.教学方法:采用多媒体教学.教学时间:2学时教学内容：四.十进制计数器1、同步十进制加法计数器2、异步十进制加法计数器五、计数器容量的扩展异步计数器一般没有专门的进位信号输出端，通常可以用本级的高位输出信号驱动下一级计数器计数，即采用串行进位方式来扩展容量。

考题3307 多地单键控制开关电路&#8226四.简述电路的工作原理&#8226接通电源瞬间,C1 R2的微分作用使电路复位,Q1 Q2输出都为0,VT截止,K不吸合,EL不亮,此时Cr处计数状态.当按下任一开关时,CP得到触发脉冲,Q1输出1,VT导通,K得电吸合,EL发光.Q2仍为0,使C4017仍为计数状态.再按开关,Q1输出0,VT截止,K释放使EL 灯灭,Q2输出1,使Cr为1,CD4017再次复位,Q1 Q2为0,电路又回到计数状态,这样使Q1在CP端得到触发信号时,每次都翻转,因此得到“按任一灯亮，再按则灭”的结果。

课题:寄存器教学目的:1.了解寄存器的作用及其工作原理.2.了解集成寄存器74LS164的功能.教学重点:工作原理.教学难点:工作原理.教学方法:采用多媒体教学.教学时间:2学时教学内容：§1-6 寄存器在数字电路中，用来存放二进制数据或代码的电路称为寄存器。

寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。

一个触发器可以存储1位二进制代码，存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。

按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两大类。

基本寄存器只能并行送入数据，需要时也只能并行输出。

移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，十分灵活，用途也很广。

同步和异步十进制加法计数器的设计1. 引言1.1 引言在计算机科学领域，同步和异步十进制加法计数器是常见的设计。

它们可用于对数字进行加法运算，是数字逻辑电路中的重要组成部分。

同步计数器和异步计数器的设计原理和工作方式有所不同，各有优劣势。

同步十进制加法计数器是一种通过时钟信号同步运行的计数器，采用同步电路设计。

它的设计目的是确保每一位数字在同一时刻进行加法运算，以保证正确性和稳定性。

同步计数器具有较高的精确度和可靠性，但需要更多的电路元件和较复杂的控制逻辑。

与之相反，异步十进制加法计数器采用异步电路设计，每一位数字都根据前一位数字的状态自主运行。

这种设计方式减少了电路复杂度和功耗，但可能会造成计算不稳定或出错的情况。

在选择计数器设计时需要根据实际需求和应用场景进行权衡。

通过对同步和异步十进制加法计数器的设计进行比较分析，可以更好地理解它们的优劣势和适用范围。

结合实际的应用案例，可以更好地理解它们在数字逻辑电路中的作用和价值。

2. 正文2.1 设计目的在设计同步和异步十进制加法计数器时，我们的主要目的是实现一个能够对十进制数字进行加法运算的电路。

具体来说，我们希望设计一个可以接受两个十进制数字作为输入，并输出它们的和的计数器。

设计的目的是为了实现数字的加法计算，并且保证计数器的正确性、稳定性和效率。

在设计过程中，我们需要考虑到各种可能的输入情况，例如进位、溢出等，并确保计数器能够正确处理这些情况。

我们也希望设计出一个简洁、高效的电路，以确保在实际应用中能够满足性能要求。

我们也需要考虑到电路的功耗和面积，以确保设计的成本和资源利用是否合理。

设计同步和异步十进制加法计数器的目的是为了实现对十进制数字的加法运算，保证计数器的正确性和性能，并在满足需求的前提下尽可能地降低成本和资源消耗。

2.2 同步十进制加法计数器的设计同步十进制加法计数器是一种利用时钟脉冲同步输入和输出的数字电路，用于实现十进制加法运算。

课题13.1寄存器课型新课授课班级授课时数2教学目标1．了解时序逻辑电路与组合逻辑电路结构及功能的区别，了解时序逻辑电路的基本应用。

2．掌握移位寄存器的电路结构和工作原理。

教学重点1．寄存器的分类，数码寄存器的电路结构和工作原理。

2．掌握移位寄存器的电路结构和工作原理。

教学难点移位寄存器的电路结构和工作原理。

学情分析教学效果教后记新课 A ．引入时序逻辑电路简称时序电路：它是由组合逻辑电路和触发器两部分组成。

时序逻辑电路的特点是：电路任一时刻的输出状态不仅与同一时刻的输入信号有关，而且与电路原有状态有关。

B ．复习1．组合逻辑电路的特点。

2．举例。

C ．新授课13.1 寄存器13.1.1 数码寄存器1．电路结构数码寄存器（寄存器）：只具有接收、暂存数码和清除原有数码的功能。

控制端：4个触发器的时钟脉冲输入端连接在一起，作为接收数码的控制端。

输入端：30D ~D 是寄存器的数码输入端。

输出端：30Q ~Q 是寄存器的数据输出端。

清零端：各触发器的复位端连接在一起，作为寄存器的总清零端CR ，低电平有效。

2．工作过程 （1）寄存数码前，寄存器应清零：令CR = 0，30Q ~Q 均为0态。

（2）寄存数码时，应使CR = 1。

将待寄存的四位二进制数码30~D D 分别输入D 触发器各自的输入端。

当时钟信号CP 的上升沿到来时，根据D 触发器的逻辑功能1n Q =D ，二进制数码得以输入寄存器。

（3）只要使CR = 1，CP = 0，寄存器就处在保持状态。

完成了接收并暂存数码的功能。

3．特点在接收数码时，各位数码是同时输入；输出数码时，也是同时输出。

因此，这种寄存器称为并行输入、并行输出数码寄存器。

13.1.2 移位寄存器1．单向移位寄存器（1）右移寄存器① 电路组成（讲解电路）（分析工作原理）3FF 是最高位触发器，0FF 是最低位触发器，从左到右依次排列。

高位触发器的输出端Q 与低一位触发器的输入端D 相连。

在数字系统中，常需要对时钟脉冲的个数进行计数，以实现测量、运算和控制等功能。

具有计数功能的电路，称为计数器。

计数器是一种非常典型、应用很广的时序电路，计数器不仅能统计输入时钟脉冲的个数，还能用于分频、定时、产生节拍脉冲等。

计数器的类型很多，按计数器时钟脉冲引入方式和触发器翻转时序的异同，可分为同步计数器和异步计数器；按计数体制的异同，可分为二进制计数器、二—十进制计数器和任意进制计数器；按计数器中的变化规律的异同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。

二进制加法计数器运用起来比较简洁方便，结构图和原理图也比其它进制的简单明了，但二进制表示一个数时，位数一般比较长。

十进制是我们日常生活中经常用到的，不用转换，所以设计十进制加法计数器比设计二进制加法计数器应用广泛，加法器是以数据的累加过程，日常生活中，数据的累加普遍存在，有时候需要一种计数器对累加过程进行运算处理，所以设计十进制加法计数器应广大人们生活的需要，对我们的生活有一个积极地促进作用，解决了生活中许多问题，所以会设计十进制加法计数器使我们对数字电路的理论和实践知识的充分结合，也使我们对电子技术基础有了深刻的了解，而且增强了我们对电子技术基础产生了浓厚的兴趣，这次课程设计使我受益匪浅！一、设计题目 (3)二、设计目的 (3)三、设计依据 (3)四、设计内容 (3)五、设计思路 (4)六、设计方案 (7)七、改进意见 (10)八、设计总结 (11)九、参考文献 (12)一、设计题目十进制加法计数器二、设计目的1.学习电子电路设计任务。

2.通过课程设计培养学生自学能力和分析问题、解决问题的能力。

3.通过设计使学生具有一定的计算能力、制图能力以及查阅手册、使用国家技术标准的能力和一定的文字表达能力。

三、设计依据1.用JK触发器组成。

2.实现同步或异步加法计数。

四、设计内容1.复习课本，收集查阅资料，选定设计方案；2.绘制电气框图、电气原理图；3.对主要元器件进行计算选择，列写元器件的规格及明细表；4.设计总结及改进意见；5.参考资料；6.编写说明书。

实验十七电子秒表一、实验目的1、学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。

2、学习电子秒表的调试方法。

二、实验原理图17－1为电子秒表的电原理图。

按功能分成四个单元电路进行分析。

1、基本RS触发器图17－1中单元I为用集成与非门构成的基本RS触发器。

属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。

它的一路输出Q作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。

按动按钮开关K2（接地），则门1输出Q＝1；门2输出Q＝0，K2复位后Q、Q状态保持不变。

再按动按钮开关K1 ,则Q由0变为1，门5开启, 为计数器启动作好准备。

Q由1变0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。

基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。

2、单稳态触发器图17－1中单元Ⅱ为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，图17－2为各点波形图。

单稳态触发器的输入触发负脉冲信号v i由基本RS触发器Q端提供，输出负脉冲v O 通过非门加到计数器的清除端R。

静态时，门4应处于截止状态，故电阻R必须小于门的关门电阻R Off 。

定时元件RC取值不同，输出脉冲宽度也不同。

当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入微分电路的R P和C P。

单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。

图17－1 电子秒表原理图3、时钟发生器图17－1中单元Ⅲ为用555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。

调节电位器R W，使在输出端3获得频率为50HZ的矩形波信号，当基本RS触发器Q＝1时，门5开启，此时50HZ脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器①的计数输入端CP2。

图17－2单稳态触发器波形图图17－3 74LS90引脚排列4、计数及译码显示二—五—十进制加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元，如图17－1中单元Ⅳ所示。

其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ的时钟脉冲进行五分频，在输出端Q D取得周期为0.1S的矩形脉冲，作为计数器②的时钟输入。

计数器的原理计数器是数字电路中广泛使用的逻辑部件，是时序逻辑电路中最重要的逻辑部件之一。

计数器除用于对输入脉冲的个数进行计数外，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲等。

计数器按计数脉冲的作用方式分类，有同步计数器和异步计数器；按功能分类，有加法计数器、减法计数器和既具有加法又有减法的可逆计数器；按计数进制的不同，又可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器。

一、计数器的工作原理1、二进制计数器（1）异步二进制加法计数器图1所示为用JK触发器组成的4位异步二进制加法计数器逻辑图。

图中4个触发器F0~F3均处于计数工作状态。

计数脉冲从最低位触发器F0的CP端输入，每输入一个计数脉冲，F0的状态改变一次。

低位触发器的Q端与高位触发器的CP端相连。

每当低位触发器的状态由1变0时，即输出一负跳变脉冲时，高位触发器翻转。

各触发器置0端R D并联，作为清0端，清0后，使触发器初态为0000。

当第一个计数脉冲输入后，脉冲后沿使F0的Q0由0变1，F1、F2、F3均保持0态，计数器的状态为0001；当图1 4位异步二进制加法计数器第二个计数脉冲输入后，Q0由1变为0，但Q0的这个负跳变加至F1的CP端，使Q1由0变为1，而此时F3、F2仍保持0状态，计数器的状态为0010。

依此类推，对于F0来说，每来一个计数脉冲后沿，Q0的状态就改变，而对于F1、F2、F3来说，则要看前一位输出端Q是否从1跳到0，即后沿到来时，其输出端的状态才改变，否则Q1、Q2、Q3端的状态同前一个状态一样。

这样在第15个计数脉冲输入后，计数器的状态为1111，第16个计数脉冲输入，计数器恢复为0000。

由上述分析可知，一个4位二进制加法计数器有24=16种状态，每经过十六个计数脉冲，计数器的状态就循环一次。

通常把计数器的状态数称之为计数器的进制数（或称计数器的模），因此，4位二进制计数器也可称之为1位十六进制（模16）计数器。

表1所示为4位二进制加法计数器的状态表。