用2片74LS162和1片74LS00置位法构成一个模24计数器

74LS162是一个4位二进制同步计数器，可以实现0~15的正向计数和15~0的反向计数。要实现模24计数器，需要将两个74LS162级联。同时，还需要使用一个74LS00 NAND门来实现置位功能。

具体电路如下图所示：


其中，C1、C2、C3和C4分别为74LS162的计数输入端，Q1、Q2、Q3和Q4分别为74LS162的计数输出端。将其中一个74LS162的Q4输出接入另一个74LS162的计数输入端C1，即可实现16~23的计数。

74LS00的两个输入端分别接上一个开关和一个上拉电阻，可以通过按下开关实现置位。

需要注意的是，由于74LS162是同步计数器，它的计数输入端和时钟输入端必须同时输入脉冲才能实现计数。因此，在使用时需要使用一个时钟发生器为74LS162提供时钟信号。

相关问题

用74LS112构成一个同步四进制加法计数器

<think>好的，我现在需要帮助用户了解如何用74LS112构成一个同步四进制加法计数器。首先，我得先回忆一下74LS112的基本信息。74LS112是一个双JK触发器芯片，每个芯片里有两个独立的JK触发器，可以用来存储状态或者构建计数器。

接下来，用户要的是同步四进制加法计数器。四进制意味着计数器从0到3循环，也就是需要两位二进制数来表示，所以需要两个触发器。同步计数器的话，意味着所有触发器的时钟端都连接在一起，由同一个时钟信号触发，这样所有的触发器会在同一时刻更新状态，避免异步计数器中可能出现的毛刺问题。

首先，我需要确定状态转换表。四进制加法计数器的状态应该是00→01→10→11→00循环。接下来需要根据JK触发器的激励表来确定每个触发器输入端的J和K应该接什么信号。JK触发器的特性是，当J和K不同时，输出会变成J的值；当J=K=1时，输出翻转；当J=K=0时，保持原状态。

对于同步计数器，每个触发器的输入J和K应该由当前状态决定。第一个触发器（最低位Q0）在每个时钟脉冲都会翻转，所以它的J和K应该一直接高电平。第二个触发器（Q1）需要在Q0为1的时候翻转，所以它的J和K应该接Q0的信号。

然后，我需要画出电路连接图。用两个JK触发器，都接同一个时钟信号。第一个触发器的J和K接VCC（高电平），第二个触发器的J和K接第一个触发器的Q0输出。这样，当Q0为1时，第二个触发器会在下一个时钟脉冲翻转。同时，当计数器达到11状态时，需要复位到00，可能需要使用与门检测Q1和Q0都为1的情况，并将复位信号连接到两个触发器的清零端。不过，74LS112是下降沿触发的，所以需要注意时钟的连接方式，以及清零和置位端的处理，通常是低电平有效，所以正常工作时需要保持它们为高电平，当需要清零时，给一个低脉冲。

不过，用户可能没有提到是否需要自动复位，所以可能需要考虑当计数器达到11时，如何自动回到00。但四进制是模4，自然从00到11然后回到00，所以可能不需要额外的复位电路，因为两位二进制自然就是模4循环。不过需要确认是否正确。可能这里需要检查状态转换是否正确，确保在第三个脉冲时Q1Q0从11变为00。但实际上，两位二进制在11之后下一个状态应该是00，所以需要触发器在第三个脉冲时Q0从1变0，同时Q1从1变0。但根据之前的连接方式，Q0每个脉冲翻转，Q1在Q0为1时翻转。这样，初始状态00，第一个脉冲后Q0翻转成1，Q1因为Q0之前是0所以不翻转，保持0，所以状态01；第二个脉冲Q0翻转成0，Q1此时J=K=Q0=1（之前的状态是1），所以在第二个脉冲下降沿Q1翻转，状态变为10；第三个脉冲Q0翻转成1，Q1此时J=K=Q0=0（之前Q0是0），所以保持1，状态11；第四个脉冲Q0翻转成0，Q1此时J=K=Q0=1，所以翻转成0，状态回到00。这样看来，计数器实际上是模4的，但状态转换是00→01→10→11→00，每个脉冲变化一次，所以是异步的还是同步的？因为每个触发器的时钟都是同一个，所以是同步的，但每个触发器的输入由前一级的状态决定，可能这里需要重新确认激励方程是否正确。

可能我的之前的分析有误，因为对于同步计数器，每个触发器的输入应该基于当前状态，而不是前一级的输出。可能需要重新推导JK输入端的逻辑表达式。

正确的步骤应该是：

1. 确定状态转换表：

当前状态 Q1 Q0 → 下一个状态 Q1' Q0'

00 → 01

01 → 10

10 → 11

11 → 00

2. 对于每个触发器，根据当前状态和下一个状态确定JK输入。

对于JK触发器，其特性方程为 Q' = JQ̄ + K̄Q

所以，对于每个触发器，我们可以根据当前状态Q和下一个状态Q'来确定J和K的值。

对于Q0（最低位）：

当当前状态为00（Q1=0, Q0=0）时，Q0'=1 → J=1, K无关（设为0）

当当前状态为01（Q1=0, Q0=1）时，Q0'=0 → J=0, K=1

当当前状态为10（Q1=1, Q0=0）时，Q0'=1 → J=1, K无关

当当前状态为11（Q1=1, Q0=1）时，Q0'=0 → J=0, K=1

因此，J0的逻辑表达式可以通过卡诺图化简。观察Q0的变化，可以发现Q0在每个时钟脉冲都会翻转，所以J0=1，K0=1，这样触发器处于翻转模式。这样Q0每个时钟脉冲都会翻转，无论当前状态如何。这可能是因为四进制加法计数器中，最低位每次都会翻转，所以J0和K0都接高电平。

对于Q1（高位）：

当前状态变化中，Q1'取决于Q0是否为1。例如：

当当前状态为00，Q1从0→0，但Q0从0→1，所以Q1保持0，因为只有当Q0为1时，Q1才会在下一个周期翻转？或者需要更准确的分析。

根据状态转换：

Q1的变化情况：

当前状态 Q1 Q0 → Q1'的变化：

00 → 01 → Q1保持0，Q0变1

01 → 10 → Q1变1，Q0变0

10 → 11 → Q1保持1，Q0变1

11 → 00 → Q1变0，Q0变0

所以Q1的变化发生在当前状态为01和11时。在同步计数器中，Q1的变化应该由其当前状态和输入J1、K1决定。

根据特性方程，Q1' = J1*Q1̄ + K1̄*Q1

对于每个状态：

当当前状态为00（Q1=0, Q0=0）：

Q1'=0 → 0 = J1*1 + K1̄*0 → J1=0，K1无关

当当前状态为01（Q1=0, Q0=1）：

Q1'=1 → 1 = J1*1 + K1̄*0 → J1=1，K1无关

当当前状态为10（Q1=1, Q0=0）：

Q1'=1 → 1 = J1*0 + K1̄*1 → K1̄=1 → K1=0

当当前状态为11（Q1=1, Q0=1）：

Q1'=0 → 0 = J1*0 + K1̄*1 → K1̄=0 → K1=1

所以需要找到J1和K1的表达式，根据当前状态Q1和Q0。

通过观察，J1应该在Q0=1时触发，而K1应该在Q0=1时触发。因为当Q0=1时，Q1在下一个状态会翻转。例如，在状态01（Q0=1），Q1从0变1；在状态11（Q0=1），Q1从1变0。所以J1和K1都应该接Q0，这样当Q0=1时，J1=K1=1，触发器翻转；当Q0=0时，J1=K1=0，保持状态。这样，J1=K1=Q0。

这样，对于Q1触发器，J和K都连接到Q0的输出。这样，当Q0为1时，J1和K1都是1，触发器翻转；当Q0为0时，保持状态。

因此，总结：

- 每个触发器使用74LS112中的一个JK触发器。

- 时钟信号CLK同时接到两个触发器的时钟输入端（同步）。

- 第一个触发器（Q0）的J和K都接高电平（VCC），使其每个时钟脉冲翻转。

- 第二个触发器（Q1）的J和K都连接到Q0的输出，这样当Q0为1时，Q1在下一个时钟脉冲翻转。

这样连接后，状态转换如下：

初始状态Q1Q0=00：

CLK1: Q0翻转→01

CLK2: Q0翻转→10，同时Q0从1→0，所以Q1的J和K=0，保持→Q1保持0？不对，可能哪里出错了。

等等，这里可能需要重新分析。根据上面的连接方式：

Q0的J和K=1，所以每个时钟脉冲下降沿，Q0翻转。

Q1的J和K=Q0，所以在每个时钟脉冲下降沿，如果当前的Q0为1，Q1翻转；否则保持。

注意，在同步设计中，J和K的输入是在当前时钟周期内的值，触发器在时钟边沿（下降沿）到来时根据此时的J和K值更新状态。

所以，状态转换过程：

初始状态Q1=0, Q0=0.

CLK下降沿1：

Q0的J=K=1，所以Q0翻转→1。此时Q1的J=K=Q0（当前Q0是0，因为在时钟下降沿之前的状态是0），所以Q1保持0。所以状态变为01。

CLK下降沿2：

Q0翻转→0。此时Q1的J=K=Q0（当前Q0是1，因为在下降沿之前Q0是1），所以Q1翻转→1。状态变为10。

CLK下降沿3：

Q0翻转→1。此时Q1的J=K=Q0（当前Q0是0，之前的状态是0），所以Q1保持1。状态变为11。

CLK下降沿4：

Q0翻转→0。此时Q1的J=K=Q0（当前Q0是1，之前的状态是1），所以Q1翻转→0。状态回到00。

这样，状态转换是00→01→10→11→00，每个CLK脉冲前进一次，符合四进制加法计数器的要求。

因此，正确的连接方式是：

- Q0触发器的J0和K0接VCC（高电平）。

- Q1触发器的J1和K1接Q0的输出。

时钟信号同时连接到两个触发器的CLK输入端。

另外，需要注意74LS112是下降沿触发的，所以时钟信号需要正确连接。同时，清零端（CLR）和预置端（PRE）应该接高电平（无效），以确保正常工作。如果不需要异步清零或置位，可以将CLR和PRE接到VCC。

总结步骤：

1. 使用两个JK触发器（74LS112中的一个芯片即可，因为它包含两个触发器）。

2. 连接两个触发器的CLK引脚到同一时钟源。

3. 第一个触发器（Q0）的J和K接高电平（+5V）。

4. 第二个触发器（Q1）的J和K连接到Q0的输出。

5. 确保CLR和PRE引脚接高电平。

6. 输出Q1和Q0即为四进制计数器的两位输出。

这样，用户就可以用74LS112构成同步四进制加法计数器了。可能还需要注意电源和地的连接，以及输入信号的稳定性。此外，如果需要显示计数状态，可以连接LED到Q1和Q0，通过限流电阻接地。</think>使用74LS112（双JK触发器）构成同步四进制加法计数器的步骤如下：

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### **一、设计原理**
四进制加法计数器的状态循环为：
$$00 \rightarrow 01 \rightarrow 10 \rightarrow 11 \rightarrow 00$$
需要两个JK触发器（Q₁和Q₀），通过同步时钟控制状态跳变。

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### **二、器件与连接**
1. **器件需求**
- 1片74LS112（含两个JK触发器）
- 时钟信号源（CLK）
- 电源（Vcc=5V）、地线（GND）

2. **触发方式**
- 74LS112为**下降沿触发**，需将CLK信号同时接入两个触发器的时钟端（CP₁、CP₂）。

3. **输入逻辑**
- **Q₀（低位）**：每个时钟脉冲翻转一次，需将$J₀$和$K₀$接高电平（Vcc）。
- **Q₁（高位）**：仅在Q₀=1时翻转，需将$J₁$和$K₁$接Q₀的输出。

4. **复位端处理**
- 清除端（$\overline{CLR}$）和置位端（$\overline{PRE}$）接高电平（无效状态）。

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### **三、电路连接图**

        Vcc                  Vcc
         │                    │
         ├─┐                ┌─┤
         │ │                │ │
CLK──────┤CP Q₀           CP Q₁├─── Q₁
         │ │                │ │
         └─┤                └─┤
           │                  │
           J₀=1               J₁=Q₀
           K₀=1               K₁=Q₀

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### **四、工作过程**
1. **初始状态**：Q₁Q₀=00
2. **第1个CLK下降沿**：
- Q₀翻转（0→1），Q₁因$J₁=K₁=Q₀=0$保持0 → **Q₁Q₀=01**
3. **第2个CLK下降沿**：
- Q₀翻转（1→0），Q₁因$J₁=K₁=Q₀=1$翻转（0→1） → **Q₁Q₀=10**
4. **第3个CLK下降沿**：
- Q₀翻转（0→1），Q₁因$J₁=K₁=Q₀=0$保持1 → **Q₁Q₀=11**
5. **第4个CLK下降沿**：
- Q₀翻转（1→0），Q₁因$J₁=K₁=Q₀=1$翻转（1→0） → **Q₁Q₀=00**（循环完成）

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### **五、验证要点**
1. **同步性**：所有触发器由同一CLK控制，避免异步竞争。
2. **逻辑分析**：用示波器观察Q₁、Q₀波形，确认状态按00→01→10→11循环。
3. **复位功能**（可选）：短接$\overline{CLR}$到低电平可强制复位为00。

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### **六、扩展应用**
若需输出进位信号，可通过与门检测Q₁Q₀=11时的状态，生成进位脉冲。

使用同步计数器74LS193实现减计数置位法实现五进制计数器功能

首先需要明确一下，74LS193是一个4位二进制计数器，无法直接实现五进制计数器功能。但是我们可以通过一些电路设计和组合来实现五进制计数器的功能。

下面是一种基于74LS193实现五进制计数器的电路设计：


这个电路使用了两个74LS193计数器和一些逻辑门。其中，第一个74LS193计数器（U1）的Q0和Q1输出连接到了第二个74LS193计数器（U2）的A和B输入，实现了五进制计数器的计数规则。U1的CLK和U2的CLK分别连接到了两个不同的逻辑门（门电路实现了时序控制），用于控制计数器的计数方向及停止。

具体来说，当计数器的输出为0001时，U1的Q0和Q1输出分别为0和1，U2的A和B输入也分别为0和1，此时U2的输出为0010，实现了五进制计数器的计数规则。当需要实现减计数置位时，将U1的CLR输入置为低电平即可。

需要注意的是，由于74LS193计数器的最大计数值为15，因此在这个电路中，计数器只能计数到4，而不能计数到5。如果需要实现更高进制的计数器功能，需要使用更多的计数器或者使用其他类型的计数器。