基于74LS192千进制可逆计数器的设计与研究

吴勇灵，朱增辉，杨 洁，刘树平，王文江

（ 黔南民族师范学院 物理与电子科学系，都匀 558000）

0 引言

计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它主要用于时钟脉冲计数、数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其他特定的逻辑功能，在科研、工业、农业等各个领域中具有重要的作用。本文以74LS192十进制可逆计数器为核心器件，结合中小规模的集成芯片，用两种方法设计了千进制可逆计数器，可以用于个人企业在生产过程中的产品自动计数；同时也可以用于教室、阅览室、中小规模超市的人数统计等。

1 74LS192简介

74LS192是同步十进制可逆计数器，具有同步预置数端和异步清零端，可以直接级联而无需外接电路，借位和进位两输出端可级联递增计数和递减计数，使用方便。功能表如表1所示。

表1 74LS192功能表

2 千进制可逆计数器的工作原理

千进制可逆计数器是在十进制可逆计数器的基础上，通过三位十进制可逆计数器级联实现千进制可逆计数器的。在进行加法计数时，当低位向高位进“1”时，进位输出端输出低电平；在减法计数中，当低位向高位借“1”时，借位输出端输出低电平。

3 千进制可逆计数器的设计

3.1 千进制可逆计数器设计一

该设计方法电路图如图1所示，主要由3个 74LS192、1个 74LS86、3个 74LS47和 1个74LS08等构成。

说明：1）U3为个位片，实现个位数的加减计数功能，U2为十位片，实现十位数的加减计数功能，U1为百位片，实现百位数的加减计数功能。

2）U3只要有采集信号（即计数脉冲）过来，其状态就会发生翻转。

3）“J3”接高电平，“J2”采集信号（即计数脉冲）为加法计数，当U3为9（即1001）时，下一个采集信号（即计数脉冲）过来时，向U2进“1”，U2的状态发生翻转；当U3、U2均为“9”（即1001）时，下一个采集信号过来， U2向U3进“1”，U3状态发生翻转。

4）“J2”接高电平时，“J3”采集信号（即计数脉冲）为减法计数，当U3为0（即0000）时，下一个采集信号（即计数脉冲）过来时，向U2借“1”，U2的状态发生翻转；当U3、U2均为“0”（即0000）时，下一个采集信号过来， U2向U1借“1”，U1状态发生翻转。

5）“J1”为复位开关，当其使74LS192的“CLE”端与电源接通时，计数器全部复位。

6）应用：（1）当用于产品计数时，“J3”接高电平，“J2”接上光电开关等用于采集产品信号；（2）当用于教室、阅览室、中小规模的超市等单门进出的人数统计时，“J2”、“J3”分别接热释电红外线传感器或超声波传感器等，且从外向里依次为“J2”、“J3”，同时在安装过程中要注意两个传感器间的距离，保证人员进出时能同时采集到信号。

3.2 千进制可逆计数器设计二

该设计方法的电路图如图2所示，主要由6个74LS192、3个74LS47构成。

说明：1）U1、U4实现个位数的加减计数功能；U2、U5实现十位数的加减计数功能；U3、U6实现百位数的加减计数功能。

2）“J1”为加法计数信号采集端，“J2”为减法计数信号采集端，“J3”为复位开关。

3）个位、十位、百位计数器的翻转情况与设计方法一相同。

4）应用：（1）当用于产品计数时，“J1”用于采集产品信号。“J2”要接低电平，避免出现干扰信号，造成计数错误发生。（2）当用于教室、阅览室、中小规模超市等的人数统计时，要保证进出门分开，“J1”为进门信号采集端，即只要有一个人从“J1”出进入室内，计数器进行加“1”；“J2”为出门信号采集端，即只要有一个人从“J2”走出室内，计数器进行减“1”计数。

图1 千进制计数器设计方法一电路图及仿真原理图

图2 千进制计数器设计方法二电路图及仿真原理图

4 结论

这两种方法设计的千进制可逆计数器的工作原理相同，均可用于产品计数及人数统计等。不同的是：1）在教室、阅览室、中小规模超市的人数统计时，方法一使用于单门进出；方法二使用于进出门分开的人数统计。2）方法一使用的计数器是方法二的一半，但需要增加异或门及与门电路。3）方法一扩展到万进制以上的计数器时使用的异或门和与门就要增多，连线较复杂；而方法二只增加计数器就可实现，并且连线简单方便。

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