计数器及其应用电路的装配与调试;432;任务1

计数、译码、显示电路的装配与调试;;任务引入;本任务的主要内容为：根据给定的技术指标，按照电路原理图装配并调试计数、译码、显示电路，同时独立解决调试过程中出现的故障。;一、计数器的功能与分类

1.计数器的功能

计数器是由触发器和门电路组成的一种时序电路，其基本功能是计算输入脉冲的个数，还可以用于定时、分频、信号产生、逻辑控制等，是数字电路中不可缺少的逻辑部件。;2.计数器的分类

（1）根据触发器状态分类

根据计数器中各个触发器状态改变的先后次序不同，计数器可分为同步计数器和异步计数器两大类。

（2）根据进位数制分类

根据进位数制的不同，计数器可分为二进制计数器、十进制计数器和N进制（即任意进制）计数器。

（3）根据数值的增减分类

根据计数器中数值增减情况的不同，计数器可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。;439;2.同步十进制计数器

（1）同步十进制加法计数器

1）电路组成

按照十进制加法运算规律递增计数的计数器称为十进制加法计数器。十进制计数器每位有0~9十个数字，即每位应有10种状态，所以十进制计数器每位应由4个触发器构成。;2）工作原理

开始计数前，假设4个触发器的初始状态为0000，即电路从0开始计数。由图可知，触发器F1的同步输入信号J1=K1=1（因为对应端子处于悬空状态），所以F1工作在计数状态，每来一个计数脉冲，触发器的状态就改变一次。;当第二个计数脉冲到来时，F1的输出状态由1翻转为0。当第二个计数脉冲到来时，触发器F3、F4保持输出为0不变。这样，第二个计数脉冲到来后，4个触发器的状态就由0001翻转成0010，计数器就记忆了两个输入计数脉冲。

如此进行下去，输入九个计数脉冲后，4个触发器的输出状态为1001。第十个计数脉冲到来后，触发器F2、F3、F4的输出状态也都为0，即4个触发器的输出状态由1001翻转成0000，同时进位输出端C由1翻转成0，输出一个进位脉冲。;443;444;（2）同步十进制减法计数器

1）电路组成

按照十进制减法运算规律递减计数的计数器称为十进制减法计数器。图所示是由4个JK触发器和借位门组成的同步十进制减法计数器，CP是计数脉冲，B是向高位输出的借位信号。;2）工作原理

同步十进制减法计数器电路的工作原理比较简单，分析方法与同步十进制加法计数器相同，读者可自行分析，电路的状态表见下表。;447;3.异步十进制计数器

（1）异步十进制加法计数器

1）电路组成

如图所示是由4个JK触发器和两个进位门组成的异步十进制加法计数器，CP是计数脉冲，C是向高位输出的进位信号。;449;（2）异步十进制减法计数器

1）电路组成

如图所示是由4个JK触发器和两个借位门组成的异步十进制减法计数器，CP是计数脉冲，B是向高位输出的借位信号。;451;452;453;1）置0。

2）预置数码。

3）加法计数和减法计数。

4）进位输出。

5）借位输出。;455;456;457;458;459;460;任务2

十字路口交通灯控制电路的装配与调试;;任务引入;464;一、十字路口交通灯控制电路的工作原理

十字路口交通灯控制电路由时钟信号发生器、计数器、主控制器、译码驱动电路和信号灯组成，其自动控制原理框图如图所示。;1.时钟信号发生器

时钟信号发生器的主要作用是产生稳定的秒脉冲（f=1Hz）信号，以确保整个电路装置同步工作和实现定时控制。

2.计数器

计数器的主要作用是按要求累计秒脉冲的数目，完成计时任务，并向主控制器发出相应的定时信号，以控制主、支干道通车时间。;3.主控制器

主控制器的主要作用是根据计数器送来的信号，保持或改变电路的状态，以实现对主、支干道车辆运行状态的控制。

4.译码驱动电路

译码驱动电路的作用是根据主控制器所处的状态进行译码，再驱动相应的信号灯，指挥主、支干道车辆的通行。

由于十字路口车辆运行情况有4种可能：主干道通行，支干道不通行；主干道停车，支干道不通行；主干道不通行，支干道通行；主干道不通行，支干道停车。所以，主控制器应有4种状态，分别设为S1、S2、S3、S4。;二、30s、20s、5s计数器

根据主干道和支干道通车时间以及黄灯切换时间的要求，十字路口交通灯控制电路分别需要30s、20s和5s计数器。这些计数器除需要秒脉冲作为时钟信号外，还应受主控制器的控制。

30s、20s计数器由两个74LS290集成计数器组成，5s计数器由一个74LS290集成计数器组成，并以f=1Hz的秒信