74LS93引脚功能

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74LS93引脚功能

2024-07-12 06:29:50| 来源: 网络整理| 查看: 265

计数器在每个电子设备中都发挥着重要作用,计数器的输出可在多个设备中用作脉冲计数或用于生成中断等。计数器有异步和同步计数器两种形式。这两种类型的计数器都使用触发器来计算二进制数字。

目前有比较多的计数器芯片,例如74LS93或SN74LS93就是其中之一,它是4位二进制计数器,本文将对其进行详细的介绍。

基本概念

74LS93它是一个四位计数器,它由4个JK触发器组成,无论如何给出输入脉冲,它们都会对输入脉冲起作用。另外,我们可以使用单片机或定时器IC进行脉冲输入。

74LS93配有两个复位引脚、两个时钟引脚和四个输出引脚。该IC由两个计数器组成,一个是mod 2计数器,另一个是mod 8计数器。整个IC提供4位输出,以二进制数从0到15。这与任何微控制器或基于TTL的设备兼容。

74LS93有多种封装形式,例如DIP、SMD(全14引脚)。74LS93二进制计数器具有高速终止的内部保护功能。

74LS93

规格参数 工作电压范围为4.5至5.5V,但典型工作电压为5伏。 高电平和低电平状态将由IC上的电压表示,高电平将由3.5V(最小值)表示,低电平将由0.25V(最小值)表示。 电流输出也与IC不同,高态电流为 -0.4mA,低态电流为8mA。 CP0的时钟输入频率为32MHz,CP1的时钟输入频率为16MHz。 CP0的脉冲宽度为15ns,CP1的脉冲宽度为30ns,它也像输入频率一样加倍。 工作温度范围也可以是0到70度。 功能特性 可以用作简单的4位计数器。 采用多种封装,全部为14引脚、PDIP、GDIP和PDSO。 时钟脉冲可以由定时器(例如555定时器)或任何微控制器提供。 速度更快,接近32MHz。 输出为 TTL,这使得它与其它IC和微控制器兼容。

等效产品型号有:74LS192、74HC19、CD4516;其它相关计数器型号有:CD4020、CD4022、CD4060、CD40102、CD4017、CD4026、74LS93。

引脚图

74LS93采用14引脚,其引脚配置如下图所示:

74LS93

名称 引脚 功能描述 ~CP1 引脚1 用于向模八计数器提供脉冲,它是一个低电平有效引脚。 MR1 引脚2 复位引脚,用于在需要时复位计数器,它是一个高电平有效引脚。 MR2 引脚3 用于重置计数器的第二个重置引脚,它是一个高电平有效引脚。 NC 引脚4 被称为NC(无连接)引脚,在IC的内部电路中没有任何作用。它可用于PCB,为IC与电路板提供适当的支持。 VCC 引脚5 电源引脚,用于给IC供电以使其正常工作。 NC 引脚6 NC引脚。 NC 引脚7 NC引脚。 Q2 引脚8 输出引脚,实际输出来自4个引脚,引脚8提供4位二进制数据的第三位。 Q1 引脚9 输出引脚,它给出4位二进制数据的第二位。 GND 引脚10 接地引脚,它用于使IC与其他兼容设备共用接地,以使其与其它兼容设备一起工作。 Q3 引脚11 输出引脚,它给出4位二进制数据的第一位。 Q0 针脚12 输出引脚,它给出了4位二进制数据的最后一位。 NC 针脚13 NC引脚。 ~CP0 针脚14 第二个输入引脚,它用于向IC中的模二计数器提供脉冲。该引脚直接连接到Q0的JK触发器的时钟。 工作原理

74LS93二进制计数器的引脚是两个输入引脚、两个复位引脚和四个输出引脚。首先,连接电源,然后将第一个时钟引脚(引脚1)与最后一位(引脚12)连接。

然后将复位引脚接地。在其它情况下,当我们需要控制复位时,复位引脚的引脚配置会有所不同。之后,将第二个时钟引脚(引脚2)与定时器的输出或任何其它脉冲生成器连接以更改输出。之后,可以使用IC在Pin 8、9、11和12上获得输出。以下是电路图:

原理图

输入电路由两部分组成,一是MOD 2计数器,二是MOD 8计数器。当时钟脉冲输入从高电平变为低电平时,模式二计数器仅输出1和0。MOD 8计数器包含三个JK触发器,每个触发器接收来自JK触发器的前一个输出的时钟脉冲。MOD 2的输出进入MOD 8的第一个JK触发器的时钟脉冲。每个JK触发器输出都被视为输出位,这使得这里总共4位。

内部电路图

首先,看一下内部电路以便正确理解:

内部电路图

每个JK触发器仅给出1和0状态。每当前一个触发器输出从高电平变为低电平时,每个JK触发器都会更改其状态,但第一个触发器不连接到第二个触发器,因此为什么我们将第一个时钟引脚(CP1)与JK触发器的输出连接MOD 8计数器的第一个触发器。

这四个串联的触发器电路在接收前一个输出的时钟脉冲时,使输出从0000开始到1111,到达1111后又回到0000。每个二进制位将代表二进制十进制数,并且它会连续发生。这是与二进制十进制数相关的每个十进制数的表。真值表如下图所示:

COUNT 输出 输出 输出 输出 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 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 此处显示了时钟信号每个边沿上Q0-Q3的所有输出信号的时序图。

时序图

二进制计数示例

在这个例子中,我们将使用IC来进行二进制计数。首先在proteus中设计具有逻辑状态的电路。我们将使用瞬时动作逻辑输入作为时钟输入。当向IC提供时钟脉冲时,它会将输出更改为进一步的二进制数。这个过程将在系列中发生。这是电路,其初始状态将为0000,而不对电路进行任何输入脉冲。

二进制计数电路

每当我们改变电路的脉冲时,输入就会改变为下一个数字。这个过程将从0000到1111连续发生,然后从0000再次发生,直到我们改变时钟脉冲。这种计数方法易于实现,并且易于与任何TTL设备或微控制器一起使用。

1位数计数器示例

这里使用两个74LS20(4输入与非门)和3个非门74LS04来设计一个具有BCD七段显示的十进制计数器。这个十进制计数器从零计数到九。虽然74LS93是一个4位计数器,它可以从0到16以二进制计数,可以使用两个七段显示器来显示计数器值。

在此示例中,仅使用了一台7段显示器。因此,当计数器达到二进制值9后,必须重置计数器状态。否则,BCD七段将在其上显示一些垃圾/随机的东西。要解决此问题,计数器在计数到9后立即重置其状态。NOT和NAND门的组合用作反馈复位电路。该反馈复位电路在74LS93计数器的状态从0000到1010变化后复位该计数器。

1位数计数器示例

使用两个非门,输出为QA和QC。另外两个输出QB和QD直接连接与非门的输入。 NOT门的输出还与NAND门的另外2个输入连接。 当所有逻辑输入为零时,与非门输出高电平。因此,当状态到达1010时,非门将QA和QC的信号反转。 将在1010状态下获得高输出。74LS04反转该信号,向74LS93二进制计数器提供复位信号。 复位后又会从零开始计数。 2位十进制计数器示例

在这个2位十进制计数器中,我们设计了一个可以显示或计数00-99的值的计数器。这个2位十进制计数器中使用的逻辑与我们在上一个示例中使用的逻辑几乎相同。然而,在该示例中,第一BCD七段显示器根据第二七段显示器的复位信号递增其值。简而言之,第一个七段显示器的时钟信号来自第二个七段显示器的复位信号。

2位十进制计数器示例

主要应用 在七段显示器上显示数字 为了创建长时间周期,可以使用该器件 用于设计稳定的计数器电路或与74LS93配合的分频器 可用于需要定时的应用 当需要定时器或计数器而不需要微控制器时,可以使用该器件 总结

74LS93是一款集成电路芯片,属于74系列逻辑门芯片的一部分。它是一个4位二进制计数器,用于实现二进制计数功能。74LS93具有两个主要的计数模式:正向计数和反向计数。在正向计数模式下,它会从0000开始,逐步递增,直到达到1111,然后重新从0000开始。在反向计数模式下,它则从1111开始递减,直到到达0000,然后重新从1111开始。

该芯片的内部结构包含多个触发器和逻辑门,用于实现计数功能。它具有预设(Load)功能,允许你在特定条件下将计数值预设为一个特定的值。此外,74LS93还具有一个清零(Clear)输入,用于将计数值清零。需要注意的是,74LS93是一款老式的集成电路芯片,而且在大多数字电路设计中已经被更现代器件所取代。



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