脈沖計數(shù)器電路圖設(shè)計（一）

脈沖計數(shù)器電路圖，本計數(shù)器包括降整流電路，光控脈沖發(fā)生器，計數(shù)電路，譯碼，顯示電路。

脈沖計數(shù)器電路圖設(shè)計（二）

如圖所示，是計數(shù)器實例，它是對A端加的脈沖進行累積計數(shù)的電路，一般多用于輸入脈沖的計數(shù)。S1～S4為復(fù)位開關(guān)，用于計數(shù)數(shù)的設(shè)定。計數(shù)到設(shè)定的計數(shù)數(shù)時負載電路動作，相應(yīng)的繼電器控制有關(guān)的電路動作。若在A端子施加圖5－12的時間脈沖，也可以構(gòu)成以電源頻率為基準的數(shù)字定時電路。

脈沖計數(shù)器電路圖設(shè)計（三）

計數(shù)是一種最簡單基本的運算，計數(shù)器就是實現(xiàn)這種運算的邏輯電路，計數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主要是對脈沖的個數(shù)進行計數(shù)，以實現(xiàn)測量、計數(shù)和控制的功能，同時兼有分頻功能，計數(shù)器是由基本的計數(shù)單元和一些控制門所組成，計數(shù)單元則由一系列具有存儲信息功能的各類觸發(fā)器構(gòu)成，這些觸發(fā)器有RS觸發(fā)器、T觸發(fā)器、D觸發(fā)器及JK觸發(fā)器等。計數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，如在電子計算機的控制器中對指令地址進行計數(shù)，以便順序取出下一條指令，在運算器中作乘法、除法運算時記下加法、減法次數(shù)，又如在數(shù)字儀器中對脈沖的計數(shù)等等。計數(shù)器可以用來顯示產(chǎn)品的工作狀態(tài)，一般來說主要是用來表示產(chǎn)品已經(jīng)完成了多少份的折頁配頁工作。它主要的指標在于計數(shù)器的位數(shù)，常見的有3位和4位的。

脈沖計數(shù)器電路圖設(shè)計（四）

如圖所示電路，原機械計數(shù)器只有兩個磁開關(guān)信號端子，電子計數(shù)器則增加了c、d兩個AC6.3V輸入端子，共有4個接線端子。C1、C2、VD1、VD2組成倍壓整流、濾波電路，經(jīng)7805穩(wěn)壓后，輸出5V穩(wěn)定直流電壓，經(jīng)VD3、VD4降壓后，得到約3.6V的直流電壓，E1為小型3.6V鎳鎘充電電池，市電正常時，對其進行充電；市電斷電時，E1對負載進行供電，以保持斷電時的計數(shù)數(shù)值，VD3、VD4在這里起隔離作用。a、b兩端輸入磁開關(guān)閉合時接通交流220V電壓，此電壓經(jīng)R1～R4降壓，并經(jīng)VD5～VD8橋式整流后，得到約6V的直流脈動電壓，經(jīng)R5限流后，加在光電耦合器的發(fā)光管上，使發(fā)光管點亮，光敏管受光照電阻下降，從而產(chǎn)生一個下降脈沖，經(jīng)CD4011的N3反相后，加在N1、N2組成的觸發(fā)器上，由N1輸出計數(shù)脈沖，N1、N2、N3共同構(gòu)成脈沖整形電路。CD40110是將計數(shù)器、鎖存器、譯碼器和筆段顯示驅(qū)動器制作在同一基片上的“四合一電路”芯片，其5腳置高電平時，計數(shù)器復(fù)位，因而，K2是清零開關(guān)。9腳為加計數(shù)輸入端，7腳為減計數(shù)輸入端。整形后的計數(shù)脈沖從9腳輸入，當?shù)谝黄珻D40110計至“9”時，若再輸入一個脈沖，則10腳輸出一個進位脈沖。依次類推，總共能計量“99999”印張（最左邊一個數(shù)碼管只顯示零，不起計數(shù)作用）。

元器件選擇：光耦合器OP1選擇TLP532，也可選擇TLP332、TLP632等型號。數(shù)字電路選擇CD4011型號。其他元器件如圖所標注。

脈沖計數(shù)器電路圖設(shè)計（五）

CD4017是5位Johnson計數(shù)器，具有10個譯碼輸出端，CP，CR，INH輸入端。時鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對輸入時鐘脈沖上升和下降時間無限制。INH為低電平時，計算器在時鐘上升沿計數(shù)；反之，計數(shù)功能無效。CR為高電平時，計數(shù)器清零。Johnson計數(shù)器，提供了快速操作，2輸入譯碼選通和無毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了正確的計數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對應(yīng)時鐘周期內(nèi)保持高電平。在每10個時鐘輸入周期CO信號完成一次進位，并用作多級計數(shù)鏈的下級脈動時鐘。

CD4017邏輯結(jié)構(gòu)圖

十進制計數(shù)／分頻器CD4017，其內(nèi)部由計數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是O0、O1、O2、…、O9依次出現(xiàn)與時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。

CD4017有10個輸出端（O0～O9）和1個進位輸出端～O5-9。每輸入10個計數(shù)脈沖，～O5-9就可得到1個進位正脈沖，該進位輸出信號可作為下一級的時鐘信號。

CD4017有3個輸（MR、CP0和~CP1），MR為清零端，當在MR端上加高電平或正脈沖時其輸出O0為高電平，其余輸出端（O1～O9）均為低電平。CP0和～CPl是2個時鐘輸入端，若要用上升沿來計數(shù)，則信號由CP0端輸入；若要用下降沿來計數(shù)，則信號由～CPl端輸入。設(shè)置2個時鐘輸入端，級聯(lián)時比較方便，可驅(qū)動更多二極管發(fā)光。

由此可見，當CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。

用CD4017和選擇開關(guān)組成多進制計數(shù)器

CD4017組成的1/n計數(shù)器電路圖

用CD40171C構(gòu)成1/n計數(shù)器可以分為兩種情況：當n=10時，只需使用一塊CD4017IC，外接n個門電路即可構(gòu)成1/n計數(shù)器如圖1-n所示。在時鐘脈沖的作用下，CD4017IC逐個。計數(shù)當?shù)降赮n個譯碼輸出時，由外接或非門組成的R-S觸發(fā)器產(chǎn)生正脈沖輸出使CD40171C復(fù)零。如果n》=6時，則信號可由進位輸出端QCO輸出;如果n6時，則信號要由YO譯碼輸出端輸出因為n6時，q由端始終保持高電平（參見CD4017波形圖），不會產(chǎn)生脈中跳變。

當分頻系數(shù)n》10時，應(yīng)根據(jù)n的大小來確定CD4017的位數(shù)當n=60時的電路工作原理如圖1-12所示。輸入時鐘脈中當個位數(shù)的輸出YO為“1，十位數(shù)的輸出Y6為”1“時由外接門電路組成的R-S觸發(fā)器產(chǎn)生正脈沖輸出，從而使各級計數(shù)器全部清零。到輸入脈沖變?yōu)?電平時CD4017的YO輸出端又使R-S觸發(fā)器復(fù)位，于是又開始新的一輪計數(shù)如此循環(huán)往復(fù)即得到連續(xù)的60分頻脈沖輸出。

用CD4017組成1～17進制計數(shù)器電路

脈沖計數(shù)器電路圖設(shè)計（六）

電路中由兩個與非門構(gòu)成單脈沖發(fā)生器，74LS161計數(shù)器對其產(chǎn)生的脈沖進行計數(shù)，計數(shù)結(jié)果送入字符譯碼器并驅(qū)動七段數(shù)碼管，使數(shù)碼管顯示單脈沖發(fā)生器產(chǎn)生了多少個脈沖信號。

74LS161計數(shù)器的級連使用：下圖是由74LS192利用進位輸出控制高一位的加計數(shù)端構(gòu)成的加數(shù)級連示意圖：