通常并不給出計數(shù)器的內(nèi)部電路，而是通過分析其計數(shù)方式（同步或異步計數(shù)）、模、碼制（幾進(jìn)制就叫模幾）、計數(shù)規(guī)律（加、減或可逆計數(shù)）、預(yù)置方式（同步或異步預(yù)置）以及復(fù)位方式（同步或異步復(fù)位）等多個方面功能來掌握計數(shù)器。
一、 異步計數(shù)器
74LS290是一種常用的異步計數(shù)器，其邏輯符號和結(jié)構(gòu)如圖：
功能：
u 異步復(fù)位： R0A=R0B=1且S9A.S9B=0
(不論是否有計數(shù)脈沖到來，計數(shù)器均立即復(fù)位，也稱異步清零，R0A，R0B為清零端或復(fù)位端)。
u 異步預(yù)置： S9A＝S9B=1且R0A.R0B=0，此時Q3Q2Q1Q0＝1001
（不論是否有計數(shù)脈沖到來，計數(shù)器置9）
u 8421碼或5421碼加法計數(shù)（R0A=R0B=0且S9A＝S9B=0）
① 74LS290計數(shù)器響應(yīng)計數(shù)脈沖下降沿，若令CP0為計數(shù)脈沖，CP1＝Q0則該計數(shù)器實現(xiàn)8421碼十進(jìn)制加法計數(shù)。
②若令CP1為計數(shù)脈沖，CP0＝Q3，則該計數(shù)器實現(xiàn)5421碼十進(jìn)制加法計數(shù)。
該計數(shù)器的上述功能可以用表描述：
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輸入 |
輸出 |
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R0A |
R0B |
S9A |
S9B |
CP |
Q0 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
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1 |
1 |
0 |
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0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
1 |
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0 |
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0 |
0 |
0 |
0 |
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0 |
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1 |
1 |
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1 |
0 |
0 |
1 |
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1 |
1 |
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1 |
0 |
0 |
1 |
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0 |
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0 |
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計數(shù) |
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0 |
0 |
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計數(shù) |
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0 |
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0 |
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計數(shù) |
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0 |
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0 |
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計數(shù) |
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從降低成本考慮，集成電路的定型產(chǎn)品必須有足夠大的批量。因此目前常見的計數(shù)器芯片在計數(shù)進(jìn)制上只做成應(yīng)用較廣的幾種類型，如十進(jìn)制、7位二進(jìn)制、十六進(jìn)制等。但有時候人們需要其他任意一種進(jìn)制的計數(shù)器，如三進(jìn)制、五進(jìn)制等。利用74LS290的異步復(fù)位端和置9端，可以不添加任何元件或僅添少量元件即可方便地構(gòu)成任意（2～10）進(jìn)制脈沖反饋型異步計數(shù)器。實現(xiàn)任意進(jìn)制計數(shù)器的兩種方法：復(fù)位法和預(yù)置法。
1. 復(fù)位法：當(dāng)計數(shù)器到達(dá)預(yù)定狀態(tài)后通過復(fù)位端使計數(shù)器從0開始計數(shù)。
例如要實現(xiàn)模6計數(shù)器，它的變化過程應(yīng)是0～5共6個狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)“6”0110時立即復(fù)位。下面給出狀態(tài)表、邏輯圖和波形圖：
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CP序號 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
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0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
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2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
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3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
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4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
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5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
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（短暫出現(xiàn)） |
0 |
1 |
1 |
0 |
由于復(fù)位是異步的，在計數(shù)器達(dá)到虛框所示預(yù)定的狀態(tài)后，立即復(fù)位（按照道理6進(jìn)制應(yīng)有0~5不出現(xiàn)6，但“6”出現(xiàn)導(dǎo)致毛刺，從而有一個下降沿）。
2. 
預(yù)置法：當(dāng)計數(shù)器到達(dá)預(yù)定狀態(tài)后通過預(yù)置端使計數(shù)器實現(xiàn)預(yù)置。仍實現(xiàn)模6計數(shù)器 設(shè)計數(shù)器初態(tài)1001
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Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
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1 |
0 |
0 |
1 |
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0 |
0 |
0 |
0 |
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0 |
0 |
0 |
1 |
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0 |
0 |
1 |
0 |
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0 |
0 |
1 |
1 |
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0 |
1 |
0 |
0 |
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0 |
1 |
0 |
1 |
計數(shù)器初態(tài)為1001，它在第五個計數(shù)脈沖的負(fù)跳變作用下，轉(zhuǎn)換到0101，從而使S9A＝S9B=1，置計數(shù)器為1001，實現(xiàn)模6計數(shù)（預(yù)置法與我們通常理解的遞增計數(shù)不同）。
3. 計數(shù)器的擴(kuò)展
設(shè)集成計數(shù)器的模為n，若干片這樣的計數(shù)器可以擴(kuò)展成模為N(N>n)的計數(shù)器。擴(kuò)展的方式分為異步和同步兩種。異步方式實質(zhì)上就是各集成計數(shù)器的級聯(lián)。異步級聯(lián)：用前一級計數(shù)器的輸出作為后一級計數(shù)器的時鐘信號，這種信號可以取自前一級的進(jìn)位（借位）輸出，也可直接取自高位觸發(fā)器的輸出。此時，若后一級計數(shù)器有禁止輸入，則應(yīng)使它處于允許計數(shù)狀態(tài)。例如我們要用74LS290構(gòu)成45進(jìn)制計數(shù)器：
二、同步計數(shù)器
以可預(yù)置同步二進(jìn)制計數(shù)器74LS161/74LS163為例講解同步計數(shù)器。它們的芯片引腳圖完全相同，只不過161為異步清零，而163為同步清零。
功能：
（1） 時鐘信號CP為上升沿有效
（2） Cr為清零端，當(dāng)Cr＝0時，Q3Q2Q1Q0＝0000，即Cr低電平有效。
（3） LD預(yù)置端，當(dāng)Cr=1且LD＝0時，在CP上升沿作用下，Q3Q2Q1Q0＝I3I2I1I0也就是說外部輸入置入各觸發(fā)器，故稱該計數(shù)器具有同步預(yù)置的功能且LD為低電平有效。
（4） 當(dāng)Cr=1且LD＝1時，P﹡T=0時，在時鐘脈沖作用下各觸發(fā)器的狀態(tài)不變，即具有保持功能。
（5） 當(dāng)Cr=1且LD＝1時，P﹡T=1時，該計數(shù)器實現(xiàn)模16加法計數(shù)。
（6） 當(dāng)ET=1時且Q3Q2Q1Q0＝1111時C0＝1，進(jìn)位信號OC=1,故稱C0為進(jìn)位輸出端。
1. 用復(fù)位法構(gòu)成計數(shù)器（以163為例，仍實現(xiàn)模6計數(shù)器）
注：
u 同步復(fù)位時，產(chǎn)生復(fù)位信號的計數(shù)器狀態(tài)為N－1，異步復(fù)位時則為N。N為欲實現(xiàn)計數(shù)器的模。
u 低電平復(fù)位時采用與非門，高電平復(fù)位時為與門。
2. 預(yù)置法構(gòu)成計數(shù)器
第一步要將進(jìn)位（加法計數(shù)）或借位（減法計數(shù)）輸出端接到預(yù)置輸入端，這樣在加計數(shù)計到最大值或減計數(shù)計到最小值時可自動使預(yù)置端信號有效。這種方法與復(fù)位法的不同之處在于復(fù)位法的計數(shù)起點總是0，而預(yù)置法的計數(shù)起點為預(yù)置值M。如果是異步預(yù)置與異步 復(fù)位一樣會出現(xiàn)短暫的過渡狀態(tài)，從而可能在計數(shù)器的輸出端產(chǎn)生“毛刺”。
例：采用預(yù)置法，利用74LS163構(gòu)成模6計數(shù)器。
用上述方法構(gòu)成的計數(shù)器，因利用了OC端，故計數(shù)的終點總是該中規(guī)模器件的最大狀態(tài)（或最小狀態(tài)）。假如預(yù)構(gòu)成的計數(shù)器的計數(shù)規(guī)律不滿足上述規(guī)律，則不能利用OC(或OB )端產(chǎn)生預(yù)置信號而必須附加門電路以產(chǎn)生相應(yīng)的信號，如：
3. 計數(shù)器的擴(kuò)展
同步級聯(lián)：此時外加時鐘同時接到各片計數(shù)器的時鐘輸入，而用前一級的進(jìn)位（或借位）輸出來控制下一級的禁止輸入，只有當(dāng)進(jìn)位（借位）信號有效時，時鐘輸入才能對后級計數(shù)器起作用。
例：試?yán)?4LS163實現(xiàn)M=173計數(shù)器
只需把172＝（10101100）2狀態(tài)譯碼產(chǎn)生置位信號，同時將該信號加到兩片74LS161上，在下個計數(shù)脈沖（第173個輸入脈沖）到達(dá)時將0000同時置入兩片74LS161中，從而得到173進(jìn)制的計數(shù)器。