news 2026/1/4 4:07:38

嵌入式知识篇---再看74LS192

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张小明

前端开发工程师

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嵌入式知识篇---再看74LS192

1. 一句话建立印象

74LS192 是一个“能加能减、能设起点的电子计数器”。
它就像你手表上的计时器功能:可以正着走(从0累加),也可以倒计时(从设定值递减),还可以随时重置到任意时间。


2. 核心功能拆解(用“闹钟”来理解)

我们用一个“篮球24秒进攻倒计时器”作为贯穿例子来理解它的所有功能。

① 它的“显示屏”:Q0, Q1, Q2, Q3
  • 这是它的4位二进制输出,告诉你它现在“数”到几了。

  • 就像计时器上显示的24、23、22…这些数字。

  • 它只显示0到9(因为是十进制)。

② 它的“两个按键”:CPUCPD
  • CPU(UP Clock) = “+1” 按钮
    每按一下(给一个脉冲),数字加1。例如从23变成24。

  • CPD(DOWN Clock) = “-1” 按钮
    每按一下(给一个脉冲),数字减1。例如从24变成23。

  • 重要规则:这两个按钮不能同时按!用哪个,另一个就保持“放松”状态(接高电平)。

③ 它的“设定起点”功能:P0, P1, P2, P3PL

这是它最厉害的地方!你可以命令它从任意数字开始数,而不是只能从0开始。

  • P0-P3:这是4个“数字拨盘”。
    你用手动拨码开关,在这里预先摆好一个二进制数。比如想从5开始,就拨成0101(P3=0, P2=1, P1=0, P0=1)。

  • PL(Parallel Load):这是“载入”确认键
    当你想让计数器立刻变成你预设的数字时,就把这个引脚瞬间拉到低电平(0)再松开。一按下去,显示屏立刻变成你预设的数字(比如5)!
    正常计数时,这个引脚要保持高电平(1)

④ 它的“总清零”按钮:MR
  • MR(Master Reset)= “一键归零”按钮。
    只要把这个引脚接到高电平(1),不管现在显示几,瞬间变成0
    正常工作时,这个引脚必须接低电平(0)

⑤ 它的“进位/借位提醒铃”:TCUTCD

当它数到“边界”时,会发出一个信号,告诉下一个计数器(十位):“我这边要溢出了,你该动一动了!”

  • TCU:当它从9加到0(比如9->0)时,这个脚会输出一个短暂的低电平脉冲。意思是:“我加满一圈了,十位你加1吧!”

  • TCD:当它从0减到9(比如0->9)时,这个脚也会输出一个短暂的低电平脉冲。意思是:“我欠了一位,十位你减1吧!”


3. 完整工作流程(篮球24秒倒计时)

让我们看看在篮球比赛中,74LS192如何实现24秒倒计时:

第一步:设置初始值(预设)

  1. 我们有两个192芯片,一个管个位,一个管十位。

  2. 十位的预设拨盘P3-P0设为2(二进制0010)。

  3. 个位的预设拨盘P3-P0设为4(二进制0100)。

  4. 给两个芯片的PL脚一个低脉冲。瞬间,两个芯片的输出就变成了24,组合显示为“24”。

第二步:开始倒计时

  1. MR都接低(0),PL都接高(1),CPU都接高(1)(因为我们不用加法)。

  2. 将一个1秒一次的时钟脉冲接到两个芯片的CPD(减时钟)脚。

  3. 每过一秒,脉冲到来:

    • 个位:24 -> 23 -> 22 … -> 20 -> 19 …

    • 个位从0减到9(比如10->09的瞬间),个位芯片的TCD脚会“叮”一下(输出低脉冲),这个脉冲正好送给十位芯片的CPD,于是十位减1(09)。

  4. 如此循环,直到变成00。


4. 初学者动手实验(三步上手)

实验一:手动加法计数器

  • 接法MR接地,PL接高,CPD接高。CPU接一个按键(每按一下,产生一个脉冲)。

  • 观察:用4个LED看Q0-Q3输出的二进制数。按按钮,观察它从0(0000)数到9(1001)然后归零的过程。

实验二:体验“预设”魔法

  1. 先按实验一接线,让计数器数到3(0011)。

  2. 用拨码开关把P3-P0预设为7(0111)。

  3. 此时,短暂地将PL引脚接地一下马上松开

  4. 奇迹发生:输出瞬间从3跳变成了7!之后可以继续按CPU从7开始往上数。

实验三:简单倒计时器

  • 用实验二的预设方法,先把计数器设为5。

  • CPU接高,CPD接手动按钮。

  • 每按一下CPD按钮,数字就减1,实现5->4->3…的倒计时。


5. 一张图总结(控制逻辑表)

你想让它做什么?操作步骤
正常加法计数MR=0,PL=1,CPD=1,脉冲给CPU
正常减法计数MR=0,PL=1,CPU=1,脉冲给CPD
从指定数开始1.P3-P0设好数字
2. 给PL一个低脉冲
3. 恢复PL=1
全部清零MR=1(用完要恢复MR=0才能计数)
串联成两位计数器把个位的TCU接十位的CPU(加法),或把个位的TCD接十位的CPD(减法)

形象总结

74LS192想象成一个“智能数字里程表”

  • 它有两个油门CPUCPD),一个往前开,一个往后倒。

  • 你可以手动设定初始里程P0-P3+PL)。

  • 它可以一键归零MR)。

  • 当个位里程表从9滚到0时,它会自动弹一下十位表TCU/TCD)。

记住这个口诀:
“能加能减随心变,预设起点真方便。进位借位会提醒,清零只需一瞬间。”

掌握了192,你就拥有了构建任何计数系统(定时器、频率计、里程表)的核心积木。先从简单的单个数起,慢慢玩转它的所有功能吧!

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