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74LS90是一款经典的集成电路芯片,主要用作异步十进制计数器。它内部包含一个二分频计数器和一个五分频计数器,这两个计数器可以独立使用,也可以级联起来形成一个完整的十分频BCD计数器。芯片采用14引脚双列直插封装,具有时钟输入、数据输出、复位和置9等功能引脚。
74LS90的内部结构包含两个独立的计数器。第一个是二分频计数器,接收Clock A输入,产生QA输出。第二个是五分频计数器,接收Clock B输入,产生QB、QC、QD三个输出。当需要构成完整的十分频BCD计数器时,可以将QA输出连接到Clock B输入,实现级联连接。这样,外部时钟信号输入Clock A,经过二分频和五分频的级联,最终实现十分频功能。
BCD计数器的工作原理是将输入的时钟脉冲转换为二进制编码的十进制数。计数范围从0000到1001,对应十进制的0到9。每当接收到一个时钟脉冲,计数值就增加1。四个输出引脚QD、QC、QB、QA分别代表BCD码的各个位,其中QA是最低位,QD是最高位。当计数到9之后,下一个时钟脉冲会使计数器回到0,形成循环计数。
74LS90芯片还具有重要的控制功能。复位功能通过MR1和MR2两个引脚实现,当这两个引脚同时为高电平时,计数器会立即复位到0000状态,不受时钟信号影响。置9功能通过MS1和MS2两个引脚实现,当这两个引脚同时为高电平时,计数器会强制设置为1001,即BCD码的9。在正常使用时,如果不需要这些控制功能,通常将MR1、MR2、MS1、MS2引脚接地,确保计数器正常工作。
74LS90芯片在实际应用中非常广泛。在数字时钟电路中,可以用作秒计数器和分钟计数器,实现0到9的循环计数。作为频率分频器,它能将高频信号分频为低频信号,用于各种时序控制电路。在数字显示系统中,74LS90常与七段数码管配合使用,构成计数显示装置。此外,在测量仪器中也经常使用,如频率计数器和事件计数器等。由于其可靠性高、功耗低、价格便宜的特点,74LS90至今仍是数字电路设计中的重要器件。