第11章(X2-3)寄存器及計(jì)數(shù)器

1、第第1111章章 觸發(fā)器和觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 11.1 觸發(fā)器觸發(fā)器同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器維持阻塞型維持阻塞型D 觸發(fā)器觸發(fā)器 11.2 寄存器寄存器 功能功能數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器移位寄存器移位寄存器存數(shù)及取數(shù)方式存數(shù)及取數(shù)方式串行串行并行并行一個(gè)一個(gè)D觸發(fā)器觸發(fā)器組成組成1位的數(shù)位的數(shù)碼寄存器碼寄存器CP上升沿上升沿,Q =DCP高電平、低電平、高電平、低電平、 下降沿，下降沿，Q均均不變不變RSDCPQQ11.2.1數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器 CP1DC11Q1Q1DC11Q1Q1DC11Q1QQ0Q1Q2Q3D0D1D2D31DC

2、11Q1Q四位數(shù)碼寄存器四位數(shù)碼寄存器由由4D集成電路集成電路74LS175組成組成4位二進(jìn)制數(shù)寄存器位二進(jìn)制數(shù)寄存器RDQQRDQQRDQQRDQQCP1D2D3D4DR2Q1Q3Q4Q1Q2Q3Q4QVcc(+5V)GND吊高電平吊高電平D3D2D1D0CPQ3Q2Q1Q0RGNDVcc+5V+5V 74LS175（電源（電源CP 1D2D3D4D1Q2Q3Q4Q4D鎖存器鎖存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器4位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器由由8D集成電路集成電路74LS273組成組成8位二進(jìn)制數(shù)寄存器位二進(jìn)制數(shù)寄存器D3D2D1D0CPQ3Q2Q1Q0R+5V 74LS2731D8D1Q

3、8Q8D鎖存器鎖存器Q4Q5Q6Q7D4D5D6D7 CP8位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)D7D011.2.2移位寄存器移位寄存器移位寄存器具有移位寄存器具有數(shù)碼寄存數(shù)碼寄存和和移位移位兩個(gè)功能。兩個(gè)功能。左移左移單向移位寄存器單向移位寄存器右移右移雙向移位寄存器：雙向移位寄存器： 既可右移又可左移既可右移又可左移四位數(shù)碼寄存器四位數(shù)碼寄存器CQF0DCDF1QCDF2QCDF3QQ1Q2Q3Q0DCP右移移位寄存器右移移位寄存器CQF3DCQF2DCQF1DCQF0DQ3Q2Q1Q0CP串行輸入串行輸入D串行輸出串行輸出并行輸出并行輸出101114010113001002000111000000Q0Q

4、1Q2Q3右移移位寄存器輸出右移移位寄存器輸出輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)D CP右移移位寄存器輸出變化右移移位寄存器輸出變化1101時(shí)時(shí)序序圖圖DCPQ3Q2Q1Q0“0”“0”“0”“0”“0”1011CQF3DCQF2DCQF1DCQF0DQ3Q2Q1Q0CP串行輸入串行輸入D串行輸出串行輸出并行輸出并行輸出1101左移移位寄存器左移移位寄存器CQF0DCDF1QCDF2QCDF3QQ1Q2Q3Q0DCP11011JC11Q1Q1K1JC11Q1Q1K1JC11Q1Q1K1JC11Q1Q1K1Q0Q1Q2Q3CPSL1101循環(huán)移位寄存器循環(huán)移位寄存器CQSRDQSRDQSRDQSRDQ1Q2Q3Q

5、4CP經(jīng)經(jīng)4個(gè)個(gè)CP脈沖脈沖循環(huán)一周循環(huán)一周CP Q1 Q2 Q3 Q4 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 2 0 0 1 0 3 0 0 0 1 4 1 0 0 0既具有串行輸入又具有并行輸入的移位寄存器既具有串行輸入又具有并行輸入的移位寄存器CPQ4CQSRDQSRDQSRDQSRDQ1Q2Q3串行輸串行輸入數(shù)據(jù)入數(shù)據(jù)Di清清0脈沖脈沖&D1D2D3D4L并行輸并行輸入脈沖入脈沖并行輸入數(shù)據(jù)并行輸入數(shù)據(jù)00001 0 1 0011101R=1S=0Q1=1R=1S=0Q3=1R=1S=1Q2不變不變R=1S=1Q4不變不變1 11.3 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器是用來(lái)累計(jì)時(shí)鐘脈沖（計(jì)

6、數(shù)器是用來(lái)累計(jì)時(shí)鐘脈沖（CP脈沖）個(gè)數(shù)的時(shí)序邏輯部件。脈沖）個(gè)數(shù)的時(shí)序邏輯部件。1.按按CP脈沖輸入方式分類(lèi)脈沖輸入方式分類(lèi)同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器2.按計(jì)數(shù)增減趨勢(shì)分類(lèi)按計(jì)數(shù)增減趨勢(shì)分類(lèi)加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器3.按數(shù)制分類(lèi)按數(shù)制分類(lèi)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器11.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4位二進(jìn)制表示的最大數(shù)為位二進(jìn)制表示的最大數(shù)為: 1111B=8+4+2+1=15D=1248位二進(jìn)制表示的最大數(shù)為位二進(jìn)制表示的最大數(shù)為: 11111111B=D25512816位二進(jìn)制表示的最大數(shù)為位二進(jìn)制表示的最大數(shù)為:

7、D655351216二進(jìn)制數(shù)所表示數(shù)的范圍二進(jìn)制數(shù)所表示數(shù)的范圍:4位位二進(jìn)制加法二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP 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 0CP Q3 Q2 Q1 Q0 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要求要求: 每來(lái)一個(gè)每來(lái)一個(gè)CP,計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)器加1最低位最低位Q0是每來(lái)一個(gè)脈沖就變化

8、一次是每來(lái)一個(gè)脈沖就變化一次(由由0到到1，或，或由由1到到0)；以后各位則是在它相鄰的低位狀態(tài)由；以后各位則是在它相鄰的低位狀態(tài)由1變變0(有進(jìn)位有進(jìn)位)時(shí)，發(fā)生狀態(tài)變化。時(shí)，發(fā)生狀態(tài)變化。1. 異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器用觸發(fā)器組成計(jì)數(shù)器用觸發(fā)器組成計(jì)數(shù)器QQRSJKJ K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Q nCP上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)例例: 用維用維阻型阻型J-K觸發(fā)器組成觸發(fā)器組成 異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器J-K觸發(fā)器觸發(fā)器計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)狀態(tài)CPQ0頻率頻率FQ = FCP/22分頻分頻用用D觸發(fā)器觸發(fā)器 將一個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行將一個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行2分頻分

9、頻.DCPQQCPCPQQ01頻率頻率FQ = FCP/2D觸發(fā)器的觸發(fā)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)狀態(tài)用用4個(gè)維個(gè)維阻型阻型J-K觸發(fā)器組成觸發(fā)器組成 4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJKR 清清0脈沖脈沖進(jìn)位脈沖進(jìn)位脈沖Q0Q1Q2Q3CP計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖CP上升上升沿觸發(fā)沿觸發(fā)4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖時(shí)序圖1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16CPQ0Q1Q2Q3000010001000100011110000異步異步: 各觸發(fā)器不同時(shí)翻轉(zhuǎn)各觸發(fā)器不同時(shí)翻轉(zhuǎn), 從低位到高位依次

10、翻轉(zhuǎn)從低位到高位依次翻轉(zhuǎn) CP的上升沿的上升沿Q0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)Q0的上升沿的上升沿Q1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)Q1的上升沿的上升沿Q2翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)Q2的上升沿的上升沿Q3翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單、可靠?jī)?yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單、可靠缺點(diǎn)：速度慢缺點(diǎn)：速度慢n位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器由位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器由n個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)型計(jì)數(shù)型觸發(fā)器構(gòu)成觸發(fā)器構(gòu)成二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn):Q觸發(fā)器之間的觸發(fā)器之間的連接方式連接方式由觸發(fā)器的由觸發(fā)器的觸發(fā)沿觸發(fā)沿決定決定:若為若為 觸發(fā)觸發(fā),進(jìn)位信號(hào)從進(jìn)位信號(hào)從 引出引出;若為若為 觸發(fā)觸發(fā),進(jìn)位信號(hào)從進(jìn)位信號(hào)從Q引出。引出。每個(gè)觸發(fā)器的輸出頻率均為輸入頻率的每個(gè)觸發(fā)器的輸出頻率均為

11、輸入頻率的1/2二分頻二分頻n個(gè)觸發(fā)器有個(gè)觸發(fā)器有2n個(gè)輸出狀態(tài)，稱(chēng)其個(gè)輸出狀態(tài)，稱(chēng)其模為模為2n，其，其計(jì)數(shù)容量計(jì)數(shù)容量為為2n -1進(jìn)位信號(hào)是進(jìn)位信號(hào)是逐級(jí)傳遞逐級(jí)傳遞的，所以運(yùn)算的，所以運(yùn)算速度較慢速度較慢二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)狀態(tài)表二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)狀態(tài)表 二進(jìn)制輸出二進(jìn)制輸出 計(jì)數(shù)脈計(jì)數(shù)脈沖數(shù)目沖數(shù)目 QD QC QB QA 十進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)字?jǐn)?shù)字 0 1 1 1 1 15 1 1 1 1 0 14 2 1 1 0 1 13 3 1 1 0 0 12 4 1 0 1 1 11 5 1 0 1 0 10 6 1 0 0 1 9 7 1 0 0 0 8 8 0 1 1 1 7 9 0 1 1 0 6

12、10 0 1 0 1 5 11 0 1 0 0 4 12 0 0 1 1 3 13 0 0 1 0 2 14 0 0 0 1 1 15 0 0 0 0 0 當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器由當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器由01時(shí)，向高位送去借位時(shí)，向高位送去借位信號(hào)信號(hào), 使高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。使高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。2.異步異步二進(jìn)制二進(jìn)制 減法減法計(jì)計(jì)數(shù)器數(shù)器AQ1J1KC1A計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖BQ1J1KC1BDQ1J1KC1DCQ1J1KC1C由由JK觸發(fā)器構(gòu)成的四位異步二進(jìn)制觸發(fā)器構(gòu)成的四位異步二進(jìn)制減法減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器2.異步二進(jìn)制異步二進(jìn)制 減法減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器3. 同步同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步同步: 每個(gè)觸發(fā)器

13、都用同一個(gè)每個(gè)觸發(fā)器都用同一個(gè)CP觸發(fā)觸發(fā)J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Q n設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法: 用低位的用低位的Q控制高位的控制高位的J、K，決定其翻轉(zhuǎn)還是不翻轉(zhuǎn)。決定其翻轉(zhuǎn)還是不翻轉(zhuǎn)。 JK00時(shí)，不翻轉(zhuǎn)時(shí)，不翻轉(zhuǎn)(保持原狀保持原狀) JK11時(shí)，翻轉(zhuǎn)時(shí)，翻轉(zhuǎn)分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，找出控制規(guī)律：分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，找出控制規(guī)律：CP 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 0CP Q3 Q2 Q1 Q0 9 1 0

14、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(1) Q0的翻轉(zhuǎn)：的翻轉(zhuǎn)： 每來(lái)一個(gè)每來(lái)一個(gè)CP，Q0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) 一次一次(2) Q1的翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn): Q0=1時(shí)時(shí),再來(lái)一個(gè)再來(lái)一個(gè)CP , Q1翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次(3) Q2的翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn): Q1Q0=11時(shí)時(shí),再來(lái)一個(gè)再來(lái)一個(gè) CP,Q2翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次(4) Q3的翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn):Q2Q1Q0=111時(shí)時(shí),再來(lái)一個(gè)再來(lái)一個(gè)CP,Q3翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJK同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 用維用維阻型阻型

15、J-K觸發(fā)器觸發(fā)器R 清清0脈沖脈沖CP&Q1Q0Q0Q1Q2Q3JK=11J,K=Q0J,K=(Q1Q0)J,K=(Q2Q1Q0)&Q2Q1Q0同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJKR 清清0脈沖脈沖CP&Q1Q0Q0Q1Q2Q3&Q2Q1Q0同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的波形圖波形圖與異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的與異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的畫(huà)法相同畫(huà)法相同,但是但是.波形圖波形圖4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖時(shí)序圖1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

16、 16CPQ0Q1Q2Q3000010001000100011110000同步計(jì)數(shù)器各觸發(fā)器在同一時(shí)刻翻轉(zhuǎn)同步計(jì)數(shù)器各觸發(fā)器在同一時(shí)刻翻轉(zhuǎn)而異步計(jì)數(shù)器各觸發(fā)器而異步計(jì)數(shù)器各觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)時(shí)刻不同翻轉(zhuǎn)時(shí)刻不同,低位的領(lǐng)先低位的領(lǐng)先,高位的遲后高位的遲后,同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的組成規(guī)律同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的組成規(guī)律同步二進(jìn)制同步二進(jìn)制加法加法計(jì)數(shù)器的組成規(guī)律：計(jì)數(shù)器的組成規(guī)律：若觸發(fā)器的數(shù)目為若觸發(fā)器的數(shù)目為n，模數(shù)為，模數(shù)為M=2n，各級(jí)之間，各級(jí)之間的連接關(guān)系為：的連接關(guān)系為：J1=K1=1 Ji=Ki=Qn1 Qn2 Qn3 Qni-1同步二進(jìn)制同步二進(jìn)制減法減法計(jì)數(shù)器，則計(jì)數(shù)器，則連接關(guān)系為：連接關(guān)系

17、為： J1=K1=1 Ji=Ki=Qn1 Qn2 Qn3 Qni-1同步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)同步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)同步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：同步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：v各觸發(fā)器的各觸發(fā)器的CP接至同一時(shí)鐘脈沖；接至同一時(shí)鐘脈沖；v在計(jì)數(shù)過(guò)程中，應(yīng)該翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器是在計(jì)數(shù)過(guò)程中，應(yīng)該翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器是同時(shí)翻轉(zhuǎn)同時(shí)翻轉(zhuǎn)的，不的，不需要逐級(jí)推移，因而同步計(jì)數(shù)器的穩(wěn)定時(shí)間只取決于單需要逐級(jí)推移，因而同步計(jì)數(shù)器的穩(wěn)定時(shí)間只取決于單級(jí)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間級(jí)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間(與位數(shù)多少無(wú)關(guān)與位數(shù)多少無(wú)關(guān))，計(jì)數(shù)速度快計(jì)數(shù)速度快；同步計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)：同步計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)：v由于計(jì)數(shù)脈沖要同時(shí)加到各級(jí)觸發(fā)器的由于計(jì)數(shù)脈沖要同時(shí)加到各級(jí)觸發(fā)器的CP輸入端，就

18、輸入端，就要求給出計(jì)數(shù)脈沖的電路具有較大的驅(qū)動(dòng)能力；要求給出計(jì)數(shù)脈沖的電路具有較大的驅(qū)動(dòng)能力；v電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。11.3.2 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器000000101910019080001807111070601106051010504001040311003020100201100010000000輸出輸出C數(shù)字?jǐn)?shù)字Q0Q1Q2Q3計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)(用下降沿觸發(fā)的維用下降沿觸發(fā)的維阻型阻型J-K觸發(fā)器觸發(fā)器)J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Q nQQRSJKCP在在CP 時(shí)時(shí),根據(jù)根據(jù)JK狀態(tài)狀態(tài)Q變化變

19、化 異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)(用下降沿觸發(fā)的維用下降沿觸發(fā)的維阻型阻型J-K觸發(fā)器觸發(fā)器)CP 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分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換表分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,找出找出JK控制規(guī)律控制規(guī)律:(1) CP 時(shí)時(shí),Q0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),JK=11(2) Q0 時(shí)時(shí),Q1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)(3) Q1 時(shí)時(shí), Q2翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),JK=11 10 1 0 1 0 0000(5)當(dāng)當(dāng)Q3=1(Q3=0)且且Q0 時(shí)時(shí)

20、,將將Q1清清0(4) Q0 時(shí)時(shí), Q3翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),且且 Q2Q1=11時(shí)時(shí),Q3由由0翻轉(zhuǎn)成翻轉(zhuǎn)成1 Q2Q1=00時(shí)時(shí),Q3被清成被清成0R QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJK異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)(用下降沿觸發(fā)的維用下降沿觸發(fā)的維阻型阻型J-K觸發(fā)器觸發(fā)器)CPQ0Q1Q2Q3&異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 (用下降沿觸發(fā)的維用下降沿觸發(fā)的維阻型阻型J-K觸發(fā)器觸發(fā)器)時(shí)序圖時(shí)序圖1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CPQ0Q1Q2Q300001000100010001001000011000010101010101110

21、2. 同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器J1=K1=1J2=Q4Q1 K2=Q1J3= K3= Q1Q2J4= Q3 Q1Q2 K4=Q111.3.3計(jì)數(shù)器分析計(jì)數(shù)器分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖CP分析步驟分析步驟:1. 先列寫(xiě)先列寫(xiě)各觸發(fā)各觸發(fā)器器信號(hào)輸入端的邏輯表達(dá)式信號(hào)輸入端的邏輯表達(dá)式(驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程)J2 = K2 = Q1 Q0J1 = K1 = Q0J0 = K0 = 12.2.寫(xiě)出各觸發(fā)寫(xiě)出各觸發(fā)器器CPCP脈沖脈沖CPCP0 0=CP=CP1 1=CP=CP2 2=CP=CP同步時(shí)序同步時(shí)序2. 再列寫(xiě)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析

22、其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程。再列寫(xiě)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程。 2 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 3 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 6 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 7 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0CP Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J01 K01 Q2 Q1 Q0 Q1Q0Q1Q0Q0Q0 原狀態(tài)原狀態(tài) 控控 制制 端端 下?tīng)顟B(tài)下?tīng)顟B(tài),

23、,0 0 10 10三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器一位八進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器一位八進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器CPQ0Q1Q23. 用用波形圖波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表000001001111000123456784.確定邏輯功能確定邏輯功能三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器一位八進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器一位八進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖CP1. 寫(xiě)出控制端的邏輯表達(dá)式：寫(xiě)出控制端的邏輯表達(dá)式：J2 = Q1 Q0 ， K2 1 J1 = K1 1 J0 = Q2 ， K0 1

24、CP0=CPCP1=Q0CP2=CP2.CP脈沖脈沖?異步異步時(shí)序時(shí)序2. 再列寫(xiě)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程：再列寫(xiě)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程：Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖CP 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 3 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0CP Q2 Q1 Q0 J2 = K2 = J1 = K1 = J0 = K0 = Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1

25、 原狀態(tài)原狀態(tài) 控控 制制 端端 下?tīng)顟B(tài)下?tīng)顟B(tài), 1Q2Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖CP 如前所述，右如前所述，右圖電路為異步五圖電路為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。3. 用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表( 略略 )4.確定邏輯功能確定邏輯功能異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器數(shù)字集成電路計(jì)數(shù)器數(shù)字集成電路計(jì)數(shù)器常用數(shù)字集成電路計(jì)數(shù)器芯片舉例常用數(shù)字集成電路計(jì)數(shù)器芯片舉例:74LS160 4位同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，直接清除位同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，直接清除74LS161 4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，直接清除位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，直接清

26、除74LS162 4位同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，同步清除位同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，同步清除74LS163 4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，同步清除位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，同步清除74LS190 4位同步十進(jìn)制加位同步十進(jìn)制加/減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器74LS191 4位同步二進(jìn)制加位同步二進(jìn)制加/減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器74LS192 4位同步十進(jìn)制加位同步十進(jìn)制加/減法計(jì)數(shù)器，帶清除減法計(jì)數(shù)器，帶清除74LS193 4位同步二進(jìn)制加位同步二進(jìn)制加/減法計(jì)數(shù)器，帶清除減法計(jì)數(shù)器，帶清除11.4數(shù)字集成電路計(jì)數(shù)器數(shù)字集成電路計(jì)數(shù)器1. 集成同步計(jì)數(shù)器集成同步計(jì)數(shù)器74LS16174LS161是一種是一種同步四位二進(jìn)

27、制同步四位二進(jìn)制加法集成計(jì)數(shù)器。加法集成計(jì)數(shù)器。VCCCOQ0Q1Q2Q3CTTLD1698174LS161CRCPD0D1D2D3CTP地74LS161管腳排列圖管腳排列圖74LS161邏輯功能表邏輯功能表 0 0 0 0 D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù) 0101011101111 Q3 Q2 Q1 Q0CPCTTCTPCRLD 當(dāng)復(fù)位端當(dāng)復(fù)位端 =0時(shí)，輸出時(shí)，輸出Q3Q2Q1Q0全為零，實(shí)現(xiàn)異步全為零，實(shí)現(xiàn)異步清除功能（又稱(chēng)復(fù)位功能）。清除功能（又稱(chēng)復(fù)位功能）。 當(dāng)當(dāng) =“1”，預(yù)置控制端，預(yù)置控制端 =“0”，并且，并且 CP=

28、CP時(shí)，時(shí)，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0，實(shí)現(xiàn)同步預(yù)置數(shù)功能。，實(shí)現(xiàn)同步預(yù)置數(shù)功能。CRCRLD74161 時(shí)序圖時(shí)序圖 CRLDD0D1D2D3CPCTPCTTQ0Q1Q2Q312131415012清除置數(shù)計(jì)數(shù)保持OC任意（任意（N）進(jìn)制計(jì)數(shù)器）進(jìn)制計(jì)數(shù)器以集成同步計(jì)數(shù)器以集成同步計(jì)數(shù)器74LS161為例，可采用不同方法構(gòu)成任意（為例，可采用不同方法構(gòu)成任意（N）進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1）直接清零法）直接清零法直接清零法是利用芯片的復(fù)位端直接清零法是利用芯片的復(fù)位端 和與非門(mén)，將和與非門(mén)，將N所對(duì)所對(duì)應(yīng)的輸出二進(jìn)制代碼中等于應(yīng)的輸出二進(jìn)制代碼中等于“1”的輸出端，通過(guò)與非門(mén)反饋到集的

29、輸出端，通過(guò)與非門(mén)反饋到集成芯片的復(fù)位端成芯片的復(fù)位端 ，使輸出回零。，使輸出回零。 CRCR例如例如, 用用74LS161芯片構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 例如例如, 用用74LS161芯片構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 因?yàn)橐驗(yàn)镹=10，其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼為，其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼為1010，將輸出端，將輸出端Q3和和Q1通過(guò)通過(guò)與非門(mén)接至與非門(mén)接至74LS161的復(fù)位端的復(fù)位端 ,實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)N值反饋清零法。值反饋清零法。 直接清零法構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器直接清零法構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（a） 構(gòu)成電路構(gòu)成電路; （b） 計(jì)數(shù)過(guò)程（即狀態(tài)圖）計(jì)數(shù)過(guò)程（即狀態(tài)圖）Q3Q2Q1Q0CRLDCTT

30、74LS161& &CTP“1”“1”“1”(a)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 11 0 1 01 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 0Q3Q2Q1Q0(b)CR2） 預(yù)置數(shù)法預(yù)置數(shù)法預(yù)置數(shù)法利用的是芯片的預(yù)置控制端預(yù)置數(shù)法利用的是芯片的預(yù)置控制端 和預(yù)置輸入端和預(yù)置輸入端D3D2D1D0，因因 是同步預(yù)置數(shù)端，所以只能采用是同步預(yù)置數(shù)端，所以只能采用N-1值反饋法。值反饋法。LDLD例如例如, 圖（圖（a）所示的七進(jìn)制計(jì)數(shù)器）所示的七進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q3Q2Q1Q074LS161LDCTTCTPCPD3D2D1D0

31、CR&“1”110 0 0 00 0 0 10 0 1 00 1 1 0Q3Q2Q1Q00 1 0 00 0 1 10 1 0 1(a)(b)3） 進(jìn)位輸出置最小數(shù)法進(jìn)位輸出置最小數(shù)法 進(jìn)位輸出置最小數(shù)法是利用芯片的預(yù)置控制端進(jìn)位輸出置最小數(shù)法是利用芯片的預(yù)置控制端 和進(jìn)位輸和進(jìn)位輸出端出端CO，將，將CO端輸出經(jīng)非門(mén)送到端輸出經(jīng)非門(mén)送到 端，令預(yù)置輸入端端，令預(yù)置輸入端D3D2D1D0輸入最小數(shù)輸入最小數(shù)M對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，最小數(shù)最小數(shù)M=24-N。 例如例如, 九進(jìn)制計(jì)數(shù)器九進(jìn)制計(jì)數(shù)器N=9， 對(duì)應(yīng)的最小數(shù)對(duì)應(yīng)的最小數(shù)M=24-9=7，(7)10=(0111)2，相應(yīng)

32、的預(yù)置輸入端，相應(yīng)的預(yù)置輸入端D3D2D1D0=0111，并且令，并且令 =CTP=CTT=“1”，電路如圖（，電路如圖（a）所示，對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖如圖）所示，對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖如圖（b）所示，）所示，從從01111111共九個(gè)有效狀態(tài)。共九個(gè)有效狀態(tài)。 LDLDCR例如例如, 九進(jìn)制計(jì)數(shù)器九進(jìn)制計(jì)數(shù)器N=9進(jìn)位輸出置最小數(shù)法構(gòu)成九進(jìn)制計(jì)數(shù)器（同步預(yù)置）進(jìn)位輸出置最小數(shù)法構(gòu)成九進(jìn)制計(jì)數(shù)器（同步預(yù)置） （a） 構(gòu)成電路構(gòu)成電路; （b） 計(jì)數(shù)過(guò)程（即狀態(tài)圖）計(jì)數(shù)過(guò)程（即狀態(tài)圖）Q3Q2Q1Q0COCPD3D2D1D0LD10 1 1 11 0 0 01 0 0 11 1 1 0Q3Q2Q1Q01 1 0 01

33、 0 1 11 1 0 1(a)(b)“0”1 0 1 01 1 1 1“1” “1” “1”例如例如, 九進(jìn)制計(jì)數(shù)器九進(jìn)制計(jì)數(shù)器N=9， 對(duì)應(yīng)的最小數(shù)對(duì)應(yīng)的最小數(shù)M=24-9=7，2. 集成計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器74LS90 (國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)T4290)的邏輯結(jié)構(gòu)及功能的邏輯結(jié)構(gòu)及功能74LS902分頻和分頻和5分頻的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器分頻的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 5 2&CPACPBS9(1)S9(2)R0(2)R0(1)QDQAQCQB時(shí)鐘時(shí)鐘輸出輸出控制信號(hào)控制信號(hào)(下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā))74LS90的功能（計(jì)數(shù)功能）的功能（計(jì)數(shù)功能）2分頻器分頻器(二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器) (五進(jìn)制計(jì)數(shù)器五進(jìn)制計(jì)數(shù)器

34、) 5分頻器分頻器CPA QA n+1 QA nCPB QD QC QB 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 0 0 0 5 2&CPACPBS9(1)R0(2)R0(1)QDQAQCQBS9(2)S9(2) 5 2&CPACPBS9(1)R0(2)R0(1)QDQAQCQB74LS90的功能的功能(置置9端、清端、清0端的功能）端的功能）R0(1) R0(2) S9(1) S9(2) 功能功能 1 1 任一為任一為0 清清0(QDQCQBQA=0000) 任意任意 1 1 置置9(QDQCQBQA=1001) 任一為任一為0 任

35、一為任一為0 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)2. 74LS90的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例S9(2) 5 2&CPACPBS9(1)R0(2)R0(1)QDQAQCQBQD QC QB QAS9(1)S9(2)R0(1)R0(2)CPB CPA(1)用一片用一片74LS90組成組成BCD碼碼異步十進(jìn)制異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器CP計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)表如下計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)表如下:清清0R0(1)=1 R0(2)=1計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)R0(1)=0 R0(2)=074LS90CPA QD QC QB QA 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 用用74LS90組成的組成的異步十進(jìn)制

36、異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 轉(zhuǎn)換狀態(tài)表轉(zhuǎn)換狀態(tài)表每一個(gè)每一個(gè)CPA的下降沿的下降沿,QA翻翻轉(zhuǎn)一次轉(zhuǎn)一次每一個(gè)每一個(gè)QA的下降沿的下降沿(10),QB翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次CPA QD QC QB QA 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 0 0 0 0五進(jìn)制五進(jìn)制(2) 用一片用一片74LS90組成組成六進(jìn)制六進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器CPA QC QB QA 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0QD QC QB QAS9(1)S9(2)R0(1)R0(2)CPB CPACP進(jìn)位脈沖進(jìn)位脈沖計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖當(dāng)當(dāng)QCQB=11時(shí)時(shí),將輸出清將輸出清0000總結(jié)總結(jié): 用一片用一片74LS90設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的一般方法進(jìn)制計(jì)數(shù)器的一般方法第第N個(gè)個(gè)CP脈沖后脈沖后,由輸出端的由輸出端的“1”去控制清去控制清0端端R0(1)、R0(2),將輸出端全部清將輸出端全部清0練習(xí)練習(xí)1: 下圖是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器下圖是