異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路組成及案例說明

1、異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路組成及案例說明(1)異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器Q0圖8.44是用四個(gè)主從JK觸發(fā)器組成的四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器邏輯圖。FF0Q1 Jp CPC-nmK圖8.44 JK觸發(fā)器組成的異步二進(jìn)制四位加法計(jì)數(shù)器圖中各觸發(fā)器的J端和K端都懸空，相當(dāng)于置 1 ,由JK觸發(fā)器的真值表知，只要有時(shí)鐘信號(hào)輸入，觸發(fā)器的狀態(tài)一定發(fā)生翻轉(zhuǎn)。圖中低位觸發(fā)器的Q接至高位觸發(fā)器的 C1端,當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器由1態(tài)變?yōu)?態(tài)時(shí)，Q就輸出一個(gè)下降沿信號(hào)，這個(gè)信號(hào)正好作為進(jìn)位輸出。計(jì)數(shù)器在工作之前，一般通過各觸發(fā)器的置零端R加入負(fù)脈沖，使計(jì)數(shù)器清 0。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖CP輸入后，計(jì)數(shù)器就從 Q3Q2Q1Q0=0000狀態(tài)開始計(jì)數(shù)

2、。當(dāng)?shù)?個(gè)CP脈沖下降沿到達(dá)時(shí)，F(xiàn)F0由0態(tài)變?yōu)?態(tài)，Q0由0變1, Q1、Q2、Q3因 沒有觸發(fā)脈沖輸入，均保持 0態(tài)；當(dāng)?shù)?個(gè)CP脈沖下降沿到達(dá)時(shí)，F(xiàn)F0由1態(tài)變?yōu)?態(tài)， 即Q0由1變0,所產(chǎn)生的脈沖負(fù)跳變使 FF1隨之翻轉(zhuǎn)，Q1由0變1。但Q1端由0變?yōu)?的 正跳變無法使FF2翻轉(zhuǎn)，故Q2、Q3均保持0態(tài)。依次類推，每輸入1個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，F(xiàn)F0翻轉(zhuǎn)一次；每輸入2個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，F(xiàn)F1翻轉(zhuǎn)一次； 每輸入15個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“1111”。顯然，計(jì)數(shù)器所累計(jì)的輸入脈沖數(shù)可用下式表不： 3210N=QX2 +QX2 +QX 2 +QX2第16個(gè)脈沖作用后，四個(gè)觸發(fā)器均復(fù)位到 0態(tài)。從第17

3、個(gè)CP脈沖開始，計(jì)數(shù)器又進(jìn) 入新的計(jì)數(shù)周期?？梢娨粋€(gè)四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器共有24=16個(gè)狀態(tài)，所以四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可組成一位十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。由于各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻不同， 所以這種計(jì)數(shù)器又稱為異步計(jì)數(shù) 器。各觸發(fā)器狀態(tài)的變化及計(jì)數(shù)情況見表 8.10所示。表8.10四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表輸入脈沖序號(hào)QQQQ00000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100131101141110151111各級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)可用如圖 8.45所示的波形圖表示。由圖示波形可以看出， 每個(gè)觸發(fā)器 狀態(tài)波形的頻率為其相鄰低位觸發(fā)器狀態(tài)波

4、形頻率的二分之一，即對(duì)輸入脈沖進(jìn)行二分頻。所以，相對(duì)于計(jì)數(shù)輸入脈沖而言，F(xiàn)R、FFi、FF2、FF3的輸出脈沖分別是二分頻、四分頻、八分頻、十六頻，由此可見 NB二進(jìn)制計(jì)數(shù)器具有2N分頻功能，可作分頻器使用。12345 6 79 ID tr 12 13 M 15 16“ryjjiRRrmjVLhjmnjuui或門LTLTLn_rL_n_L圖8.45各級(jí)觸發(fā)器的波形圖用D觸發(fā)器也可以組成異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。如圖 8.46所示就是用維持阻塞 D觸發(fā)器組成的異步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。其邏輯功能分析與圖8.44所示計(jì)數(shù)器相同。圖8.46用D觸發(fā)器組成的異步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器(2)異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)

5、器8.11所示。減法計(jì)數(shù)器按照二進(jìn)制減法規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)。四位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)規(guī)則如表表8.11四位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)規(guī)則輸入脈沖序號(hào)QQQQ00000111112111031101411005101161010710018100090111100110110101120100130011140010150001構(gòu)成減法計(jì)數(shù)器要滿足下列條件：每來一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，最低位的觸發(fā)器要翻轉(zhuǎn)一次；低位觸發(fā)器由。變?yōu)?時(shí)，要向相鄰高位觸發(fā)器產(chǎn)生一個(gè)階躍脈沖作為借位信號(hào)。該階躍脈沖可作為高位觸發(fā)器的計(jì)數(shù)脈沖CP勺信號(hào)。用JK蟲發(fā)器組成的二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器及工作波形如圖8.47所示。除最低位觸發(fā)器由計(jì)數(shù)脈沖觸發(fā)外，其他各級(jí)觸發(fā)器均由相鄰低位的觸發(fā)器輸出信號(hào)觸發(fā)。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖輸入時(shí)， 計(jì)數(shù)器里所存的數(shù)依次減少。(a)I ：5，3 t 7 fl 9 in .1 U 13ISc/