數(shù)字電路與系統(tǒng)第六章-5ppt課件

1、三、恣意進制計數(shù)器 1.用觸發(fā)器和邏輯門設計恣意進制計數(shù)器 (2)置數(shù)法利用置數(shù)控制端，并行輸入端 置最小數(shù)法 2.用MSI二、十進制計數(shù)器構成恣意進制計數(shù)器 (1)復0法利用復位端 預置0法 置最大數(shù)法 (3)計數(shù)器的擴展級聯(lián) 3. MSI恣意進制計數(shù)器 2.分析與設計 3.典型電路 四、移存型計數(shù)器 1.概述 (1)環(huán)形計數(shù)器 (2)扭環(huán)形計數(shù)器 三、恣意進制計數(shù)器 1.用觸發(fā)器和邏輯門設計恣意進制計數(shù)器 解：(1)求觸發(fā)器級數(shù) (2)列綜合表 例 6.5.1 試用JKFF和與非門設計按自然二進制碼計數(shù)的M=5的同步加法計數(shù)器。1loglog22MnM取 n=3 。表6.5.9 例6.5.

2、1的綜合表Q3Q2Q1Q3Q2Q1J3K3J2K2J1K10000010010010100110100110010111001111000001000101011110110010100111001110偏離形狀nnnn+1n+1n+1(3)求各觸發(fā)器的鼓勵函數(shù) (4)作邏輯圖 J2 = Q1nK2 =；Q1nQ2nJ3 = K3 = 1；Q1nJ1 = K1 = ；Q3nQ3n123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Apr-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangH

3、engXinMyDesign.ddbDrawn By:RC11K&1JCP清“ 0”C1R1J1KC1R1J1KQQQ123圖6.5.13 例6.5.1的邏輯圖 清“02.用MSI二、十進制計數(shù)器構成恣意進制計數(shù)器 N進制 (1)復0法利用復位端 M進制 NM 指點思想：順序計數(shù)的過程中騰躍N-M個形狀。 S0 S1 S2 SM-1 SM SN-1 例1 試用74161用復0法設計M=6的計數(shù)器。解：74161為異步復0方式，起跳形狀為S6，即：(0110)2。電路圖如下所示：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Apr-

4、2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:TPLCPQ74161QCCD3210QQQD3210DDDCR&111CP圖6.5.14 (a)異步復0法 表6.5.10 圖6.5.14(a)電路的形狀轉移表Q3Q2Q1Q0狀態(tài)轉移路線00000001001000110100010101/01/00起跳形狀圖6.5.15 圖6.5.14(a)電路的任務波形圖CPQ0Q1Q2Q3CR123456采用異步復0法時 ，觸發(fā)器不能同時復0引起的景象。000000010010001

5、1010001010110圖6.5.16 能可靠復0的異步復位電路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Apr-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:TPLCPQ74161QCCD3210QQQD3210DDDCR111CP&SRQQDD(a) 電路(b)波形圖圖6.5.16 Q0Q1Q2Q3RDCR12345600000011CP例2 試用7490用復0法設計M=6的計數(shù)器。解：7490為異步復0方

6、式，起跳形狀為S6，即：(0110)8421BCD。電路圖如下所示：123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:3-A pr-2002 Sheet of File:E :D esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:7490Q13R01029192RSS0C PC PQ2Q1Q0CP圖6.5.14 (b)異步復0法 例3 試用74163用復0法設計M=6的計數(shù)器。解：74163為同步復0方式，起跳形狀為S5，即：(0101)2。電路圖

7、如下所示：圖6.5.14 (c)同步復0法 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Apr-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:TPLCPQ74163QCCD3210QQQD3210DDDCR&111CP模N相加(即“和除N，取余數(shù))(2)置數(shù)法利用置數(shù)控制端，并行輸入端 S預 S預+1 S預+(M-1) S預M 置最小數(shù)法 SN-M SN-(M-1) SN-2 SN-1 SN-M SN-(M-1)

8、SN-2 SN-1 SN-(M+1) 例6.5.2 試用74161用置最小數(shù)法實現(xiàn)M=12的計數(shù)器。解：74161為同步置數(shù)方式，最小數(shù)為：=(0100)2。N-M=16-12=4電路接法和任務形狀轉移表分別如圖6.5.17和表6.5.11所示。圖6.5.17 例6.5.2的電路圖 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Apr-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:TPLCPQ74161QCCD3210QQQ

9、D3210DDDCR11CP111000表6.5.11 例6.5.2的形狀轉移表Q3Q2Q1Q0狀態(tài)轉移路線0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111跳過形狀起跳形狀預置0法 電路圖如圖6.5.18所試。SM S0 SM-1 S1 S2 例6.5.3 試用74161用預置0法設計M=6的計數(shù)器。解：74161為同步置數(shù)方式，反響形狀為：SM-1，即：S5， 5=(0101)2，圖6.5.18 例6.5.3的電路圖 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeB

10、D ate:7-A pr-2002 Sheet of File:E :D esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:TPLQ74161QC CD3210QQQD3210DDDC RC P&11C P1置最大數(shù)法 SM-2 SN-1 SM-1 S0 S1 S2 電路及任務形狀轉移表分別如圖6.5.19和表6.5.12所示。例6.5.4 試用74161用置最大數(shù)法設計M=12的計數(shù)器。解：74161為同步置數(shù)方式，反響形狀為：SM-2，即：S10，10=(1010)2，圖6.5.19 例6.5

11、.4的電路圖 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:7-Apr-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:TPLQ74161QCCD3210QQQD3210DDDCRCP11&11CP11111表6.5.12 例6.5.4的形狀轉移表Q3Q2Q1Q0狀態(tài)轉移路線0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111起跳形狀跳過狀態(tài)擴展方

12、案：(以2個N進制計數(shù)器擴展為例(3)計數(shù)器的擴展級聯(lián) a.N=N2 M N2 Mb.M = N1 N2擴展方法：a.異步級聯(lián) b.同步級聯(lián) 圖6.5.20 異步級聯(lián) 0000 0000 74160(2) 74160(1) 0000 0001 0000 1001 0001 0000 0000 0000 74160(2) 74160(1) 1001 1001 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:7-Apr-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDes

13、ign.ddbDrawn By:TPLQ74160QCCD3210QQQD3210DDDCRCPTPLQ74160QCCD3210QQQD3210DDDCRCP11111CP進位(1)(2)進位圖6.5.21 同步級聯(lián) 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:7-A pr-2002 Sheet of File:E :D esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:TPLQ74160QC CD3210QQQD3210DDDC RC P

14、TPLQ74160QC CD3210QQQD3210DDDC RC P111C P進 位(1)(2)進位例6.5.5 試用兩片74160接成M=29的計數(shù)器。解法1：采用整體預置0法，如圖6.5.22所示。圖6.5.22 例6.5.5的整體預置0法 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:7-Apr-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:TPLQ74160QCCD3210QQQD3210DDDCRCPTPLQ741

15、60QCCD3210QQQD3210DDDCRCP111CP進位(1)(2)&進位解法2：采用整體復0法，如圖6.5.23所示。圖6.5.23 例6.5.5的整體復0法 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:7-A pr-2002 Sheet of File:E :D esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:TPLQ74160QC CD3210QQQD3210DDDC RC PTPLQ74160QC CD3210QQQ

16、D3210DDDC RC P111C P進 位(1)(2)&進位CR：異步清0端。3. MSI恣意進制計數(shù)器 CT：功能控制端；QCCCP一個計數(shù)周期清0表6.5.13 T213 功能表CRCTCP功能1異步清“0”00計數(shù)01保持表6.5.14 T213 接線表模長2，4，8，1635679101112131415R10Q0Q0Q1Q0Q0Q1Q0Q2Q0Q1Q0R2Q1Q2Q2Q1Q3Q3Q1Q3Q2Q2Q1R3Q2Q3Q3Q3Q2R4Q3四、移存型計數(shù)器 1.概述以n級移存型計數(shù)器為例 2.分析與設計 ( i=2,3, ,n)= Qin+1Qi-1n= ？Q1n+1Qn+1= J

17、iQn + KiQn i i i = Qn ( Qn + Qn )i-1 i i Qn+1= Di i = Qn i-1 ( i=2,3, ,n)圖6.5.25 移存型計數(shù)器的普通構造FnFn-1F2F1組合邏輯CP例 6.5.6 試用DFF設計 M=6的移存型計數(shù)器。 解 (1)選用3個觸發(fā)器。(2)列綜合表。(3)求鼓勵函數(shù)(4)作電路圖從2n個形狀中按移存規(guī)律找出所需的M個形狀。關鍵：圖6.5.26 Q3 Q2 Q1 左移形狀流程圖有效循環(huán)000010001011100101111110Q3Q2Q1表6.5.15 例6.5.6的綜合表Q3Q2Q1D10001001101111110110

18、010003.典型電路 (1)環(huán)形計數(shù)器 電路構成特點：原碼反響 ，即： = Q1n+1Q4n結論：n位觸發(fā)器可實現(xiàn)模M=n的環(huán)形計數(shù)器。 (2)扭環(huán)形計數(shù)器 電路構成特點：反碼反響 ，即： 結論：n位觸發(fā)器可實現(xiàn)模M=2n的扭環(huán)形計數(shù)器 。 = Q1n+1Q4n123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:7-Apr-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:1DC1S1DC1R1DC1R1DC1RCPQQQQ1234圖6

19、.5.27 環(huán)形計數(shù)器表6.5.16 環(huán)形計數(shù)器形狀轉移表CPQ4Q3Q2Q1狀態(tài)轉移路線01000100012001030100圖6.5.28 環(huán)形計數(shù)器形狀轉移圖Q4Q3Q2Q11001001101101100010010000001001010110111111011010101101000001111有效循環(huán)11011001000010110100Q4Q3 Q2Q1 修正鼓勵函數(shù)，使環(huán)形計數(shù)器具備自啟動性表示圖D 11 0 0 1 1 0 01 0 1 1 1 0 10 1 1 1 0 1 10 1 0 1 0 1 00 0 1 1 0 0 11 1 1 0 1 1 11 1 0 0

20、1 1 01 0 1 0 1 0 10 1 1 0 0 1 10 0 0 0 0 0 0D1 Q4 Q3 Q2 Q1 Q4 Q3 Q2 Q1nn n nn+1 n+1 n+1 n+11 1 0 1 1 1 01 1 1 1 1 1 1D1 = Q3Q2Q1= Q3+Q2+Q1123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:7-A pr-2002 Sheet of File:E :D esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:1DC 1R1

21、DC 1R1DC 1R1DC 1RC PQQQQ1234圖6.5.29 扭環(huán)形計數(shù)器圖6.5.30 扭環(huán)形計數(shù)器形狀轉移圖1100011111100011100000011111000000101010100111010101011001001011有效循環(huán)無效循環(huán)Q4Q3Q2Q1用MSI移存器構成環(huán)形或扭環(huán)形計數(shù)器。 = Q0n+1DSR= Q3n圖6.5.31 74194構成的環(huán)形計數(shù)器123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:7-Apr-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:CRCPDDDDDD0MMQQQQSR123SL01321074194CP111101表6.5.17