項目四 數(shù)字電子鐘的制作-單元3 任意進(jìn)制計數(shù)器ppt課件

1、讀一讀讀一讀: : 集成四位二進(jìn)制同步計數(shù)器和集成四位二進(jìn)制同步計數(shù)器和8421BCD8421BCD碼十進(jìn)碼十進(jìn)制計數(shù)器是功能較完善的計數(shù)器，用它可組成恣意制計數(shù)器是功能較完善的計數(shù)器，用它可組成恣意進(jìn)制的計數(shù)器，組成的方法有兩種，一種方法叫反進(jìn)制的計數(shù)器，組成的方法有兩種，一種方法叫反響歸零法，也叫復(fù)位法，另一種方法叫置位法。響歸零法，也叫復(fù)位法，另一種方法叫置位法。 1. 1.復(fù)位法復(fù)位法 所謂復(fù)位法，就是利用集成計數(shù)器的置所謂復(fù)位法，就是利用集成計數(shù)器的置0 0功能功能來構(gòu)成恣意進(jìn)制來構(gòu)成恣意進(jìn)制 的計數(shù)器。當(dāng)計數(shù)器從的計數(shù)器。當(dāng)計數(shù)器從0 0開場計數(shù)時，假設(shè)到第開場計數(shù)時，假設(shè)到第N

2、N個個CPCP脈沖后，通脈沖后，通 過反響電路控制計數(shù)器的異步置過反響電路控制計數(shù)器的異步置0 0端，使之強迫回端，使之強迫回零，那么即可構(gòu)成零，那么即可構(gòu)成 N N進(jìn)制計數(shù)器。進(jìn)制計數(shù)器。 2 2置位法置位法 置位法是利用集成計數(shù)器的置數(shù)控制端置位法是利用集成計數(shù)器的置數(shù)控制端 的的置位作用來改動置位作用來改動 計數(shù)器回零周期的，由前所述當(dāng)計數(shù)器回零周期的，由前所述當(dāng) =0 =0、且有、且有CPCP時鐘脈沖上升沿時鐘脈沖上升沿 時，時，74LS16174LS161可將輸入端的數(shù)據(jù)并行置入到輸出端可將輸入端的數(shù)據(jù)并行置入到輸出端。 假設(shè)要想用假設(shè)要想用74LS16174LS161構(gòu)成構(gòu)成N N

3、進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)N-1N-1個脈沖到來時，個脈沖到來時， 可經(jīng)過門電路使可經(jīng)過門電路使 =0 =0，當(dāng)?shù)?，?dāng)?shù)贜 N個時鐘脈沖到來時個時鐘脈沖到來時，計數(shù)器會將輸，計數(shù)器會將輸 入端的入端的D3D2D1D0=0000D3D2D1D0=0000，置到輸出端。這種方法叫，置到輸出端。這種方法叫置全零法。置全零法。 N進(jìn)制計數(shù)器進(jìn)制計數(shù)器LDLDLD1 1、用同步清零端或置數(shù)、用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成端歸零構(gòu)成N N進(jìn)制計數(shù)器進(jìn)制計數(shù)器2 2、用異步清零端或置數(shù)、用異步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成端歸零構(gòu)成N N進(jìn)制計數(shù)器進(jìn)制計數(shù)器1寫出形狀SN-1的二進(jìn)制代碼。2求歸零邏輯，即求同步清零

4、端或置數(shù)控制端信號的邏輯表達(dá)式。3畫連線圖。1寫出形狀SN的二進(jìn)制代碼。2求歸零邏輯，即求異步清零端或置數(shù)控制端信號的邏輯表達(dá)式。3畫連線圖。利用集成計數(shù)器的清零端和置數(shù)端實現(xiàn)歸零，從而構(gòu)成按自然態(tài)序進(jìn)展計數(shù)的N進(jìn)制計數(shù)器的方法。在前面引見的集成計數(shù)器中，清零、置數(shù)均采用同步方式的有74LS163；均采用異步方式的有74LS193、74LS197、74LS192；清零采用異步方式、置數(shù)采用同步方式的有74LS161、74LS160；有的只具有異步清零功能，如CC4520、74LS190、74LS191；74LS90那么具有異步清零和異步置9功能。做一做做一做:用74LS163來構(gòu)成一個十二進(jìn)制

5、計數(shù)器。1寫出形狀SN-1的二進(jìn)制代碼。3畫連線圖。 CO LD CR Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CTT CTP CP&11(a) 用 同 步清 零 端 CR 歸 零 74LS163nnnNNQQQPPPPLDCR013111111,SN-1S12-1S1110112求歸零邏輯。D0D3可隨意處置可隨意處置D0D3必需都接必需都接0 CO LD CR Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CTT CTP CP&11(b) 用同 步 置 數(shù) 端 LD 歸 零 74LS163用74LS197來構(gòu)成一個十二進(jìn)制計數(shù)器。1寫出形狀SN的二進(jìn)制代碼。3畫連

6、線圖。nnNNQQPPPPLDCTCR23112,/SNS1211002求歸零邏輯。D0D3可隨意處置可隨意處置D0D3必需都接必需都接0 CT/LD CR CP1 CP0 Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3&1(a) 用異步清零端 CR 歸零CP 74LS197CP CP1 CP0 CT/LD CR Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3&1(b) 用異步置數(shù)端 CT/LD 歸零 74LS197用74LS161來構(gòu)成一個十二進(jìn)制計數(shù)器。nnQQCR23SNS121100D0D3可隨意處置可隨意處置D0D3必需都接必需都接0 CO LD CR Q0 Q1 Q

7、2 Q3 D0 D1 D2 D3 CTT CTP CP&11(a) 用異步清零端 CR 歸零 74LS161用 異 步 清 零 端CR歸 零用 同 步 置 數(shù) 端LD歸 零SN-1S111011nnnQQQLD013 CO LD CR Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CTT CTP CP&11(b) 用同步置數(shù)端 LD 歸零 74LS1614 4、計數(shù)器容量的擴(kuò)展、計數(shù)器容量的擴(kuò)展異步計數(shù)器普通沒有專門的進(jìn)位信號輸出端，通?？梢杂帽炯壍母呶惠敵鲂盘栻?qū)動下一級計數(shù)器計數(shù)，即采用串行進(jìn)位方式來擴(kuò)展容量。 CP1 Q0 Q1 Q2 Q3 S9A S9B R0A R0B

8、 CP1 CPCP0 74LS90(個位)N1=10 Q0 Q1 Q2 Q3 S9A S9B R0A R0BCP0 74LS90(十位)N2=10 CP1 Q0 Q1 Q2 Q3 CP1 CPCP0 74LS90(個位) Q0 Q1 Q2 Q3CP0 74LS90(十位) S9A S9B R0A R0B S9A S9B R0A R0B&讀一讀：讀一讀： 用集成十進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成恣意進(jìn)制計用集成十進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成恣意進(jìn)制計數(shù)器的方法有兩種：一是用觸發(fā)器和門電路數(shù)器的方法有兩種：一是用觸發(fā)器和門電路構(gòu)成；二是用集成計數(shù)器構(gòu)成。構(gòu)成；二是用集成計數(shù)器構(gòu)成。 CC4518 CC4518為集成十進(jìn)制

9、為集成十進(jìn)制BCDBCD碼計數(shù)器碼計數(shù)器，內(nèi)部含有兩個獨立的十進(jìn)制計數(shù)器，兩個，內(nèi)部含有兩個獨立的十進(jìn)制計數(shù)器，兩個計數(shù)器可單獨運用，也可級聯(lián)起來擴(kuò)展其計計數(shù)器可單獨運用，也可級聯(lián)起來擴(kuò)展其計數(shù)范圍。以下圖為數(shù)范圍。以下圖為CC4518CC4518集成十進(jìn)制計數(shù)器集成十進(jìn)制計數(shù)器的外引線陳列，邏輯功能表及的外引線陳列，邏輯功能表及CC4518CC4518十進(jìn)制十進(jìn)制計數(shù)器的形狀轉(zhuǎn)換圖。計數(shù)器的形狀轉(zhuǎn)換圖。CC4518CC4518外引線陳列圖外引線陳列圖 引腳闡明： 1VDD電源端+5V，VSS接地端。 21CP、2CP兩計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入端。 31CR、2CR兩計數(shù)器的復(fù)位信號輸入端高電平有

10、效。 41EN、2EN兩計數(shù)器的控制信號輸入端高電平有效。 51QA1QD，2QA2QD兩計數(shù)器的形狀輸出端。 功能闡明： 1CR=1時，無論CP、EN情況如何，計數(shù)器都將復(fù)位清零。 2CR=0，EN=1時，CP上升沿計數(shù)，CR=0，CP=0 時，EN下降沿計 數(shù)。CC4518的邏輯功能表CC4518的形狀轉(zhuǎn)換圖想一想: 1從CC4518的邏輯功能表可以看出CC4518的清零信號是什么？ 2從CC4518的邏輯功能表可以看出要使計數(shù)器處于計數(shù)形狀，必需滿足什么條件？ 3用CC4518可以構(gòu)成幾種進(jìn)制的計數(shù)器？ QDQCQBQA 0000 0110 0001 0111 0010 0011 010

11、1 0100 1000 1001 讀一讀：讀一讀： CC4518內(nèi)部含有兩個獨立十進(jìn)制內(nèi)部含有兩個獨立十進(jìn)制BCD碼計數(shù)器，要實現(xiàn)二十四進(jìn)制計數(shù)，可以將碼計數(shù)器，要實現(xiàn)二十四進(jìn)制計數(shù)，可以將兩片獨立的十進(jìn)制計數(shù)器分別構(gòu)成二進(jìn)制計數(shù)兩片獨立的十進(jìn)制計數(shù)器分別構(gòu)成二進(jìn)制計數(shù)器和四進(jìn)制計數(shù)器，分別稱為十位片和個位片器和四進(jìn)制計數(shù)器，分別稱為十位片和個位片。形狀轉(zhuǎn)換分別如以下圖所示。形狀轉(zhuǎn)換分別如以下圖所示。 十位片二進(jìn)制計數(shù)器形狀轉(zhuǎn)換圖十位片二進(jìn)制計數(shù)器形狀轉(zhuǎn)換圖 個位片個位片四進(jìn)制計數(shù)器形狀轉(zhuǎn)換圖四進(jìn)制計數(shù)器形狀轉(zhuǎn)換圖 QDQCQBQA 0000 0110 0001 0111 0010 0011

12、0101 0100 1000 1001 QDQCQBQA 0000 0110 0001 0111 0010 0011 0101 0100 1000 1001 想一想想一想: : 在以下圖中，各信號的流向為：個位片在以下圖中，各信號的流向為：個位片的計數(shù)脈沖從的計數(shù)脈沖從 CC4518/CC4011CC4518/CC4011的第的第 腳輸入，十位片的計數(shù)脈沖來自腳輸入，十位片的計數(shù)脈沖來自CC4518/CC4011CC4518/CC4011的第的第 腳，個位片和十腳，個位片和十位片的復(fù)位信號來自位片的復(fù)位信號來自CC4518/CC4011CC4518/CC4011的第的第 腳，腳，1Q21Q2、

13、2Q12Q1的信號分別送到的信號分別送到CC4011CC4011的的8 8、9 9兩腳的作用是兩腳的作用是 。做一做做一做: : 1. 1. 用仿真軟件創(chuàng)建兩片用仿真軟件創(chuàng)建兩片CC4518CC4518集成集成計數(shù)器構(gòu)成的二十四進(jìn)制計數(shù)器仿真測試計數(shù)器構(gòu)成的二十四進(jìn)制計數(shù)器仿真測試電路。電路。 1 1進(jìn)入進(jìn)入Multisim9.0Multisim9.0用戶操作界面用戶操作界面。 2 2按圖所示電路從按圖所示電路從Multisim9.0Multisim9.0元元器件庫、儀器儀表庫選取相應(yīng)器件和儀器器件庫、儀器儀表庫選取相應(yīng)器件和儀器，銜接電路。從，銜接電路。從CMOSCMOS元器件庫中選擇元器件

14、庫中選擇COMS COMS 5V5V系列，從彈出的窗口的器件列表中選取系列，從彈出的窗口的器件列表中選取45184518。 從儀表儀器工具欄拽出函數(shù)信號發(fā)生從儀表儀器工具欄拽出函數(shù)信號發(fā)生器圖標(biāo)，為計數(shù)器提供時鐘控制信號。器圖標(biāo)，為計數(shù)器提供時鐘控制信號。 單擊指示器件庫按鈕，選取譯碼數(shù)碼單擊指示器件庫按鈕，選取譯碼數(shù)碼管用來顯示編碼器的輸出代碼。該譯碼數(shù)管用來顯示編碼器的輸出代碼。該譯碼數(shù)碼管自動的將四位二進(jìn)制數(shù)代碼轉(zhuǎn)換為十碼管自動的將四位二進(jìn)制數(shù)代碼轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)顯示出來。六進(jìn)制數(shù)顯示出來。 3 3給電路中的全部元器件按圖所示給電路中的全部元器件按圖所示，進(jìn)展標(biāo)識和設(shè)置。，進(jìn)展標(biāo)識和設(shè)置

15、。 雙擊函數(shù)信號發(fā)生器圖標(biāo)，翻開其參數(shù)設(shè)置面板按圖完成各項設(shè)置。函數(shù)信號發(fā)生器面板參數(shù)設(shè)置 2. 運轉(zhuǎn)電路，完成電路邏輯功能分析。單擊工具欄單擊仿真運轉(zhuǎn)按鈕，運轉(zhuǎn)電路。核對譯碼數(shù)碼管顯示的數(shù)值與輸出代碼能否一致。 *本卷須知： 當(dāng)數(shù)字信號發(fā)生器輸出的數(shù)字速率較高，不停閃爍時，應(yīng)檢查時鐘的頻率能否為5Hz或再次予以確認(rèn)。由兩片CC4518集成計數(shù)器構(gòu)成的二十四進(jìn)制計數(shù)器仿真測試電路議一議議一議: : 二十四進(jìn)制計數(shù)器的構(gòu)成原理是二十四進(jìn)制計數(shù)器的構(gòu)成原理是用什么方法？用什么方法？ 想一想想一想: : 1 1、與二十四進(jìn)制計數(shù)器復(fù)位信、與二十四進(jìn)制計數(shù)器復(fù)位信號的構(gòu)成類似，在六十進(jìn)制計數(shù)器中號的構(gòu)

16、成類似，在六十進(jìn)制計數(shù)器中，當(dāng)計數(shù)器的形狀變成，當(dāng)計數(shù)器的形狀變成_，即，即一旦一旦QCQC和和QBQB同時為同時為_ _ 時，將時，將構(gòu)成復(fù)位信號，使計數(shù)器立刻歸零。構(gòu)成復(fù)位信號，使計數(shù)器立刻歸零。由于該形狀出現(xiàn)的時間極短，所以它由于該形狀出現(xiàn)的時間極短，所以它是過渡形狀，電路的有效形狀是過渡形狀，電路的有效形狀_、_、_、_、_、_，這就構(gòu)成了六進(jìn)制計數(shù)器，這就構(gòu)成了六進(jìn)制計數(shù)器，所以復(fù)位信號為，所以復(fù)位信號為CR=_CR=_。 2 2、與二十四進(jìn)制計數(shù)器的計數(shù)、與二十四進(jìn)制計數(shù)器的計數(shù)原理類似，六十進(jìn)制計數(shù)器的計數(shù)原原理類似，六十進(jìn)制計數(shù)器的計數(shù)原理是計數(shù)脈沖輸入到理是計數(shù)脈沖輸入到_個

17、個位片位片/ /十位片的十位片的CPCP端，個位片本來就端，個位片本來就是十進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)每輸入十個計數(shù)是十進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)每輸入十個計數(shù)脈沖的上升沿到來時，脈沖的上升沿到來時，1QD1QD都由都由_變變_，作為下降沿，作為下降沿送到送到2EN2EN，使個位片，使個位片/ /十位片計數(shù)十位片計數(shù)一次。當(dāng)?shù)诹畟€計數(shù)脈沖上升沿到一次。當(dāng)?shù)诹畟€計數(shù)脈沖上升沿到來時，來時，2QC2QC、2QB2QB同時為同時為_，經(jīng)與非門送到經(jīng)與非門送到1CR1CR、2CR2CR，使十位片、，使十位片、個位片同時個位片同時_，即使其，即使其_和和_的輸出全的輸出全部為部為0 0，完成一個計數(shù)循環(huán)。，完成一個計數(shù)循環(huán)

18、。做一做做一做: : 1. 1. 用仿真軟件創(chuàng)建兩片用仿真軟件創(chuàng)建兩片CC4518CC4518集成計數(shù)器構(gòu)成的六十進(jìn)制計數(shù)器仿集成計數(shù)器構(gòu)成的六十進(jìn)制計數(shù)器仿真測試電路。真測試電路。 1 1進(jìn)入進(jìn)入Multisim9.0Multisim9.0用戶操用戶操作界面。作界面。 2 2按圖所示電路從按圖所示電路從Multisim9.0Multisim9.0元器件庫、儀器儀表庫選元器件庫、儀器儀表庫選取相應(yīng)器件和儀器，銜接電路。取相應(yīng)器件和儀器，銜接電路。 從從CMOSCMOS元器件庫中選擇元器件庫中選擇COMS 5VCOMS 5V系列，從彈出的窗口的器件列表中選系列，從彈出的窗口的器件列表中選取取45184518。 從儀表儀器工具欄拽出函數(shù)信從儀表儀器工具欄拽出函數(shù)信號發(fā)生器圖標(biāo)，為計數(shù)器提供時鐘控號發(fā)生器圖標(biāo)，為計數(shù)器提供時鐘控制信號。制信號。 單擊指示器件庫按鈕，選取譯單擊指示器件庫按鈕，選取譯碼數(shù)碼管用來顯示編碼器的輸出代碼碼數(shù)碼管用來顯示編碼器的輸出代碼。該譯碼數(shù)碼管自動的將四位二進(jìn)制。該譯碼數(shù)碼管自動的將四位二進(jìn)制數(shù)代碼轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)顯示出來。數(shù)代碼轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制