第6章 常用時(shí)序電路組件

1、數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院1第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件6.1 寄存器（寄存器（Register）寄存器的作用是用于存放二進(jìn)制信息?？梢杂面i存寄存器的作用是用于存放二進(jìn)制信息?？梢杂面i存器或觸發(fā)器來構(gòu)成寄存器。器或觸發(fā)器來構(gòu)成寄存器。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院26.1.1 鎖存器組成的寄存器鎖存器組成的寄存器 這是一個(gè)這是一個(gè)4比特比特（4位）的寄存器，可存儲(chǔ)位）的寄存器，可存儲(chǔ)4位二

2、進(jìn)制信息。位二進(jìn)制信息。 當(dāng)當(dāng)G = 1時(shí)，時(shí)，Qi隨著隨著Di變（透明式），變（透明式），i=0 3。 當(dāng)當(dāng)G由由1變到變到0時(shí)，時(shí)，Qi鎖存鎖存Di的數(shù)值的數(shù)值(G由由1變到變到0前瞬間的前瞬間的Di數(shù)值數(shù)值)。 當(dāng)當(dāng)G = 0時(shí)，時(shí)，Di的變化不會(huì)影響的變化不會(huì)影響Qi輸出輸出Qi不隨不隨Di變。變。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院374LS75一個(gè)封裝上有一個(gè)封裝上有2個(gè)個(gè)獨(dú)立獨(dú)立的雙的雙D鎖存器。鎖存器。雙雙D鎖存器共用一個(gè)門控信號(hào)，例如：鎖存器共用一個(gè)門控信號(hào)，例如：G1.2。 16 15

3、14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 74LS75 1Q 2Q G1.2 GND 4Q Vcc 3Q 4Q 2Q 1D 2D G3,4 1Q 3D 4D 3Q 74LS75 引腳圖引腳圖 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院46.1.2 觸發(fā)器組成的寄存器觸發(fā)器組成的寄存器 這是一個(gè)這是一個(gè)4比特比特（4位）的寄存器，可存儲(chǔ)位）的寄存器，可存儲(chǔ)4位二進(jìn)制信息。位二進(jìn)制信息。 在在CP的上跳沿時(shí)刻，的上跳沿時(shí)刻，Di的數(shù)值被打入到的數(shù)值被打入到Qi中保存中保存，i=0 3。 當(dāng)當(dāng)C

4、P = 1或或CP = 0時(shí)，時(shí)，Di的變化不會(huì)影響的變化不會(huì)影響Qi的輸出的輸出Qi不隨不隨Di變。變。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院5 74LS175一個(gè)封裝上有一個(gè)封裝上有4個(gè)個(gè)聯(lián)動(dòng)聯(lián)動(dòng)的的D觸發(fā)器。觸發(fā)器。 這這4個(gè)個(gè)D觸發(fā)器共用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)時(shí)鐘觸發(fā)器共用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)時(shí)鐘CP的上升沿到達(dá)時(shí)，的上升沿到達(dá)時(shí)，4個(gè)觸發(fā)器同時(shí)存儲(chǔ)各自個(gè)觸發(fā)器同時(shí)存儲(chǔ)各自D輸入端的數(shù)據(jù)。輸入端的數(shù)據(jù)。 CLR是是“異步異步”清零信號(hào)，清零信號(hào)，低有效低有效。當(dāng)。當(dāng)CLR = 0時(shí)，時(shí)，4個(gè)個(gè)D觸發(fā)器觸發(fā)器的的

5、Q輸出端全部清零（輸出端全部清零（Q=1）。）。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院66.2 異步異步“波浪波浪”式計(jì)數(shù)器式計(jì)數(shù)器（Asynchronous Ripple Counter）6.2.1 異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器(Asynchronous Binary Up Counter)這種計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)是：除第一級(jí)外，每一級(jí)觸發(fā)器的這種計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)是：除第一級(jí)外，每一級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘均來自于前一級(jí)觸發(fā)器的輸出端。所以計(jì)數(shù)器各觸發(fā)時(shí)鐘均來自于前一級(jí)觸發(fā)器的輸出端。所以計(jì)數(shù)器各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)順序是由前向后逐級(jí)翻轉(zhuǎn)，就如

6、同水波浪的行進(jìn)器的翻轉(zhuǎn)順序是由前向后逐級(jí)翻轉(zhuǎn)，就如同水波浪的行進(jìn)一樣，故名一樣，故名“波浪波浪”式計(jì)數(shù)器，也叫式計(jì)數(shù)器，也叫“行波行波”計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。所謂所謂“異步異步”計(jì)數(shù)器是指計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不計(jì)數(shù)器是指計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不統(tǒng)一的一類計(jì)數(shù)器，即：各觸發(fā)器有自己的時(shí)鐘信號(hào)來源。統(tǒng)一的一類計(jì)數(shù)器，即：各觸發(fā)器有自己的時(shí)鐘信號(hào)來源。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院7數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)

7、院882CPQff41CPQff20CPQffTQ0=2TCP Q0是是CP的二分頻的二分頻 TQ1=4TCP TQ2=8TCP Q1是是CP的四分頻的四分頻 Q2是是CP的八分頻的八分頻數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院9由由T觸發(fā)器構(gòu)成。觸發(fā)器構(gòu)成。異步異步二進(jìn)制二進(jìn)制加法加法計(jì)數(shù)器的組成特點(diǎn)：計(jì)數(shù)器的組成特點(diǎn)：每一級(jí)每一級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘觸發(fā)沿是觸發(fā)器的時(shí)鐘觸發(fā)沿是下降沿下降沿。除第一級(jí)外，每級(jí)除第一級(jí)外，每級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘均來自觸發(fā)器的時(shí)鐘均來自于前一級(jí)觸發(fā)器的于前一級(jí)觸發(fā)器的Q輸出端輸出端。計(jì)數(shù)器的輸

8、出計(jì)數(shù)器的輸出取自取自各級(jí)各級(jí)觸發(fā)器的觸發(fā)器的Q輸出端輸出端。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院106.2.3 異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院11 Q0是是CP的二分頻的二分頻 Q1是是CP的四分頻的四分頻 Q2是是CP的八分頻的八分頻數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院12由由T觸發(fā)器

9、構(gòu)成。觸發(fā)器構(gòu)成。異步異步二進(jìn)制二進(jìn)制減法減法計(jì)數(shù)器的組成特點(diǎn)：計(jì)數(shù)器的組成特點(diǎn)：每一級(jí)每一級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘觸發(fā)沿是觸發(fā)器的時(shí)鐘觸發(fā)沿是上升沿上升沿。除第一級(jí)外除第一級(jí)外, ,每級(jí)每級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘均來自于前一級(jí)觸發(fā)器的觸發(fā)器的時(shí)鐘均來自于前一級(jí)觸發(fā)器的Q輸出端輸出端。計(jì)數(shù)器的輸出計(jì)數(shù)器的輸出取自取自各級(jí)各級(jí)觸發(fā)器的觸發(fā)器的Q輸出端輸出端。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院13數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院14數(shù)字電

10、路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院15數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院16數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院17數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院18數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5

11、-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院19計(jì)數(shù)器的輸出是計(jì)數(shù)器的輸出是取取自自各級(jí)各級(jí)觸發(fā)器的觸發(fā)器的Q輸出端輸出端還是還是Q輸出輸出端端。除第一級(jí)外除第一級(jí)外, ,各級(jí)各級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘是來觸發(fā)器的時(shí)鐘是來自于前一級(jí)觸發(fā)器自于前一級(jí)觸發(fā)器的的Q輸出端輸出端還是還是Q輸出端輸出端。異步異步“波浪波浪”式計(jì)數(shù)器成為加式計(jì)數(shù)器成為加/ /減計(jì)數(shù)器的影響要素：減計(jì)數(shù)器的影響要素： n 位位 “波波浪浪式式” 異異步步計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器的的組組成成方方式式 （以以 Q 為為輸輸出出端端） 下下降降沿沿觸觸發(fā)發(fā) 上上升升沿沿觸觸發(fā)發(fā) 加加法法 CPi = Qi -1 CPi = Qi -1 減減法法 CPi = Qi

12、-1 CPi = Qi -1 i=1n-1 各級(jí)觸發(fā)器時(shí)鐘的各級(jí)觸發(fā)器時(shí)鐘的觸發(fā)邊沿是觸發(fā)邊沿是上升沿上升沿還是還是下降沿下降沿。 n 位位 “波波浪浪式式” 異異步步計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器的的組組成成方方式式 （以以 Q 為為輸輸出出端端） 下下降降沿沿觸觸發(fā)發(fā) 上上升升沿沿觸觸發(fā)發(fā) 加加法法 CPi = Qi -1 CPi = Qi -1 減減法法 CPi = Qi -1 CPi = Qi -1 i=1n-1 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院206.2.4 可逆異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可逆異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用一個(gè)控制

13、信號(hào)使一個(gè)觸發(fā)器既可以是加法計(jì)數(shù)器利用一個(gè)控制信號(hào)使一個(gè)觸發(fā)器既可以是加法計(jì)數(shù)器也可以是減法計(jì)數(shù)器，這種計(jì)數(shù)器叫做也可以是減法計(jì)數(shù)器，這種計(jì)數(shù)器叫做可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院216.2.2 異步脈沖反饋復(fù)位異步脈沖反饋復(fù)位/ /置位式任意模置位式任意模M加加法計(jì)數(shù)器法計(jì)數(shù)器由由n個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器（不論是同步還是異步計(jì)數(shù)器）有個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器（不論是同步還是異步計(jì)數(shù)器）有2n個(gè)個(gè)狀態(tài)，其狀態(tài)，其計(jì)數(shù)容量計(jì)數(shù)容量為為2n，用，用N表示。計(jì)數(shù)容量也叫計(jì)數(shù)器的表示。計(jì)數(shù)容量也

14、叫計(jì)數(shù)器的模模。 如果計(jì)數(shù)器的模是如果計(jì)數(shù)器的模是任意值任意值（不是（不是2i形式），則用形式），則用M表示計(jì)數(shù)器的表示計(jì)數(shù)器的模，模，M N。 利用一個(gè)計(jì)數(shù)容量為利用一個(gè)計(jì)數(shù)容量為N( (2n) )的計(jì)數(shù)器去實(shí)現(xiàn)一個(gè)任意模值的計(jì)數(shù)器去實(shí)現(xiàn)一個(gè)任意模值M的計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器器( (MN) )，可采用，可采用異步脈沖反饋復(fù)位法異步脈沖反饋復(fù)位法或者或者異步脈沖反饋置位法異步脈沖反饋置位法去去“縮短縮短”計(jì)數(shù)器的模值計(jì)數(shù)器的模值N( (2n) )為為M( (MN且不是且不是2i的形式的形式) )。 所謂異步脈沖反饋所謂異步脈沖反饋“復(fù)位復(fù)位/置位置位”法就是利用計(jì)數(shù)器的異步復(fù)位端法就是利用計(jì)數(shù)器的異步復(fù)

15、位端和異步置位端，在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過程中產(chǎn)生異步的和異步置位端，在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過程中產(chǎn)生異步的“復(fù)位復(fù)位/置位置位”信號(hào)去強(qiáng)制計(jì)數(shù)器復(fù)位信號(hào)去強(qiáng)制計(jì)數(shù)器復(fù)位/置位，以到達(dá)縮短計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)容量置位，以到達(dá)縮短計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)容量N的目的目的。的。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院221.“.“異步異步”脈沖反饋復(fù)位脈沖反饋復(fù)位當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸出當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸出Q2Q1Q0=101（或（或111）時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“復(fù)位復(fù)位”信號(hào)，它會(huì)強(qiáng)制計(jì)數(shù)器進(jìn)入信號(hào)，它會(huì)強(qiáng)制計(jì)數(shù)器進(jìn)入“000”狀態(tài)（清狀態(tài)（清零）零）。 數(shù)字電路

16、數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院23數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院24數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院25 異步脈沖反饋異步脈沖反饋復(fù)位復(fù)位加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖 S0 SM-1 S1 S2 SM-2 S2n-1 SM 異步脈沖反饋復(fù)位式任意模異步脈沖反饋復(fù)位式任意模M加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器( (n位位) )的特點(diǎn)：的特

17、點(diǎn)： 計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)是：計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)是：S0SM-1共共M個(gè)狀態(tài)。個(gè)狀態(tài)。S0:初態(tài)初態(tài)，SM-1:末態(tài)末態(tài)。 SM是暫態(tài)是暫態(tài)，即：一瞬即逝。，即：一瞬即逝。 “毛刺毛刺”就出現(xiàn)在暫態(tài)就出現(xiàn)在暫態(tài)SM中。中。 之所以叫之所以叫“復(fù)位復(fù)位”法是因?yàn)槌醴ㄊ且驗(yàn)槌跏紶顟B(tài)為始狀態(tài)為S0，即：，即：Qn-1Qn-2Q1 Q0 =0000。 如果狀態(tài)位的某一位如果狀態(tài)位的某一位Qi (i為為0n-1)在在SM-1、SM、S0中發(fā)生兩次跳變中發(fā)生兩次跳變，則則Qi上會(huì)出現(xiàn)上會(huì)出現(xiàn)“毛刺毛刺”。 在加法計(jì)數(shù)器上使用復(fù)位法，輸在加法計(jì)數(shù)器上使用復(fù)位法，輸出端上出端上肯定肯定有有“毛刺毛刺”出現(xiàn)。出現(xiàn)。數(shù)

18、字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院26末態(tài)末態(tài)暫態(tài)暫態(tài)初態(tài)初態(tài)M=50 0 00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1Q0有一個(gè)有一個(gè)正脈正脈沖沖“毛刺毛刺”。Q2Q1Q0數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院27末態(tài)末態(tài)暫態(tài)暫態(tài)初態(tài)初態(tài)M=60 0 00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1Q1有一個(gè)有一個(gè)正脈正脈沖沖“毛刺毛刺”。Q2Q1Q

19、0數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院282.“.“異步異步”脈沖反饋置位脈沖反饋置位當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸出當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸出Q2Q1Q0=100（或（或110）時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“置位置位”信號(hào)，它會(huì)強(qiáng)制計(jì)數(shù)器進(jìn)入信號(hào)，它會(huì)強(qiáng)制計(jì)數(shù)器進(jìn)入“111”狀態(tài)（置狀態(tài)（置位）位）。 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院29數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué)

20、信息科學(xué)學(xué)院30數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院31異步脈沖反饋置位式任意模異步脈沖反饋置位式任意模M加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器( (n位位) )的特點(diǎn)：的特點(diǎn)： SM-1是暫態(tài)是暫態(tài)，即：一瞬即逝。，即：一瞬即逝。 “毛刺毛刺”就出現(xiàn)在暫態(tài)就出現(xiàn)在暫態(tài)SM-1中。中。 之所以叫之所以叫“置位置位”法是因?yàn)槌醴ㄊ且驗(yàn)槌跏紶顟B(tài)為始狀態(tài)為S2n-1，即：，即：Qn-1Qn-2Q1 Q0 =1111。 如果狀態(tài)位的某一位如果狀態(tài)位的某一位Qi (i為為0n-1)在在SM-2、SM-1、S2n-1中發(fā)生兩次跳變中發(fā)生

21、兩次跳變，則則Qi上會(huì)出現(xiàn)上會(huì)出現(xiàn)“毛刺毛刺”。 在加法計(jì)數(shù)器上使用置位法，輸在加法計(jì)數(shù)器上使用置位法，輸出端上出端上可能可能有有“毛刺毛刺”出現(xiàn)。出現(xiàn)。 S0 SM-1 S1 S2 SM-2 SM S2n-1 異步脈沖反饋異步脈沖反饋置位置位加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖 計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)是：計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)是：S2n-1、S0SM-2共共M個(gè)狀態(tài)。個(gè)狀態(tài)。S2n-1:初態(tài)初態(tài)，SM-2:末態(tài)末態(tài)。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院32末態(tài)末態(tài)暫態(tài)暫態(tài)初態(tài)初態(tài)M=71 1 10 0 00 0 10 1

22、 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1Q0有一個(gè)有一個(gè)負(fù)脈負(fù)脈沖沖“毛刺毛刺”。Q2Q1Q0數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院33末態(tài)末態(tài)暫態(tài)暫態(tài)初態(tài)初態(tài)M=61 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1Q2、Q1、Q0均均無無 “毛刺毛刺”。Q2Q1Q0數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院34異步脈沖反饋復(fù)位異步脈沖反饋復(fù)位/ /置位法亦可應(yīng)用于置位法亦可

23、應(yīng)用于n位減法計(jì)數(shù)位減法計(jì)數(shù)器，從而構(gòu)成任意模器，從而構(gòu)成任意模M（M N=2n）的減法計(jì)數(shù)器。的減法計(jì)數(shù)器。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院35異步脈沖反饋復(fù)位式任意模異步脈沖反饋復(fù)位式任意模M減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器( (n位位) )的特點(diǎn)：的特點(diǎn)： S2n-M是暫態(tài)是暫態(tài)，即：一瞬即逝。，即：一瞬即逝。 “毛刺毛刺”就出現(xiàn)在暫態(tài)就出現(xiàn)在暫態(tài)S2n-M中。中。 之所以叫之所以叫“復(fù)位復(fù)位”法是因?yàn)槌醴ㄊ且驗(yàn)槌跏紶顟B(tài)為始狀態(tài)為S0，即：，即：Qn-1Qn-2Q1 Q0 =0000。 如果狀態(tài)位的某一位如果

24、狀態(tài)位的某一位Qi (i為為0n-1)在在S2n-M+1、S2n-M、S0中發(fā)生兩次跳中發(fā)生兩次跳變變，則，則Qi上會(huì)出現(xiàn)上會(huì)出現(xiàn)“毛刺毛刺”。 在減法計(jì)數(shù)器上使用復(fù)位法，輸在減法計(jì)數(shù)器上使用復(fù)位法，輸出端上出端上可能可能有有“毛刺毛刺”出現(xiàn)。出現(xiàn)。 S2n-2 S2n-M+1 S2n-M+2 S0 S2n-1 S2n-3 S2n-M 異步脈沖反饋異步脈沖反饋復(fù)位復(fù)位減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖 計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)是：計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)是：S0、S2n-1S2n-M+1共共M個(gè)狀態(tài)。個(gè)狀態(tài)。S0:初態(tài)初態(tài)，S2n-M+1:末態(tài)末態(tài)。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路

25、組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院36異步脈沖反饋置位式任意模異步脈沖反饋置位式任意模M減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器( (n位位) )的特點(diǎn)：的特點(diǎn)： S2n-M-1是暫態(tài)是暫態(tài)，即：一瞬即逝。，即：一瞬即逝。 “毛刺毛刺”就出現(xiàn)在暫態(tài)就出現(xiàn)在暫態(tài)S2n-M-1中。中。 之所以叫之所以叫“置位置位”法是因?yàn)槌醴ㄊ且驗(yàn)槌跏紶顟B(tài)為始狀態(tài)為S2n-1，即：，即：Qn-1Qn-2Q1 Q0 =1111。 如果狀態(tài)位的某一位如果狀態(tài)位的某一位Qi (i為為0n-1)在在S2n-M、S2n-M-1、S2n-1中發(fā)生兩次中發(fā)生兩次跳變跳變，則，則Qi上會(huì)出現(xiàn)上會(huì)出現(xiàn)“毛刺毛刺”。 在減法

26、計(jì)數(shù)器上使用置位法，輸在減法計(jì)數(shù)器上使用置位法，輸出端上出端上肯定肯定有有“毛刺毛刺”出現(xiàn)。出現(xiàn)。 S2n-2 S2n-M-1 S2n-M+1 S0 S2n-1 S2n-3 S2n-M 異步脈沖反饋異步脈沖反饋置位置位減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖 計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)是：計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)是：S2n-1、S2n-2S2n-M共共M個(gè)狀態(tài)。個(gè)狀態(tài)。S2n-1:初態(tài)初態(tài)，S2n-M:末態(tài)末態(tài)。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院37異步脈沖反饋復(fù)位異步脈沖反饋復(fù)位/ /置位法的特點(diǎn)：置位法的特點(diǎn)：檢測檢測“末態(tài)末

27、態(tài)”的的后一個(gè)狀態(tài)后一個(gè)狀態(tài)預(yù)置預(yù)置“初態(tài)初態(tài)”?！澳B(tài)末態(tài)”的后一個(gè)狀態(tài)為的后一個(gè)狀態(tài)為“暫態(tài)暫態(tài)”（過渡狀態(tài)）。（過渡狀態(tài)）?！懊堂獭本桶l(fā)生在就發(fā)生在“暫態(tài)暫態(tài)”（過渡狀態(tài)）中。（過渡狀態(tài)）中。在某種情況下，在某種情況下，“毛刺毛刺”肯定肯定會(huì)出現(xiàn)。會(huì)出現(xiàn)。在某種情況下，在某種情況下，“毛刺毛刺”可能可能會(huì)出現(xiàn)。會(huì)出現(xiàn)。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院386.3 同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(Synchronous Binary Counter)所謂所謂“同步同步”計(jì)數(shù)器是指計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器

28、的時(shí)鐘信計(jì)數(shù)器是指計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)為統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)的一類計(jì)數(shù)器，即：各觸發(fā)器共用一號(hào)為統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)的一類計(jì)數(shù)器，即：各觸發(fā)器共用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)源。個(gè)時(shí)鐘信號(hào)源。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院39驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院40驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。n位同步位同步加法加法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成特點(diǎn)計(jì)數(shù)器的構(gòu)成特點(diǎn)(

29、(以以Q為輸出端為輸出端) )：驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1,100121ijjiiiQQQQQT(i = 1n-1)數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院41驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院42驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。Q0Q1Q2數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3

30、北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院43驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。Q0Q1Q2數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院44驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。Q0Q1Q2Q0Q1Q2數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院45驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。Q0Q1Q2Q0Q1Q2111 110 101 100 011 010 001 000 111減法減法減

31、法減法數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院46驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。Q0Q1Q2n位同步位同步減法減法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成特點(diǎn)計(jì)數(shù)器的構(gòu)成特點(diǎn)( (以以Q為輸出端為輸出端) )：驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1,100121ijjiiiQQQQQT(i = 1n-1)數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院47Q0Q1Q2數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組

32、件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院48Q0Q1Q2QQQQQQ驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院49Q0Q1Q2QQQQQQ驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。n位同步位同步減法減法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成特點(diǎn)計(jì)數(shù)器的構(gòu)成特點(diǎn)( (以以Q為輸出端為輸出端) )：驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1,100121ijjiiiQQQQQT(i = 1n-1)數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2

33、022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院50Q0Q1Q2QQQQQQ驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院51QQQQQQ驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。Q0Q1Q2數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院52QQQQQQ驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。Q0Q1Q2Q0Q1Q2數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第

34、6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院53QQQQQQ驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。Q0Q1Q2Q0Q1Q2000 001 010 011 100 101 110 111 000加法加法加法加法數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院54QQQQQQ驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1，T1=Q0，T2=Q1Q0。Q0Q1Q2n位同步位同步加法加法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成特點(diǎn)計(jì)數(shù)器的構(gòu)成特點(diǎn)( (以以Q為輸出端為輸出端) )：驅(qū)動(dòng)方程：驅(qū)動(dòng)方程：T0=1,10

35、0121ijjiiiQQQQQT(i = 1n-1)數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院55計(jì)數(shù)器的輸出是取計(jì)數(shù)器的輸出是取自各級(jí)自各級(jí)觸發(fā)器的觸發(fā)器的Q輸出端輸出端還是還是Q輸出輸出端端。除第一級(jí)外除第一級(jí)外, ,各級(jí)各級(jí)觸發(fā)器的觸發(fā)器的T驅(qū)動(dòng)信驅(qū)動(dòng)信號(hào)是來自于前面各號(hào)是來自于前面各級(jí)觸發(fā)器級(jí)觸發(fā)器Q輸出端輸出端的的“與與”還是還是Q輸輸出端出端的的“與與”。同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器成為加同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器成為加/ /減計(jì)數(shù)器的影響要素：減計(jì)數(shù)器的影響要素：與各級(jí)觸發(fā)器時(shí)鐘與各級(jí)觸發(fā)器時(shí)鐘的觸發(fā)邊沿的觸發(fā)邊沿?zé)o關(guān)無

36、關(guān)。 n 位位同同步步二進(jìn)制二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的組成方式（以計(jì)數(shù)器的組成方式（以 Q 為輸出端）為輸出端） 加法加法 T0 = 1 100121ijjiiiQQQQQT 減法減法 T0 = 1 100121ijjiiiQQQQQT i = 1n-1 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院56異步脈沖反饋復(fù)位異步脈沖反饋復(fù)位/ /置位法也可以應(yīng)用于上述同步計(jì)置位法也可以應(yīng)用于上述同步計(jì)數(shù)器上數(shù)器上，以實(shí)現(xiàn)任意模，以實(shí)現(xiàn)任意模M（M不是不是2i形式，且形式，且M N=2n）的計(jì)數(shù)器。的計(jì)數(shù)器。異步計(jì)數(shù)器與同步計(jì)數(shù)器的比

37、較：異步計(jì)數(shù)器與同步計(jì)數(shù)器的比較：異步計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)簡單，但是工作速度慢。特別是異步計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)簡單，但是工作速度慢。特別是“波浪波浪”式異步計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)速度最慢。如果一個(gè)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)式異步計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)速度最慢。如果一個(gè)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)延遲時(shí)間為延遲時(shí)間為tpd，則，則n位位“波浪波浪”式異步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)式異步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期就不能小于鐘周期就不能小于ntpd。隨著。隨著n的增加，的增加，ntpd將越來越大，將越來越大，這極大地影響了計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度。這極大地影響了計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度。同步計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是工作速度快。如果一個(gè)觸發(fā)同步計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是工作速度快。如果一個(gè)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)延遲時(shí)間為器

38、的翻轉(zhuǎn)延遲時(shí)間為tpd，則，則n位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期不能小于不能小于tpd，它與，它與n無關(guān)。無關(guān)。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院57作業(yè)作業(yè)1：6-1，6-3，6-6，6-8，6-9，6-10，6-11，6-12，6-13數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院586.4 集成計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器6.4.1 異步二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS2901. .74LS290 的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作

39、原理在在74LS290的的封裝里包含著一個(gè)封裝里包含著一個(gè)模模2(2(二進(jìn)制二進(jìn)制) )計(jì)數(shù)器和一個(gè)計(jì)數(shù)器和一個(gè)模模5(5(五進(jìn)五進(jìn)制制) )計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 74LS290可分別用作可分別用作模模2 2計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器、模模5 5計(jì)數(shù)器或者計(jì)數(shù)器或者模模10(210(25)5)計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 通過不同的接法，通過不同的接法，74LS290可實(shí)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)8421BCD或或5421BCD模模1010計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院59 R01、R02叫做異步復(fù)位叫做異步復(fù)位( (清零清零)

40、 )端端, ,高電平有效高電平有效, ,R01、R02是是與與的關(guān)系。的關(guān)系。 S91、S92叫做異步置叫做異步置9端端，高電平有效高電平有效，S91、S92是是與與的關(guān)系。的關(guān)系。 計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)時(shí)，R01 R02 = 0，S91 S92 = 0。 T觸發(fā)器構(gòu)成模觸發(fā)器構(gòu)成模2計(jì)數(shù)器；阻塞反饋式異步計(jì)數(shù)器構(gòu)成模計(jì)數(shù)器；阻塞反饋式異步計(jì)數(shù)器構(gòu)成模5計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院60 R01、R02叫做異步復(fù)位叫做異步復(fù)位( (清零清零) )端端, ,高電平有效高電平有效, ,R01、R0

41、2是是與與的關(guān)系。的關(guān)系。 S91、S92叫做異步置叫做異步置9端端，高電平有效高電平有效，S91、S92是是與與的關(guān)系。的關(guān)系。 S91、S92比比R01、R02的優(yōu)先級(jí)高的優(yōu)先級(jí)高。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院6174LS290接成接成84218421BCD碼計(jì)數(shù)器碼計(jì)數(shù)器數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院6274LS290接成接成54215421BCD碼計(jì)數(shù)器碼計(jì)數(shù)器數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì)

42、第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院632. .用用74LS290 實(shí)現(xiàn)任意模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)任意模計(jì)數(shù)器將將“異步脈沖反饋復(fù)位法異步脈沖反饋復(fù)位法”運(yùn)用于運(yùn)用于74LS290的清零端，的清零端，可實(shí)現(xiàn)小于可實(shí)現(xiàn)小于1010的任意模計(jì)數(shù)器。的任意模計(jì)數(shù)器。將將“異步脈沖反饋置位法異步脈沖反饋置位法”運(yùn)用于運(yùn)用于74LS290的置的置9端，端，可實(shí)現(xiàn)小于可實(shí)現(xiàn)小于1010的任意模計(jì)數(shù)器。的任意模計(jì)數(shù)器?！爱惒矫}沖反饋復(fù)異步脈沖反饋復(fù)/ /置位法置位法”可用于可用于74LS290的的8421接接法和法和5421接法。接法。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與

43、設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院64【例例6.16.1】試用試用74LS290實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模6異步計(jì)數(shù)器，并指出毛刺異步計(jì)數(shù)器，并指出毛刺出現(xiàn)的位置。用異步清出現(xiàn)的位置。用異步清0法，法，8421BCD接法接法 。 毛刺出現(xiàn)在毛刺出現(xiàn)在QB 。 QDQCQBQA初態(tài)：初態(tài)：0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0末態(tài)：末態(tài)：0 1 0 1暫態(tài)：暫態(tài)：0 1 1 0初態(tài)：初態(tài)：0 0 0 0數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué)

44、信息科學(xué)學(xué)院65【例例6.16.1】試用試用74LS290實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模6異步計(jì)數(shù)器，并指出毛刺異步計(jì)數(shù)器，并指出毛刺出現(xiàn)的位置。用異步清出現(xiàn)的位置。用異步清0法，法，8421BCD接法接法 。 毛刺出現(xiàn)在毛刺出現(xiàn)在QB 。 QDQCQBQA初態(tài)：初態(tài)：0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0末態(tài)：末態(tài)：0 1 0 1暫態(tài)：暫態(tài)：0 1 1 0初態(tài)：初態(tài)：0 0 0 0異步異步清零清零法法 74LS290 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)模模 6( (8 8421421 碼碼) )計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器時(shí)序圖時(shí)序圖 0 0 0 0 CP QD QC QB QA R01.R020 0 0 1

45、0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院66【例例6.26.2】試用試用74LS290實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模6異步計(jì)數(shù)器，并指出毛刺異步計(jì)數(shù)器，并指出毛刺出現(xiàn)的位置。用異步置出現(xiàn)的位置。用異步置9法，法，5421接法。接法。負(fù)毛刺出現(xiàn)在負(fù)毛刺出現(xiàn)在QD。 QAQDQCQB初態(tài)：初態(tài)：1 1 0 0（9） 0 0 0 0（0） 0 0 0 1（1） 0 0 1 0（2） 0 0 1 1（3）末態(tài)：末態(tài)：0 1 0 0（4）暫態(tài)：

46、暫態(tài)：1 0 0 0（5）初態(tài)：初態(tài)：1 1 0 0（9）數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院67【例例6.26.2】試用試用74LS290實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模6異步計(jì)數(shù)器，并指出毛刺異步計(jì)數(shù)器，并指出毛刺出現(xiàn)的位置。用異步置出現(xiàn)的位置。用異步置9法，法，5421接法。接法。負(fù)毛刺出現(xiàn)在負(fù)毛刺出現(xiàn)在QD。 QAQDQCQB初態(tài)：初態(tài)：1 1 0 0（9） 0 0 0 0（0） 0 0 0 1（1） 0 0 1 0（2） 0 0 1 1（3）末態(tài)：末態(tài)：0 1 0 0（4）暫態(tài)：暫態(tài)：1 0 0 0（5）初態(tài)：初態(tài)：

47、1 1 0 0（9） 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 異步置異步置9法法74LS290實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模6( (5421碼碼) )計(jì)數(shù)器時(shí)序圖計(jì)數(shù)器時(shí)序圖 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院683. .74LS290 的級(jí)聯(lián)的級(jí)聯(lián)當(dāng)計(jì)數(shù)器的模當(dāng)計(jì)數(shù)器的模M大于大于1010時(shí)，需用將多片時(shí)，需用將多片74LS290級(jí)聯(lián)。級(jí)聯(lián)。（以下說明以兩片（以下說明以兩片74LS290級(jí)聯(lián)為例）級(jí)聯(lián)為例）“先反饋后級(jí)聯(lián)先反饋后級(jí)聯(lián)”

48、適用于適用于M可分解可分解為為M=M1M2( (M110, M210) )的形式的形式, ,且對(duì)整個(gè)計(jì)數(shù)器輸出編碼且對(duì)整個(gè)計(jì)數(shù)器輸出編碼無要求無要求的情況。的情況。級(jí)聯(lián)時(shí)要注意級(jí)聯(lián)時(shí)要注意3 3點(diǎn)：下級(jí)計(jì)數(shù)器向上級(jí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位信號(hào)點(diǎn)：下級(jí)計(jì)數(shù)器向上級(jí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位信號(hào)的產(chǎn)生；的產(chǎn)生；進(jìn)位信號(hào)進(jìn)位信號(hào)與上級(jí)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘與上級(jí)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘有效邊沿有效邊沿的配合；的配合；整個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)滿時(shí)計(jì)數(shù)值能否達(dá)到整個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)滿時(shí)計(jì)數(shù)值能否達(dá)到M上級(jí)上級(jí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器的復(fù)位復(fù)位動(dòng)作動(dòng)作必須必須與與下級(jí)下級(jí)計(jì)數(shù)器的復(fù)位動(dòng)作計(jì)數(shù)器的復(fù)位動(dòng)作同時(shí)同時(shí)發(fā)生。發(fā)生?！跋燃?jí)聯(lián)后反饋先級(jí)聯(lián)后反饋”適用于適用于M不能分解不能分解為為M=M

49、1M2的形式，的形式，或?qū)敵鼍幋a或?qū)敵鼍幋a有要求有要求的情況。的情況。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院69【例例6.36.3】試用試用74LS290實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)M=56計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 M=56=78, ,題目對(duì)整個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出編碼無要求故題目對(duì)整個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出編碼無要求故先反饋后級(jí)聯(lián)先反饋后級(jí)聯(lián)。 采用采用8421接法接法并用并用復(fù)位法復(fù)位法, ,則模則模7 7計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為0 06,6,暫態(tài)暫態(tài)為為7(0111)7(0111)；模；模8 8計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為0

50、 07,7,暫態(tài)為暫態(tài)為8(1000)8(1000)。 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院70【例例6.46.4】試用試用74LS290實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)M=56計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器, ,要求輸出要求輸出5421碼。碼。 題目要求整個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出編碼為題目要求整個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出編碼為54215421碼，故采用碼，故采用先級(jí)聯(lián)后反饋先級(jí)聯(lián)后反饋。 先將兩片先將兩片74LS290級(jí)聯(lián)構(gòu)成一個(gè)模級(jí)聯(lián)構(gòu)成一個(gè)模100的計(jì)數(shù)器。再采用的計(jì)數(shù)器。再采用復(fù)位法復(fù)位法, ,則模則模5656計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)為0 055,55

51、,暫態(tài)為暫態(tài)為56=(1000,1001)56=(1000,1001)5421BCD5421BCD。54215421碼輸出順序?yàn)椋捍a輸出順序?yàn)椋篞AQDQCQB數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院716.4.2 同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161/74LS1631. .74LS161/74LS163 的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理在在74LS161/163是一個(gè)是一個(gè)4位位二進(jìn)制二進(jìn)制 ( (模模16)16)同步同步計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 它們二者的差異在于：它們二者的差異在于：74LS161是是異

52、步異步清零清零,而而74LS163是是同步同步清零清零。 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸出端為：計(jì)數(shù)輸出端為：QDQCQBQA。QD是是最高最高有效位，有效位，QA是是最低最低有效位。有效位。 RCO QA QB QC QD P LD T CLR A B C D CLK 74LS161/163 74LS161/163 的邏輯符號(hào)的邏輯符號(hào) DCBA是對(duì)應(yīng)于是對(duì)應(yīng)于QDQCQBQA的數(shù)據(jù)輸入端。的數(shù)據(jù)輸入端。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院72 74LS163 的邏輯圖的邏輯圖 摘自摘自 TEXAS INSTRU

53、MENT 數(shù)據(jù)手冊數(shù)據(jù)手冊 LD RCO QA QB QC QD P LD T CLR A B C D CLK 74LS161/163 74LS161/163 的邏輯符號(hào)的邏輯符號(hào) RCO = TQDQCQBQA，它，它是是“進(jìn)位進(jìn)位” ” 信號(hào)。信號(hào)。 LD是是“置數(shù)置數(shù)”信號(hào)信號(hào), ,低有低有效效。 CLR是是“同步清零同步清零”信號(hào)信號(hào), ,低有效低有效。 時(shí)鐘時(shí)鐘CLK 上升沿上升沿有效有效。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院73 74LS163 的邏輯圖的邏輯圖 摘自摘自 TEXAS INSTR

54、UMENT 數(shù)據(jù)手冊數(shù)據(jù)手冊 LD RCO QA QB QC QD P LD T CLR A B C D CLK 74LS161/163 74LS161/163 的邏輯符號(hào)的邏輯符號(hào) RCO = TQDQCQBQA，它，它是是“進(jìn)位進(jìn)位” ” 信號(hào)。信號(hào)。 LD是是“置數(shù)置數(shù)”信號(hào)信號(hào), ,低有低有效效。 CLR是是“同步清零同步清零”信號(hào)信號(hào), ,低有效低有效。 P、T是是“允許計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)”信號(hào)信號(hào), ,高有效高有效。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院74 74LS163 的邏輯圖的邏輯圖 摘自摘自

55、TEXAS INSTRUMENT 數(shù)據(jù)手冊數(shù)據(jù)手冊 LD RCO QA QB QC QD P LD T CLR A B C D CLK 74LS161/163 74LS161/163 的邏輯符號(hào)的邏輯符號(hào) CLR 優(yōu)先級(jí)最高，優(yōu)先級(jí)最高，LD次次之，之，P、T優(yōu)先級(jí)最低優(yōu)先級(jí)最低。 LD是是“置數(shù)置數(shù)”信號(hào)信號(hào), ,低有低有效效。 CLR是是“同步清零同步清零”信號(hào)信號(hào), ,低有效低有效。 P、T是是“允許計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)”信號(hào)信號(hào), ,高有效高有效。數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院75 RCO QA QB

56、 QC QD P LD T CLR A B C D CLK 74LS161/163 74LS161/163 的邏輯符號(hào)的邏輯符號(hào) CLR 優(yōu)先級(jí)最高，優(yōu)先級(jí)最高，LD次次之，之，P、T優(yōu)先級(jí)最低優(yōu)先級(jí)最低。 LD是是“置數(shù)置數(shù)”信號(hào)信號(hào), ,低有低有效效。 CLR是是“同步清零同步清零”信號(hào)信號(hào), ,低有效低有效。 P、T是是“允許計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)”信號(hào)信號(hào), ,高有效高有效。 74LS163 的功能表的功能表 CLK CLR LD P T 功能功能 0 同步清同步清 0 1 0 同步預(yù)置同步預(yù)置 1 1 1 1 同步計(jì)數(shù)同步計(jì)數(shù) X 1 1 0 1 保持保持 X 1 1 0 0 保持且保持且 R

57、CO=0 74LS161 的功能表的功能表 CLK CLR LD P T 功能功能 X 0 異異步清步清 0 1 0 同步預(yù)置同步預(yù)置 1 1 1 1 同步計(jì)數(shù)同步計(jì)數(shù) X 1 1 0 1 保持保持 X 1 1 0 0 保持且保持且 RCO=0 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院76 74LS161 74LS163 74LS161/163 的時(shí)序圖的時(shí)序圖 數(shù)字電路數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院772. .利用利用74L

58、S161/74LS163 實(shí)現(xiàn)任意模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)任意模計(jì)數(shù)器(1)(1)清零法：清零法：【例例1 1】用用74LS161實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模5 5計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器，用清零（復(fù)位）法。器，用清零（復(fù)位）法。 異步脈沖反饋異步脈沖反饋復(fù)位復(fù)位法法用于用于74LS161 實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模 5 5 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 S0 S1 S2 S15 S5 S3 S4 74LS161是是“異步異步”復(fù)位復(fù)位，所以輸所以輸出出有有毛刺。毛刺。末態(tài)末態(tài)( (S4) )：0100暫態(tài)暫態(tài)( (S5) )：0101( (QDQCQBQA=0101) ) 初態(tài)初態(tài)( (S0) )：0000所以輸出毛刺出現(xiàn)在所以輸出毛刺出現(xiàn)在QA。數(shù)字電路數(shù)字電

59、路分析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院782. .利用利用74LS161/74LS163 實(shí)現(xiàn)任意模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)任意模計(jì)數(shù)器(1)(1)清零法：清零法：【例例1 1】用用74LS161實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模5 5計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器，用清零（復(fù)位）法。器，用清零（復(fù)位）法。 74LS161是是“異步異步”復(fù)位復(fù)位，所以輸所以輸出出有有毛刺。毛刺。末態(tài)末態(tài)( (S4) )：0100暫態(tài)暫態(tài)( (S5) )：0101( (QDQCQBQA=0101) ) 初態(tài)初態(tài)( (S0) )：0000所以輸出毛刺出現(xiàn)在所以輸出毛刺出現(xiàn)在QA。數(shù)字電路數(shù)字電路分

60、析與設(shè)計(jì)分析與設(shè)計(jì) 第第6章章 常用時(shí)序電路組件常用時(shí)序電路組件2022-5-3北京理工大學(xué) 信息科學(xué)學(xué)院792. .利用利用74LS161/74LS163 實(shí)現(xiàn)任意模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)任意模計(jì)數(shù)器(1)(1)清零法：清零法：【例例1 1】用用74LS161實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模5 5計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器，用清零（復(fù)位）法。器，用清零（復(fù)位）法。 74LS161是是“異步異步”復(fù)位復(fù)位，所以輸所以輸出出有有毛刺。毛刺。末態(tài)末態(tài)( (S4) )：0100暫態(tài)暫態(tài)( (S5) )：0101( (QDQCQBQA=0101) ) 初態(tài)初態(tài)( (S0) )：0000所以輸出毛刺出現(xiàn)在所以輸出毛刺出現(xiàn)在QA。CPQDQCQBQAC