高二物理競賽課件電路中強(qiáng)置位計(jì)數(shù)器(Resetting)

電路中強(qiáng)置位計(jì)數(shù)器

(Resetting)電路中強(qiáng)置位計(jì)數(shù)器

(Resetting)

設(shè)計(jì)這類電路時(shí)，先設(shè)計(jì)一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再加入強(qiáng)置位電路。假設(shè)起跳狀態(tài)為Sa，則有：⑴在沒有出現(xiàn)Sa+1時(shí)，不影響二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律，強(qiáng)置位的邏輯電平為無效。⑵在出現(xiàn)Sa+1時(shí)，強(qiáng)置位電平有效，從而對預(yù)定的某些位觸發(fā)器實(shí)行預(yù)定的強(qiáng)置置位或復(fù)位。

第a拍狀態(tài)為Sa

強(qiáng)置位電平無效

第a+1拍狀態(tài)為Sa+1強(qiáng)置位電平有效

第a+2拍狀態(tài)為Sa+K+2

強(qiáng)置位電平無效

狀態(tài)為Sa+K+1

強(qiáng)置位電平無效計(jì)數(shù)器的跳躍過程如下：

六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)間圖初態(tài)Q3Q2Q1=S0(000)

電路在時(shí)鐘脈沖序列CLK作用下，將在S1

至S6

中循環(huán)，電路的起跳狀態(tài)為

S6(110)，跳過的狀態(tài)為S7、S0。1234567891011121314151617CLKQ1Q2Q3GCOS0S1S2S3S4S5S6S7S1S2S3S4S5S6S7S1S2S3S4S5GCO=Q3Q2Q1強(qiáng)置位計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)3.4.1.5預(yù)置位計(jì)數(shù)器(Presetting)

預(yù)置位計(jì)數(shù)器是在起跳狀態(tài)Sa

(而不是Sa+1)出現(xiàn)以后就預(yù)先做好跳越的準(zhǔn)備，使之在下一拍時(shí)鐘有效沿到達(dá)時(shí)通過預(yù)置有關(guān)的觸發(fā)器數(shù)據(jù)端輸入，使計(jì)數(shù)器立即進(jìn)入Sa+K+1狀態(tài)。這樣就可以避免強(qiáng)置位電路的缺點(diǎn)。

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，先設(shè)計(jì)一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再加入預(yù)置位電路。假設(shè)起跳狀態(tài)為Sa

，則有：⑴在沒有出現(xiàn)Sa

時(shí)，不影響二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律，預(yù)置位電平無效。⑵在出現(xiàn)Sa

時(shí)，預(yù)置位電平有效，使預(yù)定的某些位觸發(fā)器數(shù)據(jù)端加上預(yù)置數(shù)(1或0)，則在下一拍時(shí)鐘有效沿到達(dá)時(shí)，該觸發(fā)器處于Sa+K+1的對應(yīng)位中的狀態(tài)。預(yù)置位電路跳越過程如下：預(yù)置位電平的確定：

可逐位比較計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器在正常計(jì)數(shù)狀態(tài)和跳越后的狀態(tài)中的差異，有些不需改變，有些則要預(yù)置1或0。

第a-1拍狀態(tài)為Sa-1預(yù)置位電平無效第a拍狀態(tài)為Sa

預(yù)置位電平有效

第a+1拍狀態(tài)為Sa+K+1預(yù)置位電平無效

設(shè)預(yù)置位電平為MY（高電平），則進(jìn)行1的預(yù)置時(shí)有：

Di=(Qi-1?Qi-2?···?Q1)⊕Qi+MY進(jìn)行0的預(yù)置時(shí)有：

Di=(Qi-1?Qi-2?···?Q1)⊕Qi

?MY例用預(yù)置位法設(shè)計(jì)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。六進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖000S0001S1010S2011S3100S4101S5例用預(yù)置位法設(shè)計(jì)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用三個(gè)D觸發(fā)器Q3、Q2、Q1構(gòu)成模8加1計(jì)數(shù)器CLRD1Q1/Q1D2Q2D3Q3CLKCLR&&QQCLRCLK∧DQQCLRCLK∧DQQCLK∧D&=1Q3Q1Q1Q2Q2=1例用預(yù)置位法設(shè)計(jì)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。六進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖起跳狀態(tài)：Sa=S5(101)000S0001S1010S2011S3100S4101S5預(yù)置位電路：MY=Q3Q1

MY=Q3Q1由于Sa+1=S6(110)

Sa+K+1=S0(000)因此要對D3

，D2進(jìn)行預(yù)置：

D2=(Q1⊕

Q2)?

MY

D3=((Q2

Q1)⊕

Q3)?

MY用D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的預(yù)置位計(jì)數(shù)器Q3Q1MY&CLRD1Q1/Q1D2Q2D3Q3CLKCLR&=1Q3Q1Q1Q2Q2&=1&QQCLRCLK∧DQQCLRCLK∧DQQCLK∧D用D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的預(yù)置位計(jì)數(shù)器的時(shí)間圖S0S1S2S3S4S5S0S1S2S3S4S5S0S1S2S3S412345678910111213141516CLKQ1Q2Q3MYD1D2D3例用修正式方法設(shè)計(jì)的模6計(jì)數(shù)器。QQCLRCLK∧D1DQ1/Q1QQCLRCLK∧D2DQ2QQCLRCLK∧D3DQ3CLKCLR≥1≥1&Q3/Q3Q1/Q1Q2&&Q2/Q3Q1/Q1/Q2&由預(yù)置位法得到：MY=Q3Q1D1=Q1D2