第5章時(shí)序邏輯電路的概述

1、數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)12.4.1 時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 按照邏輯功能和電路組成的不同特點(diǎn)常常把數(shù)字電路分成兩按照邏輯功能和電路組成的不同特點(diǎn)常常把數(shù)字電路分成兩大類，一類是在第大類，一類是在第11章已經(jīng)介紹的組合邏輯電路，還有一類就是章已經(jīng)介紹的組合邏輯電路，還有一類就是本章著重學(xué)習(xí)的時(shí)序邏輯電路。本章著重學(xué)習(xí)的時(shí)序邏輯電路。 在數(shù)字電路中，凡是任一時(shí)刻的穩(wěn)定輸出不僅決定于該時(shí)刻的在數(shù)字電路中，凡是任一時(shí)刻的穩(wěn)定輸出不僅決定于該時(shí)刻的輸入，而且還和電路原來(lái)狀態(tài)有關(guān)者，都叫做時(shí)序邏輯電路，簡(jiǎn)輸入，而且還和電路原來(lái)狀態(tài)有關(guān)者，都叫做時(shí)序邏輯電路，簡(jiǎn)稱時(shí)序電路。稱時(shí)序

2、電路。 時(shí)序電路的狀態(tài)是靠具有存儲(chǔ)功能的觸發(fā)器所組成的存儲(chǔ)電時(shí)序電路的狀態(tài)是靠具有存儲(chǔ)功能的觸發(fā)器所組成的存儲(chǔ)電路來(lái)記憶和表征的，所以，從電路組成來(lái)看時(shí)序電路一定包含有路來(lái)記憶和表征的，所以，從電路組成來(lái)看時(shí)序電路一定包含有觸發(fā)器。存儲(chǔ)電路的輸出狀態(tài)反饋到組合電路的輸入端，與輸入觸發(fā)器。存儲(chǔ)電路的輸出狀態(tài)反饋到組合電路的輸入端，與輸入信號(hào)一起，共同決定組合邏輯電路的輸出。它的結(jié)構(gòu)示意圖信號(hào)一起，共同決定組合邏輯電路的輸出。它的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖見(jiàn)圖5.18。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 在圖在圖5.18所示的時(shí)序電路示意框圖中，所示的時(shí)序電路示意框圖中，X1Xi為時(shí)序電路的輸為時(shí)序電路的輸入端，入端，

3、Z1 Zj為時(shí)序電路的輸出端，為時(shí)序電路的輸出端，Y1Ym為存儲(chǔ)電路的驅(qū)動(dòng)輸為存儲(chǔ)電路的驅(qū)動(dòng)輸入端（又稱為激勵(lì)輸入端），入端（又稱為激勵(lì)輸入端），Q1Qk為存儲(chǔ)電路的狀態(tài)。為存儲(chǔ)電路的狀態(tài)。時(shí)序邏輯電路具有如下特點(diǎn)：時(shí)序邏輯電路具有如下特點(diǎn)： （1）功能上電路的輸出狀態(tài)不僅與即刻輸入變量的狀態(tài)有關(guān)，）功能上電路的輸出狀態(tài)不僅與即刻輸入變量的狀態(tài)有關(guān)，而且與系統(tǒng)原先的狀態(tài)有關(guān)。而且與系統(tǒng)原先的狀態(tài)有關(guān)。 組合電路 存儲(chǔ)電路 X1 Xi Z1 Zj Q1 Qk Y1 Ym 輸入 輸出 圖圖5.18 時(shí)序邏輯電路結(jié)構(gòu)框圖時(shí)序邏輯電路結(jié)構(gòu)框圖數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) （2）結(jié)構(gòu)上由組合電路和存儲(chǔ)電路（

4、記憶單元）組成，其中存）結(jié)構(gòu)上由組合電路和存儲(chǔ)電路（記憶單元）組成，其中存儲(chǔ)電路一般由觸發(fā)器構(gòu)成。儲(chǔ)電路一般由觸發(fā)器構(gòu)成。 （3）“狀態(tài)狀態(tài)”的概念十分重要。存儲(chǔ)電路當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)，稱的概念十分重要。存儲(chǔ)電路當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)，稱為為“現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)”或或“原態(tài)原態(tài)”；下一時(shí)刻的狀態(tài)，稱為；下一時(shí)刻的狀態(tài)，稱為“次態(tài)次態(tài)”或或“新新態(tài)態(tài)”。 上面講的是時(shí)序邏輯電路的完整框圖，以后還會(huì)看到，在有上面講的是時(shí)序邏輯電路的完整框圖，以后還會(huì)看到，在有些具體的時(shí)序電路中，并不都具備些具體的時(shí)序電路中，并不都具備如圖如圖5.18所示的完整形式。例所示的完整形式。例如，有的時(shí)序電路中沒(méi)有組合電路部分，有的時(shí)序電路又

5、可能沒(méi)如，有的時(shí)序電路中沒(méi)有組合電路部分，有的時(shí)序電路又可能沒(méi)有輸入邏輯變量，或者不存在獨(dú)立設(shè)置的輸出，而以電路的狀態(tài)有輸入邏輯變量，或者不存在獨(dú)立設(shè)置的輸出，而以電路的狀態(tài)直接作為輸出。但它們?cè)谶壿嫻δ苌先跃哂袝r(shí)序電路的基本特征。直接作為輸出。但它們?cè)谶壿嫻δ苌先跃哂袝r(shí)序電路的基本特征。 例如電子表，當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)是例如電子表，當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)是11:25:31（11時(shí)時(shí)25分分31秒），秒），在秒脈沖的作用下，下一時(shí)刻的狀態(tài)是在秒脈沖的作用下，下一時(shí)刻的狀態(tài)是11:25:32（11時(shí)時(shí)25分分32秒）。秒）。 它由具有它由具有“記憶記憶”功能的功能的“存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)電路”記住計(jì)時(shí)電路當(dāng)前時(shí)刻記

6、住計(jì)時(shí)電路當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)，并產(chǎn)生下一時(shí)刻的狀態(tài)。的狀態(tài)，并產(chǎn)生下一時(shí)刻的狀態(tài)。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)12.4.2 時(shí)序邏輯電路的分類時(shí)序邏輯電路的分類 按電路中觸發(fā)器狀態(tài)變化是否同步可分為同步時(shí)序電路和異按電路中觸發(fā)器狀態(tài)變化是否同步可分為同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路。步時(shí)序電路。 （1）同步時(shí)序電路：電路狀態(tài)改變時(shí)，電路中要更新?tīng)顟B(tài)的）同步時(shí)序電路：電路狀態(tài)改變時(shí)，電路中要更新?tīng)顟B(tài)的觸發(fā)器是同步翻轉(zhuǎn)的。因?yàn)樵谶@種時(shí)序電路中，其狀態(tài)的改變受觸發(fā)器是同步翻轉(zhuǎn)的。因?yàn)樵谶@種時(shí)序電路中，其狀態(tài)的改變受同一個(gè)時(shí)鐘脈沖控制，各個(gè)觸發(fā)器的同一個(gè)時(shí)鐘脈沖控制，各個(gè)觸發(fā)器的CP信號(hào)都是輸入時(shí)鐘脈沖。信號(hào)都是輸

7、入時(shí)鐘脈沖。 （2）異步時(shí)序電路：電路狀態(tài)改變時(shí)，電路中要更新?tīng)顟B(tài)的）異步時(shí)序電路：電路狀態(tài)改變時(shí)，電路中要更新?tīng)顟B(tài)的觸發(fā)器，有的先翻轉(zhuǎn)，有的后翻轉(zhuǎn)，是異步進(jìn)行的。因?yàn)樵谶@種觸發(fā)器，有的先翻轉(zhuǎn)，有的后翻轉(zhuǎn)，是異步進(jìn)行的。因?yàn)樵谶@種時(shí)序電路中，有的觸發(fā)器，其時(shí)序電路中，有的觸發(fā)器，其CP信號(hào)就是輸入時(shí)鐘脈沖，有的觸信號(hào)就是輸入時(shí)鐘脈沖，有的觸發(fā)器則不是，而是其它觸發(fā)器的輸出。發(fā)器則不是，而是其它觸發(fā)器的輸出。 按邏輯功能劃分有計(jì)數(shù)器、寄存器、移位寄存器、讀按邏輯功能劃分有計(jì)數(shù)器、寄存器、移位寄存器、讀/寫存儲(chǔ)寫存儲(chǔ)器、順序脈沖發(fā)生器等。在科研、生產(chǎn)和生活中，完成各種各樣器、順序脈沖發(fā)生器等。在科

8、研、生產(chǎn)和生活中，完成各種各樣操作的時(shí)序邏輯電路是千變?nèi)f化的，這里提到的只是幾種比較典操作的時(shí)序邏輯電路是千變?nèi)f化的，這里提到的只是幾種比較典型的電路。型的電路。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)12.4.3 時(shí)序邏輯電路功能的描述方法時(shí)序邏輯電路功能的描述方法 時(shí)序電路功能的描述方法和上一章講的觸發(fā)器有一些相似，時(shí)序電路功能的描述方法和上一章講的觸發(fā)器有一些相似，但這里的描述對(duì)象考慮的是整個(gè)時(shí)序電路。但這里的描述對(duì)象考慮的是整個(gè)時(shí)序電路。 1邏輯方程式 時(shí)序電路的邏輯功能可以用輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程和狀態(tài)方程時(shí)序電路的邏輯功能可以用輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程和狀態(tài)方程全面描述。因此，只要能寫出給定邏輯電路的這三個(gè)

9、方程，它的全面描述。因此，只要能寫出給定邏輯電路的這三個(gè)方程，它的邏輯功能也就表示清楚了。根據(jù)這三個(gè)方程，就能夠求得在任何邏輯功能也就表示清楚了。根據(jù)這三個(gè)方程，就能夠求得在任何給定輸入變量狀態(tài)和電路狀態(tài)下電路的次態(tài)和輸出。給定輸入變量狀態(tài)和電路狀態(tài)下電路的次態(tài)和輸出。 2狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 從理論上講，有了驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程和輸出方程以后，時(shí)從理論上講，有了驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程和輸出方程以后，時(shí)序電路的邏輯功能就已經(jīng)描述清楚了。但從這一組方程式中還不序電路的邏輯功能就已經(jīng)描述清楚了。但從這一組方程式中還不能獲得電路邏輯功能的完整印象。這主要是由于電路每一時(shí)刻的能獲得電路邏輯功能的完整印象。這主要是由于

10、電路每一時(shí)刻的狀態(tài)都和電路的歷史情況有關(guān)的緣故。由此可以想到，如果把電狀態(tài)都和電路的歷史情況有關(guān)的緣故。由此可以想到，如果把電數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)路在一系列時(shí)鐘信號(hào)作用下?tīng)顟B(tài)轉(zhuǎn)換的全部過(guò)程找出來(lái)，則電路路在一系列時(shí)鐘信號(hào)作用下?tīng)顟B(tài)轉(zhuǎn)換的全部過(guò)程找出來(lái)，則電路的邏輯功能便可一目了然了。的邏輯功能便可一目了然了。 若將任何一組輸入變量及電路初態(tài)的取值代入狀態(tài)方程和輸若將任何一組輸入變量及電路初態(tài)的取值代入狀態(tài)方程和輸出方程，即可算得電路次態(tài)和輸出值；以得到的次態(tài)作為新的初出方程，即可算得電路次態(tài)和輸出值；以得到的次態(tài)作為新的初態(tài)，和這時(shí)的輸入變量取值一起，再代入狀態(tài)方程和輸出方程進(jìn)態(tài)，和這時(shí)的

11、輸入變量取值一起，再代入狀態(tài)方程和輸出方程進(jìn)行計(jì)算，又可得到一組新的次態(tài)和輸出值。如此繼續(xù)，將結(jié)果列行計(jì)算，又可得到一組新的次態(tài)和輸出值。如此繼續(xù)，將結(jié)果列為真值表形式，便得到狀態(tài)轉(zhuǎn)換表（也稱狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表）。為真值表形式，便得到狀態(tài)轉(zhuǎn)換表（也稱狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表）。3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 為了以更加形象的方式立體地表示出時(shí)序電路的邏輯功能，為了以更加形象的方式立體地表示出時(shí)序電路的邏輯功能，有時(shí)還進(jìn)一步把狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的內(nèi)容表示成狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的形式。它有時(shí)還進(jìn)一步把狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的內(nèi)容表示成狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的形式。它比狀態(tài)表更為清晰、直觀地描述了同步時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)變化。比狀態(tài)表更為清晰、直觀地描述了同步時(shí)序邏輯電路的

12、狀態(tài)變化。在狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中以圓圈表示電路的各個(gè)狀態(tài)，以箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)在狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中以圓圈表示電路的各個(gè)狀態(tài)，以箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向。同時(shí)，還在箭頭旁注明狀態(tài)轉(zhuǎn)換前的輸入變量取值和換的方向。同時(shí)，還在箭頭旁注明狀態(tài)轉(zhuǎn)換前的輸入變量取值和輸出值。通常將輸入變量取值寫在斜線以上，將輸出值寫在斜線輸出值。通常將輸入變量取值寫在斜線以上，將輸出值寫在斜線數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)以下。以下。4時(shí)序圖 為便于用實(shí)驗(yàn)觀察的方法檢查時(shí)序電路的邏輯功能，還可以為便于用實(shí)驗(yàn)觀察的方法檢查時(shí)序電路的邏輯功能，還可以將狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的內(nèi)容畫成時(shí)間波形的形式。在時(shí)鐘脈沖序列作用將狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的內(nèi)容畫成時(shí)間波形的形式。在時(shí)鐘脈沖

13、序列作用下，電路狀態(tài)、輸出狀態(tài)隨時(shí)間變化的波形圖叫做時(shí)序圖。下，電路狀態(tài)、輸出狀態(tài)隨時(shí)間變化的波形圖叫做時(shí)序圖。 由于這三種方法和方程組一樣，都可以用來(lái)描述同一個(gè)時(shí)序由于這三種方法和方程組一樣，都可以用來(lái)描述同一個(gè)時(shí)序電路的邏輯功能，所以它們之間可以互相轉(zhuǎn)換。電路的邏輯功能，所以它們之間可以互相轉(zhuǎn)換。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 所謂時(shí)序邏輯電路的分析，就是根據(jù)已知的時(shí)序電路找出該所謂時(shí)序邏輯電路的分析，就是根據(jù)已知的時(shí)序電路找出該電路所實(shí)現(xiàn)的邏輯功能。具體地講，就是要求找出電路的狀態(tài)和電路所實(shí)現(xiàn)的邏輯功能。具體地講，就是要求找出電路的狀態(tài)和輸出的狀態(tài)在輸入變量和時(shí)鐘信號(hào)作用下的變化規(guī)律。給定的是

14、輸出的狀態(tài)在輸入變量和時(shí)鐘信號(hào)作用下的變化規(guī)律。給定的是時(shí)序邏輯電路，待求的是狀態(tài)表、狀態(tài)圖和時(shí)序圖。時(shí)序邏輯電路，待求的是狀態(tài)表、狀態(tài)圖和時(shí)序圖。 圖圖5.19中給出了分析時(shí)序電路的一般過(guò)程。通常有兩種方法：中給出了分析時(shí)序電路的一般過(guò)程。通常有兩種方法：直觀分析法與狀態(tài)方程分析法。直觀分析法與狀態(tài)方程分析法。 如果該電路的連線簡(jiǎn)單且規(guī)律性強(qiáng)，無(wú)須用狀態(tài)方程分析法如果該電路的連線簡(jiǎn)單且規(guī)律性強(qiáng)，無(wú)須用狀態(tài)方程分析法進(jìn)行分析，只需作簡(jiǎn)單的觀察與推斷就可畫出時(shí)序波形圖或狀態(tài)進(jìn)行分析，只需作簡(jiǎn)單的觀察與推斷就可畫出時(shí)序波形圖或狀態(tài)圖，該分析方法稱為圖，該分析方法稱為“直觀分析法直觀分析法”。 狀態(tài)

15、方程分析法是一種系統(tǒng)規(guī)范的通用方法，要對(duì)電路列方狀態(tài)方程分析法是一種系統(tǒng)規(guī)范的通用方法，要對(duì)電路列方程演算，原則上適用于所有時(shí)序邏輯電路。程演算，原則上適用于所有時(shí)序邏輯電路。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 本節(jié)重點(diǎn)介紹狀態(tài)方程分析法。同步時(shí)序電路中所有觸發(fā)器本節(jié)重點(diǎn)介紹狀態(tài)方程分析法。同步時(shí)序電路中所有觸發(fā)器都是在同一個(gè)時(shí)鐘脈沖作用下的，其分析方法比較簡(jiǎn)單。在分析都是在同一個(gè)時(shí)鐘脈沖作用下的，其分析方法比較簡(jiǎn)單。在分析時(shí)序電路時(shí)，應(yīng)設(shè)法寫出電路的三種方程，找出該時(shí)序電路所對(duì)時(shí)序電路時(shí)，應(yīng)設(shè)法寫出電路的三種方程，找出該時(shí)序電路所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)表和狀態(tài)圖。具體可按如下步驟進(jìn)行分析：應(yīng)的狀態(tài)表和狀態(tài)圖。具體

16、可按如下步驟進(jìn)行分析： （1）根據(jù)給定的時(shí)序電路，寫出電路的輸出方程。）根據(jù)給定的時(shí)序電路，寫出電路的輸出方程。 （2）寫出每個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程，也就是各觸發(fā)器的輸入信）寫出每個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程，也就是各觸發(fā)器的輸入信號(hào)（激勵(lì)）的邏輯表達(dá)式。號(hào)（激勵(lì)）的邏輯表達(dá)式。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)圖圖5.19 時(shí)序邏輯電路分析的一般過(guò)程時(shí)序邏輯電路分析的一般過(guò)程 （3）將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特征方程，得到每個(gè)觸發(fā)器）將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特征方程，得到每個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)方程。的狀態(tài)方程。 （4）根據(jù)上述方程，求出該時(shí)序電路相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)表。方法是：）根據(jù)上述方程，求出該時(shí)序電路相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)表。方法

17、是：設(shè)定電路的現(xiàn)態(tài)為某初態(tài)，代入上述觸發(fā)器的狀態(tài)方程和輸出方設(shè)定電路的現(xiàn)態(tài)為某初態(tài)，代入上述觸發(fā)器的狀態(tài)方程和輸出方程中進(jìn)行計(jì)算，得到次態(tài)，再將它作為現(xiàn)態(tài)代入上述方程，將得程中進(jìn)行計(jì)算，得到次態(tài)，再將它作為現(xiàn)態(tài)代入上述方程，將得數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)到下一個(gè)狀態(tài)，這樣反復(fù)由現(xiàn)態(tài)推算得次態(tài)，寫出狀態(tài)圖或時(shí)序到下一個(gè)狀態(tài)，這樣反復(fù)由現(xiàn)態(tài)推算得次態(tài)，寫出狀態(tài)圖或時(shí)序圖，以便直觀地表示該時(shí)序電路的邏輯功能。圖，以便直觀地表示該時(shí)序電路的邏輯功能。 （5）若電路中存在著無(wú)效狀態(tài)（即電路未使用的狀態(tài)）應(yīng)檢查）若電路中存在著無(wú)效狀態(tài)（即電路未使用的狀態(tài)）應(yīng)檢查電路能否自啟動(dòng)。電路能否自啟動(dòng)。 （6）文字?jǐn)?/p>

18、述該時(shí)序電路的邏輯功能。）文字?jǐn)⑹鲈摃r(shí)序電路的邏輯功能。 需要說(shuō)明的是，上述步驟不是必須執(zhí)行的固定程序，實(shí)際應(yīng)需要說(shuō)明的是，上述步驟不是必須執(zhí)行的固定程序，實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)題目要求或具體情況加以取舍。下面舉例說(shuō)明。用中可根據(jù)題目要求或具體情況加以取舍。下面舉例說(shuō)明。【例例5.5】試試分析圖分析圖5.20所示時(shí)序電路，畫出狀態(tài)圖和時(shí)序圖。所示時(shí)序電路，畫出狀態(tài)圖和時(shí)序圖。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)圖圖5.20 例例5.5的邏輯電路圖的邏輯電路圖解：由于解：由于 210CPCPCPCP電路。對(duì)于同步時(shí)序電路各個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)是相同的，都是電路。對(duì)于同步時(shí)序電路各個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)是相同的，都是輸入

19、輸入CP脈沖。觸發(fā)器都接至同一個(gè)時(shí)鐘脈沖源脈沖。觸發(fā)器都接至同一個(gè)時(shí)鐘脈沖源CP，所以各觸發(fā)，所以各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程可以不寫。器的時(shí)鐘方程可以不寫。（1）寫出輸出方程為）寫出輸出方程為，可見(jiàn)圖可見(jiàn)圖5.20所示是一個(gè)同步時(shí)序所示是一個(gè)同步時(shí)序12nnZQ Q數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)寫出驅(qū)動(dòng)方程為寫出驅(qū)動(dòng)方程為212110100202 nnnnnnJQKQJQKQJQKQ122222121211111110101010000020202nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnQJ QK QQ QQ QQQJ QK QQ QQ QQQJ QK QQ QQ QQ121110102nnnnnn

20、QQQQQQ（2）寫出）寫出JK觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程 1nnnQJQKQ方程代入方程代入JK觸發(fā)器的特性方程，得到各觸發(fā)器的狀態(tài)方程觸發(fā)器的特性方程，得到各觸發(fā)器的狀態(tài)方程，然后將各驅(qū)動(dòng)，然后將各驅(qū)動(dòng)12nnZQ Q數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)（3）由方程組計(jì)算出狀態(tài)表。設(shè)電路的現(xiàn)態(tài)為）由方程組計(jì)算出狀態(tài)表。設(shè)電路的現(xiàn)態(tài)為 210 000nnnQ Q Qa， 代入上述觸發(fā)器的次態(tài)方程和輸出方程中進(jìn)行計(jì)算，得到次態(tài)為代入上述觸發(fā)器的次態(tài)方程和輸出方程中進(jìn)行計(jì)算，得到次態(tài)為001，再將它作為現(xiàn)態(tài)代入上述方程，將得到下一個(gè)狀態(tài)，這樣，再將它作為現(xiàn)態(tài)代入上述方程，將得到下一個(gè)狀態(tài)，這樣，反復(fù)由

21、現(xiàn)態(tài)推算得次態(tài)，得到電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表反復(fù)由現(xiàn)態(tài)推算得次態(tài)，得到電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表如表5.8所示。所示。 數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)（4）根據(jù)表根據(jù)表5.8所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表加以整理，可得電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表加以整理，可得電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圖如圖如圖5.21所示。所示。 /0 /0 /0 /0 （a）有效循環(huán) 010 101 （b）無(wú)效循環(huán) /0 /1 210nnnQ Q Q 000 001 011 /1 /0 100 110 111 /Z 圖圖5.21 電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 （5）關(guān)于狀態(tài)圖還需要說(shuō)明。本電路用了）關(guān)于狀態(tài)圖還需要說(shuō)明。本電路用了3個(gè)觸發(fā)器，電路應(yīng)個(gè)觸發(fā)器，電路應(yīng)

22、該有該有2n=23=8（n為觸發(fā)器數(shù)目）個(gè)狀態(tài)。從狀態(tài)圖中可以看出，為觸發(fā)器數(shù)目）個(gè)狀態(tài)。從狀態(tài)圖中可以看出，電路只有效使用了電路只有效使用了6個(gè)狀態(tài)，個(gè)狀態(tài)，000、001、011、111、110、100，這這6個(gè)狀態(tài)稱為有效狀態(tài)。電路在個(gè)狀態(tài)稱為有效狀態(tài)。電路在CP控制脈沖作用下，正常工作控制脈沖作用下，正常工作時(shí)是在有效狀態(tài)之間的循環(huán)，稱為有效循環(huán)。時(shí)是在有效狀態(tài)之間的循環(huán)，稱為有效循環(huán)。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 該電路還有兩個(gè)狀態(tài)，該電路還有兩個(gè)狀態(tài)，101、010沒(méi)有使用，這兩個(gè)狀態(tài)稱為沒(méi)有使用，這兩個(gè)狀態(tài)稱為無(wú)效狀態(tài)。電路在無(wú)效狀態(tài)。電路在CP脈沖作用下，在無(wú)效狀態(tài)之間的循環(huán)，稱為

23、脈沖作用下，在無(wú)效狀態(tài)之間的循環(huán)，稱為無(wú)效循環(huán)。無(wú)效循環(huán)。 所謂電路能夠自啟動(dòng)，就是當(dāng)電源接通或者由于干擾信號(hào)的影所謂電路能夠自啟動(dòng)，就是當(dāng)電源接通或者由于干擾信號(hào)的影響，電路進(jìn)入到了無(wú)效狀態(tài)時(shí)，在響，電路進(jìn)入到了無(wú)效狀態(tài)時(shí)，在CP控制脈沖作用下，電路能夠控制脈沖作用下，電路能夠進(jìn)入到有效循環(huán)，則稱電路能夠自啟動(dòng)。否則，電路就不能夠自進(jìn)入到有效循環(huán)，則稱電路能夠自啟動(dòng)。否則，電路就不能夠自啟動(dòng)，本例就是這樣。后面我們將學(xué)習(xí)如何實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)。啟動(dòng)，本例就是這樣。后面我們將學(xué)習(xí)如何實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)。 （6）畫出時(shí)序波形圖。）畫出時(shí)序波形圖。如圖如圖5.22所示。所示。 CP Q0 Q1 Q2 Z 圖圖5.

24、22 例例5.5電路的時(shí)序波形圖電路的時(shí)序波形圖數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) （7）邏輯功能分析。由該例的狀態(tài)圖就可看出，有效循環(huán)的）邏輯功能分析。由該例的狀態(tài)圖就可看出，有效循環(huán)的6個(gè)狀態(tài)分別是個(gè)狀態(tài)分別是05這這6個(gè)十進(jìn)制數(shù)字的格雷碼，并且在時(shí)鐘脈沖個(gè)十進(jìn)制數(shù)字的格雷碼，并且在時(shí)鐘脈沖CP的作用下，這的作用下，這6個(gè)狀態(tài)是按遞增規(guī)律變化的，即：個(gè)狀態(tài)是按遞增規(guī)律變化的，即：000001011111110100000所以這是一個(gè)用格雷所以這是一個(gè)用格雷碼表示的六進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。當(dāng)對(duì)第碼表示的六進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。當(dāng)對(duì)第6個(gè)脈沖計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器個(gè)脈沖計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器又重新從又重新從000開(kāi)始計(jì)數(shù)，

25、并產(chǎn)生輸出開(kāi)始計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生輸出Z1。 上述對(duì)時(shí)序電路的分析步驟不是一成不變的，可根據(jù)電路的上述對(duì)時(shí)序電路的分析步驟不是一成不變的，可根據(jù)電路的繁簡(jiǎn)情況、題目要求和分析者的熟悉程度進(jìn)行取舍。繁簡(jiǎn)情況、題目要求和分析者的熟悉程度進(jìn)行取舍。 此外，由于異步時(shí)序電路的狀態(tài)方程分析過(guò)程比較繁瑣，不此外，由于異步時(shí)序電路的狀態(tài)方程分析過(guò)程比較繁瑣，不作介紹。本章在隨后對(duì)簡(jiǎn)單異步時(shí)序電路僅用直觀分析法給予介作介紹。本章在隨后對(duì)簡(jiǎn)單異步時(shí)序電路僅用直觀分析法給予介紹。紹。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 人們?cè)诠ぷ鳌⑸睢W(xué)習(xí)與生產(chǎn)科研中，到處都遇到計(jì)數(shù)問(wèn)人們?cè)诠ぷ?、生活、學(xué)習(xí)與生產(chǎn)科研中，到處都遇到計(jì)數(shù)問(wèn)題，完成計(jì)

26、數(shù)功能的設(shè)備叫計(jì)數(shù)器，廣義地講，一切能夠完成計(jì)題，完成計(jì)數(shù)功能的設(shè)備叫計(jì)數(shù)器，廣義地講，一切能夠完成計(jì)數(shù)工作的設(shè)備都是計(jì)數(shù)器，算盤是計(jì)數(shù)器，里程表是計(jì)數(shù)器，鐘數(shù)工作的設(shè)備都是計(jì)數(shù)器，算盤是計(jì)數(shù)器，里程表是計(jì)數(shù)器，鐘表是計(jì)數(shù)器，我們要講的是數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)器電路。在數(shù)字電表是計(jì)數(shù)器，我們要講的是數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)器電路。在數(shù)字電路中，把記憶輸入路中，把記憶輸入CP脈沖個(gè)數(shù)的操作叫做計(jì)數(shù)，能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)操作脈沖個(gè)數(shù)的操作叫做計(jì)數(shù)，能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)操作的電子電路稱為計(jì)數(shù)器。它的主要特點(diǎn)是：的電子電路稱為計(jì)數(shù)器。它的主要特點(diǎn)是： （1）一般地說(shuō)，這種計(jì)數(shù)器除了輸入計(jì)數(shù)脈沖）一般地說(shuō)，這種計(jì)數(shù)器除了輸入計(jì)數(shù)脈沖CP

27、信號(hào)之外，信號(hào)之外，很少有另外的輸入信號(hào)，其輸出通常也都是現(xiàn)態(tài)的函數(shù)。輸入計(jì)很少有另外的輸入信號(hào)，其輸出通常也都是現(xiàn)態(tài)的函數(shù)。輸入計(jì)數(shù)脈沖數(shù)脈沖CP是當(dāng)作觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)待的。是當(dāng)作觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)待的。 （2）從電路組成看，其主要組成單元是時(shí)鐘觸發(fā)器。）從電路組成看，其主要組成單元是時(shí)鐘觸發(fā)器。 計(jì)數(shù)器的種類有很多，按照時(shí)鐘脈沖信號(hào)的特點(diǎn)分為同步計(jì)計(jì)數(shù)器的種類有很多，按照時(shí)鐘脈沖信號(hào)的特點(diǎn)分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器兩大類，其數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器兩大類，其 數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)中同步計(jì)數(shù)中構(gòu)成計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器在同一個(gè)時(shí)刻進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，中同步計(jì)數(shù)中構(gòu)成計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器在同一個(gè)時(shí)刻進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，其

28、時(shí)鐘輸入端全連在一起；異步計(jì)數(shù)器即構(gòu)成計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器的其時(shí)鐘輸入端全連在一起；異步計(jì)數(shù)器即構(gòu)成計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入時(shí)鐘輸入CP沒(méi)有連在一起，各個(gè)觸發(fā)器不在同一時(shí)刻變化。沒(méi)有連在一起，各個(gè)觸發(fā)器不在同一時(shí)刻變化。 按照計(jì)數(shù)的數(shù)碼變化遞增或遞減分為加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)按照計(jì)數(shù)的數(shù)碼變化遞增或遞減分為加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)器，也有一些計(jì)數(shù)器既可能實(shí)現(xiàn)加計(jì)數(shù)又可實(shí)現(xiàn)減計(jì)數(shù)，這類計(jì)器，也有一些計(jì)數(shù)器既可能實(shí)現(xiàn)加計(jì)數(shù)又可實(shí)現(xiàn)減計(jì)數(shù)，這類計(jì)數(shù)器為可逆計(jì)數(shù)器。數(shù)器為可逆計(jì)數(shù)器。 按照輸出的編碼形式可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、二按照輸出的編碼形式可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、二十進(jìn)制計(jì)數(shù)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、循環(huán)碼計(jì)數(shù)器等。器、循環(huán)碼

29、計(jì)數(shù)器等。 按計(jì)數(shù)的模數(shù)（狀態(tài)總數(shù)或容量）可分為十進(jìn)制計(jì)數(shù)、六十按計(jì)數(shù)的模數(shù)（狀態(tài)總數(shù)或容量）可分為十進(jìn)制計(jì)數(shù)、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。除了二進(jìn)制和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器之外的其它進(jìn)制的計(jì)進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。除了二進(jìn)制和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器之外的其它進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，通常都稱為數(shù)器，通常都稱為N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。N=12時(shí)的十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，時(shí)的十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，N=60時(shí)的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。時(shí)的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。 計(jì)數(shù)器不僅用于計(jì)數(shù)，還可以用于分頻、定時(shí)等應(yīng)用，是時(shí)計(jì)數(shù)器不僅用于計(jì)數(shù)，還可以用于分頻、定時(shí)等應(yīng)用，是時(shí)序電路中使用最廣的一種。從各種各樣的小型數(shù)字儀表，到大型序電路中使用最廣的一種。從各種各樣的小型數(shù)字儀表，到

30、大型數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，是任何數(shù)字儀表和數(shù)字系統(tǒng)中不可缺少的組成電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，是任何數(shù)字儀表和數(shù)字系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。部分。5.3.1 二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器 二進(jìn)制只有二進(jìn)制只有0和和1兩個(gè)數(shù)碼。所謂二進(jìn)制加法，就是兩個(gè)數(shù)碼。所謂二進(jìn)制加法，就是“逢二進(jìn)逢二進(jìn)一一”，即，即0+1=1，1+1=10。也就是每當(dāng)本位是。也就是每當(dāng)本位是1，再加，再加1時(shí)，本位時(shí)，本位變?yōu)樽優(yōu)?，同時(shí)向高位進(jìn)位。，同時(shí)向高位進(jìn)位。 由于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有由于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有“1”和和“0”兩個(gè)狀態(tài)，所以一個(gè)觸發(fā)器兩個(gè)狀態(tài)，所以一個(gè)觸發(fā)器可以表示一位二進(jìn)制數(shù)。如果要表示可以表

31、示一位二進(jìn)制數(shù)。如果要表示n位二進(jìn)制數(shù)，就得用位二進(jìn)制數(shù)，就得用n個(gè)觸個(gè)觸發(fā)器。發(fā)器。 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是計(jì)數(shù)器中應(yīng)用最多的計(jì)數(shù)器，這并不是講它二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是計(jì)數(shù)器中應(yīng)用最多的計(jì)數(shù)器，這并不是講它的模數(shù)為的模數(shù)為2，而是講其模數(shù)為，而是講其模數(shù)為2n（其中（其中n為構(gòu)成計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器的為構(gòu)成計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器的個(gè)數(shù)），由于二進(jìn)制計(jì)數(shù)器充分利用了計(jì)數(shù)器的資源，且電路簡(jiǎn)個(gè)數(shù)），由于二進(jìn)制計(jì)數(shù)器充分利用了計(jì)數(shù)器的資源，且電路簡(jiǎn)單，又可以改制成其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器，故在計(jì)數(shù)器中占的比例最高。單，又可以改制成其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器，故在計(jì)數(shù)器中占的比例最高。 根據(jù)二進(jìn)制數(shù)的遞增規(guī)律，我們先列出根據(jù)二進(jìn)制數(shù)的遞增規(guī)律，我們先列

32、出4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)器的狀態(tài)表（器的狀態(tài)表（見(jiàn)表見(jiàn)表5.9），表中還列出對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。），表中還列出對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。表5.9 4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表計(jì)數(shù)脈沖序號(hào)計(jì)數(shù)器狀態(tài)對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q00123456780000000010000111100011001100101010100123456789101112131415161111111000011110011001101010101091011121314150數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 要要實(shí)現(xiàn)表實(shí)現(xiàn)表5.9所列的所列的4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)，必須用位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)，必須用4個(gè)觸發(fā)器，個(gè)

33、觸發(fā)器，它們具有計(jì)數(shù)功能。采用不同的觸發(fā)器可有不同的邏輯電路，即它們具有計(jì)數(shù)功能。采用不同的觸發(fā)器可有不同的邏輯電路，即使用同種觸發(fā)器也可得出不同的邏輯電路。下面介紹典型的二進(jìn)使用同種觸發(fā)器也可得出不同的邏輯電路。下面介紹典型的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。制加法計(jì)數(shù)器。 1二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的電路組成 表表5.9為為4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)表。位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)表。 根據(jù)表根據(jù)表5.9所示所示4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)的規(guī)律，最低位位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)的規(guī)律，最低位Q0（即第（即第一位）是每來(lái)一個(gè)一位）是每來(lái)一個(gè)CP脈沖變化一次（翻轉(zhuǎn)一次）；次低位脈沖變化一次（翻轉(zhuǎn)一次）；次低位Q1（亦（亦即第二位）

34、是每來(lái)兩個(gè)脈沖翻轉(zhuǎn)一次，且當(dāng)即第二位）是每來(lái)兩個(gè)脈沖翻轉(zhuǎn)一次，且當(dāng)Q0從從1跳跳0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)F1翻翻轉(zhuǎn)；高位轉(zhuǎn)；高位Q2（亦即第三位）是每來(lái)四個(gè)脈沖翻轉(zhuǎn)一次，且當(dāng)（亦即第三位）是每來(lái)四個(gè)脈沖翻轉(zhuǎn)一次，且當(dāng)Q1從從1跳跳0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)F2才翻轉(zhuǎn)。依此類推，高位的觸發(fā)器才翻轉(zhuǎn)。依此類推，高位的觸發(fā)器FF3也是在鄰近的也是在鄰近的低位觸發(fā)器低位觸發(fā)器FF2從從1變?yōu)樽優(yōu)?進(jìn)位時(shí)翻轉(zhuǎn)。進(jìn)位時(shí)翻轉(zhuǎn)。 基于以上分析，采用異步方式構(gòu)成二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器是很容基于以上分析，采用異步方式構(gòu)成二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器是很容易的。上一章講到，易的。上一章講到，T 觸發(fā)器是一種計(jì)數(shù)型觸發(fā)器，它就是來(lái)觸發(fā)器是一種計(jì)數(shù)型觸發(fā)器，它就

35、是來(lái)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)一個(gè)一個(gè)CP翻轉(zhuǎn)一次。只要將觸發(fā)器接成翻轉(zhuǎn)一次。只要將觸發(fā)器接成T 觸發(fā)器，外來(lái)時(shí)鐘脈沖作觸發(fā)器，外來(lái)時(shí)鐘脈沖作為最低位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖，而低位觸發(fā)器的輸出端作為相鄰高為最低位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖，而低位觸發(fā)器的輸出端作為相鄰高位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖，使相鄰兩位之間符合逢二進(jìn)一的加法計(jì)數(shù)位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖，使相鄰兩位之間符合逢二進(jìn)一的加法計(jì)數(shù)規(guī)律，計(jì)數(shù)器就方便地構(gòu)成了規(guī)律，計(jì)數(shù)器就方便地構(gòu)成了。圖。圖5.23是由是由JK觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4位異位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，其中的步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，其中的JK觸發(fā)器均接成觸發(fā)器均接成T 觸發(fā)器，即觸發(fā)器，即J、K輸入端都接至

36、輸入端都接至1，或懸空。，或懸空。圖圖5.23 4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖 數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)2計(jì)數(shù)器的工作原理 由于該電路的連線簡(jiǎn)單且規(guī)律性強(qiáng)，無(wú)須用前面介紹的狀態(tài)由于該電路的連線簡(jiǎn)單且規(guī)律性強(qiáng)，無(wú)須用前面介紹的狀態(tài)方程分析法進(jìn)行分析，只需作簡(jiǎn)單的觀察與推斷就可畫出時(shí)序波方程分析法進(jìn)行分析，只需作簡(jiǎn)單的觀察與推斷就可畫出時(shí)序波形圖或狀態(tài)圖，這種分析方法稱為形圖或狀態(tài)圖，這種分析方法稱為“直觀分析法直觀分析法”。 設(shè)電路的初始狀態(tài)為設(shè)電路的初始狀態(tài)為0000，當(dāng)輸入第一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，當(dāng)輸入第一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，F(xiàn)F0的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為1，Q0從從0跳

37、變?yōu)樘優(yōu)?。這對(duì)于。這對(duì)于FF1來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)的時(shí)鐘信來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)的時(shí)鐘信號(hào)為脈沖的上升沿，故號(hào)為脈沖的上升沿，故FF1狀態(tài)不變。狀態(tài)不變。FF2和和FF3的狀態(tài)也不會(huì)變的狀態(tài)也不會(huì)變化，故計(jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)榛?，故?jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)?001。 當(dāng)輸入第二個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，當(dāng)輸入第二個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，F(xiàn)F0的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為0，Q0從從1跳變?yōu)樘優(yōu)?，這時(shí)對(duì)于，這時(shí)對(duì)于FF1來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)的時(shí)鐘信號(hào)為脈沖的下降沿，故來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)的時(shí)鐘信號(hào)為脈沖的下降沿，故FF1狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為1。FF2、FF3的狀態(tài)不變，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為的狀態(tài)不變，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為0010。輸。輸入第三個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，入第三個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，F(xiàn)F

38、0照翻為照翻為1，Q0從從0跳變?yōu)樘優(yōu)?，F(xiàn)F2、FF3不變，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)椴蛔儯?jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)?011。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 以此類推，電路將以二進(jìn)制的規(guī)律工作下去。當(dāng)計(jì)數(shù)器狀態(tài)以此類推，電路將以二進(jìn)制的規(guī)律工作下去。當(dāng)計(jì)數(shù)器狀態(tài)為為1111時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)第時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)第16個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，F(xiàn)F3FF0的狀態(tài)為的狀態(tài)為0000，同時(shí)高端輸出一進(jìn)位信號(hào)同時(shí)高端輸出一進(jìn)位信號(hào)。圖。圖5.24是電路的狀態(tài)圖。是電路的狀態(tài)圖。圖圖5.24 電路的狀態(tài)圖電路的狀態(tài)圖 電路的時(shí)序波形圖可由狀態(tài)圖直接轉(zhuǎn)換而來(lái)。將輸出狀態(tài)以電路的時(shí)序波形圖可由狀態(tài)圖直接轉(zhuǎn)換而來(lái)。將輸出狀態(tài)以高低電平的脈沖形

39、式表示，翻轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)要與高低電平的脈沖形式表示，翻轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)要與CP觸發(fā)時(shí)間相對(duì)應(yīng)，按觸發(fā)時(shí)間相對(duì)應(yīng)，按時(shí)間軸展開(kāi)，時(shí)間軸展開(kāi)，Q3、Q2、Q1和和Q0按按“0”、“1”的高低電平對(duì)準(zhǔn)的高低電平對(duì)準(zhǔn)CP的下降沿一一畫出即可，的下降沿一一畫出即可，見(jiàn)圖見(jiàn)圖5.25。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 之所以稱為之所以稱為“異步異步”加法計(jì)數(shù)器，是由于計(jì)數(shù)脈沖不是同時(shí)加法計(jì)數(shù)器，是由于計(jì)數(shù)脈沖不是同時(shí)加到各位觸發(fā)器的加到各位觸發(fā)器的CP端，而只加到最低位觸發(fā)器，其他各位觸發(fā)端，而只加到最低位觸發(fā)器，其他各位觸發(fā)器則由相鄰低位觸發(fā)器的輸出的進(jìn)位脈沖來(lái)觸發(fā)，因此它們狀態(tài)器則由相鄰低位觸發(fā)器的輸出的進(jìn)位脈沖來(lái)觸發(fā)，因此它

40、們狀態(tài)的變化有先有后，是異步的。的變化有先有后，是異步的。 二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器也可以用二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器也可以用D觸發(fā)器構(gòu)成。常用的異步加法觸發(fā)器構(gòu)成。常用的異步加法計(jì)數(shù)器還有五進(jìn)制，十進(jìn)制等。限于篇幅不一一介紹了。計(jì)數(shù)器還有五進(jìn)制，十進(jìn)制等。限于篇幅不一一介紹了。5.3.2 集成異步加法計(jì)數(shù)器集成異步加法計(jì)數(shù)器74290數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 目前已系列化生產(chǎn)多種中規(guī)模集成電路（目前已系列化生產(chǎn)多種中規(guī)模集成電路（MSI）計(jì)數(shù)器，在一）計(jì)數(shù)器，在一個(gè)單片上將整個(gè)計(jì)數(shù)器全部集成在上面，因此這種計(jì)數(shù)器使用起個(gè)單片上將整個(gè)計(jì)數(shù)器全部集成在上面，因此這種計(jì)數(shù)器使用起來(lái)很方便。為了增強(qiáng)來(lái)很方便。為了增強(qiáng)

41、MSI計(jì)數(shù)器的適應(yīng)能力，一般計(jì)數(shù)器的適應(yīng)能力，一般MSI計(jì)數(shù)器比小計(jì)數(shù)器比小規(guī)模集成電路構(gòu)成的計(jì)數(shù)器有更多的功能，有的還能方便地改變規(guī)模集成電路構(gòu)成的計(jì)數(shù)器有更多的功能，有的還能方便地改變計(jì)數(shù)進(jìn)制。我們將選擇其中的幾個(gè)加以介紹，下面介紹一種應(yīng)用計(jì)數(shù)進(jìn)制。我們將選擇其中的幾個(gè)加以介紹，下面介紹一種應(yīng)用廣泛的集成異步計(jì)數(shù)器。廣泛的集成異步計(jì)數(shù)器。 二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74290的邏輯圖的邏輯圖如圖如圖5.26所示。它包含所示。它包含一個(gè)獨(dú)立的一個(gè)獨(dú)立的1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。二位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸

42、入端為CP1，輸出端為，輸出端為Q0；五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的；五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為時(shí)鐘輸入端為CP2，輸出端為，輸出端為Q1、Q2、Q3。如果將。如果將Q0與與CP2相相連，連，CP1作時(shí)鐘脈沖輸入端，作時(shí)鐘脈沖輸入端，Q0Q3作輸出端，則為作輸出端，則為8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)（a）74290邏輯圖邏輯圖（b）邏輯符號(hào)）邏輯符號(hào) （c）外引線排列圖）外引線排列圖圖圖5.26 二二五五十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器74290數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 表表5.10是是74290的功能表。由表可知，的功能表。由表可知，74290具有以下功能：具

43、有以下功能： （1）異步清零。當(dāng)復(fù)位輸入端）異步清零。當(dāng)復(fù)位輸入端R0(1)=R0(2)=1，且置位輸入，且置位輸入R9(1)R9(2)=0時(shí)，不論有無(wú)時(shí)鐘脈沖時(shí)，不論有無(wú)時(shí)鐘脈沖CP，計(jì)數(shù)器輸出將被直接置，計(jì)數(shù)器輸出將被直接置零。零。表5.10 74290的功能表復(fù)位輸入置位輸入時(shí)鐘輸出工作模式R0(1)R0(2)R9(1)R9(2)CPQ3 Q2 Q1 Q01111000 0 0 00 0 0 0異步清零111 0 0 1異步置900000000計(jì) 數(shù)計(jì) 數(shù)計(jì) 數(shù)計(jì) 數(shù)加法計(jì)數(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) （2）異步置數(shù)。當(dāng)置位輸入）異步置數(shù)。當(dāng)置位輸入R9(1)=R9(2)=1時(shí)，無(wú)論其他輸

44、入時(shí)，無(wú)論其他輸入端狀態(tài)如何，計(jì)數(shù)器輸出將被直接置端狀態(tài)如何，計(jì)數(shù)器輸出將被直接置9（即（即Q3Q2QlQ0=1001）。）。 （3）計(jì)數(shù)。當(dāng)）計(jì)數(shù)。當(dāng)R0(1)R0(2)=0，且，且R9(1)=R9(2)=0時(shí)，在計(jì)數(shù)脈時(shí)，在計(jì)數(shù)脈沖（下降沿）作用下，進(jìn)行二沖（下降沿）作用下，進(jìn)行二五五十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)。十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)。 74290為二為二五五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，從上面僅能看到其內(nèi)部有十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，從上面僅能看到其內(nèi)部有一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其沒(méi)有十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其沒(méi)有十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能，欲實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器須將二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和五進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)功能，欲實(shí)現(xiàn)十

45、進(jìn)制計(jì)數(shù)器須將二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和五進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行串接，就可以實(shí)現(xiàn)其功能，下面說(shuō)明三種計(jì)數(shù)過(guò)程。行串接，就可以實(shí)現(xiàn)其功能，下面說(shuō)明三種計(jì)數(shù)過(guò)程。 （1）從）從CP1端輸入計(jì)數(shù)脈沖，由端輸入計(jì)數(shù)脈沖，由Q0輸出，輸出，F(xiàn)FlFF3三位觸發(fā)三位觸發(fā)器不用，這時(shí)為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。器不用，這時(shí)為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 （2）從）從CP2端輸入計(jì)數(shù)脈沖，由端輸入計(jì)數(shù)脈沖，由Q3，Q2，Q1端輸出，這時(shí)為端輸出，這時(shí)為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) （3）將）將Q0端與端與CP2端連接，輸入計(jì)數(shù)脈沖至端連接，輸入計(jì)數(shù)脈沖至CP1。而后逐步。而后逐步由現(xiàn)狀態(tài)分析下一狀態(tài)（從初始狀態(tài)由現(xiàn)狀態(tài)分析下一狀態(tài)

46、（從初始狀態(tài)“0000”開(kāi)始），一直分析到開(kāi)始），一直分析到恢復(fù)恢復(fù)“0000”為止。讀者可自行分析，列出狀態(tài)表，可知這種連接為止。讀者可自行分析，列出狀態(tài)表，可知這種連接為為8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 為了提高計(jì)數(shù)速度，常常采用同步計(jì)數(shù)器，其特點(diǎn)是計(jì)數(shù)脈為了提高計(jì)數(shù)速度，常常采用同步計(jì)數(shù)器，其特點(diǎn)是計(jì)數(shù)脈沖沖CP同時(shí)接到各位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端，當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)，同時(shí)接到各位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端，當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)，各觸發(fā)器同時(shí)被觸發(fā)，應(yīng)該翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器是同時(shí)翻轉(zhuǎn)的，不需要各觸發(fā)器同時(shí)被觸發(fā)，應(yīng)該翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器是同時(shí)翻轉(zhuǎn)的，不需要逐級(jí)推移。同步計(jì)數(shù)器也可稱

47、為并行計(jì)數(shù)器。本節(jié)討論幾種典型逐級(jí)推移。同步計(jì)數(shù)器也可稱為并行計(jì)數(shù)器。本節(jié)討論幾種典型的同步計(jì)數(shù)器。的同步計(jì)數(shù)器。5.4.1 同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)算方便等特點(diǎn)，但是日二進(jìn)制計(jì)數(shù)器具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)算方便等特點(diǎn)，但是日常生活中我們所接觸的大部分都是十進(jìn)制數(shù)，特別是當(dāng)二進(jìn)制數(shù)常生活中我們所接觸的大部分都是十進(jìn)制數(shù)，特別是當(dāng)二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)較多時(shí)，識(shí)別很困難，不直觀。還有必要討論十進(jìn)制計(jì)數(shù)的位數(shù)較多時(shí)，識(shí)別很困難，不直觀。還有必要討論十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。器。 在十進(jìn)制計(jì)數(shù)體制中，每位數(shù)都可能是在十進(jìn)制計(jì)數(shù)體制中，每位數(shù)都可能是0，1，2，9十個(gè)十個(gè)數(shù)碼中的任意

48、一個(gè)，且數(shù)碼中的任意一個(gè)，且“逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一”。根據(jù)計(jì)數(shù)器的構(gòu)成原理，。根據(jù)計(jì)數(shù)器的構(gòu)成原理，必須由必須由4個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)的個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)的4位二進(jìn)制編碼。位二進(jìn)制編碼。而而4數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)位編碼總共有位編碼總共有16個(gè)狀態(tài)。所以必須去掉其中的個(gè)狀態(tài)。所以必須去掉其中的6個(gè)狀態(tài)，至于去掉個(gè)狀態(tài)，至于去掉哪哪6個(gè)狀態(tài)可有不同的選擇。這已在講述數(shù)制時(shí)討論過(guò)。這里考慮個(gè)狀態(tài)可有不同的選擇。這已在講述數(shù)制時(shí)討論過(guò)。這里考慮去掉去掉10101111六個(gè)狀態(tài)，即采用六個(gè)狀態(tài)，即采用8421BCD碼的編碼方式來(lái)表示碼的編碼方式來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)。一位十進(jìn)制數(shù)。

49、前面已討論，一個(gè)前面已討論，一個(gè)4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)如表如表5.9所示，共所示，共有有16個(gè)狀態(tài)。為了表示十進(jìn)制的個(gè)狀態(tài)。為了表示十進(jìn)制的10個(gè)狀態(tài)，需要去掉其中個(gè)狀態(tài)，需要去掉其中6個(gè)狀態(tài)。個(gè)狀態(tài)。至于去掉哪至于去掉哪6個(gè)狀態(tài)可以有不同的選擇，這已在第個(gè)狀態(tài)可以有不同的選擇，這已在第10章介紹章介紹BCD編碼時(shí)討論過(guò)。這里我們考慮采用常用的編碼時(shí)討論過(guò)。這里我們考慮采用常用的8421BCD編碼，去掉編碼，去掉1010至至1111六個(gè)狀態(tài)。六個(gè)狀態(tài)。圖圖5.27所示為由所示為由4個(gè)下降沿觸發(fā)的個(gè)下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的8421BCD碼同碼同步十進(jìn)制

50、加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖。下面用前面介紹的同步時(shí)序邏輯步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖。下面用前面介紹的同步時(shí)序邏輯電路的分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析：電路的分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析：（1）寫出驅(qū)動(dòng)方程。）寫出驅(qū)動(dòng)方程。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)01J 01K 130nnJQ Qn10KQ210nnJQ Q210nnKQ Q3210nnnJQ Q Qn30KQ（2）寫出）寫出JK觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程 1nnnQJQKQ方程代入方程代入JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程。觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程。，然后將各驅(qū)動(dòng)，然后將各驅(qū)動(dòng)1000000nnnnQJ QK QQ111111301

51、01nnnnnnnnQJ QK QQ Q QQ Q122222102102nnnnnnnnnQJ QK QQ Q QQ Q Q133333210303nnnnnnnnnQJ QK QQ Q Q QQ Q輸出端為進(jìn)位輸出端為進(jìn)位30nnCOQ Q數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)圖5.27 8421BCD碼同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖（3）根據(jù)狀態(tài)方程列出狀態(tài)表。設(shè)計(jì)數(shù)器的初始狀態(tài)為）根據(jù)狀態(tài)方程列出狀態(tài)表。設(shè)計(jì)數(shù)器的初始狀態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0000，并代入式各觸發(fā)器次態(tài)方程，得到第，并代入式各觸發(fā)器次態(tài)方程，得到第1個(gè)計(jì)數(shù)個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)后各觸發(fā)器的狀態(tài)為脈沖到來(lái)后各觸發(fā)器的狀態(tài)為Q0=1，Q1=0，

52、Q2=0，Q3=0，這，這說(shuō)明只有說(shuō)明只有Q0由由0翻轉(zhuǎn)到翻轉(zhuǎn)到1。再將。再將Q3Q2Q1Q0 = 0001代入次態(tài)方程，代入次態(tài)方程，得到在第得到在第2個(gè)脈沖后的狀態(tài)，個(gè)脈沖后的狀態(tài)，Q3Q2Q1Q0變?yōu)樽優(yōu)?010。由此類推，。由此類推，把所有的原狀態(tài)代入次態(tài)方程后，可以得到該計(jì)數(shù)器的所有工作把所有的原狀態(tài)代入次態(tài)方程后，可以得到該計(jì)數(shù)器的所有工作狀態(tài)，整個(gè)狀態(tài)表狀態(tài)，整個(gè)狀態(tài)表如表如表5.11所示。所示。由表由表5.11可以看出，當(dāng)?shù)诳梢钥闯?，?dāng)?shù)?0個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)由計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)由1001返回到返回到0000，同時(shí)產(chǎn)生進(jìn)，同時(shí)產(chǎn)生進(jìn)位。這是位。這是842

53、l碼同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) （4）作狀態(tài)圖及時(shí)序圖。根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表作出電路的狀態(tài)圖）作狀態(tài)圖及時(shí)序圖。根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表作出電路的狀態(tài)圖如圖如圖5.28所示，畫出時(shí)序圖所示，畫出時(shí)序圖如圖如圖5.29所示。由狀態(tài)表、狀態(tài)圖或所示。由狀態(tài)表、狀態(tài)圖或時(shí)序圖可見(jiàn)，該電路是一個(gè)時(shí)序圖可見(jiàn)，該電路是一個(gè)8421BCD碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) （5）檢查電路能否自啟動(dòng)。由于）檢查電路能否自啟動(dòng)。由于如圖如圖5.27所示電路中有所示電路中有4個(gè)觸個(gè)觸發(fā)器，它們的狀態(tài)組合共有發(fā)器，它們的狀態(tài)組合共有16種，而

54、在種，而在8421BCD碼計(jì)數(shù)器中只用碼計(jì)數(shù)器中只用了了10種，稱為有效狀態(tài)，其余種，稱為有效狀態(tài)，其余6種狀態(tài)稱為無(wú)效狀態(tài)。在實(shí)際工作種狀態(tài)稱為無(wú)效狀態(tài)。在實(shí)際工作中，當(dāng)由于某種原因，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)時(shí)，如果能在時(shí)鐘中，當(dāng)由于某種原因，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)時(shí)，如果能在時(shí)鐘信號(hào)作用下，最終進(jìn)入有效狀態(tài)，我們就稱該電路具有自啟動(dòng)能信號(hào)作用下，最終進(jìn)入有效狀態(tài)，我們就稱該電路具有自啟動(dòng)能力。力。 用同樣的分析方法分別求出用同樣的分析方法分別求出6種無(wú)效狀態(tài)下的次態(tài)，經(jīng)驗(yàn)證所種無(wú)效狀態(tài)下的次態(tài)，經(jīng)驗(yàn)證所有無(wú)效狀態(tài)在有無(wú)效狀態(tài)在CP作用下均可回到有效循環(huán)中來(lái)?？梢?jiàn)，本電路能作用下均可回到有效循環(huán)中

55、來(lái)?？梢?jiàn)，本電路能夠自啟動(dòng)。將這些狀態(tài)補(bǔ)充到狀態(tài)圖中，得到完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，夠自啟動(dòng)。將這些狀態(tài)補(bǔ)充到狀態(tài)圖中，得到完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，見(jiàn)圖見(jiàn)圖5.30。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)【例例5.6】試分析試分析如圖如圖5.31所示的時(shí)序電路。所示的時(shí)序電路。A=0時(shí)，列出狀態(tài)時(shí)，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，說(shuō)明電路功能。轉(zhuǎn)換表，說(shuō)明電路功能。圖圖5.31 例例5.6的電路圖的電路圖數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)解：該電路有輸入信號(hào)，輸入信號(hào)解：該電路有輸入信號(hào)，輸入信號(hào)A為工作方式控制信號(hào)，屬同步為工作方式控制信號(hào)，屬同步時(shí)序電路。時(shí)序電路。當(dāng)當(dāng)A=0時(shí)：時(shí)： （1）列出驅(qū)動(dòng)方程。）列出驅(qū)動(dòng)方程。112211nJKJK

56、Q（2）寫出輸出方程。）寫出輸出方程。12nnZQ Q（3）代入）代入JK觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程 1nnnQJQKQ，得到狀態(tài)方程，得到狀態(tài)方程111nnQQ121212nnnnnQQ QQ Q數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)（4）列出狀態(tài)表。設(shè)初始態(tài)為）列出狀態(tài)表。設(shè)初始態(tài)為00，代入狀態(tài)方程，依次由現(xiàn)態(tài)得，代入狀態(tài)方程，依次由現(xiàn)態(tài)得到下一狀態(tài)，列出狀態(tài)表到下一狀態(tài)，列出狀態(tài)表如表如表5.12。 （5）畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。（）畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。（Q2Q1）0001101100。 （6）結(jié)論。）結(jié)論。4進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，能夠自啟動(dòng)。當(dāng)進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，能夠自啟動(dòng)。當(dāng)Q2Q1=11時(shí)有進(jìn)位時(shí)有進(jìn)

57、位Z=1。 該電路還可以拓展，假設(shè)當(dāng)該電路還可以拓展，假設(shè)當(dāng)A=1時(shí)，該電路將變?yōu)闇p法計(jì)數(shù)器，時(shí)，該電路將變?yōu)闇p法計(jì)數(shù)器，讀者可以自行驗(yàn)證。讀者可以自行驗(yàn)證。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)5.4.2 集成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例集成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例 集成計(jì)數(shù)器種類很多，為了使用和擴(kuò)展功能的方便，將二進(jìn)集成計(jì)數(shù)器種類很多，為了使用和擴(kuò)展功能的方便，將二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器增加了一些如置數(shù)、保持等輔助功能便構(gòu)成集制同步加法計(jì)數(shù)器增加了一些如置數(shù)、保持等輔助功能便構(gòu)成集成成4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。這里介紹常用的位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。這里介紹常用的4位二進(jìn)制同步加位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器法計(jì)數(shù)器74161，

58、如圖如圖5.32所示。所示。圖圖5.32 74161的邏輯符號(hào)和引腳圖的邏輯符號(hào)和引腳圖數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)由由功能表功能表5.13可知，可知，74161具有以下功能：具有以下功能： （1）異步清零。當(dāng)）異步清零。當(dāng)RD=0時(shí)，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，時(shí)，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，不論有無(wú)時(shí)鐘脈沖不論有無(wú)時(shí)鐘脈沖CP，計(jì)數(shù)器輸出將被直接置零，計(jì)數(shù)器輸出將被直接置零（Q3Q2QlQ0=0000），稱為異步清零。），稱為異步清零。 （2）同步并行預(yù)置數(shù)。當(dāng)）同步并行預(yù)置數(shù)。當(dāng)RD=1、LD=0時(shí)，在輸入時(shí)鐘脈沖時(shí)，在輸入時(shí)鐘脈沖CP上升沿的作用下，并行輸入端的數(shù)據(jù)上升沿的作用下，并行輸入端的

59、數(shù)據(jù)D3D2D1D0被置入計(jì)數(shù)器被置入計(jì)數(shù)器的輸出端，即的輸出端，即Q3Q2QlQ0=D3D2D1D0。由于這個(gè)操作要與。由于這個(gè)操作要與CP上上升沿同步，所以稱為同步預(yù)置數(shù)。升沿同步，所以稱為同步預(yù)置數(shù)。 （3）計(jì)數(shù)。當(dāng)）計(jì)數(shù)。當(dāng)RD=LD=EP=ET=1時(shí)，在時(shí)，在CP端輸入計(jì)數(shù)脈沖，端輸入計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器進(jìn)行二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器進(jìn)行二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)。 （4）保持。當(dāng)）保持。當(dāng)RD=LD=1，且，且=0，即兩個(gè)使能端中有，即兩個(gè)使能端中有0時(shí)，則時(shí)，則計(jì)數(shù)器保持原來(lái)的狀態(tài)不變。這時(shí)，如計(jì)數(shù)器保持原來(lái)的狀態(tài)不變。這時(shí)，如EP=0、ET=1，則進(jìn)位輸，則進(jìn)位輸出信號(hào)出信號(hào)RCO保持不變；如保持

60、不變；如ET=0則不管則不管EP狀態(tài)如何，進(jìn)位輸出信狀態(tài)如何，進(jìn)位輸出信號(hào)號(hào)RCO為低電平為低電平0。數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)表5.13 74161的功能表清零預(yù)置使能時(shí)鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸出工作模式RDLDEP ETCPD3 D2 D1 D0Q3 Q2 Q1 Q0011110111 0 01 1 d3 d2 d1 d0 0 0 0 0d3 d2 d1 d0保 持保 持計(jì) 數(shù)異步清零同步置數(shù)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù) 常用的同步常用的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器還有位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器還有74163，功能與，功能與74161類似，其特點(diǎn)是采用同步清零，這個(gè)操作要與下個(gè)類似，其特點(diǎn)是采用同步清零，這個(gè)操作要