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文檔簡介
1、數(shù)字電子技術計數(shù)器數(shù)字電子技術計數(shù)器計數(shù)器計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器7.1 計數(shù)器計數(shù)器脈沖輸入方式脈沖輸入方式進位體制進位體制數(shù)字增減趨勢數(shù)字增減趨勢第1頁/共27頁一、一、 二進制計數(shù)器二進制計數(shù)器1 1、二進制同步計數(shù)器、二進制同步計數(shù)器3位二進制同步加法計數(shù)器位二進制同步加法計數(shù)器 000001010011 /1 /0 111110101100 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列順序: /C nnnQQQ012選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器,分別用
2、FF0、FF1、FF2表示。狀態(tài)圖nnnQQQC012輸出方程:CPCPCPCP210時鐘方程:第2頁/共27頁FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉一次每輸入一個時鐘脈沖翻轉一次FF1在在Q0=1時,在下一個時,在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉。觸發(fā)沿到來時翻轉。FF2在在Q0=Q1=1時,在下一個時,在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉。觸發(fā)沿到來時翻轉。100 KJnQKJ011nnQQKJ0122第3頁/共27頁Q0Q0 CFF0 FF1 FF2CPQ1Q1Q2Q21J C11K 1J C1 1K1J C11K&1&電路圖電路圖由于沒有無效狀態(tài),電路能自啟動。由于沒有無效狀態(tài),電路能自啟動。nnnnnnnn
3、nnnQQQQKJQQKJQKJKJ0132110122011001推廣到推廣到n位二進制同步加法計數(shù)器位二進制同步加法計數(shù)器驅動方程驅動方程輸出方程輸出方程nnnnnnQQQQC0121第4頁/共27頁3位二進制同步減法計數(shù)器位二進制同步減法計數(shù)器選用選用3個個CP下降沿觸發(fā)的下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器,分別用觸發(fā)器,分別用FF0、FF1、FF2表示。表示。狀態(tài)圖狀態(tài)圖輸出方程:輸出方程: 000001010011/1 /0111110101100 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列順序: /B nnnQQQ012CPCPCPCP210時鐘方程:時鐘方程:nnnQQQB012第5頁/共27頁
4、FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉一次每輸入一個時鐘脈沖翻轉一次FF1在在Q0=0時,在下一個時,在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉。觸發(fā)沿到來時翻轉。FF2在在Q0=Q1=0時,在下一個時,在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉。觸發(fā)沿到來時翻轉。100 KJnQKJ011nnQQKJ0122第6頁/共27頁Q0Q0 B1FF0 FF1 FF2CPQ1Q1Q2Q21J C11K 1J C1 1K1J C11K&電電路路圖圖由于沒有無效狀態(tài),電路能自啟動。由于沒有無效狀態(tài),電路能自啟動。nnnnnnnnnnnQQQQKJQQKJQKJKJ0132110122011001推廣到推廣到n位二進制同步減法計數(shù)器位二進制同
5、步減法計數(shù)器驅動方程驅動方程輸出方程輸出方程nnnnnnQQQQB0121第7頁/共27頁3位二進制同步可逆計數(shù)器位二進制同步可逆計數(shù)器設用設用U/D表示加減控制信號,且表示加減控制信號,且U/D0時作加計數(shù),時作加計數(shù),U/D 1時作減計數(shù),則把二進制同步加法計數(shù)器的驅動方程和時作減計數(shù),則把二進制同步加法計數(shù)器的驅動方程和U/D相與,把減法計數(shù)器的驅動方程和相與,把減法計數(shù)器的驅動方程和U/D相與,再把二者相加,便可得到二進制同步可逆計數(shù)器的驅動方程。相與,再把二者相加,便可得到二進制同步可逆計數(shù)器的驅動方程。nnnnnnQQDUQQDUKJQDUQDUKJKJ010122001100/1
6、輸出方程輸出方程nnnnnnQQQDUQQQDUBC210210/第8頁/共27頁Q0Q0 C/B1FF0 FF1 FF2CPQ1Q1Q2Q21J C11K1J C11K1J C11K1&1&1&1U/D電路電路圖圖第9頁/共27頁 74LS161 QA QB QC QD (b) 邏輯功能示意圖 (a) 引腳排列圖 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS161 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC RCO QA QB QC QD ET LD T RD CP A B C D EP GND RD A B C D ET EP CP RCO LD 74LS161功能描述功能描述第10
7、頁/共27頁具體應用,引出課本實例講解具體應用,引出課本實例講解第11頁/共27頁 00000001001000110100 /1 /0 10011000011101100101 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列順序: /C nnnnQQQQ0123二、二、 十進制計數(shù)器十進制計數(shù)器1 1、十進制同步計數(shù)器、十進制同步計數(shù)器狀態(tài)圖狀態(tài)圖C 的卡諾圖00011110000000100111001000nnQQ23nnQQ01十進制同步十進制同步加法計數(shù)器加法計數(shù)器第12頁/共27頁十進制同步減法計數(shù)器十進制同步減法計數(shù)器 /0 /0 /0 /0 0000000100100011
8、0100 /1 /0 10011000011101100101 /0 /0 /0 /0排列順序: /B nnnnQQQQ0123狀態(tài)圖B 的卡諾圖00011110001000100011001000nnQQ23nnQQ01第13頁/共27頁CP1 R0A R0B NC VCC S0A S0B14 13 12 11 10 9 874LS90 1 2 3 4 5 6 7CP0 NC Q0 Q3 GND Q1 Q274LS90S0A S0B R0A R0BQ0 Q3 Q1 Q2CP0CP1(a) 引腳排列圖(b) 邏輯功能示意圖集集成成十十進進制制異異步步計計數(shù)數(shù)器器74LS90輸 入輸 出R0A
9、R0B S0A S0B CP0 CP113121110 nnnnQQQQ 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Q0 0 0 Q1 0 0 0 0 (清零)0 0 0 0 (清零) 1 0 0 1 (置 9)二進制計數(shù)五進制計數(shù)8421碼十進制計數(shù) 5421碼十進制計數(shù)第14頁/共27頁三、三、 N進制計數(shù)器進制計數(shù)器1 1、用同步清零端或置數(shù)端歸零構成、用同步清零端或置數(shù)端歸零構成N進置計數(shù)器進置計數(shù)器2 2、用異步清零端或置數(shù)端歸零構成、用異步清零端或置數(shù)端歸零構成N進置計數(shù)器進置計數(shù)器(1)寫出狀態(tài)SN-1的二進制代碼。(2)求歸零邏輯,即求同步清零端或置數(shù)控制
10、端信號的邏輯表達式。(3)畫連線圖。(1)寫出狀態(tài)SN的二進制代碼。(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,從而構成按自然態(tài)序進行計數(shù)的N進制計數(shù)器的方法。第15頁/共27頁用74LS161來構成一個十二進制計數(shù)器。nnQQCR23SNS121100D0D3可隨意處理可隨意處理D0D3必須都接必須都接0 CO LD CR Q0 Q1 Q2 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-1S111011nnnQQQL
11、D013 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 74LS161第16頁/共27頁M16的任意進制計數(shù)器的設計(2 2片片74LS16174LS161級聯(lián)級聯(lián)) M=(147)10=(10010011)2Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ76451111同步級聯(lián)0000000010010010Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0C
12、P1174LS161 (1)Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ76451111第17頁/共27頁Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ764511&清零法(異步),設置過渡狀態(tài)這里也可以采用置數(shù)法,由于置數(shù)是同步的,不用設置過渡狀態(tài)第18頁/共27頁Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCT
13、PLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ764511111異步級聯(lián)第19頁/共27頁Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ7645111&00000000?第20頁/共27頁用74LS161實現(xiàn)60進制計數(shù)0059Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0
14、Q1QQQQ7645111&11也可以考慮用同步級聯(lián),但是CO端都沒有輸出第21頁/共27頁用用1片片74LS161實現(xiàn)模實現(xiàn)模M=9的計數(shù)器的計數(shù)器 1) 用清零法實現(xiàn)用清零法實現(xiàn) 2) 用置數(shù)法實現(xiàn),狀態(tài)為用置數(shù)法實現(xiàn),狀態(tài)為 0059 00233. 用用2片片74LS161實現(xiàn)實現(xiàn)60進制、進制、24進制的進制的8421BCD碼計數(shù)碼計數(shù)第22頁/共27頁4 4、計數(shù)器容量的擴展、計數(shù)器容量的擴展異步計數(shù)器一般沒有專門的進位信號輸出端,通??梢杂帽炯壍母呶惠敵鲂盘栻寗酉乱患売嫈?shù)器計數(shù),即采用串行進位方式來擴展容量。 CP1 Q0 Q1 Q2 Q3 S9A S9B R0A R0B CP1
15、CPCP0 74LS90(個位)N1=10 Q0 Q1 Q2 Q3 S9A S9B R0A R0BCP0 74LS90(十位)N2=10第23頁/共27頁 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& CP1 Q0 Q1 Q2 Q3 CP1 CPCP0 74LS90(個位)N1=10 Q0 Q1 Q2 Q3CP0 74LS90(十位)N2=6 S9A S9B R0A R0B S9A S9B R0A R0B第24頁/共27頁二五十進制異步計數(shù)器二五十進
16、制異步計數(shù)器74LS290F1和和F3的的CP端從端從CP1端單獨引出。若以端單獨引出。若以CP0為計數(shù)脈沖輸入端、為計數(shù)脈沖輸入端、Q0為輸出端,為輸出端,即得到二進制計數(shù)器(或二分頻器);即得到二進制計數(shù)器(或二分頻器);若以若以CP1作為計數(shù)脈沖輸入端、作為計數(shù)脈沖輸入端、Q3為輸為輸出端,則得到五進制計數(shù)器(或五分頻出端,則得到五進制計數(shù)器(或五分頻器);若將器);若將CP1與與Q0相連,同時以相連,同時以CP0為計數(shù)脈沖輸入端、為計數(shù)脈沖輸入端、Q3為輸出端,則得為輸出端,則得到十進制計數(shù)器(或十分頻器)。到十進制計數(shù)器(或十分頻器)。第25頁/共27頁任意進制計數(shù)器的構成方法:任意進制計數(shù)器的構成方法:目前常見的計數(shù)器芯片在計數(shù)進制上只做成應用較廣的幾種類型,如十進制、十六進制、目前常見的計數(shù)器芯片在計數(shù)進制上只做成應用較廣的幾種類型,如十進制、十六進制、7位二進制、位二進制、12位二進制、位二進制、14位二進制等。在需要其它任意一種進制的計數(shù)器時,只能用已有的計數(shù)器產品經外電路的連接方式得到。位二進制等。在需要其它任意一種進制的計數(shù)器時,只能用已有的計數(shù)器產品經外電路的連接方式得到。假定已有的是假定已有的是N進制計數(shù)器,而需要得到進制計數(shù)器,而需要得到M進制計數(shù)器。進制計數(shù)器。1當當MN時:應
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