同步十進制計數(shù)器學習課件

1、 同步與異步十進制計數(shù)器的功能和工作波形相同，但時鐘控制方式及電路構成不同。 一、同步十進制計數(shù)器 00001010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計 數(shù) 器 狀 態(tài)計數(shù)順序CT74LS160CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74LS162CTTCTPCRLDD1D2D3CRLD1. 集成同步十進制計數(shù)器 CT74LS160 和 CT74LS162正如“161”與“163”一樣，“160”與“162”的差別是：“160”為異步置 0，“162”為同步置 0 ；“160”與“162”的管腳以及其他功能完全相同。 CO

2、= CTTQ3 Q0 CO = Q3 Q0 CO = CTTQ3 Q0 同步置 00保 持011保 持011計 數(shù)1111d0d1d2d3d0d1d2d301000000COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR輸 出輸 入CT74LS162 CO = CTTQ3 Q0 CO = Q3 Q0 CO = CTTQ3 Q0 異步置 00保 持011保 持011計 數(shù)1111d0d1d2d3d0d1d2d301000000COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR輸 出輸 入CT74LS160 CT74LS160 與 CT74LS162 的功能表 十進制計數(shù)器 7

3、4LS160(162)與二進制計數(shù)器 74LS161(163) 比較 CT74LS160CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74LS162CTTCTPCRLDD1D2D3CRLDCT74LS161CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74LS163CTTCTPCRLDD1D2D3CRLD 邏輯符號形式一樣。 輸入端用法一樣。 “160(162)”輸出 1 組 8421BCD 碼； “161(163)”輸出 4 位二進制數(shù)。CT74LS160(162)的計數(shù)態(tài)序表 00001010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計 數(shù) 器 狀

4、 態(tài)計數(shù)順序00001611111501111410111300111211011101011010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計 數(shù) 器 狀 態(tài)計數(shù)順序CT74LS161(163)的計數(shù)態(tài)序表 例1 試用 CT74LS160 構成七進制計數(shù)器。解： 寫出 SN 的二進制代碼 寫出反饋置數(shù)函數(shù) 畫電路圖S7 = 0111CR = Q2 Q1 Q0方法之一：利用異步置 0 功能實現(xiàn)。CT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&13. 集成十進制計數(shù)器應用舉例方法之二：利用同步

5、置數(shù)功能實現(xiàn)。 寫出 S7-1 的二進制代碼 寫出反饋置數(shù)函數(shù) 畫電路圖S7-1 = S6 = 0110LD = Q2 Q1 方案 1：設計數(shù)器從 Q3 Q2 Q1 Q0 = 0000 狀態(tài)開始計數(shù)， 因此，取 D3 D2 D1 D0 = 0000。CT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&1方案 2： 用 “160” 的后七個狀態(tài) 0011 1001 實現(xiàn)七進制計數(shù)。0000010110019000018011107001106010105000104011003001002010001000000COQ0Q1Q2Q3進位輸出計 數(shù) 器 狀 態(tài)計數(shù)順序

6、D3D2D1D0=0011LD = Q3 Q0或COCT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1111100方案 2：用 “160” 的后七個狀態(tài) 0011 1001實現(xiàn)七進制計數(shù)。取 D3 D2 D1 D0 = 0011 ，LD = CO二、利用計數(shù)器的級聯(lián)構成大容量 N 進制計數(shù)器 反饋置 0 法和反饋置數(shù)只能實現(xiàn)模 N 小于集成計數(shù)器模 M 的 N 進制計數(shù)器；將模 M1、M2、Mm 的計數(shù)器串接起來 (稱為計數(shù)器的級聯(lián)) ，可獲得模 N小于 M1 M2 Mm 的大容量 N 進制計數(shù)器。 兩片 “290” 接成 十進制加法計數(shù)器后級聯(lián)，計數(shù)脈沖從個位片

7、 CP0 端輸入。例 2 由兩片 CT74LS290 級聯(lián)組成 100 進制異步加法計數(shù)器。Q0Q1Q2Q3CT74LS290(十位)CP1CP0R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3CT74LS290(個位)CP1CP0R0AR0BS9AS9B計數(shù)輸入計數(shù)輸出該電路構成 100 進制異步加法計數(shù)器。例 3兩片CT74LS290 構成二十三進制計數(shù)器。R0A R0B = Q1Q1 Q0計數(shù)輸入CT74LS290 (十)R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3CP1CP0CT74LS290 (個)R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3 CP1CP0&174LS290 M =2、5、10，異步

8、清零，異步置 9。再用歸零法將M = 100 改為 N =23進制計數(shù)器；即用SN產生異步清零信號。先用兩片74LS290構成 1010 進制計數(shù)器；例 4 兩片CT74LS161 構成 8 位二進制(256 進制)同步計數(shù)器。 當計至“15”時，CO低 = 1，允許高位片計數(shù)，這樣，第 16 個脈沖來時，低位片返回 “0”，而高位片計數(shù)一次。在低位片計至 “15” 之前，CO低 = 0，禁止高位片計數(shù)；每逢 16 的整數(shù)倍個脈沖來時，低位片均返回“0”，而高位片計數(shù)一次。因此，實現(xiàn)了 8 位二進制加法計數(shù)。CPCOD0CTTCTPCRLDD1D2D3Q0低Q1低Q2低Q3低11CT74LS1

9、61(低位)1COD0CTTCTPCRLDD1D2D3Q0高Q1高Q2高Q3高1CT74LS161(高位)1計數(shù)輸入將上圖中的“161”換成“160”，則構成幾進制計數(shù)器？討論CPCOD0CTTCTPCRLDD1D2D3Q0低Q1低Q2低Q3低11CT74LS161(低位)1COD0CTTCTPCRLDD1D2D3Q0高Q1高Q2高Q3高1CT74LS161(高位)1計數(shù)輸入討論總結(1)兩個十進制計數(shù)器級聯(lián)構成 100 進制計數(shù)器。從高位 Q3 Q2 Q1 Q0 讀出的是十位數(shù)，而從低位 Q3 Q2 Q1 Q0 讀出 的是個位數(shù)。(2)兩個 4 位二進制計數(shù)器級聯(lián)則構成 8 位二進制計數(shù)器，

10、 即 256 進制計數(shù)器。從高位 Q3 Q2 Q1 Q0 讀出的是高 4 位 二進制數(shù)，而從低位 Q3 Q2 Q1 Q0 讀出的是低 4 位二進制 數(shù)。(3)例 2 為異步 100 進制計數(shù)器，而上圖中將“161” 換成“160”后則構成同步 100 進制計數(shù)器。例5 試分別用 74LS161 和 74LS162 接成六十進制計數(shù)器。Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q774161(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111CO074161(1)用 SN 產生異步清零信號：

11、用 SN1 產生同步置數(shù)信號：&11&解：（1）先用兩片74LS161構成 256 進制計數(shù)器74LS162 同步清零，同步置數(shù)。再用歸零法將M = 100改為N = 60進制計數(shù)器，即用SN1產生同步清零、置數(shù)信號。先用兩片74LS162構成 1010 進制計數(shù)器，Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q774162(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111CO074162(1)11&1 集成十進制同步加/減計數(shù)器 CT74LS192(190) CT74LS192CPUQ0

12、Q1Q2Q3COD0CRCPDLDD1D2D3LDBOCR 功能表見教材P155 集成計數(shù)器種類非常多：集成4位二進制同步加/減計數(shù)器CT74LS191集成十進制異步計數(shù)器CT74LS90集成二進制異步加法計數(shù)器CT74LS197集成雙4位二進制同步加法計數(shù)器CC452三、時序邏輯電路的自啟動 在應用反饋法實現(xiàn) N 進制計數(shù)器時，我們只利用了模 M 計數(shù)器的N 個計數(shù)狀態(tài)，這些狀態(tài)被稱為有效狀態(tài)，而沒有利用的那(M N )個狀態(tài)則被稱為無效狀態(tài)。當時序邏輯電路由于某種原因進入了無效狀態(tài)，若繼續(xù)輸入計數(shù)脈沖 CP 后電路能自動進入有效狀態(tài)，則稱該電路能自啟動，否則稱不能自啟動。例如： 利用 CT

13、74LS160 的計數(shù)狀態(tài) 0000 0111 構成 八進制計數(shù)器。Q0Q1Q2Q3計 數(shù) 器 狀 態(tài)計數(shù)順序100190001811107011061010500104110030100210001000010000000000 0111為有效狀態(tài)1000 1001為無效狀態(tài)若計數(shù)器處于無效狀態(tài)“1000”，則來一個時鐘后狀態(tài)變?yōu)椤?001”，再來一個時鐘，狀態(tài)變?yōu)椤?000”。能自動進入循環(huán)，因此能自啟動。設計時序電路時應檢查電路能否自啟動。由于集成計數(shù)器構成的 N 進制計數(shù)器一般能自啟動，因此通常省略這一步。本節(jié)小結：計數(shù)器是一種應用十分廣泛的時序電路，除用于計數(shù)、分頻外，還廣泛用于數(shù)字

14、測量、運算和控制，從小型數(shù)字儀表，到大型數(shù)字電子計算機，幾乎無所不在，是任何現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。計數(shù)器可利用觸發(fā)器和門電路構成。但在實際工作中，主要是利用集成計數(shù)器來構成。在用集成計數(shù)器構成N進制計數(shù)器時，需要利用清零端或置數(shù)控制端，讓電路跳過某些狀態(tài)來獲得N進制計數(shù)器。作 業(yè)6.10（2） 6.11（2） 6.12 （2） 6.13（2） 6.14（1） 題6.10試分別用CT74LS160的異步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN 產生異步置零信號：（2）二十四進制計數(shù)器；解：寫異步置零函數(shù)：Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0

15、Q1 Q2 Q374160(個位)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP11CO074160(十位)1&利用異步置 0 功能實現(xiàn)。畫電路圖：題6.10試分別用CT74LS160的異步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN-1 產生同步置0信號：（2）二十四進制計數(shù)器；解：寫同步置0函數(shù)：畫電路圖：利用同步置數(shù)功能實現(xiàn)。Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q374160(個位)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP11C

16、O074160(十位)1&題6.11試分別用CT74LS162的同步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN-1 產生同步置零信號：（2）六十進制計數(shù)器；解：寫同步置零函數(shù)：Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q374162(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP1174162(1)1&畫電路圖：利用同步置 0 功能實現(xiàn)。題6.11試分別用CT74LS162的同步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN-1 產生同步置數(shù)信號：（2）六十進制計數(shù)器；解：寫同步置數(shù)函數(shù)：畫電路

17、圖：Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q374162(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP1174162(1)1&題6.12試用CT74LS161的異步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN 產生異步置零信號：（1）十二進制計數(shù)器；解：寫異步置零函數(shù)：CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&1畫電路圖：利用異步置 0 功能實現(xiàn)。題6.12試用CT74LS161的異步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN-1 產生同步置數(shù)信號

18、：（1）十二進制計數(shù)器；解：寫同步置數(shù)函數(shù)：畫電路圖：利用同步置數(shù) 功能實現(xiàn)。CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&1Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q374161(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP1174161(1)1題6.12試用CT74LS161的異步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN 產生異步置零信號：（2）六十進制計數(shù)器；解：寫異步置零函數(shù)：&畫電路圖：利用異步置 0 功能實現(xiàn)。Q0 Q1 Q2 Q3CTT

19、LDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q374162(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP1174162(1)1題6.12試用CT74LS161的異步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN-1 產生同步置數(shù)信號：（2）六十進制計數(shù)器；解：寫同步置數(shù)函數(shù)：畫電路圖：利用同步置數(shù) 功能實現(xiàn)。1&題6.13試用CT74LS163的同步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN-1 產生同步置零信號：（1）十二進制計數(shù)器；解：寫同步置零函數(shù)：畫電路圖：利用同步置 0 功能實現(xiàn)。CT74LS163Q0Q1Q2Q

20、3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&1題6.13試用CT74LS163的同步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN-1 產生同步置數(shù)信號：（1）十二進制計數(shù)器；解：寫同步置數(shù)函數(shù)：畫電路圖：利用同步置數(shù) 功能實現(xiàn)。CT74LS163Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&1Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q374163(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP1174163(1)1題6.13試用CT74LS163的同步置0和同步置數(shù)功

21、能構成下列 計數(shù)器用 SN-1 產生同步置零信號：（2）六十進制計數(shù)器；解：寫同步置零函數(shù)：畫電路圖：利用同步置 0 功能實現(xiàn)。&Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q374163(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP1174163(1)1題6.13試用CT74LS163的同步置0和同步置數(shù)功能構成下列 計數(shù)器用 SN-1 產生同步置數(shù)信號：（2）六十進制計數(shù)器；解：寫同步置數(shù)函數(shù)：畫電路圖：利用同步置數(shù) 功能實現(xiàn)。1&題6.14試用CT74LS290的異步置0功能構成下列計數(shù)器用 SN 產生異步置零信號：（1）二十四進制計數(shù)器；解：寫異步置零函數(shù)：畫電路圖：計數(shù)輸入CT74LS290 (十)R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3CP1CP0CT74LS290 (個)R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3 CP1CP0& Q3Q0 Q3Q0題6.14試用CT74LS290的異步置0功能構成下列計數(shù)器用 SN 產生異步置零信號：（2）五十進制計數(shù)器；解：寫異步置零函數(shù)：畫電路圖：計數(shù)輸入CT74LS290 (十)R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3CP1