




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、計(jì)數(shù)器的原理23為 0000。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸入后,脈沖后沿使 F0 的 Q0 由 0 變 1,F(xiàn)1、F2、F3 均保持 0態(tài),計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為0001;當(dāng)圖 14 位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器第二個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸入后, Q0 由 1 變?yōu)?0,但 Q0 的這個(gè)負(fù)跳變加至 F1 的 CP 端,使 Q1 由 0 變?yōu)?,而此時(shí) F3、F2 仍保持 0 狀態(tài),計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為 0010。依此類推,對(duì)于 F0 來(lái)說(shuō),每來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后沿, Q0 的狀態(tài)就改變,而對(duì)于 F1、F2、F3 來(lái)說(shuō),則要看前一位輸出端Q 是否從 1 跳到 0,即后沿到來(lái)時(shí),其輸出端的狀態(tài)才改變,否則Q1、Q2、 Q3 端的狀態(tài)同前一個(gè)狀
2、態(tài)一樣。這樣在第 15 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸入后,計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為1111,第 16 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸入,計(jì)數(shù)器恢復(fù)為0000。由上述分析可知, 一個(gè) 4 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)4器有 24=16 種狀態(tài),每經(jīng)過(guò)十六個(gè)計(jì)數(shù)脈沖,計(jì)數(shù)器的狀態(tài)就循環(huán)一次。 通常把計(jì)數(shù)器的狀態(tài)數(shù)稱之為計(jì)數(shù)器的進(jìn)制數(shù)(或稱計(jì)數(shù)器的模),因此, 4 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器也可稱之為 1 位十六進(jìn)制(模 16)計(jì)數(shù)器。表 1 所示為 4 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表。 計(jì)數(shù)脈沖和各觸發(fā)器輸出端的波形如圖 2 所示。圖 2 直觀地反映出最低位觸發(fā)器Q0 在 CP脈沖后沿觸發(fā),而各高位觸發(fā)器又是在相鄰低位觸發(fā)器輸出波形的后沿觸發(fā)。 從圖中還可以看出每經(jīng)過(guò)
3、一級(jí)觸發(fā)器,脈沖波形的周期就增加 1 倍,即頻率降低一半,則從 Q0 引出的脈沖對(duì)計(jì)數(shù)脈沖為兩( 21)分頻,從 Q1 引出的脈沖對(duì)計(jì)數(shù)脈沖為四( 22)分頻 ,依此類推,從 n 位觸發(fā)器輸出端 Qn 引出的脈沖對(duì)計(jì)數(shù)脈沖為 2n 分頻,因此,計(jì)數(shù)器可以用于分頻電路。對(duì)異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)歸納如下:1)計(jì)數(shù)器由若干個(gè)計(jì)數(shù)型觸發(fā)器所組成,各觸發(fā)器之間的連接方式取決于觸發(fā)器的類型。如由脈沖下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器組成, 則進(jìn)位信號(hào)從 Q 端引出,如用脈沖上升沿觸發(fā)的觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器,則進(jìn)位信號(hào)從 Q 端引出。5n2)n 個(gè)觸發(fā)器具有2 個(gè)狀態(tài),其計(jì)數(shù)容量n(即能記住的最大二進(jìn)制數(shù))為2 -1。表
4、14 位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表四位觸發(fā)器狀態(tài)計(jì)數(shù)脈Q3Q2對(duì)應(yīng)的十沖數(shù)進(jìn)制數(shù)Q1Q00000100120023013400451056006711780189009100110110111120112131013140114615111516101600100110101011110011011110111100003)圖 1 所示的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的 CP 脈沖只加到最低位觸發(fā)器, 其他各位觸發(fā)器則由相鄰低7位觸發(fā)器的進(jìn)位脈沖來(lái)觸發(fā), 因此其狀態(tài)的變換有先有后,是異步的,其計(jì)數(shù)的速度難以提高。圖 2 4 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器工作波形2)同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是用計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)去觸
5、發(fā)計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器的 CP 端,使各觸發(fā)器的狀態(tài)變換與計(jì)數(shù)脈沖同步,不存在各觸發(fā)器之間的進(jìn)位傳輸延遲,因而計(jì)數(shù)速度高。同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器與異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表和工作波形都相同。 如果計(jì)數(shù)器是由脈沖下降沿觸發(fā)的四個(gè) JK 觸發(fā)器組成,根據(jù)表 1 可得出各位觸發(fā)器的 J、K 端的邏輯關(guān)系式。1)第一位觸發(fā)器F0,每來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次,故 J0=K 0=1;2)第二位觸發(fā)器F1,在 Q0=1 時(shí),再來(lái)一8個(gè)計(jì)數(shù)脈沖才翻轉(zhuǎn),故J1=K 1=Q 0;3)第三位觸發(fā)器 F2,在 Q1=Q0=1 時(shí),再來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖才翻轉(zhuǎn),故 J2=K 2=Q 1Q0;4)第四位觸發(fā)器F3,在 Q2=Q 1
6、=Q 0=1 時(shí),再來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖才翻轉(zhuǎn),故 J3=K 3= Q2Q1Q0。由上述邏輯關(guān)系式可得出圖 3 所示的 4 位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖?,F(xiàn)分析其工作原理:設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為 0000。在第一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后沿到達(dá)時(shí), F0 翻轉(zhuǎn)為 1 態(tài),由于此時(shí) F1F3 的J、K 端均為 0,故不翻轉(zhuǎn),計(jì)數(shù)器輸出為 0001;在第二個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)前,由于 F1 的 J1=K 1=Q0=1,故在第二個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后沿到達(dá)時(shí),F(xiàn)0 由 1 翻轉(zhuǎn)為 0,F(xiàn)1 由 0 翻轉(zhuǎn)為 1,而此時(shí) F2、F3 的 J、K 均為 0,不翻轉(zhuǎn),計(jì)數(shù)器輸出為 0010;依此類推,當(dāng)?shù)谑鍌€(gè)計(jì)數(shù)脈沖后沿到達(dá)后, 計(jì)數(shù)器輸出為 1
7、111。而第十六個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái),由于各觸發(fā)器 J、K 端均為 1,全部翻轉(zhuǎn)為 0,故觸發(fā)器返回初態(tài) 0000。9圖 3 4 位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器3)同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器組件簡(jiǎn)介 同時(shí)兼有加法和減法兩種計(jì)數(shù)功能的計(jì)數(shù)器稱為可逆計(jì)數(shù)器。中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器 74LS193 是同步 4 位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器, 它同時(shí)具有預(yù)置數(shù)碼、 加減可逆計(jì)數(shù)的同步計(jì)數(shù)功能以及異步清除功能。 圖 4 所示是它的外形及外引線排列圖,功能圖 4 74LS193 外形及外引線排列圖表見表 2。當(dāng)清除端( CR)為高電平時(shí),不管計(jì)數(shù)脈沖( CPD、CPU)狀態(tài)如何,所有計(jì)數(shù)輸出10QAQD)均為低電平。當(dāng)置入控制( LD)為低
8、電平時(shí), QAQD 將隨數(shù)據(jù)輸入( D0D3)一起變化,而與 CPD 和 CPU 無(wú)關(guān),即它的預(yù)置功能也是異步的。該器件的計(jì)數(shù)是同步的。 當(dāng)一個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)鐘保持高電平時(shí), 另一個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)鐘的上升沿能使 QAQD 同時(shí)變化。其中, CPU 為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端, CPD 為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端。當(dāng)計(jì)數(shù)上溢(為 9),并且 CPD 為低電平時(shí),加計(jì)數(shù)進(jìn)位輸出( CO)產(chǎn)生一個(gè)低電平脈沖;當(dāng)計(jì)數(shù)下溢(為0),并且 CPU 為低電平時(shí),減計(jì)數(shù)借位輸出( BO)產(chǎn)生一個(gè)低電平脈沖。表 274LS193 功能表輸入輸出CRLDCPUCPDQAQBABCDQCQD1000000d01dd 0d 1d 2d 3d2d30
9、11加計(jì)數(shù)11011減計(jì)數(shù)2、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器也稱為二 -十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,它是用 4 位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)的每一位數(shù)。如前所述,一個(gè) 4 位二進(jìn)制數(shù)共有十六種狀態(tài),若用來(lái)表示十進(jìn)制的 10 個(gè)狀態(tài),需去掉 6 種狀態(tài),其方案很多,這個(gè)問(wèn)題就是二 -十進(jìn)制編碼,簡(jiǎn)稱 BCD 碼。最常用的 8421 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,它是取 4 位二進(jìn)制數(shù)前面的 00001001來(lái)表示十進(jìn)制的 09 這 10 個(gè)數(shù)碼,而去掉后面的10101111 6個(gè)數(shù)。圖 5 所示為由 4 個(gè) JK 觸發(fā)器組成 1 位異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器邏輯圖, 計(jì)數(shù)脈沖從最低位觸發(fā)器的時(shí)鐘端加入, 4 個(gè)觸發(fā)器的置 0 端并聯(lián)連接。
10、12圖 58421BCD 碼異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器工作原理:圖中3 個(gè)觸發(fā)器 F0F2 的各 J、端在觸發(fā)器 F3 翻轉(zhuǎn)(即 Q3=1,Q3 =0)之前均為 1,處于計(jì)數(shù)工作狀態(tài),因此在第 17 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖作用期間,觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)情況與上述圖 1 所示的異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器相同, 第 7 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖作用后, F3F0 的狀態(tài)為 0111。第 8 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸入后, F0、F1、F2 相繼由 1 態(tài)變?yōu)?0 態(tài),由于 Q0 同時(shí)加到了 F3 的時(shí)鐘端,而觸發(fā)前 F3 的兩個(gè) J 端均為 1,使 F3由 0 態(tài)變?yōu)?1 態(tài),即 4 個(gè)觖發(fā)器的狀態(tài)變?yōu)?1000,此時(shí), Q3=1,Q3 =0,因Q3與
11、J1 端相連,阻止下一個(gè)由 F0 來(lái)的負(fù)脈沖觸發(fā) F1 使其翻轉(zhuǎn)。第 9 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖作用后, F0 翻轉(zhuǎn),Q0=1,計(jì)數(shù)狀態(tài)為 1001。當(dāng)?shù)?10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)后, F0 翻轉(zhuǎn), Q0 又由 1 變?yōu)?0,但 Q0 這個(gè)負(fù)跳變不能使 F1 翻轉(zhuǎn),卻能直接去觸發(fā) F3,由于13此時(shí) F3 的兩個(gè) J 端均為 0,而 K=1,使 Q3 由 1變 0,于是使 4 個(gè)觸發(fā)器跳過(guò) 10101111 6 個(gè)狀態(tài)而復(fù)原到初始狀態(tài) 0000,向高位觸發(fā)器送出十進(jìn)制進(jìn)位信號(hào),從而完成 8421BCD 編碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)過(guò)程。十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的波形如圖 6 所示。圖 6異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖二、計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)例
12、用異步計(jì)數(shù)器74LS290 實(shí)現(xiàn)二 -五-十分頻用計(jì)數(shù)器組成分頻器是計(jì)數(shù)器的基本應(yīng)用之一。74LS290 是一種比較常用的 TTL 電路異步計(jì)數(shù)器,圖 7 所示為其簡(jiǎn)化原理圖。 其外形及外引線排列見圖 8 所示。74LS290 含有兩個(gè)獨(dú)立的14下降沿觸發(fā)計(jì)數(shù)器,清除端和置9 端兩觸發(fā)器共用。若以 CPA 為計(jì)數(shù)輸入, QA 為輸出,即得到模二計(jì)數(shù)器(二分頻器);若以圖 7 74LS290 簡(jiǎn)化原理圖CPB 為計(jì)數(shù)輸入, QD 為輸出,即得到模五計(jì)數(shù)器(五分頻器);模五計(jì)數(shù)器的輸出端由高位到低位依次為 QD、QC 和 QA。74LS290 也可以接成模十計(jì)數(shù)器(十分頻器),其接法有兩種:一種是
13、將 QA 與 CPB 連接, CPA 為計(jì)數(shù)輸入,輸出端順序?yàn)?QDQCQBQA 時(shí),執(zhí)行 8421BCD 編碼;另一種是 QD 和 CPA 連接, CPB 為計(jì)數(shù)輸入,輸出高低位順序?yàn)?QAQDQCQB 時(shí),執(zhí)15圖 8 74LS290 外形及外引線排列圖行 5421BCD 編碼,5421BCD 編碼參見表 3 兩種常用 BCD 碼中 5421BCD 碼。74LS290 當(dāng) S9 1 S9( )2) =1 時(shí),則輸出為 1001,完成置 9 功能;當(dāng)R0(1)R0( 2) =1 時(shí),輸出為 0000,完成置 0 功能;當(dāng) S9(1)S9(2)=0,且 R0(1)R0(2)=0 時(shí),執(zhí)行計(jì)數(shù)操作。表4 所示為 74LS290 的功能表。表 3 兩種常用 BCD 碼碼型8421 碼5421 碼十進(jìn)制數(shù)00000000010001000120010001030011001140100010050101100016601101001701111010810001011910011100權(quán)84215421表 4 74LS290 功能表CPR0(1)R0(2)S9(1)S9(2)功 能110置 0110置 011置 900計(jì)數(shù)00計(jì)數(shù)00計(jì)數(shù)00計(jì)數(shù)圖 9 所示為用一片中規(guī)模集成異步計(jì)數(shù)器 74LS290 通過(guò)不同的電路連線, 可組成對(duì)輸入脈沖進(jìn)行二分
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 超疏水表面的耐久性研究進(jìn)展及其應(yīng)用領(lǐng)域探討
- 農(nóng)業(yè)面源污染控制-第5篇-洞察及研究
- 機(jī)房參觀管理辦法細(xì)則
- 農(nóng)戶生計(jì)決策管理辦法
- 工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究
- 華為應(yīng)用限制管理辦法
- 協(xié)會(huì)業(yè)余球員管理辦法
- 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位安全主體責(zé)任規(guī)定
- 導(dǎo)電水凝膠對(duì)神經(jīng)肌肉組織修復(fù)的研究進(jìn)展
- 內(nèi)部職務(wù)異動(dòng)管理辦法
- 東北大學(xué)分析化學(xué)期末試卷
- 老年健康照護(hù)課件
- 2024屆河北省唐山市玉田縣物理高一第二學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)試題含解析
- 第三方醫(yī)療消毒供應(yīng)中心項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
- 貨架安裝施工方案
- 異口同音公開課
- 專利代理人資格考試實(shí)務(wù)試題及參考答案
- 運(yùn)用信息技術(shù)助力勞動(dòng)教育創(chuàng)新發(fā)展 論文
- GB/T 602-2002化學(xué)試劑雜質(zhì)測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備
- GB/T 4074.8-2009繞組線試驗(yàn)方法第8部分:測(cè)定漆包繞組線溫度指數(shù)的試驗(yàn)方法快速法
- 2023年涉縣水庫(kù)投資管理運(yùn)營(yíng)有限公司招聘筆試模擬試題及答案解析
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論