2023學(xué)年完整公開課版異步計數(shù)器

第4章：

時序邏輯電路4.4.1異步計數(shù)器

計數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用場合最多的時序電路，它不僅具有計數(shù)功能，還可以用于定時、分頻、產(chǎn)生序列脈沖等。

計數(shù)器的種類很多，特點各異。它的主要分類如下：1.計數(shù)器的分類4.4計數(shù)器1．按計數(shù)進制分二進制計數(shù)器：按二進制數(shù)運算規(guī)律進行計數(shù)的電路稱作二進制計數(shù)器。十進制計數(shù)器：按十進制數(shù)運算規(guī)律進行計數(shù)的電路稱作十進制計數(shù)器。任意進制計數(shù)器：二進制計數(shù)器和十進制計數(shù)器之外的其它進制計數(shù)器統(tǒng)稱任意進制計數(shù)器。如五進制計數(shù)器、六十進制計數(shù)器等。1.計數(shù)器的分類4.4計數(shù)器（2）按計數(shù)增減分加法計數(shù)器：隨著計數(shù)脈沖的輸入作遞增計數(shù)的電路稱作加法計數(shù)器。減法計數(shù)器：隨著計數(shù)脈沖的輸入作遞減計數(shù)的電路稱作減法計數(shù)器。加/減計數(shù)器：在加/減控制信號作用下，可遞增計數(shù)、也可遞減計數(shù)的電路，稱作加/減計數(shù)器，又稱可逆計數(shù)器。1.計數(shù)器的分類4.4計數(shù)器（3）按計數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否同步分

異步計數(shù)器：計數(shù)脈沖只加到部分觸發(fā)器的時鐘脈沖輸入端上，而其它觸發(fā)器的觸發(fā)信號則由電路內(nèi)部提供，應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器狀態(tài)更新有先有后的計數(shù)器，稱作異步計數(shù)器。

同步計數(shù)器：計數(shù)脈沖同時加到所有觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，使應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)的計數(shù)器，稱作同步計數(shù)器。顯然，它的計數(shù)速度要比異步計數(shù)器快得多。1.計數(shù)器的分類4.4計數(shù)器（1）異步二進制加法計數(shù)器如圖4-26所示為由JK觸發(fā)器組成的4位異步二進制加法計數(shù)器的邏輯圖。1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（1）異步二進制加法計數(shù)器1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（1）異步二進制加法計數(shù)器1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（1）異步二進制加法計數(shù)器1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（1）異步二進制加法計數(shù)器如圖4-27所示為4位二進制加法計數(shù)器的工作波形（又稱時序圖或時序波形），由該圖可看出：輸入的計數(shù)脈沖每經(jīng)一級觸發(fā)器，其周期增加一倍，即頻率降低一半。所以，圖4-30所示計數(shù)器是一個16分頻器。1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器如圖4-28所示為由D觸發(fā)器組成的4位異步二進制加法計數(shù)器的邏輯圖。由于D觸發(fā)器用輸入脈沖的上升沿觸發(fā)，因此，每個觸發(fā)器的進位信號由

端輸出。其工作原理請讀者自行分析。1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（2）異步二進制減法計數(shù)器如圖4-29所示為由JK觸發(fā)器組成的4位二進制減法計數(shù)器的邏輯圖。FF3~FF0都為

觸發(fā)器，負(fù)躍變觸發(fā)。為了能實現(xiàn)向相鄰高位觸發(fā)器輸出借位信號，要求低位觸發(fā)器由0狀態(tài)變?yōu)?狀態(tài)時能使高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，因此，低位觸發(fā)器應(yīng)從

端輸出借位信號。圖4-29就是按照這個要求連接的。1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（2）異步二進制減法計數(shù)器1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（2）異步二進制減法計數(shù)器1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（2）異步二進制減法計數(shù)器1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（2）異步二進制減法計數(shù)器1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器（2）異步二進制減法計數(shù)器1.

異步二進制計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器異步十進制加法計數(shù)器是在4為異步二進制加法計數(shù)器的基礎(chǔ)上經(jīng)過適當(dāng)修改獲得的。它跳過了1010~1111六個狀態(tài)，利用自然二進制數(shù)的前十個狀態(tài)0000~1001實現(xiàn)十進制計數(shù)。如圖4-31所示為由4個JK觸發(fā)器組成的8421BCD碼異步十進制計數(shù)器的邏輯圖。2．異步十進制加法計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器異步十進制加法計數(shù)器是在4為異步二進制加法計數(shù)器的基礎(chǔ)上經(jīng)過適當(dāng)修改獲得的。它跳過了1010~1111六個狀態(tài)，利用自然二進制數(shù)的前十個狀態(tài)0000~1001實現(xiàn)十進制計數(shù)。如圖4-31所示為由4個JK觸發(fā)器組成的8421BCD碼異步十進制計數(shù)器的邏輯圖。2．異步十進制加法計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器2．異步十進制加法計數(shù)器4.4.1異步計數(shù)器2．異步十進制