計數(shù)器 省賽獲獎

計數(shù)器的功能和分類1.計數(shù)器的功能

記憶輸入脈沖的個數(shù)；用于定時、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖及進行數(shù)字運算等等。2.計數(shù)器的分類同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器。有時也用計數(shù)器的計數(shù)容量(或稱模數(shù))來區(qū)分各種不同的計數(shù)器，如二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、二－十進制計數(shù)器等等。N進制計數(shù)器：逢N進1。即經(jīng)過N個脈沖后又回到原狀態(tài)計數(shù)器

1異步計數(shù)器

在異步計數(shù)器中，有的觸發(fā)器直接受輸入計數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器則是把其它觸發(fā)器的輸出信號作為自己的時鐘脈沖，因此各個觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不一，故被稱為“

異步計數(shù)器

”。組成異步計數(shù)器的觸發(fā)器必須接成計數(shù)式觸發(fā)器0000三位二進制異步加法計數(shù)器計數(shù)脈沖J0Q0Q0K0CPJ1Q1Q1K1J2Q2Q2K2Q2Q1Q0RDCPQ0Q1Q2001000010011100101110111000123456781011下降沿00101010101.異步二進制計數(shù)器狀態(tài)表10101010001010110

1110001000計數(shù)脈沖Q2Q1Q0

012345678CPQ0Q1Q200100001001110010111011100012345678一位八進制計數(shù)器或三位二進制計數(shù)器加法計數(shù)器Q0輸出為二分頻Q1輸出為四分頻Q2輸出為八分頻思考用D觸發(fā)器構(gòu)成三位二進制加法計數(shù)器。Q0D0Q0CP計數(shù)脈沖三位二進制異步加法計數(shù)器Q1D1Q1Q2D2Q2Q0Q1Q2功能同前10101010001010110

1110001000計數(shù)脈沖Q2Q1Q0

012345678請自行分析三位二進制異步減法計數(shù)器的工作過程。優(yōu)點：電路簡單、可靠缺點：速度慢異步計數(shù)器特點：101010101111001011000010000計數(shù)脈沖Q2Q1Q0

012345678J0Q0Q0K0CPJ1Q1Q1K1J2Q2Q2K2Q2Q1Q0RDQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計數(shù)脈沖CPJ2=Q1Q0，K2

＝1

J1=K1

＝1

J0=Q2

，K0

＝1

1)寫出控制端的邏輯表達式2.非二進制異步計數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計數(shù)脈沖CP2)再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程：CPQ2Q1Q0對應十進制數(shù)201021001130113410045000500000J2=Q1Q0，K2

＝1

J1=K1

＝1

J0=Q2

，K0

＝1

Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計數(shù)脈沖CP

如前所述，電路為異步五進制加法計數(shù)器。3)根據(jù)狀態(tài)表分析電路功能CPQ2Q1Q0對應十進制數(shù)201021001130113410045000500000

在同步計數(shù)器中，各個觸發(fā)器都受同一時鐘脈沖→輸入計數(shù)脈沖的控制，因此，它們狀態(tài)的更新幾乎是同時的，故被稱為“同步計數(shù)器”。2同步計數(shù)器三位二進制同步加法計數(shù)器計數(shù)脈沖CPQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0Q2Q0Q11.同步二進制計數(shù)器分析步驟：1）列寫各控制端的邏輯表達式：J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1Q0：來一個CP，它就翻轉(zhuǎn)一次；Q1：當Q0＝1時，它可翻轉(zhuǎn)一次；Q2：只有當Q1Q0＝11時，它才能翻轉(zhuǎn)一次。20102100113011341004510156110671117800002）根據(jù)邏輯式及觸發(fā)器的前一個狀態(tài)確定其后一個狀態(tài)，列寫狀態(tài)表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程CPQ2Q1Q0對應十進制數(shù)00000J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1狀態(tài)表列一個循環(huán)列一個循環(huán)CPQ0Q1Q23）還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表4）根據(jù)狀態(tài)表或波形圖分析電路功能？加法還是減法；幾進制？三位二進制加法計數(shù)器或一位八進制加法計數(shù)器同步計數(shù)器的特點:優(yōu)點：速度快。缺點：脈沖源需功率大。思考

試設計一個四位二進制同步加法計數(shù)器電路，并檢驗其正確性。提示四位二進制同步加法計數(shù)器狀態(tài)表CPQ3Q2Q1Q0十進制數(shù)00000010001120010230011340100450101560110670111781000891001910101010111011111211001213110113141110141511111516000016J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1J3=K3=Q2Q1Q0歸納2.計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和特點：異步計數(shù)器：同步計數(shù)器：各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時間受不同的信號控制，不同步結(jié)構(gòu)簡單，速度慢各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時間受同一計數(shù)脈沖控制，需翻轉(zhuǎn)時在同一個脈沖的有效沿同步翻轉(zhuǎn)速度快3.計數(shù)器的分析：異步計數(shù)器：波形圖—狀態(tài)表—功能同步計數(shù)器：邏輯式—狀態(tài)表—功能1.計數(shù)器的概念：功能：分類：2.同步十進制計數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計數(shù)脈沖CPQ3Q3J3K3列寫控制端的邏輯表達式：J2=K2=Q1Q0J0=K0=1J3=Q2Q1Q0K3=Q0J1=Q0Q3K1=Q0列出十進制加法計數(shù)器狀態(tài)表CPQ3Q2Q1Q0十進制數(shù)0000001000112001023001134010045010