數(shù)字鐘的設計-計數(shù)器

二-五-十進制計數(shù)器74LS9074LS90內部含有兩個獨立的計數(shù)電路：一個是二進制計數(shù)器(CP0為其時鐘，Q0為其輸出端)，另一個是五進制計數(shù)器(CP1為其時鐘，Q3Q2Q1為其輸出端)。

外部時鐘CP送到CP0，將CP1與Q0連接，則構成十進制計數(shù)器。1)74LS90的介紹??將計數(shù)器適當改接，可構成多種進制的計數(shù)器中規(guī)模集成計數(shù)器組件?2）原理電路圖：Q2Q0JKQ1JKJKQDQ3JKCP0CP1R0(1)R0(2)R9(2)R9(1)Q0Q1Q2Q311Q0JKCP0Q0CP1Q2Q1JKJKQDQ3JKQ1Q2Q3二進制計數(shù)器五進制計數(shù)器清0置9R0(1)R0(2)&S9(2)S9(1)&級連法十進制計數(shù)器fCP1=1/2fCP0Q0JKCP0Q0CP1Q2Q1JKJKQDQ3JKQ1Q2Q3S9(2)S9(1)&R0(1)R0(2)&3）引腳排列圖邏輯功能示意圖4）功能表1.反饋清零法當計數(shù)狀態(tài)到M時，從觸發(fā)器的輸出端引出的反饋立即將計數(shù)器置零，M狀態(tài)不能保持，即構成M進制計數(shù)器。10.4.2用集成計數(shù)器構成任意進制計數(shù)器CP0CP1Q0Q3Q1Q2S9(2)S9(1)R0(2)R0(1)74LS90CP計數(shù)脈沖

在Q3Q2Q1Q0

＝0110時立即清零。用一片74LS90構成六進制計數(shù)器2.級聯(lián)法將M1進制和M2進制計數(shù)器串聯(lián)起來，構成M進制計數(shù)器。M=M1·

M21）利用兩片74LS90構成100進制計數(shù)器低一位的最高位向高一位進位。即低一位的Q3與高一位的CP連。74LS90(十位)CP0CP1Q0Q3Q1Q2S9(2)S9(1)R0(2)R0(1)CPCP0CP1Q0Q3Q1S9(1)R0(2)R0(1)74LS90(個位)2）利用先反饋清零后級聯(lián)的方法組成36進制計數(shù)器74LS90(高位)CP0CP1Q0Q3Q1Q2S9(2)S9(1)R0(2)R0(1)CPCP0CP1Q0Q3Q1S9(1)R0(2)R0(1)74LS90(低位)Q2S9(2)低位：4進制高位：9進制4

9=36進制四進制九進制級聯(lián)用兩片74LS290構成36

進制8421碼計數(shù)器Q3Q2Q1Q0

000000001100102001130100401015011060111710008

10019

00000

十進制數(shù)

分析：1.如何解決片間進位問題？

從右面的狀態(tài)轉換表中可以看到：個位片的Q3可以給十位片提供計數(shù)脈沖信號。十位個位00100100例：243）利用先級聯(lián)后反饋清零的方法組成36進制計數(shù)器分析：2.如何滿足“36

進制”的要求？十位個位0035......共有36個穩(wěn)定狀態(tài)3600(00110110)74LS90(十位)CP0CP1Q0Q3Q1Q2S9(2)S9(1)R0(2)R0(1)CPCP0CP1Q0Q3Q1S9(1)R0(2)R0(1)74LS90(個位)&Q2S9(2)&

用兩片74LS290構成36

進制8421碼計數(shù)器用集成計數(shù)器構成任意進制計數(shù)器的方法1）反饋清零法當計數(shù)狀態(tài)到M時，從觸發(fā)器的輸出端引出的反饋立即將計數(shù)器置零，M狀態(tài)不能保持，即構成M進制計數(shù)器。2）級聯(lián)法將M1進制和M2進制計數(shù)器串聯(lián)起來，構成M進制計數(shù)器。M=M1·

M2歸納3）可以先反饋置零后級連；也可先級連后反饋置零。

注意進位方式！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)轉換表，分析其狀態(tài)轉換過程：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，它就翻轉一次；Q1：當Q0＝1時，它可翻轉一次；Q2：只有當Q1Q0＝11時，它才能翻轉一次。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)器的結構和特點：異步計數(shù)器：同步計數(shù)器：各觸發(fā)