数字电路与逻辑设计 第5章.pdf

第5章 常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用 第5章 常用时序逻辑电路及MSI时序电路 模块的应用 5.1 计数器 5.2 寄存器 5.3 移位寄存器型计数器 第5章 常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用 5.1 计数器 计数器是一种用途非常广泛的时序逻辑电路,它不 仅可以对时钟脉冲进行计数,还可以用在定时、分频、 信号产生等逻辑电路中。 计数器的种类很多,根据它们的不同特点,可以将计 数器分成不同的类型。典型的分类方法有如下几种: 第5章 常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用 (1)按计数器中触发器状态的更新是否同步可分为 同步计数器和异步计数器。在同步计数器中,所有要更 新状态的触发器都是同时动作的;在异步计数器中,并非 所有要更新状态的触发器都是同时动作的。 (2)按计数进制可分为二进制计数器、十进制计数 器和N进制计数器。 按照二进制数规律对时钟脉冲进行计数的电路称 为二进制计数器。在计数器中,被用来计数的状态组合 的个数称为计数器的计数长度,或称为计数器的模。在 二进制计数器中,触发器的所有状态组合都被用来计数, n 因此,n位二进制计数器的计数长度为2 。 第5章 常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用 按照十进制数规律对时钟脉冲进行计数的电路称 为十进制计数器。在十进制计数器中,只有十个状态组 合被用来计数,十进制计数器的计数长度为10。 按照N进制数规律对时钟脉冲进行计数的电路称为 N进制计数器。在N进制计数器中,有N个状态组合被用 来计数,N进制计数器的计数长度为N 。 (3)按计数过程中的增减规律可以分为加法计数器、 减法计数器和可逆计数器。按照递增规律对时钟脉冲 进行计数的电路,称为加法计数器；按照递减规律对时 钟脉冲进行计数的电路,称为减法计数器； 第5章 常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用 5.1.1 同步计数器 1.同步二进制加法计数器 按照二进制数规律对时钟脉冲进行递增计数的同 步电路称为同步二进制加法计数器。图5―1所示电路 是由四个下降沿动作的JK触发器构成的四位同步二进 制加法计数器。 第5章 常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用 C 1 J0 Q0 J 1 Q1 J2 Q2 J3 Q3 CP CP CP CP 0 1 2 3 K0 Q0 K1 Q1 K2 Q2 K3 Q3 CP 图5―1 四位同步二进制加法计数器 第5章 常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用 由图可以写出电路的方程如下: 时钟方程: CP =CP =CP =CP =CP 0 1 2 3 输出方程: