数字电路第6章(3常见时序逻辑电路_计数器)_2.ppt

西安交通大学生命科学与技术学院 * 各位老师，同学，大家好！ 我的硕士论文的题目是：在体软组织生物力学参数采集系统。我将从五个方面来介绍我的项目。 （翻页） 第六章 时序逻辑电路 本章主要内容 6.1 概述 6.2 时序逻辑电路的分析方法 6.3 若干常用的时序逻辑电路 6.4 时序逻辑电路的设计方法 6.5 时序逻辑电路中的竞争-冒险现象 寄存器 计数器 同步计数器（十六进制、十进制） 异步计数器 任意进制计数器的构成方法 移位寄存器型计数器 §6.3 若干常用的时序逻辑电路 所谓计数，就是计算输入脉冲的个数。计 数器是实现计数功能的时序部件；几乎任 何一个数字系统中，都包含计数器。 计数器的功能： ①计数；②定时；③分频；④数字运算。 二、计数器 1、概述 按照时钟是否来自同一计数脉冲，可分为： 同步计数器 异步寄存器 按照计数数值的增减情况，可分为： 加法计数器 减法计数器 可逆计数器 按照计数进位制不同，可分为： 二进制计数器 十进制计数器 任意进制计数器 ······ 二、计数器 2、计数器的分类 3、介绍几种计数器 同步计数器 同步二进制计数器 同步十进制计数器 异步计数器 任意进制计数器 移位寄存器型计数器 二、计数器 3.1 同步二进制计数器 (1)同步二进制加法计数器 电路结构 4个JK触发器构成的T 触发器 ①写出各触发器驱动/输出方程 T0=1 , T1=Q0n , T2=Q0nQ1n , T3=Q0nQ1nQ2n 电路分析： C =Q0nQ1nQ2nQ3n 3.1 同步二进制计数器 (1)同步二进制加法计数器 ②将驱动方程带入特性方程,得到状态方程: T0=1 , T3=Q0nQ1nQ2n T1=Q0n , T2=Q0nQ1n 电路分析： Q0n+1=Q0 , Q1n+1=Q0n + Q1n Q2n+1=(Q0n·Q1n) + Q2n Q3n+1==(Q0n·Q1n Q2n) + Q3n Qn+1=T + Qn (1)同步二进制加法计数器 ③写出状态表/状态图/时序图: 电路分析： Q0n+1=Q0 , Q1n+1=Q0n + Q1n Q2n+1=(Q0n·Q1n) + Q2n Q3n+1= =(Q0n·Q1n Q2n) + Q3n 计数 顺序 Q3n Q2n Q1n Q0n Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 输出C 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 2 0 0 0 1 0 0 1 0 0 … …… … … … … … 15 1 1 1 0 1 1 1 1 1 16 1 1 1 1 0 0 0 0 0 3.1 同步二进制计数器 (1)同步二进制加法计数器 ④写出状态图 电路分析： 3.1 同步二进制计数器 由状态图可知: 每输入16个计数脉冲， 计数器工作一个循环， 并且在输出端C产生一 个进位信号；因此,该 电路又称为十六进制计 数器. 计数器中能计到的最大 数称为计数器的容量,n 位二进制计数器的容量 等于2^n-1. (1)同步二进制加法计数器 ⑤画出时序图: 电路分析： 3.1 同步二进制计数器 由时序图可知: 若时钟脉冲的频率为f0; Q0~Q3端输出脉冲的频 率依次是f0/2;f0/4,f0/8, f0/16;因此,称为分频器. 器件实例：74161 功能：4位同步二进制加法计数器 D0 D1 D2 D3 1数据输入端 4进位输出端 6异步复位端 5预置数 控制端 7工作状 态控制端 2电路状态 3电路时钟 器件实例：74161 CLK RD LD EP ET 工作状态 × 0 × × × 置0 ? 1 0 × × 预置数（同步） × 1 1 0 1 保持（包括C） × 1 1 × 0 保持（C=0） ? 1 1 1 1 计数 预置数功能：触发器的输入JK状态由输入D0-D3决定。且 CLK?时，触发器状态翻转。 同步功能：触发器输入JK=00。CLK?时，触发器状态保持。 计数功能：连续输入16个CLK时，在CLK?，电路状态从  0000-1111计数。且C=1作为进位输出信号。 异步复位功能：触发器同时被置为0，不受CLK和输入影响。 3.1 同步二进制计数器 (2)同步二进制减法计数器 电路结构 4个JK触发器构成的T 触发器 ①写出各触发器驱动/输出方程 T0=1 , T1=Q0n , T2=Q0nQ1n , T3=Q0nQ1nQ2n 电路分析： B =Q0nQ1nQ2nQ3n 3.1 同步二