数电21(计器).ppt

* 1.数字逻辑概论 2.逻辑代数与硬件描述语言概述 3.逻辑门电路 4.组合逻辑电路 5.锁存器与触发器 6.时序逻辑电路 7.存储器、复杂可编程器件和 现场可编程门阵列 9.模数与数模转换器 8.脉冲波形的变换与产生 6 . 时序逻辑电路的分析与设计 6.1 时序逻辑电路的基本概念 6.2 同步 时序逻辑电路的分析 6.3 同步 时序逻辑电路的设计 6.4 异步 时序逻辑电路的分析 6.5 若干典型的时序逻辑集成电路 *6.6 用Verilog描述时序逻辑电路 6.7 时序逻辑可编程逻辑器件 6.5 若干典型的时序逻辑集成电路 6.5.1 寄存器和移位寄存器 6.5.2 计数器 2、计数器的分类 按脉冲输入方式——同步和异步计数器 按进位体制——二进制、十进制和任意进制计数器 按逻辑功能——加法、减法和可逆计数器 概 述 1、计数器的逻辑功能 基本功能：对输入时钟脉冲进行计数。 其它功能：分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、数字运算。 6.5.2 计 数 器 同步计数器 加计数器 减计数器 可逆计数器 二进制计数器 非二进制计数器 十进制计数器 任意进制计数器 …… 异步计数器 加计数器 减计数器 可逆计数器 二进制计数器 非二进制计数器 十进制计数器 任意进制计数器 …… (1) 异步二进制计数器---4位异步二进制加法计数器 ① 工作原理（复习T’触发器） 1、 二进制计数器 结论: 计数器的功能：不仅可以计数也可作为分频器。 上图为理想的时序图 如考虑每个触发器都有1tpd的延时，电路会出现什么问题？ 异步计数器时钟脉冲的周期 Tn tpd。（n为位数） ②典型集成电路 中规模集成电路74HC/HCT393中集成了两个4位异步二进制计数器。在 5V、25℃工作条件下，74HC/HCT393中每级触发器的传输延迟时间典型值为6ns。 74HC/HCT393的逻辑符号 4位二进制计数器状态表 0 0 0 0 0 16 1 1 1 1 1 15 0 0 1 1 1 14 0 1 0 1 1 13 0 0 0 1 1 12 0 1 1 0 1 11 0 0 1 0 1 10 0 1 0 0 1 9 0 0 0 0 1 8 0 1 1 1 0 7 0 0 1 1 0 6 0 1 0 1 0 5 0 0 0 1 0 4 0 1 1 0 0 3 0 0 1 0 0 2 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 Q0 Q1 Q2 Q3 进位输出 电路状态 计数顺序 Q0在每个CP都翻转一次 Q1仅在Q0=1后的下一个CP到来时翻转 FF0可采用T=1的T触发器 FF1可采用T= Q0的T触发器 Q3仅在Q0=Q1=Q2=1后的下一个CP到来时翻转 FF2可采用T= Q0Q1的T触发器 Q2仅在Q0=Q1=1后的下一个CP到来时翻转 FF3可采用T= Q0Q1Q2的T触发器 (2)同步二进制加计数器 4位二进制同步加计数器逻辑图 CE=0 保持不变 CE=1 计数 4位二进制同步加计数器时序图 (2)典型 集成计数器74LVC161 2选1数据选择器 (1) 74LVC161逻辑功能表 * 数 计 × × × × ↑ H H H H L 持 保 × × × × × L × H H * 持 保 × × × × × × L H H * D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 ↑ × × L H L L L L L × × × × × × × × L TC Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CP CET CEP 进位 计 数 预置数据输入 时钟 使能 预置 清零 输 出 输 入 CR的作用？ PE的作用？ TC=CET?Q3Q2Q1Q0 (2)时序图 TC=CET?Q3Q2Q1Q0 例6.5.1 试用74LVC161构成模216的同步二进制计数器。 2. 异步二-十进制计数器 将图中电路按以下两种方式连接： 试分析它们的逻辑输出状态。 接计数脉冲信号，将Q0与 相连； （1） 接计数脉冲信号，将Q3与 相连 （2） 两种连接方式的状态表 0 0 1 1 1 0 0 1 9 1 1 0 1 0 0 0 1 8 0 1 0 1 1 1 1 0 7 1 0 0 1 0 1 1 0 6 0 0 0 1 1 0 1 0 5 0 0 1 0 0 0 1 0 4 1 1 0 0 1 1 0 0 3 0 1 0 0 0 1 0 0 2 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q0 Q1 Q2 Q3 连接方式2（5421码） 连接方式1（8421码） 计数顺序 * * 放大电路存在电