电子技术 第2版教学课件CH6-4.ppt

双稳态触发器和时序逻辑电路 6.4 计数器 (Counter) 计数器的特点和分类 一、计数器的功能及应用 1. 功能： 对时钟脉冲 CP 计数。 2. 应用： 分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲 序列、进行数字运算等。 二、计数器的特点 1. 输入信号： 计数脉冲 CP Moore 型 2. 主要组成单元： 时钟触发器 三、 计数器的分类 按编码分： 二进制计数器、十进制计数器、循环码计数器 按计数数值增减分： 加法计数器、减法计数器、可逆计数器 按触发器动作分： 同步计数器 、异步计数器 按开关 元件分： TTL 计数器、CMOS 计数器 按计数容量分： 五进制计数器、十进制、六十进制等等 6.4.1 二进制计数器 计数器计数容量、长度或模的概念 计数器能够记忆输入脉冲的数目，即电路的有效状态数 M 。 3 位二进制同步加法计数器： 0000 1111 /1 4 位二进制同步加法计数器： 000 111 /1 n 位二进制同步加法计数器： 一、异步二进制计数器 1.异步4位二进制加法计数器 每个触发器的J、K端悬空，相当于1，具有计数功能，即每输入一个计数脉冲，触发器翻转一次。 优点是结构简单，缺点是工作速度低。 计数脉冲数 二进制数 十进制数 Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0000 0 逻辑状态表 2.异步4位二进制减法计数器 每个触发器的J、K端悬空，具有计数功能。低位触发器的 端接到相邻高位触发器的CP端。 逻辑状态表 计数脉冲数 二进制数 十进制数 Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 16 1111 15 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 74197 CT/LD Q2 D2 D0 Q0 CP1 地 VCC CR Q3 D3 D1 Q1 CP0 74197 Q0 Q1 Q2 Q3 CR CP1 D0 D1 D2 D3 CP0 CT/LD 3. 集成二进制异步计数器 74197、74LS197 计数/置数 异步清零 异步置数 加法计数 二 — 八 — 十六进制计数 二、同步二进制计数器 1.同步4位二进制加法计数器 为了提高工作速度，可采用同步计数器，其特点是，计数脉冲作为时钟信号同时接在各位触发器的CP端。 Q0在每个计数脉冲到来时都要翻转一次；Q1需要在Q0＝1时准备好翻转条件，下一个计数脉冲沿到达时立即翻转；Q2需要在Q1＝Q0＝1时准备好翻转条件，在其次态翻转；Q3需要在Q2＝Q1＝Q0＝1时准备好翻转条件，在其次态翻转。 2.集成同步4位二进制加法计数74LS161 74161的状态表 输 入 输 出 注 CR LD CTP CTT CP D3 D2 D1 D0 Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1CO 0 ? ? ? ? ? ? ? ? 1 0 ? ? ? d3 d2 d1d0 1 1 1 1 ? ? ? ? ? 1 1 0 ? ? ? ? ? ? 1 1 ? 0 ? ? ? ? ? 0 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0 计 数 保 持 保 持 0 清零 置数 CR = 1, LD = 1, CP?， CTP = CTT = 1 二进制同步加法计数 CTPCTT = 0 CR = 1，LD = 1， 保持 若 C