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第10章時(shí)序邏輯電路的應(yīng)用10.1寄存器10.2串行加法器10.3計(jì)數(shù)器
10.1寄存器寄存器用于寄存一組二值代碼,廣泛地用于數(shù)字系統(tǒng)和數(shù)字計(jì)算機(jī)中。寄存器一般用D觸發(fā)器構(gòu)成;
什么是寄存器?
寄存器的構(gòu)成
寄存器的分類一個(gè)觸發(fā)器只能存放一位二進(jìn)制數(shù),存放N位二進(jìn)制數(shù)的寄存器需由N個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成。
分類數(shù)碼寄存器移位寄存器---存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)或者代碼。----在存儲(chǔ)的同時(shí),可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行移位
操作。左移右移雙向10.1.1代碼寄存器(用于接收、寄存、傳送數(shù)據(jù)/代碼)①用于寄存一組二值代碼,N位寄存器由N個(gè)觸發(fā)器組成,可存放一組N位二值代碼。②只要求其中每個(gè)觸發(fā)器可置1,置0。例1:
10.1寄存器01100110
10.1.1代碼寄存器圖10.2帶有清0和接收控制端的代碼寄存器LOAD=1,數(shù)據(jù)接收有效;CLEAR=1,CLK=1時(shí),寄存器清零。例2:
10.1.1代碼寄存器圖10.3帶異步清0端代碼寄存器
只要CLEAR=1,寄存器清零。例3:例4:用維-阻D觸發(fā)器構(gòu)成的4位寄存器(74HC175)D0~D3:并行數(shù)據(jù)輸入端,Q0~Q3:并行數(shù)據(jù)輸出端。
:異步清零控制端,CP:時(shí)鐘脈沖端,一、右移寄存器(1)用D觸發(fā)器(也可用JK觸發(fā)器)(2)驅(qū)動(dòng)方程
D0=DIR
D1=Q0
D2=Q1
D3=Q2
(4)邏輯電路圖1DC1FF01DC1FF11DC1FF21DC1FF3Q1Q2Q3Q0CPDIR思考:用JK觸發(fā)器如何實(shí)現(xiàn)上述電路?10.1.2移位寄存器移位寄存器——不但可以寄存數(shù)碼,而且在移位脈沖作用下,寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)1位。移位脈沖串行數(shù)據(jù)輸入端并行輸出串行數(shù)據(jù)輸出端(3)狀態(tài)方程
Q*0=DIR
Q1*=Q0
Q2*=Q1
Q*3=Q2
移位寄存器(數(shù)據(jù)在寄存器中左/右移動(dòng))具有存儲(chǔ)
+移位功能Q*0=DIR
Q1*=Q0
Q2*=Q1
Q*3=Q2
(4)動(dòng)作特點(diǎn)
設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)Q0Q1Q2Q3=0111,DIR的輸入為1。
0111Q1Q2DIRQ3Q0110111
溢出在CP脈沖作用下,數(shù)據(jù)右移一位。
移位寄存器(數(shù)據(jù)在寄存器中左/右移動(dòng))一、右移寄存器(2)驅(qū)動(dòng)方程
D0=DIR
D1=Q0
D2=Q1
D3=Q2
1DC1FF01DC1FF11DC1FF21DC1FF3Q1Q2Q3Q0CPDIR
移位寄存器移位脈沖串行輸入并行輸出10111100011011110010010101溢出串行輸出一、右移寄存器1DC1FF01DC1FF11DC1FF21DC1FF3Q1Q2Q3Q0CPDIR
移位寄存器移位脈沖串行輸入并行輸出10111串行輸出11011110011100110001
(5)列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表并行輸出串行輸出nDIRQ=+10nnQQ011=+nnQQ112=+nnQQ213=+11
000020
100031
010041
101050
110160
011070
001180
0001
1000
0100
1010
1101
0110
0011
0001
000090
0000DIR
右移寄存器(6)工作波形
設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)Q0Q1Q2Q3=0000,DIR的輸入代碼為1011,請(qǐng)畫出各觸發(fā)器輸出端在移位過程中的波形。
tttQ0Q1Q2Q30000t00001010100001001011DIRCP0t0t1101并行輸出
在4個(gè)移位脈沖作用下,輸入的4位串行數(shù)碼1011全部存入了寄存器中。這種輸入方式稱為串行輸入并行輸出方式。
右移寄存器6.2移位寄存器二、左移寄存器
(1)用D觸發(fā)器;
(2)驅(qū)動(dòng)方程
D0=Q1
D1=Q2
D2=Q3
D3=DIL
(4)邏輯圖
DILQ0FF0Q1FF1Q2FF2Q3C11DCPC11DC11DC11DFF3串行數(shù)據(jù)輸入端(3)狀態(tài)方程
Q*0=Q1
Q*1=Q2
Q*2=Q3
Q*3=DIL
110111011(4)動(dòng)作特點(diǎn)
設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)Q0Q1Q2Q3=0101,DIL的輸入為1。
0101Q1Q2DILQ3Q0110110
溢出動(dòng)作特點(diǎn):在CP脈沖作用下,數(shù)據(jù)左移一位。
左移位寄存器Q*0=Q1
Q*1=Q2
Q*2=Q3
Q*3=DIL
三、多功能寄存器(并行置數(shù)、左移、右移、保持)
(1)用D觸發(fā)器;(2)增加兩根控制信號(hào)S1、S0,用以控制寄存器的功能:S1S0
功能
00保持
01右移
10左移
11并行置數(shù)
(3)驅(qū)動(dòng)方程以上4個(gè)方程可以用4個(gè)四選一的數(shù)據(jù)選擇器來實(shí)現(xiàn)。
保持
右移
左移
并行置數(shù)三、多功能移位寄存器(并行置數(shù)、左移、右移、保持)
圖6.3.6雙向移位寄存器74LS194A的邏輯圖器件實(shí)例:74LS194A(四位通用型集成移位寄存器)
器件功能:左/右移,并行輸入,保持,異步置零等。三、74LS194A(并行置數(shù)、左移、右移、保持)
ABCDS1S0選通門輸出Q*000DQ001ADIR10CQ111BD0Q0D0Q1FF0
S'1S1S'0S0選通門:ABCDS1S0:01111000三、74LS194A(并行置數(shù)、左移、右移、保持)
ABCDS1S0選通門輸出Q*100DQ101AQ010CQ211BD1Q1Q2選通門:ABCDS1S0:01111000FF1
S'1S1S'0S0Q0Q0D1選通門:ABCDS1S0:01111000ABCDFF1三、74LS194A(并行置數(shù)、左移、右移、保持)
ABCDS1S0選通門輸出Q*200DQ201AQ110CQ311BD2Q2Q3選通門:ABCDS1S0:01111000FF1
S'1S1S'0S0Q0Q1D2選通門:ABCDS1S0:01111000ABCDFF2三、74LS194A(并行置數(shù)、左移、右移、保持)
ABCDS1S0選通門輸出Q*300DQ301AQ210CDIL11BD3Q3DIL選通門:ABCDS1S0:01111000FF1
S'1S1S'0S0Q0Q2D3選通門:ABCDS1S0:01111000ABCDFF3三、74LS194A(并行置數(shù)、左移、右移、保持)
S1S0選通門輸出Q*0輸出Q*1輸出Q*2輸出Q*3邏輯功能00DQ0Q1Q2Q3保持01ADIRQ0Q1Q2右移10CQ1Q2Q3DIL左移11BD0D1D2D3并行輸出狀態(tài)方程四位通用型集成移位寄存器74LS194A邏輯符號(hào)74LS194A功能表移位脈沖輸入異步清零右移串行數(shù)碼輸入左移串行數(shù)碼輸入并行數(shù)碼輸入并行數(shù)碼輸出工作方式控制
三、多功能移位寄存器(并行置數(shù)、左移、右移、保持)
輸入輸出工作模式清零控制串行輸入時(shí)鐘并行輸入R'DS1S0DILDIRCPD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30XXXXXXXXX0000異步清零100XXXXXXXQ0Q1Q2Q3保持101X1↑XXXX1Q0Q1Q2右移.D1R為串行輸入;Q3為串行輸出101X0↑XXXX0Q0Q1Q21101X↑XXXXQ1Q2Q31左移.D1L為串行輸入;Q0為串行輸出1100X↑XXXXQ1Q2Q30111XX↑D0D1D2D3D0D1D2D3并行置數(shù)1XXXX0XXXXQ0Q1Q2Q3保持74LS194A詳細(xì)功能表:74LS194A詳細(xì)功能表:三、多功能移位寄存器(并行置數(shù)、左移、右移、保持)
擴(kuò)展應(yīng)用(4位8位)10.3計(jì)數(shù)器
計(jì)數(shù)器的概念
功能:
特點(diǎn):
應(yīng)用:一個(gè)具體的計(jì)數(shù)器能夠記憶輸入脈沖的數(shù)目,能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)操作的電子電路稱為計(jì)數(shù)器。記憶輸入CP脈沖個(gè)數(shù)的操作叫做計(jì)數(shù),通常為Moore型電路。計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等
計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度(模)也稱為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量或計(jì)數(shù)器的模。001000010011110100101例:模7計(jì)數(shù)器的狀態(tài)循環(huán)10.3計(jì)數(shù)器
計(jì)數(shù)器的概念
功能:
特點(diǎn):
應(yīng)用:一個(gè)具體的計(jì)數(shù)器能夠記憶輸入脈沖的數(shù)目,能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)操作的電子電路稱為計(jì)數(shù)器。記憶輸入CP脈沖個(gè)數(shù)的操作叫做計(jì)數(shù),通常為Moore型電路。計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等
計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度(模)也稱為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量或計(jì)數(shù)器的模。1023645例:模7計(jì)數(shù)器的狀態(tài)循環(huán)10.3計(jì)數(shù)器
計(jì)數(shù)器的概念
功能:
特點(diǎn):
應(yīng)用:一個(gè)具體的計(jì)數(shù)器能夠記憶輸入脈沖的數(shù)目,能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)操作的電子電路稱為計(jì)數(shù)器。記憶輸入CP脈沖個(gè)數(shù)的操作叫做計(jì)數(shù),通常為Moore型電路。計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等
計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度(模)也稱為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量或計(jì)數(shù)器的模。001000010011110100101例:模8計(jì)數(shù)器的狀態(tài)循環(huán)111
計(jì)數(shù)器的分類按進(jìn)位制分按邏輯功能分:
按觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)分:二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器
同步計(jì)數(shù)器十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器(即可加/減計(jì)數(shù)器)異步計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制(如循環(huán)碼等)
計(jì)數(shù)器的組成N個(gè)觸發(fā)器若干門電路計(jì)數(shù)器的?!?N
(即按計(jì)數(shù)過程中數(shù)字增減來分)10.3計(jì)數(shù)器10.3.2二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器圖10.13三維二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器
異步計(jì)數(shù)器特點(diǎn):在計(jì)數(shù)脈沖作用下,各位觸發(fā)器從低位到高位依次翻轉(zhuǎn),其進(jìn)位信號(hào)也是從低位向高位逐級(jí)產(chǎn)生。因此,異步計(jì)數(shù)器的工作速度受限較嚴(yán)重。同步計(jì)時(shí)器的特點(diǎn):計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)到達(dá)各位觸發(fā)器的CP端,當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖到達(dá)后,應(yīng)該翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器都同時(shí)翻轉(zhuǎn)。原理:根據(jù)二進(jìn)制加法運(yùn)算規(guī)則可知:在多位二進(jìn)制數(shù)末位加1,若第i位以下皆為1時(shí),則第i位應(yīng)翻轉(zhuǎn)。
10110111+110111000由此得出規(guī)律,若用T觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器,則第i位觸發(fā)器輸入端Ti的邏輯式應(yīng)為:10.3.3同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(模2n同步計(jì)數(shù)器)1、同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器由于該計(jì)數(shù)器的翻轉(zhuǎn)規(guī)律性較強(qiáng),只需用“觀察法”就可設(shè)計(jì)出電路:1、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(*模2n同步加法計(jì)數(shù)器)
以16進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例,其狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律為:Q0每來一個(gè)CP脈沖翻轉(zhuǎn)一次;Q1只有當(dāng)Q0為1時(shí)翻轉(zhuǎn),其余保持;Q2只有當(dāng)Q1、Q0同時(shí)為1時(shí)翻轉(zhuǎn),其余保持。T觸發(fā)器的狀態(tài)方程當(dāng)T=1時(shí)當(dāng)T=0時(shí)Q3只有當(dāng)Q2
、Q1、Q0同時(shí)為1時(shí)翻轉(zhuǎn),其余保持。計(jì)數(shù)脈沖序號(hào)電路狀態(tài)Q3Q2Q1Q0等效十進(jìn)制數(shù)0123456789101112131415160000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111000001234567891011121314150推廣:Qi只有Qi-1、Qi-2,…Q0同時(shí)為1時(shí)翻轉(zhuǎn)10.3.3同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器一、同步計(jì)數(shù)器1、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖序號(hào)電路狀態(tài)Q3Q2Q1Q0等效十進(jìn)制數(shù)0123456789101112131415160000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111000001234567891011121314150結(jié)論:若用T觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器,則第i位觸發(fā)器輸入端Ti的邏輯式應(yīng)為:
模2n同步加法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成規(guī)律:2)令T0≡1,T1=Q0,T2=Q1Q0,T3=Q2Q1Q0……1)用T觸發(fā)器構(gòu)成:既可上升沿觸發(fā)也可下降沿觸發(fā)
用T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器:1、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器T0≡1,T1=Q0,T2=Q1Q0,T3=Q2Q1Q0……1)當(dāng)J=K=Ti時(shí),
JK觸發(fā)器→T觸發(fā)器2)驅(qū)動(dòng)方程
用T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器:1、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器T0≡1,T1=Q0,T2=Q1Q0,T3=Q2Q1Q01)當(dāng)J=K=Ti時(shí),
JK觸發(fā)器→T觸發(fā)器2)驅(qū)動(dòng)方程3)狀態(tài)方程4)輸出方程:
用T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器:10狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖0123456789
用T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器:1)設(shè)f0為脈沖頻率,則Q0、Q1、Q2、Q3的脈沖頻率依次為:2)C——進(jìn)位輸出端器件實(shí)例:74161工作狀態(tài)X0XXX置0(異步)10XX預(yù)置數(shù)(同步)X1101保持(包括C)X11X0保持(C=0)1111計(jì)數(shù)''R'D——異步復(fù)位端C—進(jìn)位輸出端LD'—預(yù)置數(shù)控制端EP、ET—工作狀態(tài)控制端教材例:用D觸發(fā)器來設(shè)計(jì)3位二進(jìn)制同步加1計(jì)數(shù)器圖10.13邏輯圖如何設(shè)計(jì)出該邏輯圖?方法1:利用上述“T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)”方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。
用T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器:T0≡1,T1=Q0,T2=Q1Q0,T3=Q2Q1Q01)當(dāng)J=K=Ti時(shí),
JK觸發(fā)器→T觸發(fā)器3)狀態(tài)方程方法1:利用上述“T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)”方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。
用T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器:T0≡1,T1=Q0,T2=Q1Q0,T3=Q2Q1Q0狀態(tài)方程改用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程方法1:利用上述“T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)”方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。改用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程圖10.13邏輯圖方法2:從時(shí)序邏輯電路的一般設(shè)計(jì)步驟出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)步驟
設(shè)定狀態(tài)畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖列出狀態(tài)真值表求狀態(tài)方程求驅(qū)動(dòng)方程畫邏輯電路圖檢查自啟動(dòng)如不符合要求,重新設(shè)計(jì)同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)例:試用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步8進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
需要?個(gè)觸發(fā)器?
Q2Q1Q0001000010011110100101解:(1)邏輯抽象,畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)2n-1<M≤2n22<8≤23需要3個(gè)觸發(fā)器。
解:(1)邏輯抽象,畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。111(2)列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表及激勵(lì)函數(shù)表【Q*=D】
000111110110101101100100011011010010001001000例:試用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步8進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
111
000110101100011010001D3D2D1111現(xiàn)態(tài)次態(tài)激勵(lì)函數(shù)(3)根據(jù)激勵(lì)函數(shù)表列卡諾圖,化簡(jiǎn)得到D3/D2/D1的激勵(lì)函數(shù)表達(dá)式
000111110110101101100100011011010010001001000111(4)根據(jù)D3/D2/D1的激勵(lì)函數(shù)表達(dá)式,畫出計(jì)數(shù)器的邏輯圖。例:試用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步8進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
(1)方法1:利用T觸發(fā)器設(shè)計(jì)原理:根據(jù)二進(jìn)制減法運(yùn)算規(guī)則可知:在多位二進(jìn)制數(shù)末位減1,若第i位以下皆為0時(shí),則第i位應(yīng)翻轉(zhuǎn)。
10111000
-1 10110111規(guī)律:若用T觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器,則第i位觸發(fā)器輸入端Ti的邏輯式應(yīng)為:2、同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)
方法2:從T→D觸發(fā)器進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)律:若用T觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器,則第i位觸發(fā)器輸入端Ti的邏輯式應(yīng)為:2、同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)
用T觸發(fā)器構(gòu)成的同步4位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器:狀態(tài)方程改用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程驅(qū)動(dòng)方程方法2:從T→D觸發(fā)器進(jìn)行設(shè)計(jì)方法3:從時(shí)序邏輯電路的一般設(shè)計(jì)步驟出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2、同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)步驟
設(shè)定狀態(tài)畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖列出狀態(tài)真值表求狀態(tài)方程求驅(qū)動(dòng)方程畫邏輯電路圖檢查自啟動(dòng)如不符合要求,重新設(shè)計(jì)同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)方法3:從時(shí)序邏輯電路的一般設(shè)計(jì)步驟出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2、同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)需要?個(gè)觸發(fā)器?
Q2Q1Q0001000010011110100101解:(1)邏輯抽象,畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2n-1<M≤2n22<8≤23需要3個(gè)觸發(fā)器。
解:(1)邏輯抽象,畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。111(2)列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表及激勵(lì)函數(shù)表【Q*=D】
111000001001010010011011100100101101110110111例:試用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步8進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。
000D3D2D1現(xiàn)態(tài)次態(tài)激勵(lì)函數(shù)111001010011100101110000(3)根據(jù)激勵(lì)函數(shù)表列卡諾圖,化簡(jiǎn)得D3/D2/D1的激勵(lì)函數(shù)表達(dá)式(4)根據(jù)D3/D2/D1的激勵(lì)函數(shù)表達(dá)式,畫出計(jì)數(shù)器的邏輯圖。③同步加/減計(jì)數(shù)器(即:同步可逆計(jì)數(shù)器)加/減計(jì)數(shù)器加/減計(jì)數(shù)結(jié)果加/減計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)果兩種解決方案3、可逆二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器特點(diǎn):將加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)器合并起來,并引入一加/減控制信號(hào)X便構(gòu)成4位同步二進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器,規(guī)律為:
X=0→加法計(jì)數(shù)器;X=1→減法計(jì)數(shù)器a.單時(shí)鐘方式加/減脈沖用同一輸入端,由加/減控制線的高低電平?jīng)Q定加/減器件實(shí)例:74LS191(用T觸發(fā)器)工作狀態(tài)X11X保持XX0X預(yù)置數(shù)(異步)010加計(jì)數(shù)011減計(jì)數(shù)(U'/D)'U'/D01a.單時(shí)鐘方式加/減脈沖用同一輸入端,由加/減控制線的高低電平?jīng)Q定加/減器件實(shí)例:74LS191(用T觸發(fā)器)C/B:進(jìn)借位信號(hào)輸出端 (最大最小輸出端)當(dāng)計(jì)數(shù)器做加法計(jì)數(shù)器,且Q3Q2Q1Q0=1111時(shí),C/B=1(表有進(jìn)位)當(dāng)計(jì)數(shù)器做減法計(jì)數(shù)器,且Q3Q2Q1Q0=0000時(shí),C/B=1(表有借位)011111a.單時(shí)鐘方式加/減脈沖用同一輸入端,由加/減控制線的高低電平?jīng)Q定加/減器件實(shí)例:74LS191(用T觸發(fā)器)C/B:進(jìn)借位信號(hào)輸出端 (最大最小輸出端)當(dāng)計(jì)數(shù)器做加法計(jì)數(shù)器,且Q3Q2Q1Q0=1111時(shí),C/B=1(表有進(jìn)位)當(dāng)計(jì)數(shù)器做減法計(jì)數(shù)器,且Q3Q2Q1Q0=0000時(shí),C/B=1(表有借位)1000011、同步計(jì)數(shù)器4位同步可逆十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS191b.雙時(shí)鐘方式器件實(shí)例:74LS193(采用T'觸發(fā)器,即T=1)①加法計(jì)數(shù)器
基本原理:在四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)上修改,當(dāng)計(jì)到1001時(shí),則下一個(gè)CLK電路狀態(tài)回到0000。10.3.4同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)順序電路狀態(tài)等效十進(jìn)制數(shù)進(jìn)位CQ3Q2Q1Q0012345678910000000010010001101000101011001111000100100000123456789000000000001012101010110110101160100121100110101001213401001211101111001014152010
十進(jìn)制加法自啟動(dòng)同步10進(jìn)制加法器的狀態(tài)真值表電路擁有能自啟動(dòng)能力!同步10進(jìn)制加法器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖/1/1/1/1器件實(shí)例:74160工作狀態(tài)X0XXX置0(異步)10XX預(yù)置數(shù)(同步)X1101保持(包括C)X11X0保持(C=0)1111計(jì)數(shù)同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器
集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例(1)8421BCD碼同步加法計(jì)數(shù)器7416010.3.4同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器例10.1采用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)8421編碼的十進(jìn)制加1計(jì)數(shù)器方法:從時(shí)序邏輯電路的一般設(shè)計(jì)步驟出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要?個(gè)觸發(fā)器?
Q4Q3Q2Q10001000000100011011101010110解:(1)邏輯抽象,畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2n-1<M≤2n23<10≤24需要4個(gè)觸發(fā)器。
解:(1)邏輯抽象,畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。100001001001(2)列狀態(tài)轉(zhuǎn)化表00010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111001000110100010101100111100010010000xxxx現(xiàn)態(tài)次態(tài)表10-6狀態(tài)轉(zhuǎn)換表xxxxxxxxxxxxxxxx(3)卡諾圖化簡(jiǎn),求各位D觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)表達(dá)式00010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111001000110100010101100111100010010000xxxx現(xiàn)態(tài)次態(tài)表10-6狀態(tài)轉(zhuǎn)換表xxxxxxxxxxxxxxxx(3)卡諾圖化簡(jiǎn),求各位D觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)表達(dá)式畫邏輯圖(4)畫邏輯圖(5)檢查電路能否自啟動(dòng)000100000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110010001101000101011001111000100100001011現(xiàn)態(tài)次態(tài)表10-7改畫后的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表0100110101001111改畫狀態(tài)表方法:卡諾圖中被圈起的無關(guān)項(xiàng)X看作1;未被圈起的無關(guān)項(xiàng)X看作01000計(jì)數(shù)順序電路狀態(tài)等效十進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q00123456789100000000100100011010001010110011110001001000001234567890012101010110100101140121100110101001213401211101111100014158
十進(jìn)制加法自啟動(dòng)【例10.1】同步10進(jìn)制加法器的狀態(tài)真值表②減法計(jì)數(shù)器
基本原理:對(duì)二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器進(jìn)行修改,在0000時(shí)減“1”后跳變?yōu)?001,然后按二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)就行了。2.同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)順序電路狀態(tài)等效十進(jìn)制數(shù)借位BQ3Q2Q1Q00123456789100000100110000111011001010100001100100001000001234567890100000000010123456111111101101110010111010100115141312111090000000
十進(jìn)制減法自啟動(dòng)同步10進(jìn)制減法器的狀態(tài)真值表能自啟動(dòng)同步10進(jìn)制減法器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖/1有借位2.同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器③十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器基本原理一致,電路只用到0000-1001的十個(gè)狀態(tài)實(shí)例器件單時(shí)鐘:74190,168雙時(shí)鐘:741921、同步計(jì)數(shù)器單時(shí)鐘可逆十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS19074LS19074LS19074LS191功能表74LS190功能表(十進(jìn)制)(十進(jìn)制)二.異步計(jì)數(shù)器1.異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器①異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器特點(diǎn):在末位+1時(shí),從低位到高位逐位進(jìn)位方式工作。(各個(gè)觸發(fā)器異步翻轉(zhuǎn))原則:每1位從“1”變“0”時(shí),向高位發(fā)出進(jìn)位,使高位翻轉(zhuǎn)。01010101010101010101010101異步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖二.異步計(jì)數(shù)器1.異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器①異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器特點(diǎn):在末位+1時(shí),從低位到高位逐位進(jìn)位方式工作。(各個(gè)觸發(fā)器異步翻轉(zhuǎn))原則:每1位從“1”變“0”時(shí),向高位發(fā)出進(jìn)位,使高位翻轉(zhuǎn)。000100010110001101011111000異步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖二.異步計(jì)數(shù)器1.異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器②異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器特點(diǎn):在末位-1時(shí),從低位到高位逐位借位方式工作。(各個(gè)觸發(fā)器異步翻轉(zhuǎn))原則:每1位從“0”變“1”時(shí),向高位發(fā)出借位,使高位翻轉(zhuǎn)。異步3位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖01010101010101010101010101二.異步計(jì)數(shù)器1.異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器②異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器特點(diǎn):在末位-1時(shí),從低位到高位逐位借位方式工作。(各個(gè)觸發(fā)器異步翻轉(zhuǎn))原則:每1位從“0”變“1”時(shí),向高位發(fā)出借位,使高位翻轉(zhuǎn)。000111011101001110010100000異步3位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖二.異步計(jì)數(shù)器①異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路I:下降沿觸發(fā)II:上升沿觸發(fā)?②異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器電路I:下降沿觸發(fā)II:上升沿觸發(fā)?二.異步計(jì)數(shù)器①異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路I:下降沿觸發(fā)II:上升沿觸發(fā)?②異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器電路I:下降沿觸發(fā)II:上升沿觸發(fā)?二.異步計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器常用集成芯片4位的:74LS293、74LS393 7位的:CC402412位的:74HC404014位的:74HC40202個(gè)74LS393構(gòu)成1個(gè)8位加法計(jì)數(shù)器Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q712位加法器:74HC4040
14位加法器:74HC4020二.異步計(jì)數(shù)器原理:在4位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器上修改而成,注意:要跳過1010-1111這六個(gè)狀態(tài)1234567891012345678910J=0J=1J=0J=K=1J=01、異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器J=1器件實(shí)例:二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74LS290二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CLK0,輸出端為Q0;(可作二分頻器)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CLK1,輸出端為Q1Q2Q3;(可作五分頻器)74290包含一個(gè)獨(dú)立的1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如果將Q0與CLK1相連,CLK0作時(shí)鐘脈沖輸入端,Q0~Q3作輸出端,則為8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(可作十分頻器)器件實(shí)例:二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74LS290×fo/2f1f1/5fo器件實(shí)例:二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74LS290×fof0/10計(jì)數(shù)脈沖輸入端
①計(jì)數(shù)。
③異步置數(shù)(置9)。
②異步清零。74290的完整功能:五進(jìn)制計(jì)數(shù)0↓0××08421碼十進(jìn)制↓
×00×0000×
×0×11二進(jìn)制計(jì)數(shù)↓0×0×01001×
×11×01001×
×110×0000×
××0110CP1CP3Q2Q1Q0Q0Q91S92S二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74LS29010.3.5組合計(jì)數(shù)器(任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法)
N進(jìn)制M進(jìn)制常用方法:——用已有的N進(jìn)制芯片,組成M進(jìn)制計(jì)數(shù)器!
預(yù)置數(shù)法
置零法中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器二進(jìn)制十進(jìn)制任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制電路
基本設(shè)計(jì)思想
設(shè)計(jì)方法三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法
1.N>M原理:計(jì)數(shù)循環(huán)過程中設(shè)法跳過N-M個(gè)狀態(tài)。具體方法:置零法 置數(shù)法三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法
1.N>M原理:計(jì)數(shù)循環(huán)過程中設(shè)法跳過N-M個(gè)狀態(tài)。方法1:置零法
三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法
異步置零法:將SM狀態(tài)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生一個(gè)置零信號(hào)加到計(jì)數(shù)器的異步置零輸入端,則計(jì)數(shù)器將立刻返回S0狀態(tài)。(SM僅在極短瞬間出現(xiàn),穩(wěn)定的狀態(tài)循環(huán)中不包括SM狀態(tài))同步置零法:將SM-1狀態(tài)譯出同步置零信號(hào),下個(gè)CLK信號(hào)到達(dá)后,計(jì)數(shù)器清零,返回S0狀態(tài)。(SM-1包含在穩(wěn)定的狀態(tài)循環(huán)中)置零法(復(fù)位法)基本思路
當(dāng)所需計(jì)數(shù)長(zhǎng)度M小于集成計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)長(zhǎng)度N時(shí),利用計(jì)數(shù)器復(fù)位功能使計(jì)數(shù)從“清零”狀態(tài)開始計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度達(dá)到M時(shí),利用控制電路使復(fù)位控制有效,計(jì)數(shù)器“清零”又開始新一輪計(jì)數(shù)。S0
S1
Si
Si+1
SM-1
SN-1
同步清零異步清零S0
S1
Si
Si+1
SM
SN-1
過渡狀態(tài)SM-1
任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器(N>M)RD=0(同步)RD=0(異步)異步置零法適用于具有異步清零端的集成計(jì)數(shù)器。例1采用“置零法”實(shí)現(xiàn)同步10進(jìn)制加計(jì)數(shù)(用74161)
000101000011001010011000011101100101000010010000××××Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRD11CPCP1&出現(xiàn)一瞬間×任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器(N>M)異步清零端10100001010000110010100110000111011001010000&Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRD11CP1××××CP0101000001√任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器(N>M)例1采用“置零法”實(shí)現(xiàn)同步10進(jìn)制加計(jì)數(shù)(用74161)
異步清零端波形圖:
Q3Q2Q0Q1CP100011000010101001101110000110010000100000000100任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器(N>M)例1采用“置零法”實(shí)現(xiàn)同步10進(jìn)制加計(jì)數(shù)(用74161)
例:將十進(jìn)制的74160接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步置零法工作狀態(tài)X0XXX置0(異步)10XX預(yù)置數(shù)(同步)X1101保持(包括C)X11X0保持(C=0)1111計(jì)數(shù)例:將十進(jìn)制的74160接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步置零法異步清零端—SR鎖存器:維持觸發(fā)器的置零信號(hào)Q0Q1Q2Q3置零信號(hào)持續(xù)時(shí)間很短,可能導(dǎo)致觸發(fā)器來不及觸發(fā)而形成誤動(dòng)作。三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法
1.N>M(原理:計(jì)數(shù)循環(huán)過程中設(shè)法跳過N-M個(gè)狀態(tài))方法2:置數(shù)法N-M個(gè)狀態(tài)置數(shù)法通過給計(jì)數(shù)器重復(fù)置入某個(gè)數(shù)值的方法跳躍N-M個(gè)狀態(tài),從而獲得M進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(置數(shù)操作可在電路任一狀態(tài)下進(jìn)行)異步預(yù)置數(shù)法:將Si+1狀態(tài)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生一個(gè)異步置數(shù)信號(hào)(L'D=0),計(jì)數(shù)器立刻對(duì)該數(shù)進(jìn)行置數(shù)。【Si+1狀態(tài)瞬間出現(xiàn),不包含在穩(wěn)定的狀態(tài)循環(huán)中】同步預(yù)置數(shù)法:將Si狀態(tài)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生一個(gè)同步置數(shù)信號(hào)(L'D=0),下個(gè)CLK信號(hào)到達(dá)后,計(jì)數(shù)器對(duì)該數(shù)進(jìn)行置數(shù)?!維i包含在穩(wěn)定的狀態(tài)循環(huán)中】置數(shù)法基本思路
當(dāng)所需計(jì)數(shù)長(zhǎng)度M小于集成計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)長(zhǎng)度N時(shí),利用計(jì)數(shù)器預(yù)置功能使計(jì)數(shù)從某一預(yù)置值開始計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度達(dá)到M時(shí),利用控制電路使預(yù)置控制有效,計(jì)數(shù)器接受預(yù)置值又開始新一輪計(jì)數(shù)。S0
S1
Si
Si+1
Si+M-1
SN-1
同步預(yù)置異步預(yù)置S0
S1
Si
Si+1
Si+M
SN-1
過渡狀態(tài)Si+M-1
三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(N>M)置數(shù)法舉例三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(N>M)例1:用置數(shù)法將74160接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器pp.302例2:采用“同步置數(shù)法”,用74161構(gòu)成十進(jìn)制
加計(jì)數(shù)器例3:用集成計(jì)數(shù)器74191和與非門組成的余3碼10進(jìn) 制計(jì)數(shù)器。置數(shù)法
(a)置入0000
(b)置入1001注意:74160的L'D是一個(gè)同步置位信號(hào),所以對(duì)它要采用同步置數(shù)法ab0000→0001→0010→0011→0100→0101→00000000→0001→0010→0011→0100→1001→0000例2采用“同步置數(shù)法”,用74161構(gòu)成十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器0000000101000011001010011000011101100101110111001011101011111110&Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRD11CP10000100100000思考:校驗(yàn)一下能否自啟動(dòng)同步預(yù)置數(shù)法適用于具有同步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(N>M)
另一種接法:
0111011011111110110110001001101010111100Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRD11CP110110CP11110三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(N>M)
異步預(yù)置數(shù)法適用于具有異步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。例3:用集成計(jì)數(shù)器74191和與非門組成的余3碼10進(jìn)制計(jì)數(shù)器。LD3Q2QU/DSCP0D1D2D3DU/DCPO1Q0Q74191∧00計(jì)數(shù)脈沖&Q30QQ21Q11000三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(N>M)
三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(N<M)①M(fèi)=N1×N2先用前面的方法分別接成N1和N2兩個(gè)計(jì)數(shù)器。N1和N2間的連接有兩種方式:a.并行進(jìn)位方式:用同一個(gè)CLK,低位片的進(jìn)位輸出作為高位片的計(jì)數(shù)控制信號(hào)(如74160的EP和ET)b.串行進(jìn)位方式:低位片的進(jìn)位輸出作為高位片的CLK,兩片始終同時(shí)處于計(jì)數(shù)狀態(tài)三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(N<M)②M不可分解采用整體置零和整體置數(shù)法:先用兩片接成M’>M的計(jì)數(shù)器然后再采用置零或置數(shù)的方法【例9.4.3】用74160接成一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器
工作狀態(tài)X0XXX置0(異步)10XX預(yù)置數(shù)(同步)X1101保持(包括C)X11X0保持(C=0)1111計(jì)數(shù)74160(十進(jìn)制)例:用兩片74160接成一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器并行進(jìn)位法串行進(jìn)位法a.并行進(jìn)位法:用同一個(gè)CP,低位片的進(jìn)位輸出作為高位片的計(jì)數(shù)控制信號(hào)(如74160的EP和ET)b.串行進(jìn)位法:低位片的進(jìn)位輸出作為高位片的CP,兩片始終同時(shí)處于計(jì)數(shù) 狀態(tài)例:用兩片74160接成一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器并行進(jìn)位法a.并行進(jìn)位法:用同一個(gè)CLK,低位片的進(jìn)位輸出作為高位片的計(jì)數(shù)控制信號(hào)(如74160的EP和ET)0110000000010010....1001始終計(jì)數(shù)只有74160(1)產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)才計(jì)數(shù)1次,其余時(shí)間處于保持狀態(tài)C=1011110例:用兩片74160接成一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器串行進(jìn)位法b.串行進(jìn)位法:低位片的進(jìn)位輸出作為高位片的CLK,兩片始終同時(shí)處于計(jì)數(shù)狀態(tài)0110000000010010....1001始終計(jì)數(shù)始終計(jì)數(shù),但是只有74LS160的C產(chǎn)生下降沿時(shí),計(jì)數(shù)器才加1。0111C=1三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(M>N)②M不可分解采用整體置零和整體置數(shù)法:先用兩片接成M'>M
的計(jì)數(shù)器(M'=N1×N2)然后再采用置零或置數(shù)的方法
(即:把兩片構(gòu)成的M'進(jìn)制計(jì)數(shù)器看作一個(gè)整體,當(dāng)計(jì)數(shù)次數(shù)達(dá)到M后,對(duì)其進(jìn)行置零或置數(shù)處理,使其從M'進(jìn)制轉(zhuǎn)換為M進(jìn)制計(jì)數(shù)器)【例9.4.4】用若干片74160接成29進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作狀態(tài)X0XXX置0(異步)10XX預(yù)置數(shù)(同步)X1101保持(包括C)X11X0保持(C=0)1111計(jì)數(shù)分析:M=29是一個(gè)素?cái)?shù),不可能分解成兩個(gè)整數(shù)之積;必須采用整體置零法或整體置數(shù)法。整體置零(異步)整體置數(shù)(同步)【例9.4.4】用若干片74160接成29進(jìn)制計(jì)數(shù)器【例9.4.4】用若干片74160接成29進(jìn)制計(jì)數(shù)器100101000異步置零信號(hào)00000000整體置零(異步)瞬態(tài)電路計(jì)入28個(gè)脈沖時(shí)產(chǎn)生進(jìn)位(不適合作為進(jìn)位輸出信號(hào))同時(shí)異步置零整體置零法評(píng)價(jià):1)存在瞬態(tài),可靠性差2)往往需要另加譯碼電路才能得到需要的進(jìn)位輸出信號(hào)?!纠?.4.4】用若干片74160接成29進(jìn)制計(jì)數(shù)器000101000同步置數(shù)信號(hào)00000000整體置數(shù)(同步)功能實(shí)現(xiàn):利用電路的28狀態(tài)產(chǎn)生一個(gè)同步置位信號(hào)同時(shí)加到兩片74160上,從而得到29進(jìn)制計(jì)數(shù)器穩(wěn)定態(tài)整體置數(shù)法評(píng)價(jià):1)沒有瞬態(tài),可靠性好。2)進(jìn)位輸出信號(hào)容易得到。例3試用兩片74160構(gòu)成64進(jìn)制計(jì)數(shù)器11110000&Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374160低EPETCOLDRDQ0Q1Q2Q3D0D1D2D374160高EPETCOLDRDCP1111CPCP方法一:先用兩片74160采用并行進(jìn)位構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器,然后再用“整體置數(shù)”法構(gòu)成64進(jìn)制計(jì)數(shù)器。三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(M>N)同步置數(shù)信號(hào)0方法二:先用兩片74160采用并行進(jìn)位構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器,然后再用“整體置零”法構(gòu)成64進(jìn)制計(jì)數(shù)器。3Q2QETCP0D1D2D3DC1Q0Q74160低∧EPRDDLD13DD3DCPQQ0∧0C74160高L21ETQDQR2DEP1計(jì)數(shù)脈沖&1110011000異步置零信號(hào)0三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(M>N)11000001Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374160低EPETCOLDRDQ0Q1Q2Q3D0D1D2D374160高EPETCOLDRDCP1111CPCP11方法三:通過串行進(jìn)位的方法構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器,再用“整體置零”法構(gòu)成64進(jìn)制計(jì)數(shù)器。&異步置零信號(hào)0三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(M>N)方法四:當(dāng)M可分解成N1和N2時(shí),可將兩個(gè)計(jì)數(shù)器分別接成N1進(jìn)制計(jì)數(shù)器和N2進(jìn)制計(jì)數(shù)器,然后再將兩個(gè)計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)起來。因此,64進(jìn)制計(jì)數(shù)器可由兩個(gè)8進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)而成。
Q3Q2Q1Q0D0D1D2D374160EPETCOLDRD11CP1&1110Q3Q2Q1Q0D0D1D2D374160EPETCOLDRD1&11101CPCP三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法(M>N)四、移位寄存器型計(jì)數(shù)器1.環(huán)形計(jì)數(shù)器說明:將移位寄存器首尾相接(D0=Q3),那么在不斷輸入時(shí)鐘信號(hào)時(shí),寄存器中的數(shù)據(jù)將循環(huán)右移。1000001000010100優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):沒有充分利用電路的狀態(tài)。(只有n個(gè)有效狀態(tài))2.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器(可提高狀態(tài)利用率到2n個(gè))0000110011101000Q3五、計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)例【例1】計(jì)數(shù)器+譯碼器→順序節(jié)拍脈沖發(fā)生器(譯碼器選通信號(hào))例2,計(jì)數(shù)器+數(shù)據(jù)選擇器→序列脈沖發(fā)生器發(fā)生的序列:000101119.4.3順序脈沖發(fā)生器(略)9.4.4序列信號(hào)發(fā)生器(略)(2)按要求設(shè)計(jì)組合輸出電路。計(jì)數(shù)器+組合輸出電路2.電路組成3.設(shè)計(jì)過程(1)根據(jù)序列碼的長(zhǎng)度S設(shè)計(jì)模S計(jì)數(shù)器,狀態(tài)可以自定;1.序列信號(hào)按一定規(guī)則排列的周期性串行二進(jìn)制碼。9.4.4序列信號(hào)發(fā)生器例1:產(chǎn)生110001001110序列碼第一步:設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器1.序列長(zhǎng)度S=12,設(shè)計(jì)一個(gè)模12計(jì)數(shù)器.2.選用74161.3.采用同步預(yù)置法.4.設(shè)定有效狀態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0100~1111.9.4.4序列信號(hào)發(fā)生器第二步:設(shè)計(jì)組合電路
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CBA
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