1、2020/7/27，1，5.3.1異步計(jì)數(shù)器，5.3.2同步計(jì)數(shù)器，5.3任意計(jì)數(shù)器，2020/7/27，2回顧，如果計(jì)數(shù)脈沖CP的頻率是f0，如果你想得到一個(gè)頻率為8的輸出波形，你需要一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如何構(gòu)造異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器？2020/7/27，3，著重號：1。任意個(gè)數(shù)異步計(jì)數(shù)器脈沖反饋方法的實(shí)現(xiàn)。同步計(jì)數(shù)器的分析方法。任意計(jì)數(shù)器是指模n不等于2n的計(jì)數(shù)器。5.3任意二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，基于異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，通過脈沖反饋或阻塞反饋實(shí)現(xiàn)。5.3.1異步計(jì)數(shù)器，1脈沖反饋型(以十進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例)，設(shè)計(jì)思想：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中每個(gè)觸發(fā)器的RD端由反饋線和門電路控制，從而消除冗余狀態(tài)(無效狀態(tài))形成任意二進(jìn)

2、制計(jì)數(shù)器。2020/7/27，5，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的工作原理是：4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器從0000計(jì)數(shù)到1001。當(dāng)?shù)谑畟€(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP到達(dá)時(shí)，計(jì)數(shù)器變?yōu)?010，要求計(jì)數(shù)器返回0000。顯然，1010狀態(tài)存在的時(shí)間很短(通常只有10ns左右)，可以認(rèn)為實(shí)際的計(jì)數(shù)狀態(tài)只有00001001，所以電路實(shí)現(xiàn)了十進(jìn)制計(jì)數(shù)功能。當(dāng)計(jì)數(shù)器變?yōu)?000時(shí)，RD迅速從0變?yōu)?，復(fù)位信號消失，計(jì)數(shù)可以再次開始。使RD=Q1Q3，當(dāng)1010狀態(tài)時(shí)，Q1和Q3同時(shí)為1，RD=0，并使每個(gè)觸發(fā)器設(shè)為0。2020/7/27，6，狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，表149十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，瞬態(tài)1010，2020/7/27，7，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，圖5

3、-22十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，10個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，瞬態(tài)1010，2022。取狀態(tài)1010，異步置0，2020/7/27，9，時(shí)序圖，圖5-24異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖，0000，0000，十進(jìn)制，2020/7/27，10，2阻塞反饋型(以十進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例)，設(shè)計(jì)思想：邏輯電路圖，圖5-25阻塞反饋異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，CP3=Q1，進(jìn)位信號c=q3q0，JBOY3樂隊(duì)=q2q1，J1=Q3，2020/7/20當(dāng)計(jì)數(shù)器處于0111狀態(tài)時(shí)，由于J1=1和JBOY3樂隊(duì)=Q2Q1=1，如果第八個(gè)CP計(jì)數(shù)脈沖到達(dá)，Q0、Q1和Q2將全部從1變?yōu)?，Q3將從0變?yōu)?，計(jì)數(shù)器狀態(tài)將變?yōu)?000。第九個(gè)C

4、P計(jì)數(shù)脈沖到達(dá)后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)?001，進(jìn)位端c=q0q 3=1；2020/7/27/12，在第十個(gè)CP計(jì)數(shù)脈沖到達(dá)之后，因?yàn)榇藭r(shí)J1=Q3=0，所以從Q 0發(fā)送的負(fù)脈沖(當(dāng)Q 0從1變?yōu)?時(shí))不能使觸發(fā)器F1翻轉(zhuǎn)；然而，因?yàn)镴BOY3樂隊(duì)=Q2Q1=0和K3=1，Q0可以直接觸發(fā)F3，使Q3從1變?yōu)?，并且計(jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)?000，因此計(jì)數(shù)器可以通過跳過10101111的六個(gè)狀態(tài)而直接復(fù)位到0000。此時(shí)，進(jìn)位端子c從1變?yōu)?，并向高電平計(jì)數(shù)器發(fā)送進(jìn)位信號。可見，該電路實(shí)現(xiàn)了十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的功能。2020/7/27，13，狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，表5-10十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，進(jìn)位信號c=q

5、3q0，27,13樂隊(duì)=q2q1，CP3=Q1，2020/7/27，14，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，圖5-26異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器有六個(gè)無效狀態(tài)。自啟動(dòng)是指如果計(jì)數(shù)器由于某種原因進(jìn)入無效狀態(tài)，在連續(xù)時(shí)鐘脈沖的作用下，它可以自動(dòng)從無效狀態(tài)進(jìn)入有效計(jì)數(shù)狀態(tài)。2020/7/27/15/5/3/2，同步計(jì)數(shù)器，分析步驟：(1)寫驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程。(2)將驅(qū)動(dòng)方程代入觸發(fā)器的特征方程，得到電路的狀態(tài)方程(Qn 1表達(dá)式)。(3)繪制相應(yīng)的Qn 1卡諾圖，然后繪制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)卡諾圖。(4)列計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，并繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖。(5)解釋計(jì)數(shù)器的邏輯功能。下面介紹同步計(jì)數(shù)器的分析方法。計(jì)數(shù)器分析：根據(jù)給定的邏輯電路圖，分析計(jì)數(shù)器狀態(tài)及其輸出在輸入信號和時(shí)鐘信號作用下的變化規(guī)律。2020/7/27，16，圖5-27同步計(jì)數(shù)器電路，例5-1試分析圖5-27所示計(jì)數(shù)器的邏輯功能。(1)根據(jù)給定的邏輯圖，寫出驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程。K=？(驅(qū)動(dòng)方程)Y=？(輸出方程)，2020/7/27，17，解：(1)根據(jù)給定的邏輯圖寫出驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程，(2)將驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的特征方程，得到每個(gè)觸發(fā)器2020/7/27，18的狀態(tài)方程，(3)填入Qn 1卡諾圖和計(jì)數(shù)器狀態(tài)卡諾圖。圖5-28計(jì)數(shù)器卡諾圖(a)Q2n-1卡諾圖(b)Q2n-1卡諾圖(c)Q0n-1卡諾圖(d)計(jì)數(shù)器狀態(tài)