同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

1、1、計(jì)數(shù)器的邏輯功能計(jì)數(shù)器的邏輯功能 計(jì)數(shù)器的基本功能是對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器的基本功能是對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。 它廣泛用于計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列它廣泛用于計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列 及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等等。及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等等。 工作特點(diǎn)：工作特點(diǎn)： 在時(shí)鐘信號(hào)的不斷作用下，在時(shí)鐘信號(hào)的不斷作用下，電路的狀態(tài)將按一定的順電路的狀態(tài)將按一定的順 序序循環(huán)循環(huán)變化變化。因此，可以用電路的。因此，可以用電路的不同狀態(tài)不同狀態(tài)表示已經(jīng)輸入表示已經(jīng)輸入 的時(shí)鐘脈沖數(shù)目。的時(shí)鐘脈沖數(shù)目。 把計(jì)數(shù)循環(huán)的狀態(tài)數(shù)稱為計(jì)數(shù)器的把計(jì)數(shù)循環(huán)的狀態(tài)數(shù)稱為計(jì)數(shù)器的“模?！睌?shù)。數(shù)。 把計(jì)

2、數(shù)器能計(jì)到的最大數(shù)值稱為計(jì)數(shù)器的把計(jì)數(shù)器能計(jì)到的最大數(shù)值稱為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量計(jì)數(shù)容量。 6.3.3 計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器 異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器 加計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)器 減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器 可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 加計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)器 減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器 可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 2、計(jì)數(shù)器的分類計(jì)數(shù)器的分類 按時(shí)鐘脈沖輸入方式，分為同步和異步計(jì)數(shù)器按時(shí)鐘脈沖輸入方式，分為同步

3、和異步計(jì)數(shù)器 按進(jìn)位體制，分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)按進(jìn)位體制，分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù) 器器 按邏輯功能，分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器按邏輯功能，分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器 異步計(jì)數(shù)器：異步計(jì)數(shù)器： （1）由）由t觸發(fā)器組成，且觸發(fā)器組成，且t=1； （2）若使用）若使用上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)的觸發(fā)器，則：的觸發(fā)器，則： )3 , 2 , 1( 1 0 iqclk clkclk ii 1、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器：、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器： 2、異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器：、異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器： （1）由）由t觸發(fā)器組成，且觸發(fā)器組成，且t=1； （2）若使用）若使用上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)的觸

4、發(fā)器，則：的觸發(fā)器，則： )3 , 2 , 1( 1 0 iqclk clkclk ii 異步計(jì)數(shù)器的優(yōu)缺點(diǎn)：異步計(jì)數(shù)器的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：（：（1）工作速度很慢；）工作速度很慢； （2）由于各）由于各個(gè)觸發(fā)器的動(dòng)作時(shí)間有先有后，在將電路狀態(tài)個(gè)觸發(fā)器的動(dòng)作時(shí)間有先有后，在將電路狀態(tài) 譯碼時(shí)容易產(chǎn)生尖峰脈沖噪聲（即競(jìng)爭(zhēng)譯碼時(shí)容易產(chǎn)生尖峰脈沖噪聲（即競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)現(xiàn)象）。冒險(xiǎn)現(xiàn)象）。 000001010011 100101110111 q2q1q0 加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器 000001010011 100101110111 減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器 1、同步二進(jìn)制

5、加法計(jì)數(shù)器：、同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器： （1）由）由t觸發(fā)器組成，可以是上升觸發(fā)器組成，可以是上升 沿觸發(fā)的也可以是下降沿觸發(fā)的。沿觸發(fā)的也可以是下降沿觸發(fā)的。 （2） 0121 0 , 1 qqqqt t iii 同步計(jì)數(shù)器：同步計(jì)數(shù)器： 進(jìn)位輸出端進(jìn)位輸出端c = q0q1q2q3 cp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 q1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 q3 0

6、 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 結(jié)論結(jié)論: cpq ff 2 1 0 cpq ff 4 1 1 cpq ff 8 1 2 計(jì)數(shù)器的功能：不僅可以計(jì)數(shù)也可作為計(jì)數(shù)器的功能：不僅可以計(jì)數(shù)也可作為分頻器分頻器。 cpq ff 16 1 3 四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖：四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖： c 十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器：十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器：由于每輸入由于每輸入16個(gè)計(jì)數(shù)輸入脈沖，在個(gè)計(jì)數(shù)輸入脈沖，在c端就產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位輸出脈沖。端就產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位輸出脈沖。 2、同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器：、同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器： （1）由）由t觸發(fā)器組成，可以觸發(fā)器組成，可以 是上升沿觸發(fā)的也可以是

7、下是上升沿觸發(fā)的也可以是下 降沿觸發(fā)的。降沿觸發(fā)的。 （2） 0 1 2 1 0 , 1 qqqqt t iii 3 2 1 0 qqqqb 借位輸出端借位輸出端 3、同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器：、同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器： 1 0 t 301 qqt 102 qqt 302103 qqqqqt c = q0q3 電路能自啟動(dòng)電路能自啟動(dòng) 同步十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖同步十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖: c 思考：十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖是怎樣的？思考：十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖是怎樣的？ 常用的常用的msi計(jì)數(shù)器芯片計(jì)數(shù)器芯片: 型號(hào)型號(hào)功能簡(jiǎn)介功能簡(jiǎn)介 74160同步同步8421bcd碼

8、加法計(jì)數(shù)器，同步預(yù)置，異步清零碼加法計(jì)數(shù)器，同步預(yù)置，異步清零 74161同步同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，同步預(yù)置，異步清零位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，同步預(yù)置，異步清零 74162同步同步8421bcd碼加法計(jì)數(shù)器，同步預(yù)置，同步清零碼加法計(jì)數(shù)器，同步預(yù)置，同步清零 74163同步同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，同步預(yù)置，同步清零位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，同步預(yù)置，同步清零 74190同步同步8421bcd碼可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，無(wú)清零端碼可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，無(wú)清零端 74191同步同步4位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，無(wú)清零端位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，無(wú)清零端 74192同步同步8421bcd碼雙時(shí)鐘可逆計(jì)

9、數(shù)器，異步預(yù)置，異步清零碼雙時(shí)鐘可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步清零 74193同步同步4位二進(jìn)制雙時(shí)鐘可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步清零位二進(jìn)制雙時(shí)鐘可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步清零 7490異步二異步二 五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步清零五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步清零 型號(hào)型號(hào)功能簡(jiǎn)介功能簡(jiǎn)介 7493 異步二異步二 八進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無(wú)預(yù)置端，異步清零八進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無(wú)預(yù)置端，異步清零 74390異步二異步二 五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無(wú)預(yù)置端，異步清零五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無(wú)預(yù)置端，異步清零 4516同步同步4位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步復(fù)位位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步復(fù)位 4526同步同步4位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

10、，異步預(yù)置，異步復(fù)位位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步復(fù)位 4510同步同步8421bcd碼可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步復(fù)位碼可逆計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步復(fù)位 4518雙雙bcd碼加法計(jì)數(shù)器，無(wú)預(yù)置端，異步清零碼加法計(jì)數(shù)器，無(wú)預(yù)置端，異步清零 4522可預(yù)置可預(yù)置bcd1/n計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步復(fù)位計(jì)數(shù)器，異步預(yù)置，異步復(fù)位 404012級(jí)二進(jìn)制脈沖計(jì)數(shù)器級(jí)二進(jìn)制脈沖計(jì)數(shù)器 406014級(jí)二進(jìn)制脈沖計(jì)數(shù)器，附加振蕩電路，異步清零級(jí)二進(jìn)制脈沖計(jì)數(shù)器，附加振蕩電路，異步清零 常用的常用的msi計(jì)數(shù)器芯片計(jì)數(shù)器芯片: 典型集成計(jì)數(shù)器典型集成計(jì)數(shù)器 加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)11 11 保持（保持（c=0）0x

11、11x 保持保持10 11x 同步同步預(yù)置數(shù)預(yù)置數(shù)xx 01 同步同步置置 零零xxx0 工作模式工作模式 etepdlrclk 1、同步四位二進(jìn)制（十六進(jìn)制）加法計(jì)數(shù)器、同步四位二進(jìn)制（十六進(jìn)制）加法計(jì)數(shù)器sn74163 7416374163的主要功能的主要功能 同步清零功能同步清零功能 同步并行置數(shù)功能同步并行置數(shù)功能 同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 保持功能保持功能 當(dāng)當(dāng)r=0且且clk的的 到來(lái)到來(lái)時(shí)，無(wú)論其他輸入端為何狀態(tài)，時(shí)，無(wú)論其他輸入端為何狀態(tài)， q3q2q1q0=0000。 當(dāng)當(dāng)r=1、ld=0且且clk 時(shí)，時(shí)，q3q2q1q0=d3d2d1d0。 當(dāng)當(dāng)r=ld=

12、ep=et=1時(shí)，在時(shí)，在clk的作用下的作用下q3q2q1q0按按4位二進(jìn)位二進(jìn) 制加法的計(jì)數(shù)規(guī)則計(jì)數(shù)。制加法的計(jì)數(shù)規(guī)則計(jì)數(shù)。 當(dāng)當(dāng)r=ld=1、ep et=0時(shí)，時(shí)，q3q2q1q0保持不變。保持不變。 進(jìn)位信號(hào)進(jìn)位信號(hào)c c 只有在只有在et=1且且q3q2q1q0=1111時(shí)，時(shí)，c=1，表明，表明下一個(gè)下一個(gè)clk 上升沿上升沿到來(lái)時(shí)將會(huì)有進(jìn)位產(chǎn)生。到來(lái)時(shí)將會(huì)有進(jìn)位產(chǎn)生。 c= etq3q2q1q0 1 clk q0 q1 q2 q3 d0 d1 d2 d3 74163 cp ep et c ld rd 1 1 1 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 00000001010000110010 101010011000 011101100101 11111110110111001011 q3q2q1q0 實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)功能：實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)功能： 2、同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器、同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器sn74160 加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)11 11 保持（保持（c=0）0x 11x 保持保持10 11x 同步同步預(yù)置數(shù)預(yù)置數(shù)xx 01 異步異