數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)：第6章_時(shí)序邏輯電路_中

1、第六章第六章 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路之之計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器學(xué)習(xí)要點(diǎn)：學(xué)習(xí)要點(diǎn)：時(shí)序電路的描述方法、分析方法和設(shè)計(jì)方法時(shí)序電路的描述方法、分析方法和設(shè)計(jì)方法計(jì)數(shù)器、寄存器等中規(guī)模集成電路的邏輯功能和使用方法計(jì)數(shù)器、寄存器等中規(guī)模集成電路的邏輯功能和使用方法用中規(guī)模計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法用中規(guī)模計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法74LS75/HC175, 74LS194, 74LS161/160,74191/193/190, 74290用于計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等用于計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入的電路稱為計(jì)數(shù)器的電路稱為計(jì)數(shù)器計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)

2、器器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器減法計(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)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器概念：概念：對(duì)時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。對(duì)時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。原理：原理：觸發(fā)器具有記憶功能，存儲(chǔ)位二進(jìn)制數(shù)。觸發(fā)器具有記憶功能，存儲(chǔ)位二進(jìn)制數(shù)。應(yīng)用：應(yīng)用：定時(shí)、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算等。定時(shí)、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算等。分類：分類：1.根據(jù)計(jì)數(shù)脈沖引入的方式分為：同步和異步計(jì)數(shù)器；根據(jù)計(jì)數(shù)脈沖引入的方式分為：同步和異步計(jì)數(shù)器；2.根據(jù)計(jì)數(shù)過程中數(shù)字的

3、增減趨勢(shì)分為：加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器；根據(jù)計(jì)數(shù)過程中數(shù)字的增減趨勢(shì)分為：加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器；3.根據(jù)計(jì)數(shù)模值（數(shù)制）不同分為：二進(jìn)制和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。根據(jù)計(jì)數(shù)模值（數(shù)制）不同分為：二進(jìn)制和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器是將計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)引入到各級(jí)觸發(fā)器，當(dāng)輸入計(jì)數(shù)脈沖是將計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)引入到各級(jí)觸發(fā)器，當(dāng)輸入計(jì)數(shù)脈沖觸發(fā)時(shí)，各級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)移。觸發(fā)時(shí)，各級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)移。計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1. 同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器根據(jù)二進(jìn)制加法運(yùn)算規(guī)則可知：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)末位加在多位二進(jìn)制數(shù)末位加1，若第，若第

4、 i 位以下皆為位以下皆為1時(shí)，則第時(shí)，則第 i 位應(yīng)位應(yīng)翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)。若用若用 T 觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器，觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器，則第則第 i 位觸發(fā)器輸入端位觸發(fā)器輸入端 Ti 的邏輯的邏輯式應(yīng)為：式應(yīng)為：10021TQQQTiii.一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器器件實(shí)例：器件實(shí)例：74161工作狀態(tài)工作狀態(tài)X0XXX置置 0（異步）（異步）10XX預(yù)置數(shù)（同步）預(yù)置數(shù)（同步）X1101保持（包括保持（包括C）X11X0保持（保持（C=0）1111計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)ETEPDLRCLKD一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器2. 同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器原理原理：在四位

5、二進(jìn)制計(jì)數(shù)：在四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)上修改，當(dāng)計(jì)到器基礎(chǔ)上修改，當(dāng)計(jì)到1001時(shí)，則下一時(shí)，則下一個(gè)個(gè)CLK，電路電路狀態(tài)回到狀態(tài)回到0000。10T3001QQQT212QQT 030120123QQQQQQQQT一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器能自啟動(dòng)能自啟動(dòng)1111C一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器器件實(shí)例：器件實(shí)例：74 160工作狀態(tài)工作狀態(tài)X0XXX置置 0（異步）（異步）10XX預(yù)置數(shù)（同步）預(yù)置數(shù)（同步）X1101保持（包括保持（包括C）X11X0保持（保持（C=0）1111計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)ETEPDLRCLKD一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器3 3 減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器二進(jìn)制減法運(yùn)算規(guī)則：二進(jìn)制減

6、法運(yùn)算規(guī)則：在多位二進(jìn)制數(shù)末位減在多位二進(jìn)制數(shù)末位減1，若，若第第i位以下皆為位以下皆為0時(shí)，則第時(shí)，則第i位應(yīng)位應(yīng)。規(guī)律規(guī)律: 若用若用T-FF構(gòu)成計(jì)數(shù)器，則構(gòu)成計(jì)數(shù)器，則第第i位觸發(fā)器輸入端位觸發(fā)器輸入端Ti的邏輯式的邏輯式應(yīng)為：應(yīng)為：10021TQQQTiii.一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器3.1 十進(jìn)制減法十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 對(duì)對(duì)二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器進(jìn)行修改，二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器進(jìn)行修改，在在00000000時(shí)減時(shí)減“1 1”后跳變?yōu)楹筇優(yōu)?0011001，然后按二進(jìn)制然后按二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)。減法計(jì)數(shù)。10T)(123001QQQQQT)( 32101012QQQQQQQT0123QQQT

7、一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器能自啟動(dòng)能自啟動(dòng)一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器4 4 同步加減計(jì)數(shù)器同步加減計(jì)數(shù)器加/減計(jì)數(shù)器加加/ /減減計(jì)數(shù)結(jié)果計(jì)數(shù)結(jié)果加/減計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)果計(jì)數(shù)結(jié)果兩種解決方案兩種解決方案一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器4.1 單時(shí)鐘方式單時(shí)鐘方式加加/ /減脈沖用同一輸入端，減脈沖用同一輸入端，由加由加/ /減控制線的高低電平?jīng)Q定加減控制線的高低電平?jīng)Q定加/ /減減器件實(shí)例：器件實(shí)例：74LS191（用（用T觸發(fā)器）觸發(fā)器）DUDLSCLKI101010TQDUQDUTijjijji)()(一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器4.2.雙時(shí)鐘方式雙時(shí)鐘方式DUijjDijjUiCLKCLKC

8、LKQCLKQCLKCLK0101001012QQCLKQQCLKCLKDU器件實(shí)例：器件實(shí)例：74LS193采用采用T觸發(fā)器，即觸發(fā)器，即T=1一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器同步器件同步器件:十十/十六進(jìn)制十六進(jìn)制74160/161(異步置零異步置零), 74162/163(同步置零同步置零)單時(shí)鐘十進(jìn)制加單時(shí)鐘十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器：減計(jì)數(shù)器：74190, 74168雙時(shí)鐘十進(jìn)制加雙時(shí)鐘十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器：減計(jì)數(shù)器：74192單時(shí)鐘十六進(jìn)制加單時(shí)鐘十六進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器：減計(jì)數(shù)器：74191雙時(shí)鐘十六進(jìn)制加雙時(shí)鐘十六進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器：減計(jì)數(shù)器：74193異步器件：異步器件：二二-五五-十進(jìn)制異步計(jì)

9、數(shù)器十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74290十六進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器十六進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74293、743934.3 可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器基本原理一致基本原理一致一、同步一、同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器二二 異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器1. 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器在末位在末位+1+1時(shí)，從低位到高時(shí)，從低位到高位逐位進(jìn)位方式工作。位逐位進(jìn)位方式工作。原則：每原則：每1 1位從位從“1 1”變變“0 0”時(shí)，向高位發(fā)出進(jìn)位，時(shí)，向高位發(fā)出進(jìn)位，使高位翻轉(zhuǎn)使高位翻轉(zhuǎn)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 在末位在末位-1-1時(shí)，從低位時(shí)，從低位到高位逐位借位方式工到高位逐位借位方式工作。作。原則：每原則：每1 1位從位從“0 0”變變“1 1”時(shí)，向高位發(fā)出進(jìn)位，時(shí)，向高位發(fā)出進(jìn)位，使高位翻轉(zhuǎn)使高位翻轉(zhuǎn)二二 異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器2 2、異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器原理：原理： 在在4 4位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器上位二進(jìn)