數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)：第5章 時(shí)序邏輯電路2

1、NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA主要要求：主要要求： 理解計(jì)數(shù)器的分類，理解計(jì)數(shù)器的分類，理解計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)規(guī)律。理解計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)規(guī)律。掌握二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的組成和工作原理。掌握二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的組成和工作原理。5.55.5計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 理解理解常用集成二進(jìn)制和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器常用集成二進(jìn)制和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能及其應(yīng)用。的功能及其應(yīng)用。 第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA一、計(jì)數(shù)器的作用與分類一、計(jì)數(shù)器的作用與分類 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器( (Counter)

2、)用于計(jì)算輸入脈沖個(gè)數(shù)，用于計(jì)算輸入脈沖個(gè)數(shù)，還常用于分頻、定時(shí)等。還常用于分頻、定時(shí)等。 計(jì)數(shù)器分類如下：計(jì)數(shù)器分類如下： 按時(shí)鐘控制方式不同分按時(shí)鐘控制方式不同分 異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器 同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器 第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA按計(jì)數(shù)增減分按計(jì)數(shù)增減分加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器 減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器 加加 / / 減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器( (又稱可逆計(jì)數(shù)器又稱可逆計(jì)數(shù)器) ) 對(duì)計(jì)數(shù)脈沖作對(duì)計(jì)數(shù)脈沖作遞增計(jì)數(shù)的電路。遞增計(jì)數(shù)的電路。 對(duì)計(jì)數(shù)脈沖作對(duì)計(jì)數(shù)脈沖作遞減計(jì)數(shù)的電路。遞減計(jì)數(shù)的電路。 在加在加

3、 / / 減控制信減控制信號(hào)作用下，可遞增也號(hào)作用下，可遞增也可遞減計(jì)數(shù)的電路?？蛇f減計(jì)數(shù)的電路。 按計(jì)數(shù)進(jìn)制分按計(jì)數(shù)進(jìn)制分按 二 進(jìn) 制按 二 進(jìn) 制數(shù)運(yùn)算規(guī)數(shù)運(yùn)算規(guī)律律進(jìn)進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路行計(jì)數(shù)的電路 按 十 進(jìn) 制按 十 進(jìn) 制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路行計(jì)數(shù)的電路 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 任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器( (又稱又稱 N 進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器) )二 進(jìn) 制二 進(jìn) 制和十進(jìn)制以和十進(jìn)制以外的計(jì)數(shù)器外的計(jì)數(shù)器 第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA計(jì)數(shù)器的

4、計(jì)數(shù)規(guī)律計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)規(guī)律Q0Q1Q2計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序000811170116101500141103010210010000二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)規(guī)律舉例計(jì)數(shù)規(guī)律舉例二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)規(guī)律舉例計(jì)數(shù)規(guī)律舉例“000 1”不夠減，需向相鄰高位借不夠減，需向相鄰高位借“1”，借借“1”后作運(yùn)算后作運(yùn)算“1000 1 = 111”。Q0Q1Q2計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序000810070106110500141013011211110000第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSI

5、TY OF CHINACHINA8421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)規(guī)律計(jì)數(shù)規(guī)律Q0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序10019000181110701106101050010411003010021000100001000000第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA計(jì)數(shù)的最大數(shù)目稱為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)的最大數(shù)目稱為計(jì)數(shù)器的“模?！保?，用 M 表示。表示。模也稱為計(jì)數(shù)長(zhǎng)度或計(jì)數(shù)容量。模也稱為計(jì)數(shù)長(zhǎng)度或計(jì)數(shù)容量。 N 進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)規(guī)計(jì)數(shù)規(guī)律舉例律舉例具有具有 5 個(gè)獨(dú)

6、個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)，計(jì)滿立的狀態(tài)，計(jì)滿 5 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，電路狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)電路狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入循環(huán)。故為入循環(huán)。故為五五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 五進(jìn)制計(jì)數(shù)器五進(jìn)制計(jì)數(shù)器也稱模也稱模 5 計(jì)數(shù)器；計(jì)數(shù)器；十進(jìn)制計(jì)數(shù)器則十進(jìn)制計(jì)數(shù)器則為模為模 10 計(jì)數(shù)器；計(jì)數(shù)器；3 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器為模位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器為模 8 計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。Q0Q1Q2計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序000500141103010210010000第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAFF01J1KRC1Q0Q1Q2Q3FF11J1K

7、RC1FF21J1KRC1FF31J1KRC11 1CPRD二、異步計(jì)數(shù)器二、異步計(jì)數(shù)器 ( (一一) ) 異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 1. 1. 電路構(gòu)成與工作原理電路構(gòu)成與工作原理FF01J1KRC1Q0Q1Q2Q3FF11J1KRC1FF21J1KRC1FF31J1KRC11 1CPRD1 11J1K1J1K1J1K1J1KC1CPC1Q0C1Q1C1Q2 JK 觸發(fā)器構(gòu)成的異步計(jì)數(shù)器觸發(fā)器構(gòu)成的異步計(jì)數(shù)器第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA00010010CPQ3Q0Q1Q20000來(lái)一個(gè)來(lái)一

8、個(gè) CP 翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè) Q0 翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè) Q1 翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè) Q2 翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次 11110000 輸入第輸入第“1”個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出為個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出為“0001”；輸入第輸入第“2”個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出為計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出為“0010”。輸入第輸入第“15”個(gè)脈沖時(shí)，輸出個(gè)脈沖時(shí)，輸出“1111”，當(dāng)輸入第，當(dāng)輸入第“16”個(gè)個(gè)脈沖時(shí)，輸出返回初態(tài)脈沖時(shí)，輸出返回初態(tài)“0000”，且，且 Q3 端輸出進(jìn)端輸出進(jìn)位信號(hào)下降沿。因此，該電路構(gòu)成位信號(hào)下降沿。因此，該電路構(gòu)成 4 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)位二進(jìn)制加法計(jì)

9、數(shù)器。器。依次輸入脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)狀態(tài)按依次輸入脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)狀態(tài)按 4 位二進(jìn)制數(shù)遞增規(guī)律變化。位二進(jìn)制數(shù)遞增規(guī)律變化。 工作原理工作原理第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINACPQff210 CPQff411 CPQff812 CPQff1613 CPQ3Q0Q1Q24 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器工作波形工作波形 2. 計(jì)數(shù)器用作分頻器計(jì)數(shù)器用作分頻器第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA用用 D 觸發(fā)器可構(gòu)成異步二

10、進(jìn)制計(jì)數(shù)器嗎？觸發(fā)器可構(gòu)成異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器嗎？ 如何連接？如何連接？ D 觸發(fā)器構(gòu)成的異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器觸發(fā)器構(gòu)成的異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器FF01DRC1Q0Q1Q2Q3FF11DRC1FF21DRC1FF31DRC1CPRDQ0Q1Q2Q31D1D1D1DC1CPQ0Q1Q2C1C1C1第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA輸入第輸入第“15”個(gè)脈沖時(shí)，輸出個(gè)脈沖時(shí)，輸出“1111”，當(dāng)輸入第，當(dāng)輸入第“16”個(gè)個(gè)脈沖時(shí)，輸出返回初態(tài)脈沖時(shí)，輸出返回初態(tài)“0000”，且，且 Q3 端輸出進(jìn)端輸出進(jìn)位信號(hào)下降

11、沿。因此，該電路構(gòu)成位信號(hào)下降沿。因此，該電路構(gòu)成 4 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。器。 工作原理工作原理第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA 下面總結(jié)一下用不同種類觸下面總結(jié)一下用不同種類觸發(fā)器構(gòu)成異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方發(fā)器構(gòu)成異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。法。異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的成方法2. 異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法CPi = Qi - - 1CPi = Qi - - 1減法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù) CPi = Qi - - 1CPi = Qi - - 1加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù) 下降沿觸發(fā)式下降沿

12、觸發(fā)式 上升沿觸發(fā)式上升沿觸發(fā)式 計(jì)數(shù)觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)接法計(jì)數(shù)觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)接法計(jì)數(shù)規(guī)律計(jì)數(shù)規(guī)律 將觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)觸發(fā)器，然后級(jí)聯(lián)，將計(jì)數(shù)脈沖將觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)觸發(fā)器，然后級(jí)聯(lián)，將計(jì)數(shù)脈沖CP 從最低位時(shí)鐘端輸入，其他各位時(shí)鐘端接法如下表：從最低位時(shí)鐘端輸入，其他各位時(shí)鐘端接法如下表：第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CO = Q3n Q2n Q1n Q0n進(jìn)位輸出信號(hào)進(jìn)位輸出信號(hào)FF01J1KRC1Q0Q1Q2Q3FF11J1KRC1FF21J1KRC1FF31J1KRC11 1CP

13、RDCOFF01J1K1 1FF11J1KQ0nFF21J1KQ0nQ1n&FF31J1KQ0nQ2n&Q1nQ0Q1Q2Q3CO&RDRRRR計(jì)數(shù)開(kāi)始前先清零計(jì)數(shù)開(kāi)始前先清零CPC1C1C1C1 各觸發(fā)器都用各觸發(fā)器都用 CP 觸發(fā)觸發(fā)1. 同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路與工作原理同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路與工作原理第 5 章時(shí)序邏輯電路 三、同步計(jì)數(shù)器三、同步計(jì)數(shù)器 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA同步計(jì)數(shù)器為什么要那樣構(gòu)成呢？同步計(jì)數(shù)器為什么要那樣構(gòu)成呢？ 通過(guò)分析同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)通過(guò)分析同步二進(jìn)制加法

14、計(jì)數(shù)規(guī)律就可明白。規(guī)律就可明白。 因此，應(yīng)將觸發(fā)因此，應(yīng)將觸發(fā)器器接成接成 T 觸發(fā)器觸發(fā)器；并并接成接成 T0 = 1， T1 = Q0n ， T2 = Q1n Q0n ， T3 = Q2n Q1n Q0n 。即：即：最低位觸發(fā)器最低位觸發(fā)器 T 輸入輸入為為 1，其他觸發(fā)器其他觸發(fā)器 T 輸入為其低位輸出的輸入為其低位輸出的“與與”信號(hào)。信號(hào)。這樣，這樣，各觸發(fā)器當(dāng)其低位輸各觸發(fā)器當(dāng)其低位輸出信號(hào)均為出信號(hào)均為 1 時(shí)，來(lái)時(shí)，來(lái)一個(gè)時(shí)鐘就翻轉(zhuǎn)一次，一個(gè)時(shí)鐘就翻轉(zhuǎn)一次，否則狀態(tài)不變。否則狀態(tài)不變。000016111115011114101113001112110111010110100190

15、00181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序根據(jù)態(tài)序表分析同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)規(guī)律根據(jù)態(tài)序表分析同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)規(guī)律Q0來(lái)一個(gè)時(shí)鐘就來(lái)一個(gè)時(shí)鐘就翻轉(zhuǎn)一次。翻轉(zhuǎn)一次。00001611111501111410111300111211011101011010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序Q1在其低位在其低位Q0輸輸出為出為 1 時(shí)，時(shí)，來(lái)一個(gè)時(shí)來(lái)一個(gè)時(shí)鐘就翻轉(zhuǎn)一次，否則鐘就

16、翻轉(zhuǎn)一次，否則狀態(tài)不變。狀態(tài)不變。00001611111501111410111300111211011101011010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序1100Q2在其低位在其低位Q0和和Q1均為均為 1 時(shí)，時(shí)，來(lái)一來(lái)一個(gè)時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)一次，否個(gè)時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)一次，否則狀態(tài)不變。則狀態(tài)不變。00001611111501111410111300111211011101011010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1

17、Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序10Q3在其低位在其低位Q0 、Q1和和Q2均為均為 1 時(shí)，時(shí)，來(lái)來(lái)一個(gè)時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)一次，一個(gè)時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)一次，否則狀態(tài)不變。否則狀態(tài)不變。第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 第 5 章時(shí)序邏輯電路 同步同步二進(jìn)制二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法：將觸發(fā)器的構(gòu)成方法：將觸發(fā)器接成接成 T T 觸發(fā)器觸發(fā)器；各觸發(fā)器都用計(jì)數(shù)脈沖各觸發(fā)器都用計(jì)數(shù)脈沖 CP CP 觸發(fā)，最低位觸發(fā)器觸發(fā)，最低位觸發(fā)器 的的T T 輸入為輸入為 1

18、 1，其他觸發(fā)器的其他觸發(fā)器的 T T 輸入為其低位各觸發(fā)器輸出信號(hào)相與。輸入為其低位各觸發(fā)器輸出信號(hào)相與。NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA第 5 章時(shí)序邏輯電路 四、常用集成計(jì)數(shù)器四、常用集成計(jì)數(shù)器 CT74LS161和CT74LS163CT74LS161CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74LS161 和和 CT74LS163 邏輯功能示意圖邏輯功能示意圖CT74LS163CTTCTPCRLDD1D2D3CR LD計(jì)數(shù)狀態(tài)輸出端計(jì)數(shù)狀態(tài)輸出端,從高位到低位依次為從高位到低位依次為 Q3、Q2、Q1、Q0。進(jìn)位輸出端進(jìn)位輸出端

19、置數(shù)數(shù)據(jù)輸入端，置數(shù)數(shù)據(jù)輸入端，為并行數(shù)據(jù)輸入。為并行數(shù)據(jù)輸入。計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖輸入端，上升輸入端，上升沿觸發(fā)。沿觸發(fā)。計(jì)數(shù)控制端，計(jì)數(shù)控制端，高電平有效。高電平有效。CR 為置為置 0 控制端，控制端，低電平有效。低電平有效。LD 為同步為同步置數(shù)置數(shù)控控制端，低電平有效。制端，低電平有效。1. 集成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器集成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CT74LS161 和和 CT74LS163NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA000016111115011114101113001112110111010110100190001811107

20、01106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)順序順序CT74LS161( (163) )的計(jì)數(shù)態(tài)序表的計(jì)數(shù)態(tài)序表 第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINACT74LS161 與與 CT74LS163 的功能比較的功能比較 CO = CTTQ3Q2Q1Q0 CO = Q3 Q2 Q1 Q0 CO = CTTQ3Q2Q1Q0 同同步置步置 00保保 持持011保保 持持011計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)1111d0d1d2d3d0d1d2d30100000

21、0COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR 說(shuō)說(shuō) 明明 輸輸 出出輸輸 入入CT74LS163 CO = CTTQ3Q2Q1Q0 CO = Q3 Q2 Q1 Q0 CO = CTTQ3Q2Q1Q0 異異步置步置 00保保 持持011保保 持持011計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)1111d0d1d2d3d0d1d2d301000000COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR 說(shuō)說(shuō) 明明 輸輸 出出輸輸 入入CT74LS161CT74LS161 與與 CT74LS163 的差別是：的差別是：“161”為為異步置異步置 0，“163”為為同步置同步置 0 。其他功能及管腳完全相同

22、。其他功能及管腳完全相同。第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA1. CT74LS160 和 CT74LS162CT74LS160CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74LS162CTTCTPCRLDD1D2D3CR LD2. 集成同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器集成同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CT74LS160 和和 CT74LS162第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINACT74LS160( (162) )的計(jì)數(shù)態(tài)序表的計(jì)數(shù)態(tài)序表 000010100

23、19000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)順序順序00001611111501111410111300111211011101011010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)順序順序CT74LS161( (163) )的計(jì)數(shù)態(tài)序表的計(jì)數(shù)態(tài)序表 第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA CO = CT

24、TQ3 Q0 CO = Q3 Q0 CO = CTTQ3 Q0 異異步置步置 00保保 持持011保保 持持011計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)1111d0d1d2d3d0d1d2d301000000COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR輸輸 出出輸輸 入入 CO = CTTQ3 Q0 CO = Q3 Q0 CO = CTTQ3 Q0 同同步置步置 00保保 持持011保保 持持011計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)1111d0d1d2d3d0d1d2d301000000COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR輸輸 出出輸輸 入入 CT74LS160 與與 CT74LS162 的功能表的功能表

25、 CT74LS160 CT74LS162 進(jìn)位輸出進(jìn)位輸出 CO 在輸入第在輸入第 9 個(gè)脈沖時(shí)為高個(gè)脈沖時(shí)為高電平，在輸入第電平，在輸入第 10 個(gè)脈沖時(shí)輸出下降沿。個(gè)脈沖時(shí)輸出下降沿。第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAQ0Q1Q2Q3CT74LS290M = 5CP0M = 2CP1CP0CP1Q0Q1Q2Q3R0AR0BS9AS9BCT74LS2903. 集成異步二集成異步二 - - 五五 - - 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CT74LS290 ( (1) ) CT74LS290 基本結(jié)構(gòu)與邏輯功能示

26、意圖基本結(jié)構(gòu)與邏輯功能示意圖R0AR0B異步置異步置 0 端端S9AS9B異異步步置置 9 端端第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINACT74LS2902. 集成異步二集成異步二 - - 五五 - - 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CT74LS290 ( (2) ) CT74LS290 內(nèi)部電路內(nèi)部電路第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA1. 寫方程式寫方程式( (1) ) 時(shí)鐘方程時(shí)鐘方程(2)(2) 驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程CP2

27、 = Q1CP1 = CP3 = CP1J1 = Q3n ，K1 = 1J2 = Q2n Q1n ，K2 = 1J2 = K2 = 1第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA( (3) ) 狀態(tài)方程狀態(tài)方程Q1n+1 = J1 Q1n + K1 Q1n Q2n+1 = J2 Q2n + K2 Q2n Q3n+1 = J3 Q3n + K3 Q3n 代入代入 J2 = K2 = 1代入代入 J3 = Q2n Q1n K3= 1= Q3n Q1n + 1 Q1n = Q3n Q1n = 1 Q2n + 1 Q2n

28、= Q2n = Q2n Q1n Q3n + 1 Q3n = Q2n Q1n Q3n 代入代入 J1 = Q3n ，K1 = 1Q1n+1 = Q3n Q1n CP 下降沿有效下降沿有效Q2n+1 = Q2n Q1下降沿有效下降沿有效Q3n+1 = Q2n Q1n Q3n CP 下降沿有效下降沿有效第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA2. 列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表設(shè)初始狀態(tài)為設(shè)初始狀態(tài)為Q3 Q2 Q1 = 000第 5 章時(shí)序邏輯電路 此電路是一五進(jìn)制計(jì)數(shù)器此電路是一五進(jìn)制計(jì)數(shù)器NORTH UNIV

29、ERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAQ0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B輸出輸出計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入1 1構(gòu)成構(gòu)成 1 位二位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B輸出輸出1 1構(gòu)成異步五構(gòu)成異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA輸出輸出 從高位到低位依次為從高位到低位依次為 Q3、Q2、Q1、 Q0構(gòu)成構(gòu)成 8421BCD 碼異步十碼異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q0

30、Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B 電路接法電路接法計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINACP0CPCP1Q1Q3Q2Q025Q3 Q2 Q1 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0結(jié)論：上述連接方式形成結(jié)論：上述連接方式形成 8421 碼碼。Q3 Q2 Q1 CP1 Q0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 Q

31、3 Q2 Q1 CP1 Q0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 0 0 0 0 0 十進(jìn)十進(jìn) 制數(shù)制數(shù)NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA構(gòu)成構(gòu)成 5421BCD 碼異步十碼異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器 從高位到低位依次為從高位到低位依次為 Q0 、 Q3 、Q2、Q1Q0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B 電路接法電路接法輸出輸出NOR

32、TH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAQ02CP0CPCP1Q1Q3Q25Q3 Q2 Q1 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0結(jié)論：上述連接方式結(jié)論：上述連接方式形成形成 5421 碼。碼。 0 0 0 0 Q0 Q3 Q2 Q1 CP0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q0 Q3 Q2 Q1 CP0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0

33、4 1 0 0 0 5 1 0 0 1 6 1 0 1 0 7 1 0 1 1 8 1 1 0 0 9 0 0 0 0 0 十進(jìn)十進(jìn) 制數(shù)制數(shù)NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA主要要求：主要要求： 掌握中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用。掌握中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用。5.65.6集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAQ0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B（1）異步清零功能）異步清零功能（2 2）

34、異步置）異步置 9 功能功能（3 3）計(jì)數(shù)功能）計(jì)數(shù)功能當(dāng)當(dāng) R0 = R01 R02 = 1、S9 = S91 S92 = 0時(shí)，計(jì)數(shù)器異步時(shí)，計(jì)數(shù)器異步置置 0 。 當(dāng)當(dāng) S9 = S91 S92 = 1、R0 = R01 R02 = 0時(shí)，計(jì)數(shù)器異步時(shí)，計(jì)數(shù)器異步置置 9 。 一、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用一、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用（一）集成計(jì)數(shù)器（一）集成計(jì)數(shù)器CT74LS290的應(yīng)用的應(yīng)用 一、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用一、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用（一）集成計(jì)數(shù)器（一）集成計(jì)數(shù)器CT74LS290的應(yīng)用的應(yīng)用 一、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用一、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用（一）集成計(jì)數(shù)器（一）集成計(jì)數(shù)器CT74LS290的應(yīng)用的應(yīng)用NOR

35、TH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAQ0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B輸出輸出計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入1 1構(gòu)成構(gòu)成 1 位二位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B輸出輸出1 1構(gòu)成異步五構(gòu)成異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA輸出輸出 從高位到低位依次為從高位到低位依次為 Q3、Q2、Q1、 Q0構(gòu)成構(gòu)成 8421BCD 碼異步十碼異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

36、進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B 電路接法電路接法計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAQ0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序10019000181110701106101050010411003010021000100001000000用用 CT74LS290 構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器解題思路構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器解題思路使計(jì)數(shù)至使計(jì)數(shù)至“6”時(shí)自動(dòng)返時(shí)自動(dòng)返回回“0000”態(tài)，態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)六進(jìn)即可實(shí)現(xiàn)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。下制計(jì)數(shù)器。下面進(jìn)行演示：面進(jìn)行演示：準(zhǔn)備開(kāi)

37、準(zhǔn)備開(kāi)始計(jì)數(shù)始計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 1計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 2計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 3計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 4計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 50000第 5 章時(shí)序邏輯電路 例例1 1 試用試用 CT74LS290 構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAQ0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B R0 = Q2 Q1( (3) ) 畫連線圖畫連線圖計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入輸出輸出( (1) ) 寫出寫出 S6 的二進(jìn)制代碼為的二進(jìn)制代碼為 S6 = 0110解：解：( (2) ) 寫出反饋置寫出反饋置 0 函數(shù)表達(dá)式函數(shù)表達(dá)式第 5 章時(shí)序

38、邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAQ0Q1Q2Q3CT74LS290CP0CP1R0AR0BS9AS9B計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入輸出輸出NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA 例例 試用試用 CT74LS290 構(gòu)成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。構(gòu)成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：解： ( (2) )寫出反饋歸零函數(shù)寫出反饋歸零函數(shù) R0 = R0A R0B = Q2 Q1 Q0 ( (1) )寫出寫出 S7 的二進(jìn)制代碼為的二進(jìn)制代碼為S7 = 0111( (3) )畫連線圖畫連線圖第 5 章

39、時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA1、反饋歸零法反饋歸零法(復(fù)位法復(fù)位法) 將大模計(jì)數(shù)器修改為小模數(shù)計(jì)數(shù)器的方法是：獲得任將大模計(jì)數(shù)器修改為小模數(shù)計(jì)數(shù)器的方法是：獲得任意模數(shù)意模數(shù)M，在第，在第M個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的作用下，將所有輸出狀態(tài)個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的作用下，將所有輸出狀態(tài)為為1的觸發(fā)器的輸出端通過(guò)一個(gè)與門去控制計(jì)數(shù)器的異步清的觸發(fā)器的輸出端通過(guò)一個(gè)與門去控制計(jì)數(shù)器的異步清零端，使計(jì)數(shù)器回到零端，使計(jì)數(shù)器回到0狀態(tài)，從而變成模為狀態(tài)，從而變成模為M的計(jì)數(shù)器。的計(jì)數(shù)器。 如果如果MN，則只需一片，則只需一片N進(jìn)制計(jì)數(shù)器；進(jìn)制計(jì)

40、數(shù)器；第 5 章時(shí)序邏輯電路 如果如果MN，則要用多片，則要用多片N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA 例例3 3 試用試用 CT74LS290 構(gòu)成構(gòu)成2323進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA二二十十三三進(jìn)進(jìn)制制計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器態(tài)態(tài)序序表表1/01/00001/000230100010022100001002100000100201001100019010010001210001000110000100010100

41、100009010000002100000001000000000Q0Q1Q2Q3Q0 Q1 Q2 Q3 計(jì)數(shù)器狀態(tài)計(jì)數(shù)器狀態(tài)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)順順 序序NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA兩片兩片CT74LS290 構(gòu)成二十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。構(gòu)成二十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)輸入計(jì)數(shù)輸入CT74LS290 (十十)R0AR0BS9AS9BQ0 Q1 Q2 Q3CP1CP0CT74LS290 (個(gè)個(gè))R0AR0BS9AS9BQ0Q1Q2Q3 CP1CP0&R0A R0B = Q1 Q1 Q0第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSI

42、TY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA 例例3 3 試用試用 CT74LS290 構(gòu)成構(gòu)成1212進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA2、級(jí)聯(lián)法級(jí)聯(lián)法 即把一個(gè)即把一個(gè) 進(jìn)制的計(jì)數(shù)器和一個(gè)進(jìn)制的計(jì)數(shù)器和一個(gè) 進(jìn)進(jìn)制的計(jì)數(shù)器串接起來(lái)，就可以構(gòu)成制的計(jì)數(shù)器串接起來(lái)，就可以構(gòu)成 計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。1N2N12NNN 例例 試用試用 CT74LS290 構(gòu)成十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。構(gòu)成十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSI

43、TY OF CHINACHINA十十二二進(jìn)進(jìn)制制計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器態(tài)態(tài)序序表表111/01/00/00/00/00/01/00/0100100110091000110081/01/00/00/0110071/01/00/00/0010060100100051000100041/01/00/00/010003010000002100000001000000000Q0Q1Q2Q3Q0 Q1 Q2 Q3 計(jì)數(shù)器狀態(tài)計(jì)數(shù)器狀態(tài)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)順順 序序120010000100100010NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA第 5 章時(shí)序邏輯電路 NO

44、RTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA例：下圖是用兩片中規(guī)模集成電路例：下圖是用兩片中規(guī)模集成電路CT74LS290組成組成的計(jì)數(shù)電路，試分析此電路是多少進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。的計(jì)數(shù)電路，試分析此電路是多少進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。由圖可以看出CT74LS290（ ）為九進(jìn)制記數(shù)器， CT74LS290（ ）為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。5469進(jìn)制記數(shù)器。因此，電路為NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA1. CT74LS160 和 CT74LS162CT74LS160CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74L

45、S162CTTCTPCRLDD1D2D3CR LD第 5 章時(shí)序邏輯電路 （二）集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（二）集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器CT74160(161CT74160(161，162162，163)163)的應(yīng)用的應(yīng)用NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA2.集成集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例 例例 試用試用 CT74LS160 構(gòu)成構(gòu)成七進(jìn)制七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。解：解： 寫出寫出 SN 的二進(jìn)制代碼的二進(jìn)制代碼 寫出反饋置數(shù)函數(shù)寫出反饋置數(shù)函數(shù) 畫電路圖畫電路圖S7 = 0111CR = Q2 Q1 Q0方法之一：利用方法之一：利用異步置異步置

46、0 功能實(shí)現(xiàn)。功能實(shí)現(xiàn)。CT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCR LDD1D2D3CP1 1&1 1 第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA方法之二：利用方法之二：利用同步置數(shù)同步置數(shù)功能實(shí)現(xiàn)。功能實(shí)現(xiàn)。 寫出寫出 S7- -1 的二進(jìn)制代碼的二進(jìn)制代碼 寫出反饋置數(shù)函數(shù)寫出反饋置數(shù)函數(shù) 畫電路圖畫電路圖S7- -1 = S6 = 0110LD = Q2 Q1 CT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1 1&1 1方案方案 1：設(shè)計(jì)數(shù)器從

47、：設(shè)計(jì)數(shù)器從 Q3 Q2 Q1 Q0 = 0000 狀態(tài)開(kāi)始計(jì)數(shù)，狀態(tài)開(kāi)始計(jì)數(shù)， 因此，因此，取取 D3 D2 D1 D0 = 0000。NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA方案方案 2： 用用 “160” 的后七個(gè)狀態(tài)的后七個(gè)狀態(tài) 0011 1001 實(shí)現(xiàn)七進(jìn)制計(jì)數(shù)。實(shí)現(xiàn)七進(jìn)制計(jì)數(shù)。0000010110019000018011107001106010105000104011003001002010001000000COQ0Q1Q2Q3進(jìn)位輸出進(jìn)位輸出計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)順序 也可取也可取 D3 D2 D1 D

48、0 = 0011 LD = COCO = Q3 Q0 取取 D3 D2 D1 D0 = 0011 LD = Q3 Q0第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA取取 D3 D2 D1 D0 = 0011 ，LD = COCT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1 11 111 1 0 0方案方案 2：用：用 “160” 的后七個(gè)狀態(tài)的后七個(gè)狀態(tài) 0011 1001實(shí)現(xiàn)七進(jìn)制計(jì)數(shù)。實(shí)現(xiàn)七進(jìn)制計(jì)數(shù)。第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNI

49、VERSITY OF CHINACHINA例例 用用CT74LS160 采用整體反饋歸零法構(gòu)成采用整體反饋歸零法構(gòu)成 12 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA例例 用用CT74LS160 采用整體反饋歸零法構(gòu)成采用整體反饋歸零法構(gòu)成 12 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。例例 用用CT74LS160 采用同步置數(shù)法構(gòu)成采用同步置數(shù)法構(gòu)成 12 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第 5 章時(shí)序邏輯電路 例例 用用CT74LS160 采用整體反饋歸零法構(gòu)成采用整體反饋歸零法構(gòu)成 12 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)

50、數(shù)器。NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA例例 用用CT74LS160 采用同步置數(shù)法構(gòu)成采用同步置數(shù)法構(gòu)成 12 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINANORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA討論討論(1)(1)以上電路中的芯片換成以上電路中的芯片換成7416174161，是多少進(jìn)制計(jì)數(shù)器？，是多少進(jìn)制計(jì)數(shù)器？討論討論第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIV

51、ERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA移位寄存器型計(jì)數(shù)器移位寄存器型計(jì)數(shù)器（一）環(huán)形計(jì)數(shù)器（一）環(huán)形計(jì)數(shù)器 特殊形式的同步計(jì)數(shù)器。它是在移位寄存器的基礎(chǔ)上加上反饋電路構(gòu)成的。分為環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器和扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。設(shè)設(shè)Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3=1000=1000，1000 0100 0010 0001 第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖能自啟動(dòng)的環(huán)形計(jì)數(shù)器電路能自啟動(dòng)的環(huán)形計(jì)數(shù)器電路nnnnQQQQ21010

52、第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，有效循環(huán)中的每個(gè)狀態(tài)只包含一個(gè)：電路簡(jiǎn)單，有效循環(huán)中的每個(gè)狀態(tài)只包含一個(gè)1。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：狀態(tài)利用率低，有效循環(huán)只用了：狀態(tài)利用率低，有效循環(huán)只用了n個(gè)狀態(tài)，其余個(gè)狀態(tài)，其余2n-n個(gè)狀態(tài)浪費(fèi)了。個(gè)狀態(tài)浪費(fèi)了。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA2. 2. 扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVER

53、SITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINAnnnQQQD3210狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：狀態(tài)利用率提高了一倍狀態(tài)利用率提高了一倍 第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA主要要求：主要要求： 了解順序脈沖發(fā)生器和序列信號(hào)發(fā)生器的邏了解順序脈沖發(fā)生器和序列信號(hào)發(fā)生器的邏輯功能及實(shí)現(xiàn)方法。輯功能及實(shí)現(xiàn)方法。5.75.7順序脈沖發(fā)生器和序列信號(hào)發(fā)生器順序脈沖發(fā)生器和序列信號(hào)發(fā)生器第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NOR

54、TH UNIVERSITY OF CHINACHINA一、順序脈沖發(fā)生器一、順序脈沖發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生一組順序脈沖的邏輯電路。NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA一、順序脈沖發(fā)生器一、順序脈沖發(fā)生器1000 0100 0010 0001 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)缺點(diǎn)：使用的觸發(fā)器數(shù)目較多：使用的觸發(fā)器數(shù)目較多，還需采用能自啟動(dòng)的反饋邏，還需采用能自啟動(dòng)的反饋邏輯電路。輯電路。方法一：方法一： 由環(huán)形計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)由環(huán)形計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA方

55、法二：小規(guī)模計(jì)數(shù)器方法二：小規(guī)模計(jì)數(shù)器+ +譯碼器實(shí)現(xiàn)譯碼器實(shí)現(xiàn)第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA方法二：小規(guī)模計(jì)數(shù)器方法二：小規(guī)模計(jì)數(shù)器+ +譯碼器實(shí)現(xiàn)譯碼器實(shí)現(xiàn)第 5 章時(shí)序邏輯電路 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：由于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的存在，輸出端可能會(huì)產(chǎn)生干擾尖峰脈沖：由于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的存在，輸出端可能會(huì)產(chǎn)生干擾尖峰脈沖 小規(guī)模實(shí)現(xiàn)電路較為復(fù)雜小規(guī)模實(shí)現(xiàn)電路較為復(fù)雜NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA方法三：集成計(jì)數(shù)器方法三：集成計(jì)數(shù)器+ +譯碼器實(shí)現(xiàn)譯碼器實(shí)現(xiàn)第 5

56、 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA方法三：集成計(jì)數(shù)器方法三：集成計(jì)數(shù)器+ +譯碼器實(shí)現(xiàn)譯碼器實(shí)現(xiàn)第 5 章時(shí)序邏輯電路 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINACT74LS160( (162) )的計(jì)數(shù)態(tài)序表的計(jì)數(shù)態(tài)序表 00001010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)順序順序0000161111150111141011130011121

57、1011101011010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器 狀狀 態(tài)態(tài)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)順序順序CT74LS161( (163) )的計(jì)數(shù)態(tài)序表的計(jì)數(shù)態(tài)序表 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA二、序列信號(hào)發(fā)生器二、序列信號(hào)發(fā)生器序列信號(hào)序列信號(hào)：在同步脈沖的作用下，按一定周期循環(huán)的一組二：在同步脈沖的作用下，按一定周期循環(huán)的一組二進(jìn)制信號(hào)。進(jìn)制信號(hào)。如如111011101110，每隔，每隔4位重復(fù)一次位重復(fù)一次1110，稱為，稱為4位序列脈沖位

58、序列脈沖信號(hào)。信號(hào)。第 5 章時(shí)序邏輯電路 序列信號(hào)發(fā)生器序列信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生序列信號(hào)的電路產(chǎn)生序列信號(hào)的電路序列脈沖信號(hào)廣泛用于數(shù)字設(shè)備測(cè)試、通信和遙控中，作為識(shí)別序列脈沖信號(hào)廣泛用于數(shù)字設(shè)備測(cè)試、通信和遙控中，作為識(shí)別信號(hào)或基準(zhǔn)信號(hào)等。信號(hào)或基準(zhǔn)信號(hào)等。 NORTH UNIVERSITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA 例例 設(shè)計(jì)一個(gè)脈沖序列為設(shè)計(jì)一個(gè)脈沖序列為 10100 的序列脈沖發(fā)生器。的序列脈沖發(fā)生器。 即在輸入脈沖作用下，周期性地即在輸入脈沖作用下，周期性地依次輸出數(shù)碼依次輸出數(shù)碼“1、0、1、0、0”。解：設(shè)計(jì)步驟解：設(shè)計(jì)步驟由于上述由于上述

59、 5 個(gè)狀態(tài)中無(wú)重復(fù)狀態(tài)，個(gè)狀態(tài)中無(wú)重復(fù)狀態(tài)，因此不需要進(jìn)行狀態(tài)化簡(jiǎn)。因此不需要進(jìn)行狀態(tài)化簡(jiǎn)。S0S1S2/ 1/ 0S3S4/ 1/ 0/ 0( (1) ) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)定狀態(tài)，畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)定狀態(tài)，畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。由于串行輸出脈沖序列為由于串行輸出脈沖序列為 10100，故電路應(yīng)有，故電路應(yīng)有 5 種種工作狀態(tài)，將它們分別用工作狀態(tài)，將它們分別用 S0、S1 、 、S4 表示表示；將串行將串行輸出信號(hào)用輸出信號(hào)用 Y 表示，則可列出下圖所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。表示，則可列出下圖所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。方法一：基于小規(guī)模觸發(fā)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法一：基于小規(guī)模觸發(fā)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)NORTH UNIVER

60、SITY OF NORTH UNIVERSITY OF CHINACHINA( (2) ) 狀態(tài)分配，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。狀態(tài)分配，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。 將電路狀態(tài)用二進(jìn)制碼進(jìn)行編碼，通常將電路狀態(tài)用二進(jìn)制碼進(jìn)行編碼，通常采用自然二進(jìn)制碼。采用的碼位數(shù)采用自然二進(jìn)制碼。采用的碼位數(shù) n 與電路與電路狀態(tài)數(shù)狀態(tài)數(shù) N 之間應(yīng)滿足之間應(yīng)滿足 2nN 2n-1由于電路有由于電路有 5 個(gè)狀態(tài)，因此宜采用三位二個(gè)狀態(tài)，因此宜采用三位二進(jìn)制代碼。現(xiàn)采用自然二進(jìn)制碼進(jìn)行如下編碼：進(jìn)制代碼?，F(xiàn)采用自然二進(jìn)制碼進(jìn)行如下編碼：S0 = 000，S1 = 001， ，S4 = 100，由此可列出，由此可列出電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表如下：電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表如下：0000001S40001110S311100