數字電路與邏輯設計課件：第四章 part5集成計數器其及應用

1、第4章 時序電路基礎4-1 集成觸發(fā)器4-2 同步時序電路4-3 集成計數器其及應用4-4 集成移位寄存器其及應用4-5 隨機訪問存儲器4-6 應用實例計數器可利用觸發(fā)器和門電路構成。但在實際應用中，主要是利用集成計數器來構成。 時序邏輯電路由組合電路和存儲電路兩部 分構成。按觸發(fā)脈沖輸入方式的不同， 時序電路可 分為同步時序電路和異步時序電路：同步時序電路是指各觸發(fā)器狀態(tài)的變化受 同一個時鐘脈沖控制；在異步時序電路中，各觸發(fā)器狀態(tài)的變化 不受同一個時鐘脈沖控制。復習由觸發(fā)器構成同步計數器同步、莫爾型、模八計數器Q2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1Z0000010001010001

2、00110011100010010111011101110111111100014-3 集成計數器其及應用4-3-1 集成計數器741634-3-2 計數器74163的擴展4-3-3 集成計數器的應用舉例4-3-4 74192 雙時鐘模10加/減計數器 在數字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數的電路稱為計數器。 計數器是一種非常典型、應用很廣的時序電路，除用于計數、分頻外，還廣泛用于數字測量、運算和控制，從小型數字儀表，到大型數字電子計算機，幾乎無所不在，是任何現(xiàn)代數字系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。 對各種集成計數器，應重點掌握它們的邏輯功能，并在熟悉其功能的基礎上加以充分利用。 計數器的類型很多：按計

3、數器時鐘脈沖引入方式和觸發(fā)器翻轉時序的異 同，可分為同步計數器和異步計數器；按計數體制的異同，可分為二進制計數器、BCD碼計 數器；按計數器中數字的變化規(guī)律的異同，可分為加法計數 器、減法計數器和可逆計數器。按復位方式的異同，可分為異步復位和同步復位；按預置方式的異同，可分為異步預置和同步預置。4-3-1 集成計數器741631. 常用集成計數器2. 74163的邏輯符號、邏輯功能及工作波形74163的標準邏輯符號74163的傳統(tǒng)邏輯符號 邏輯符號含義74163 功能表功能：響應時鐘脈沖上升沿、同步復位、同步預置、模16同步加法計數器74163 工作波形3. 74163構成16以內任意模計數器

4、例1：用復位端構成模6計數器（反饋清零法）用同步清零時，用N-1狀態(tài)返回清零 N=最大狀態(tài)1例2：用預置端構成模6計數器（反饋置數法）用同步置數端時，用最大的狀態(tài)返回置數，預置數輸入端為最小狀態(tài)值。 N=最大狀態(tài) 預置數1例3：用預置端和進位端構成模6計數器用同步置數端時，N 16預置數4-3 集成計數器其及應用4-3-1 集成計數器741634-3-2 計數器74163的擴展4-3-3 集成計數器的應用舉例4-3-4 74192 雙時鐘模10加/減計數器4-3-2 計數器74163的擴展計數器的級聯(lián)是將多個集成計數器（如M1進制、M2進制）串接起來，以獲得計數容量更大的N（=M1M2）進制計

5、數器。異步級聯(lián)實現(xiàn)的方法： 低位的進位信號高位的CP端 ,多個集成計數器不響應同一個時鐘信號。同步級聯(lián)實現(xiàn)的方法：低位的進位信號高位的計數控制端，多個集成計數器響應同一個時鐘信號。采用 級聯(lián)法 例1：用兩片74163級聯(lián)成1616進制同步加法計數器 在計到1111以前，CO0，高位片保持原狀態(tài)不變在計到1111時，CO1，高位片在下一個CP加1例2：用兩片74163級聯(lián)成1616進制異步加法計數器 例3：用兩片74163級聯(lián)成五十進制計數器 十進制數49對應的二進制數為0011 0001 實現(xiàn)從00000000到00110001的50進制計數器例4：用兩片74163級聯(lián)成8421BCD碼模60

6、異步加法計數器 問題：如何用兩片74163級聯(lián)成8421BCD碼模60同步加法計數器 藥片分裝自動控制系統(tǒng)4-3 集成計數器其及應用4-3-1 集成計數器741634-3-2 計數器74163的擴展4-3-3 集成計數器的應用舉例4-3-4 74192 雙時鐘模10加/減計數器4-3-3 集成計數器的應用舉例1. 構成可編程分頻器 分頻器可用來降低信號的頻率，是數字系統(tǒng)中常用的電路。分頻器的輸入信號頻率fI與輸出信號頻率fO之比稱為分頻比N。N進制計數器可實現(xiàn)N分頻器?？删幊谭诸l器是指分頻比N隨輸入置數的變化而改變的分頻器?？删幊谭诸l器在通信、雷達和自動控制系統(tǒng)中被廣泛應用。具有并行置數功能的

7、計數器都可以構成可編程分頻器。 例1：可編程分頻器分頻比：16-N1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 11 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 00 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 11 2 3 4 5 6 7 8 9 102. 構成序列信號發(fā)生器構成 ： 計數器組合邏輯電路 序列信號是在時鐘脈沖作用下的一串周期性輸出的二進制信號。序列信號的位數稱為序列長度P例2：用計數器和數據選擇器構成序列信號發(fā)生器 設計長度為P的序列信號發(fā)生器，可以先設計一個模P的計數器，再加一個數據選擇器，計數器的輸出接在MUX的地址端，

8、序列數據接在MUX的數據端。例2：01100011序列信號發(fā)生器例3：設計一個011001序列信號發(fā)生器在數字電路中，能按一定時間、一定順序輪流輸出脈沖波形的電路稱為脈沖分配器。脈沖分配器也稱順序脈沖發(fā)生器或節(jié)拍脈沖發(fā)生器，一般由計數器和譯碼器組成。作為時間基準的計數脈沖由計數器的輸入端送入，譯碼器即將計數器狀態(tài)譯成輸出端上的順序脈沖，使輸出端上的狀態(tài)按一定時間、一定順序輪流為1，或者輪流為0。3. 構成脈沖分配器用集成計數器74LS163和集成3線-8線譯碼器74LS138構成的8輸出脈沖分配器。16輸出脈沖分配器4-3 集成計數器其及應用4-3-1 集成計數器741634-3-2 計數器7

9、4163的擴展4-3-3 集成計數器的應用舉例4-3-4 74192 雙時鐘模10加/減計數器4-3-4 74192 雙時鐘模10加/減計數器74192的標準邏輯符號74192的傳統(tǒng)邏輯符號邏輯符號含義74192的特性74192 功能表模10減1計數110模10加1計數110D0D1D2D30000001Q0Q1Q2Q3CPDCPULDCR保 持010保 持010異步復位、異步預置的雙時鐘模10加/減計數器74192工作波形例4：74192構成的模6計數器的設計（用復位端）用異步清零端時，用N狀態(tài)返回清零。例5：74192構成的模6計數器的設計（用預置端）用異步置數端時，用最大的狀態(tài)1返回置數，數據輸入端為最小狀態(tài)值。利用異步復位（或預置）端構成任意模計數器時都有一個短暫的過渡狀態(tài)，從而可能產生毛刺例6：用74192構成模100加/減計數器設計1、用同步清零端時，用N-1狀態(tài)返回清零