ch5-同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)-數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)-教學(xué)課件

畫(huà)邏輯電路圖畫(huà)全狀態(tài)圖，檢查設(shè)計(jì)如不符合要求，重新設(shè)計(jì)選觸發(fā)器類型，求驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程狀態(tài)編碼狀態(tài)簡(jiǎn)化求最小化狀態(tài)表建立原始狀態(tài)圖原始狀態(tài)表給定邏輯功能同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)畫(huà)邏輯電路圖畫(huà)全狀態(tài)圖，檢查設(shè)計(jì)選觸發(fā)器類型，求驅(qū)動(dòng)方程、輸1ZZ2Z1CR2CP3D04D15D26D37CTT8GNDUCC16CO15Q014Q113Q21211CTP10LD9Z12345678UCCCOQ0Q1Q2CTPLD3第一節(jié)時(shí)序集成模塊的國(guó)標(biāo)符號(hào)第三節(jié)寄存器第四節(jié)序列碼發(fā)生器第五節(jié)時(shí)序模塊的應(yīng)用第二節(jié)計(jì)數(shù)器第一節(jié)時(shí)序集成模塊的國(guó)標(biāo)符號(hào)第三節(jié)寄存器第四節(jié)序4本章的教學(xué)目標(biāo)1.理解計(jì)數(shù)器、寄存器的基本概念；2.學(xué)會(huì)通過(guò)功能表分析常用中規(guī)模模塊的邏輯功能；3.掌握應(yīng)用中規(guī)模模塊分析和設(shè)計(jì)數(shù)字功能電路.

本章的教學(xué)目標(biāo)1.理解計(jì)數(shù)器、寄存器的基本概念；5本講的教學(xué)內(nèi)容時(shí)序模塊的國(guó)標(biāo)符號(hào)四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器本講的教學(xué)內(nèi)容時(shí)序模塊的國(guó)標(biāo)符號(hào)四位二進(jìn)制同6本講的教學(xué)目標(biāo)1.理解計(jì)數(shù)器的基本概念；2.掌握通過(guò)計(jì)數(shù)模塊的功能表分析模塊的功能；3.掌握應(yīng)用計(jì)數(shù)模塊分析和設(shè)計(jì)所需電路的方法。

本講的教學(xué)目標(biāo)1.理解計(jì)數(shù)器的基本概念；7國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC617-12國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4728.12-1996優(yōu)點(diǎn)：少用或不用其它參考文件就能確定所描述的邏輯電路的功能性質(zhì)。第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC617-12國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4728控制塊接收的輸入信號(hào)有:控制輸入置數(shù)、計(jì)數(shù)、移位、使能、清零及時(shí)鐘?？刂茐K產(chǎn)生的信號(hào)有:控制輸出終止計(jì)數(shù)、進(jìn)位及借位。特點(diǎn)：時(shí)序電路分成兩個(gè)主要部分－控制塊和時(shí)序塊控制塊時(shí)序塊......第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)控制塊接收的輸入信號(hào)有:控制輸入控制塊產(chǎn)生的信號(hào)有:控制輸出9時(shí)序塊產(chǎn)生的信號(hào):數(shù)據(jù)輸出計(jì)數(shù)、移位狀態(tài)時(shí)序塊接收的輸入信號(hào):數(shù)據(jù)輸入......第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)時(shí)序塊產(chǎn)生的信號(hào):數(shù)據(jù)輸出時(shí)序塊接收的輸入信號(hào):..第一節(jié)10第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)GB/T4728.12-1996相互關(guān)系功能

G與V或N非Z關(guān)聯(lián)C控制S置位R復(fù)位EN使能M模式相互關(guān)系表示字母功能不同形狀”與”門(mén)的等價(jià)一般情況下，輸入在符號(hào)的左端，輸出則在右端。

&&xyzxyz&&“與”運(yùn)算相互關(guān)系用“&”符號(hào)表示。

第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)11GB/T4728.12-1996相互關(guān)系功能

G與V或N非Z關(guān)聯(lián)C控制S置位R復(fù)位EN使能M模式相互關(guān)系表示字母功能輸出與輸入相“與”

xy1G1x&y字母G表示“與”功能的關(guān)聯(lián)符號(hào),輸出端“G1”的“1”和輸入端“1”表示y和x關(guān)聯(lián)。第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)GB/T4728.12-1996相互關(guān)系功能12第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)......ENV11xyGB/T4728.12-1996相互關(guān)系功能

G與V或N非Z關(guān)聯(lián)C控制S置位R復(fù)位EN使能M模式相互關(guān)系表示字母功能字母V表示“或”功能的關(guān)聯(lián)符號(hào)?！癡1”表示輸出x和輸出端帶有“1”的輸出信號(hào)y關(guān)聯(lián)，并且是“或”的相互關(guān)系。xy≥1用EN表示使能輸入，用于控制集成電路的工作。第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)13第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)例：可預(yù)置可逆二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74169正邊沿觸發(fā)，用“>”表示。

CTRDIV16M1[LOAD]M2[COUNT]M3[UP]M4[DOWN]3,5CT=154,5CT=0G5G62,3,5,6+/C72,4,5,6-1,7D[1][2][4][8]QAQBQCQDABCDRCOLOADU/DENTENPCLK四個(gè)模式:M1，M2，M3和M4。M1模式為低電平有效，數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)輸出端。數(shù)據(jù)輸入端和數(shù)據(jù)輸出端進(jìn)位或借位輸出端總定性符位置：CTR－計(jì)數(shù)器DIV16－被16整除的計(jì)數(shù)器。74169第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)14第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)CTRDIV16M1[LOAD]M2[COUNT]M3[UP]M4[DOWN]3,5CT=154,5CT=0G5G62,3,5,6+/C72,4,5,6-1,7D[1][2][4][8]QAQBQCQDABCDRCOLOADU/DENTENPCLK0000LOAD=0時(shí)，為M1模式，關(guān)聯(lián)到數(shù)據(jù)輸入端的1，這時(shí)數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)送到輸出。如：當(dāng)ABCD=0000時(shí)，此時(shí)QAQBQCQD=0000。0000第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)15第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)CTRDIV16M1[LOAD]M2[COUNT]M3[UP]M4[DOWN]3,5CT=154,5CT=0G5G62,3,5,6+/C72,4,5,6-1,7D[1][2][4][8]QAQBQCQDABCDRCOLOADU/DENTENPCLKLOAD=1時(shí)，為M2模式，為計(jì)數(shù)模式，U/P為高電平時(shí)為加計(jì)數(shù)。ENT和ENP為高電平時(shí)，CLK為上升沿，輸出加1。注意關(guān)聯(lián)。若原QAQBQCQD=0000，CLK上升沿后，輸出為0001。若原QAQBQCQD=1110，CLK上升沿后，輸出為1111。

“+”表示加1計(jì)數(shù)。使用符號(hào)“/”與其他的控制輸入分隔。2，3，5，6代表與各種輸入M2，M3，G5和G6相互關(guān)聯(lián)。0000000101111111第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)16第二節(jié)計(jì)數(shù)器一、計(jì)數(shù)器的概念用來(lái)計(jì)算輸入脈沖數(shù)目的時(shí)序邏輯電路。它是用電路的不同狀態(tài)來(lái)表示輸入脈沖的個(gè)數(shù)。

計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的模計(jì)數(shù)器所能計(jì)算的脈沖數(shù)目的最大值（即電路所能表示狀態(tài)數(shù)目的最大值）。

第二節(jié)計(jì)數(shù)器一、計(jì)數(shù)器的概念用來(lái)計(jì)算輸入脈沖數(shù)目的時(shí)序邏17二、計(jì)數(shù)器的分類按觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)次序，分為同步和異步計(jì)數(shù)器。按進(jìn)位制，分為模二、模十和任意模計(jì)數(shù)器。按邏輯功能，分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器。按集成度，分為小規(guī)模與中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器。第二節(jié)計(jì)數(shù)器二、計(jì)數(shù)器的分類按觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)次序，分為同步和異步計(jì)數(shù)器。按18部分常用集成計(jì)數(shù)器

第二節(jié)計(jì)數(shù)器部分常用集成計(jì)數(shù)器第二節(jié)計(jì)數(shù)器19中規(guī)模異步計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器第二節(jié)計(jì)數(shù)器中規(guī)模異步計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同20第二節(jié)計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器—74161CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/2,3,4+1,5D[1][2][4][8]COCRLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3D0D1D2D3內(nèi)部由四個(gè)主從JK觸發(fā)器和控制電路構(gòu)成。CTP、CTT：可作為使能端和多片級(jí)聯(lián)使用?？刂茐K輸出端3CT=15（既時(shí)序塊輸出Q3Q2Q1Q0=1111），其中3關(guān)聯(lián)G3端。G3為高電平，且Q3Q2Q1Q0=1111時(shí)，控制輸出端3CT=15端輸出有效高電平。用CO表示。第二節(jié)計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器—74161CTRD21

0

0000↑ 1 0

D3D2D1D0

D3D2D1D0

1 1 0

保持

1 1

0

保持↑

1 1 1 1

計(jì)數(shù)74161功能表第二節(jié)計(jì)數(shù)器輸入 輸出CP CR LD CTP CTT D3D2D1D0 Q3Q2Q1Q0四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器—7416174161功能表第二節(jié)計(jì)數(shù)器輸22第二節(jié)計(jì)數(shù)器2.邏輯功能1)異步清零：當(dāng)CR=0，輸出“0000”狀態(tài)，與CP無(wú)關(guān)。2)同步預(yù)置：當(dāng)CR=1，LD=0，在CP上升沿時(shí)，輸出端反映輸入數(shù)據(jù)的狀態(tài)。3)保持：當(dāng)CR=LD=1時(shí)，CTP或CTT有一個(gè)無(wú)效，各觸發(fā)器均處于保持狀態(tài)。

4)計(jì)數(shù)：當(dāng)LD=CR=CPT=CTT=1時(shí)，按二進(jìn)制自然碼計(jì)數(shù)。若初態(tài)為0000,15個(gè)CP后，輸出為“1111”，進(jìn)位CO

=CTTQ3Q2Q1Q0=1。第16個(gè)CP作用后，輸出恢復(fù)到0000狀態(tài)，CO

=0。

四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器—74161第二節(jié)計(jì)數(shù)器2.邏輯功能1)異步清零：當(dāng)CR=0，輸23四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——74163

第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器74163功能表

0

0000↑ 1 0

D3D2D1D0

D3D2D1D0

1 1 0

保持

1 1

0

保持↑

1 1 1 1

計(jì)數(shù)輸入 輸出CP CR LD CTP CTT D3D2D1D0 Q3Q2Q1Q0↑四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——74163第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)24第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器（1）外引線排列和74161相同（2）置數(shù)，計(jì)數(shù)，保持等功能與74161相同（3）清零功能與74161不同——采用同步清零方式。當(dāng)CR=0時(shí)，只有當(dāng)CP

的上升沿來(lái)到時(shí),輸出Q3Q2Q1Q0才被全部清零。四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——74163

第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器（1）外引線排列和74161相同（2）25四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能比較第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器74163異步清零同步預(yù)置保持計(jì)數(shù)74161同步清零同步預(yù)置保持計(jì)數(shù)CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/2,3,4+1,5D[1][2][4][8]5CT=074163四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能比較第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器26四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能擴(kuò)展第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器——連接成任意模M的計(jì)數(shù)器◆同步預(yù)置法◆反饋清零法◆多次預(yù)置法四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能擴(kuò)展第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器27CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/2,3,4+1,5D[1][2][4][8]COCRLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q31f11態(tài)序表

計(jì)數(shù)輸出

N

Q3

Q2

Q1

Q0

0 01101011121000310014101051011611007110181110

91111例1:設(shè)計(jì)一個(gè)M=10的計(jì)數(shù)器。方法一:采用后十種狀態(tài)CO=10(1)同步預(yù)置法10110f/100110CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/228例1:設(shè)計(jì)一個(gè)M=10的計(jì)數(shù)器。方法二:采用前十種狀態(tài)(1)同步預(yù)置法

態(tài)序表

計(jì)數(shù)輸出NQ3Q2Q1Q00 0000100012001030011401005010160110701118100091001000010010000CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/2,3,4+1,5D[1][2][4][8]COCRLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q31f11例1:設(shè)計(jì)一個(gè)M=10的計(jì)數(shù)器。方法二:采用前十種狀態(tài)(29四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能擴(kuò)展第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器同步預(yù)置法關(guān)鍵點(diǎn)首先確定設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器的態(tài)序表；然后根據(jù)計(jì)數(shù)器的初態(tài)確定并行數(shù)據(jù)輸入端的連接，根據(jù)計(jì)數(shù)器的終態(tài)確定與非門(mén)輸入端的連接。四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能擴(kuò)展第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器30例2:同步預(yù)置法設(shè)計(jì)M=24計(jì)數(shù)器。00011000010000000（24）10=（11000）2需兩片初態(tài)為：00000001終態(tài)：0001100000001000例2:同步預(yù)置法設(shè)計(jì)M=24計(jì)數(shù)器。01010（24）31連接成任意模M

的計(jì)數(shù)器(1)同步預(yù)置法(2)反饋清零法(3)多次預(yù)置法74161/74163功能擴(kuò)展連接成任意模M的計(jì)數(shù)器(1)同步預(yù)置法(2)反饋清32例3:分析圖示電路的功能。0 0000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100

采用741610000011（2）反饋清零法態(tài)序表

N

Q3

Q2Q1

Q0例3:分析圖示電路的功能。0 00033連接成任意模M

的計(jì)數(shù)器（1）同步預(yù)置法（2）反饋清零法（3）多次預(yù)置法（三）74161/74163功能擴(kuò)展

連接成任意模M的計(jì)數(shù)器（1）同步預(yù)置法（2）反饋清零法（334M=10計(jì)數(shù)器態(tài)序表

NQ3Q2Q1Q00 0000(3)多次預(yù)置法例4:分析電路功能。20101301104011151000711018111091111

101006110000100011M=10計(jì)數(shù)器態(tài)序表 35若干片同步計(jì)數(shù)器組成同步計(jì)數(shù)鏈時(shí)，就要利用計(jì)數(shù)控制端CTT、CTP傳遞進(jìn)位信號(hào)。（4）同步計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)高位片計(jì)數(shù)的條件是：只有等低位片輸出為全1，其進(jìn)位輸出CO=1時(shí)才能使高位片在輸入下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后接收進(jìn)位信號(hào)開(kāi)始計(jì)數(shù)，否則只能為保持狀態(tài)。

若干片同步計(jì)數(shù)器組成同步計(jì)數(shù)鏈時(shí)，就要利用計(jì)36第二節(jié)計(jì)數(shù)器1.掌握計(jì)數(shù)器的基本概念及分類;2.學(xué)會(huì)通過(guò)功能表了解計(jì)數(shù)器的邏輯功能；3.靈活運(yùn)用中規(guī)模計(jì)數(shù)器模塊分析設(shè)計(jì)任意模計(jì)數(shù)電路。本節(jié)的重點(diǎn)第二節(jié)計(jì)數(shù)器1.掌握計(jì)數(shù)器的基本概念及分類;2.學(xué)37三、中規(guī)模異步計(jì)數(shù)器二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器一、四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器第二節(jié)計(jì)數(shù)器三、中規(guī)模異步計(jì)數(shù)器二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器一、四位二進(jìn)制同383和G3相關(guān)聯(lián)。D

A:時(shí)序塊的數(shù)據(jù)輸入，從高位低位。QD

QA

:時(shí)序的數(shù)據(jù)輸出，從高位低位。1.邏輯符號(hào)二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74193

CTRDIV16CT=0G12+2CT=15G33D[1][2][4][8]COCRLDUPDNQAQBQCQDABCDG21-BO1CT=0CT=0表示輸出清零，無(wú)任何關(guān)聯(lián)數(shù)字，所以是異步清除,高電平有效，用CR標(biāo)識(shí)。

2+和G2關(guān)聯(lián)，只要G2高電平有效，2+上升沿到時(shí)，加1計(jì)數(shù)。用UP、DN標(biāo)識(shí)。反之，1-和G1關(guān)聯(lián)，只要G1高電平有效，1-上升沿到時(shí)，減1計(jì)數(shù)。即雙時(shí)鐘輸入。G3不受任何關(guān)聯(lián)，而關(guān)聯(lián)時(shí)序塊中的數(shù)據(jù)輸入端。當(dāng)?shù)碗娖綍r(shí)，數(shù)據(jù)從輸入到輸出。用LD標(biāo)識(shí)，且異步預(yù)置。減到最小值時(shí)產(chǎn)生借位信號(hào)QCB=0加到最大值時(shí)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)QCC=0CO=0BO=03和G3相關(guān)聯(lián)。DA:時(shí)序塊的數(shù)據(jù)輸入，從高位低位。3974193功能表二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74193

0

0

0

0××1××

×

×

×A

B

C

D××00A

B

C

D

加法計(jì)數(shù)↑101×

×

×

×減法計(jì)數(shù)1↑01×

×

×

×保持1101×

×

×

×QAQBQCQD輸入U(xiǎn)PDNCRLDA

B

C

D輸出74193功能表二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74193040——連接成任意模M的計(jì)數(shù)器(1)接成M<16的計(jì)數(shù)器(2)接成M>16的計(jì)數(shù)器2.74193功能擴(kuò)展二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74193

——連接成任意模M的計(jì)數(shù)器(1)接成M<16的計(jì)41CTRDIV16CT=0G12+2CT=15G33D[1][2][4][8]CO0LDf1QAQBQCQD0110G21-BO1CT=00 0110101112100031001410105101161100711018111091111 例6：用74193設(shè)計(jì)M=9計(jì)數(shù)器。方法一:采用異步預(yù)置、加法計(jì)數(shù)（1）接成M<16的計(jì)數(shù)器態(tài)序表

N

QD

QC

QB

QA0110CO=0CTRDIV16CT=0G12+2CT=15G33D[1][42方法二:采用異步預(yù)置、減法計(jì)數(shù)0 10011 10002 01113 01104 01015 01006 00117 00108 00019 0000

例7：用74193設(shè)計(jì)M=9計(jì)數(shù)器。態(tài)序表N

QDQCQBQA（1）接成M<16的計(jì)數(shù)器CTRDIV16CT=0G12+2CT=15G33D[1][2][4][8]CO0LD1fQAQBQCQD1001G21-BO1CT=01001BO=0方法二:采用異步預(yù)置、減法計(jì)數(shù)0 10043

——連接成任意模M

的計(jì)數(shù)器(1)接成M<16的計(jì)數(shù)器(2)接成M>16的計(jì)數(shù)器2.74193功能擴(kuò)展二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74193

——連接成任意模M的計(jì)數(shù)器(1)接成M<16的計(jì)44例8:用74193設(shè)計(jì)M=147計(jì)數(shù)器。方法一:采用異步清零、加法計(jì)數(shù)。M=(147)10

=(10010011)2需要兩片74193（2）接成M>16的計(jì)數(shù)器1100100100000000例8:用74193設(shè)計(jì)M=147計(jì)數(shù)器。方法一:采用異步45M=(147)10

=(10010011)21001110011001001例9:用74193設(shè)計(jì)M=147計(jì)數(shù)器（2）接成M>16的計(jì)數(shù)器方法二:采用減法計(jì)數(shù)、

異步預(yù)置、

利用BO端。M=(147)101111例9:用74193設(shè)計(jì)M=146第二節(jié)計(jì)數(shù)器DA:高位低位CPU，CPD:雙時(shí)鐘輸入R:異步清除,高電平有效LD:異步預(yù)置,低電平有效QD

QA:高位低位（一）邏輯符號(hào)加到最大值時(shí)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)QCC=0減到最大值時(shí)產(chǎn)生借位信號(hào)QDD=0四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器—74193第二節(jié)計(jì)數(shù)器DA:高位低位（一）邏輯符號(hào)加到最大47二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器—CT74193

第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器（二）邏輯功能輸入 輸出 CPUCPDR LDABCD QA QBQCQD

φφ1

φφφφφ0 0 0 0

φφ00A

BCDA B C D

↑

101φφφφ

加 法 計(jì) 數(shù)

1↑

01φφφφ

減 法 計(jì) 數(shù)

1101

φφφφ

保 持

二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器—CT74193第二節(jié)中規(guī)模48二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器—CT74193

第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器（二）邏輯功能★異步清零★異步預(yù)置★保持★加法計(jì)數(shù)★減法計(jì)數(shù)二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器—CT74193第二節(jié)中規(guī)模49？用CT74193設(shè)計(jì)模9和模147計(jì)數(shù)器

？用CT74193設(shè)計(jì)模9和模147計(jì)數(shù)器50畫(huà)邏輯電路圖畫(huà)全狀態(tài)圖，檢查設(shè)計(jì)如不符合要求，重新設(shè)計(jì)選觸發(fā)器類型，求驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程狀態(tài)編碼狀態(tài)簡(jiǎn)化求最小化狀態(tài)表建立原始狀態(tài)圖原始狀態(tài)表給定邏輯功能同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)畫(huà)邏輯電路圖畫(huà)全狀態(tài)圖，檢查設(shè)計(jì)選觸發(fā)器類型，求驅(qū)動(dòng)方程、輸51ZZ52Z1CR2CP3D04D15D26D37CTT8GNDUCC16CO15Q014Q113Q21211CTP10LD9Z12345678UCCCOQ0Q1Q2CTPLD53第一節(jié)時(shí)序集成模塊的國(guó)標(biāo)符號(hào)第三節(jié)寄存器第四節(jié)序列碼發(fā)生器第五節(jié)時(shí)序模塊的應(yīng)用第二節(jié)計(jì)數(shù)器第一節(jié)時(shí)序集成模塊的國(guó)標(biāo)符號(hào)第三節(jié)寄存器第四節(jié)序54本章的教學(xué)目標(biāo)1.理解計(jì)數(shù)器、寄存器的基本概念；2.學(xué)會(huì)通過(guò)功能表分析常用中規(guī)模模塊的邏輯功能；3.掌握應(yīng)用中規(guī)模模塊分析和設(shè)計(jì)數(shù)字功能電路.

本章的教學(xué)目標(biāo)1.理解計(jì)數(shù)器、寄存器的基本概念；55本講的教學(xué)內(nèi)容時(shí)序模塊的國(guó)標(biāo)符號(hào)四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器本講的教學(xué)內(nèi)容時(shí)序模塊的國(guó)標(biāo)符號(hào)四位二進(jìn)制同56本講的教學(xué)目標(biāo)1.理解計(jì)數(shù)器的基本概念；2.掌握通過(guò)計(jì)數(shù)模塊的功能表分析模塊的功能；3.掌握應(yīng)用計(jì)數(shù)模塊分析和設(shè)計(jì)所需電路的方法。

本講的教學(xué)目標(biāo)1.理解計(jì)數(shù)器的基本概念；57國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC617-12國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4728.12-1996優(yōu)點(diǎn)：少用或不用其它參考文件就能確定所描述的邏輯電路的功能性質(zhì)。第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC617-12國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T47258控制塊接收的輸入信號(hào)有:控制輸入置數(shù)、計(jì)數(shù)、移位、使能、清零及時(shí)鐘?？刂茐K產(chǎn)生的信號(hào)有:控制輸出終止計(jì)數(shù)、進(jìn)位及借位。特點(diǎn)：時(shí)序電路分成兩個(gè)主要部分－控制塊和時(shí)序塊控制塊時(shí)序塊......第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)控制塊接收的輸入信號(hào)有:控制輸入控制塊產(chǎn)生的信號(hào)有:控制輸出59時(shí)序塊產(chǎn)生的信號(hào):數(shù)據(jù)輸出計(jì)數(shù)、移位狀態(tài)時(shí)序塊接收的輸入信號(hào):數(shù)據(jù)輸入......第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)時(shí)序塊產(chǎn)生的信號(hào):數(shù)據(jù)輸出時(shí)序塊接收的輸入信號(hào):..第一節(jié)60第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)GB/T4728.12-1996相互關(guān)系功能

G與V或N非Z關(guān)聯(lián)C控制S置位R復(fù)位EN使能M模式相互關(guān)系表示字母功能不同形狀”與”門(mén)的等價(jià)一般情況下，輸入在符號(hào)的左端，輸出則在右端。

&&xyzxyz&&“與”運(yùn)算相互關(guān)系用“&”符號(hào)表示。

第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)61GB/T4728.12-1996相互關(guān)系功能

G與V或N非Z關(guān)聯(lián)C控制S置位R復(fù)位EN使能M模式相互關(guān)系表示字母功能輸出與輸入相“與”

xy1G1x&y字母G表示“與”功能的關(guān)聯(lián)符號(hào),輸出端“G1”的“1”和輸入端“1”表示y和x關(guān)聯(lián)。第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)GB/T4728.12-1996相互關(guān)系功能62第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)......ENV11xyGB/T4728.12-1996相互關(guān)系功能

G與V或N非Z關(guān)聯(lián)C控制S置位R復(fù)位EN使能M模式相互關(guān)系表示字母功能字母V表示“或”功能的關(guān)聯(lián)符號(hào)?！癡1”表示輸出x和輸出端帶有“1”的輸出信號(hào)y關(guān)聯(lián)，并且是“或”的相互關(guān)系。xy≥1用EN表示使能輸入，用于控制集成電路的工作。第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)63第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)例：可預(yù)置可逆二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74169正邊沿觸發(fā)，用“>”表示。

CTRDIV16M1[LOAD]M2[COUNT]M3[UP]M4[DOWN]3,5CT=154,5CT=0G5G62,3,5,6+/C72,4,5,6-1,7D[1][2][4][8]QAQBQCQDABCDRCOLOADU/DENTENPCLK四個(gè)模式:M1，M2，M3和M4。M1模式為低電平有效，數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)輸出端。數(shù)據(jù)輸入端和數(shù)據(jù)輸出端進(jìn)位或借位輸出端總定性符位置：CTR－計(jì)數(shù)器DIV16－被16整除的計(jì)數(shù)器。74169第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)64第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)CTRDIV16M1[LOAD]M2[COUNT]M3[UP]M4[DOWN]3,5CT=154,5CT=0G5G62,3,5,6+/C72,4,5,6-1,7D[1][2][4][8]QAQBQCQDABCDRCOLOADU/DENTENPCLK0000LOAD=0時(shí)，為M1模式，關(guān)聯(lián)到數(shù)據(jù)輸入端的1，這時(shí)數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)送到輸出。如：當(dāng)ABCD=0000時(shí)，此時(shí)QAQBQCQD=0000。0000第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)65第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)標(biāo)符號(hào)CTRDIV16M1[LOAD]M2[COUNT]M3[UP]M4[DOWN]3,5CT=154,5CT=0G5G62,3,5,6+/C72,4,5,6-1,7D[1][2][4][8]QAQBQCQDABCDRCOLOADU/DENTENPCLKLOAD=1時(shí)，為M2模式，為計(jì)數(shù)模式，U/P為高電平時(shí)為加計(jì)數(shù)。ENT和ENP為高電平時(shí)，CLK為上升沿，輸出加1。注意關(guān)聯(lián)。若原QAQBQCQD=0000，CLK上升沿后，輸出為0001。若原QAQBQCQD=1110，CLK上升沿后，輸出為1111。

“+”表示加1計(jì)數(shù)。使用符號(hào)“/”與其他的控制輸入分隔。2，3，5，6代表與各種輸入M2，M3，G5和G6相互關(guān)聯(lián)。0000000101111111第一節(jié)時(shí)序集成模塊的GB/T4728.12-1996國(guó)66第二節(jié)計(jì)數(shù)器一、計(jì)數(shù)器的概念用來(lái)計(jì)算輸入脈沖數(shù)目的時(shí)序邏輯電路。它是用電路的不同狀態(tài)來(lái)表示輸入脈沖的個(gè)數(shù)。

計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的模計(jì)數(shù)器所能計(jì)算的脈沖數(shù)目的最大值（即電路所能表示狀態(tài)數(shù)目的最大值）。

第二節(jié)計(jì)數(shù)器一、計(jì)數(shù)器的概念用來(lái)計(jì)算輸入脈沖數(shù)目的時(shí)序邏67二、計(jì)數(shù)器的分類按觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)次序，分為同步和異步計(jì)數(shù)器。按進(jìn)位制，分為模二、模十和任意模計(jì)數(shù)器。按邏輯功能，分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器。按集成度，分為小規(guī)模與中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器。第二節(jié)計(jì)數(shù)器二、計(jì)數(shù)器的分類按觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)次序，分為同步和異步計(jì)數(shù)器。按68部分常用集成計(jì)數(shù)器

第二節(jié)計(jì)數(shù)器部分常用集成計(jì)數(shù)器第二節(jié)計(jì)數(shù)器69中規(guī)模異步計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器第二節(jié)計(jì)數(shù)器中規(guī)模異步計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同70第二節(jié)計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器—74161CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/2,3,4+1,5D[1][2][4][8]COCRLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3D0D1D2D3內(nèi)部由四個(gè)主從JK觸發(fā)器和控制電路構(gòu)成。CTP、CTT：可作為使能端和多片級(jí)聯(lián)使用。控制塊輸出端3CT=15（既時(shí)序塊輸出Q3Q2Q1Q0=1111），其中3關(guān)聯(lián)G3端。G3為高電平，且Q3Q2Q1Q0=1111時(shí)，控制輸出端3CT=15端輸出有效高電平。用CO表示。第二節(jié)計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器—74161CTRD71

0

0000↑ 1 0

D3D2D1D0

D3D2D1D0

1 1 0

保持

1 1

0

保持↑

1 1 1 1

計(jì)數(shù)74161功能表第二節(jié)計(jì)數(shù)器輸入 輸出CP CR LD CTP CTT D3D2D1D0 Q3Q2Q1Q0四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器—7416174161功能表第二節(jié)計(jì)數(shù)器輸72第二節(jié)計(jì)數(shù)器2.邏輯功能1)異步清零：當(dāng)CR=0，輸出“0000”狀態(tài)，與CP無(wú)關(guān)。2)同步預(yù)置：當(dāng)CR=1，LD=0，在CP上升沿時(shí)，輸出端反映輸入數(shù)據(jù)的狀態(tài)。3)保持：當(dāng)CR=LD=1時(shí)，CTP或CTT有一個(gè)無(wú)效，各觸發(fā)器均處于保持狀態(tài)。

4)計(jì)數(shù)：當(dāng)LD=CR=CPT=CTT=1時(shí)，按二進(jìn)制自然碼計(jì)數(shù)。若初態(tài)為0000,15個(gè)CP后，輸出為“1111”，進(jìn)位CO

=CTTQ3Q2Q1Q0=1。第16個(gè)CP作用后，輸出恢復(fù)到0000狀態(tài)，CO

=0。

四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器—74161第二節(jié)計(jì)數(shù)器2.邏輯功能1)異步清零：當(dāng)CR=0，輸73四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——74163

第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器74163功能表

0

0000↑ 1 0

D3D2D1D0

D3D2D1D0

1 1 0

保持

1 1

0

保持↑

1 1 1 1

計(jì)數(shù)輸入 輸出CP CR LD CTP CTT D3D2D1D0 Q3Q2Q1Q0↑四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——74163第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)74第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器（1）外引線排列和74161相同（2）置數(shù)，計(jì)數(shù)，保持等功能與74161相同（3）清零功能與74161不同——采用同步清零方式。當(dāng)CR=0時(shí)，只有當(dāng)CP

的上升沿來(lái)到時(shí),輸出Q3Q2Q1Q0才被全部清零。四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——74163

第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器（1）外引線排列和74161相同（2）75四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能比較第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器74163異步清零同步預(yù)置保持計(jì)數(shù)74161同步清零同步預(yù)置保持計(jì)數(shù)CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/2,3,4+1,5D[1][2][4][8]5CT=074163四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能比較第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器76四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能擴(kuò)展第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器——連接成任意模M的計(jì)數(shù)器◆同步預(yù)置法◆反饋清零法◆多次預(yù)置法四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能擴(kuò)展第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器77CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/2,3,4+1,5D[1][2][4][8]COCRLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q31f11態(tài)序表

計(jì)數(shù)輸出

N

Q3

Q2

Q1

Q0

0 01101011121000310014101051011611007110181110

91111例1:設(shè)計(jì)一個(gè)M=10的計(jì)數(shù)器。方法一:采用后十種狀態(tài)CO=10(1)同步預(yù)置法10110f/100110CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/278例1:設(shè)計(jì)一個(gè)M=10的計(jì)數(shù)器。方法二:采用前十種狀態(tài)(1)同步預(yù)置法

態(tài)序表

計(jì)數(shù)輸出NQ3Q2Q1Q00 0000100012001030011401005010160110701118100091001000010010000CTRDIV16CT=0M1M23CT=15G3G4C5/2,3,4+1,5D[1][2][4][8]COCRLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q31f11例1:設(shè)計(jì)一個(gè)M=10的計(jì)數(shù)器。方法二:采用前十種狀態(tài)(79四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能擴(kuò)展第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器同步預(yù)置法關(guān)鍵點(diǎn)首先確定設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器的態(tài)序表；然后根據(jù)計(jì)數(shù)器的初態(tài)確定并行數(shù)據(jù)輸入端的連接，根據(jù)計(jì)數(shù)器的終態(tài)確定與非門(mén)輸入端的連接。四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——邏輯功能擴(kuò)展第二節(jié)中規(guī)模計(jì)數(shù)器80例2:同步預(yù)置法設(shè)計(jì)M=24計(jì)數(shù)器。00011000010000000（24）10=（11000）2需兩片初態(tài)為：00000001終態(tài)：0001100000001000例2:同步預(yù)置法設(shè)計(jì)M=24計(jì)數(shù)器。01010（24）81連接成任意模M

的計(jì)數(shù)器(1)同步預(yù)置法(2)反饋清零法(3)多次預(yù)置法74161/74163功能擴(kuò)展連接成任意模M的計(jì)數(shù)器(1)同步預(yù)置法(2)反饋清82例3:分析圖示電路的功能。0 0000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100

采用741610000011（2）反饋清零法態(tài)序表

N

Q3

Q2Q1

Q0例3:分析圖示電路的功能。0 00083連接成任意模M

的計(jì)數(shù)器（1）同步預(yù)置法（2）反饋清零法（3）多次預(yù)置法（三）74161/74163功能擴(kuò)展

連接成任意模M的計(jì)數(shù)器（1）同步預(yù)置法（2）反饋清零法（384M=10計(jì)數(shù)器態(tài)序表

NQ3Q2Q1Q00 0000(3)多次預(yù)置法例4:分析電路功能。20101301104011151000711018111091111

101006110000100011M=10計(jì)數(shù)器態(tài)序表 85若干片同步計(jì)數(shù)器組成同步計(jì)數(shù)鏈時(shí)，就要利用計(jì)數(shù)控制端CTT、CTP傳遞進(jìn)位信號(hào)。（4）同步計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)高位片計(jì)數(shù)的條件是：只有等低位片輸出為全1，其進(jìn)位輸出CO=1時(shí)才能使高位片在輸入下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后接收進(jìn)位信號(hào)開(kāi)始計(jì)數(shù)，否則只能為保持狀態(tài)。

若干片同步計(jì)數(shù)器組成同步計(jì)數(shù)鏈時(shí)，就要利用計(jì)86第二節(jié)計(jì)數(shù)器1.掌握計(jì)數(shù)器的基本概念及分類;2.學(xué)會(huì)通過(guò)功能表了解計(jì)數(shù)器的邏輯功能；3.靈活運(yùn)用中規(guī)模計(jì)數(shù)器模塊分析設(shè)計(jì)任意模計(jì)數(shù)電路。本節(jié)的重點(diǎn)第二節(jié)計(jì)數(shù)器1.掌握計(jì)數(shù)器的基本概念及分類;2.學(xué)87三、中規(guī)模異步計(jì)數(shù)器二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器一、四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器第二節(jié)計(jì)數(shù)器三、中規(guī)模異步計(jì)數(shù)器二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器一、四位二進(jìn)制同883和G3相關(guān)聯(lián)。D

A:時(shí)序塊的數(shù)據(jù)輸入，從高位低位。QD

QA

:時(shí)序的數(shù)據(jù)輸出，從高位低位。1.邏輯符號(hào)二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74193

CTRDIV16CT=0G12+2CT=15G33D[1][2][4][8]COCRLDUPDNQAQBQCQDABCDG21-BO1CT=0CT=0表示輸出清零，無(wú)任何關(guān)聯(lián)數(shù)字，所以是異步清除,高電平有效，用CR標(biāo)識(shí)。

2+和G2關(guān)聯(lián)，只要G2高電平有效，2+上升沿到時(shí)，加1計(jì)數(shù)。用UP、DN標(biāo)識(shí)。反之，1-和G1關(guān)聯(lián)，只要G1高電平有效，1-上升沿到時(shí)，減1計(jì)數(shù)。即雙時(shí)鐘輸入。G3不受任何關(guān)聯(lián)，而關(guān)聯(lián)時(shí)序塊中的數(shù)據(jù)輸入端。當(dāng)?shù)碗娖綍r(shí)，數(shù)據(jù)從輸入到輸出。用LD標(biāo)識(shí)，且異步預(yù)置。減到最小值時(shí)產(chǎn)生借位信號(hào)QCB=0加到最大值時(shí)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)QCC=0CO=0BO=03和G3相關(guān)聯(lián)。DA:時(shí)序塊的數(shù)據(jù)輸入，從高位低位。8974193功能表二、四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74193

0

0

0

0××1××

×

×

×A

B

C

D××0