計(jì)數(shù)分頻電路設(shè)計(jì)與裝調(diào)-數(shù)電項(xiàng)目課件

項(xiàng)目四計(jì)數(shù)分頻電路設(shè)計(jì)與裝調(diào)專題1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器專題2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器專題3任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器專題4寄存器和移位寄存器任務(wù)1二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的仿真與測試任務(wù)2二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的制作與測試項(xiàng)目四計(jì)數(shù)分頻電路設(shè)計(jì)與裝調(diào)專題1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器本項(xiàng)目就是通過對(duì)給定十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器CD4518功能表的分析，結(jié)合計(jì)數(shù)分頻電路的學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試24進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路。項(xiàng)目電路的功能是對(duì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)器D4518輸出的二進(jìn)制代碼輸入到由74LS48和數(shù)碼管組成的譯碼顯示電路，并通過譯碼顯示電路將所計(jì)的脈沖數(shù)顯示出來。項(xiàng)目中專題部分詳細(xì)的介紹了計(jì)數(shù)器的工作原理和時(shí)序電路的分析方法，集成計(jì)數(shù)器的工作原理及計(jì)數(shù)器的電路設(shè)計(jì)，寄存器的工作原理和功能應(yīng)用。大家在學(xué)習(xí)過程中要重點(diǎn)把握兩點(diǎn)：一是要能夠熟練應(yīng)用時(shí)序電路分析方法判斷進(jìn)制時(shí)序電路的邏輯功能；二是要能夠根據(jù)集成計(jì)數(shù)器的功能表熟練設(shè)計(jì)不同進(jìn)制計(jì)數(shù)器。本項(xiàng)目就是通過對(duì)給定十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器C專題1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4.1.1時(shí)序電路分析方法1．確定電路時(shí)鐘脈沖觸發(fā)方式，寫時(shí)鐘方程時(shí)序電路可分為同步和異步電路。同步時(shí)序電路中各觸發(fā)器的時(shí)鐘端均與總時(shí)鐘端相連，即CP1=CP2=…=CP，這樣在分析電路時(shí)每一個(gè)觸發(fā)器所受的時(shí)鐘控制是相同的。異步時(shí)序電路中各觸發(fā)器的時(shí)鐘端不是完全相同的，故在分析電路時(shí)需要分別考慮，以確定各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件。2．列方程組：驅(qū)動(dòng)方程、次態(tài)方程、輸出方程驅(qū)動(dòng)方程即為各觸發(fā)器輸入信號(hào)的邏輯表達(dá)式，它們決定著觸發(fā)器次態(tài)方程，驅(qū)動(dòng)方程必須根據(jù)邏輯圖的連線得出。次態(tài)方程也稱狀態(tài)方程，它表示了觸發(fā)器次態(tài)和現(xiàn)態(tài)之間的關(guān)系，它是將各觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程代入特性方程而得到的。若電路有外部輸出，如計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出等，可寫出電路的輸出方程。3．列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換表是將電路所有現(xiàn)態(tài)依次列舉出來，再分別代入狀態(tài)方程中求出相應(yīng)的次態(tài)并列成表。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是將狀態(tài)轉(zhuǎn)換表變成了圖形的形式，時(shí)序圖即為該電路的波形圖。專題1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4.1.1時(shí)序電路分析方法4．分析電路邏輯功能，判斷是否具有自啟動(dòng)功能以上歸納的只是一般的分析方法，在分析每個(gè)具體的電路時(shí)不一定都需要按上述步驟按部就班地進(jìn)行。例如對(duì)于一些簡單的電路，有時(shí)可以直接列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表并得到狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。此外，在分析異步時(shí)序邏輯電路時(shí)，原則上仍然可以按上述步驟進(jìn)行。不過由于異步時(shí)序邏輯電路中的觸發(fā)器不是共用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，所以每次電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)，不一定每一個(gè)觸發(fā)器都有時(shí)鐘（觸發(fā)）信號(hào)到達(dá)，而且加到不同觸發(fā)器上的時(shí)鐘信號(hào)在時(shí)間上也可能有先有后。而只有在時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)時(shí)，觸發(fā)器才會(huì)按照狀態(tài)方程決定的次態(tài)翻轉(zhuǎn)，否則觸發(fā)器的狀態(tài)將保持不變。因此，在每次電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，必須首先確定每一個(gè)觸發(fā)器是否會(huì)有時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)以及到達(dá)的時(shí)間，然后才能按狀態(tài)方程確定它的次態(tài)。顯然，異步時(shí)序邏輯電路的分析要比同步時(shí)序邏輯電路的分析更復(fù)雜一些。4．分析電路邏輯功能，判斷是否具有自啟動(dòng)功能【例4.1】

判斷下圖的電路功能?！纠?.1】判斷下圖的電路功能。（1）寫出時(shí)鐘方程CP0=CP1=CP2=CP（2）寫出驅(qū)動(dòng)方程J0=Q2，K0=Q2;J1=Q0,K1=Q0;J2=Q1Q0,K2=Q2（3）寫出次態(tài)方程

Q0n+1=Q2Q0+Q2Q0;Q1n+1=Q1Q0+Q1Q0;Q2n+1=Q2Q1Q0（4）列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表（5）畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（6）歸納邏輯功能該電路是一個(gè)同步5進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，具有自啟動(dòng)功能。（1）寫出時(shí)鐘方程CP0=CP1=CP2=CP狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

CPQ2Q1Q0Q2n+1Q1n+1Q0n+110000012001010301001140111005100000110101111100101111001狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

000001111010100101011110狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖0000011110101001010111104.1.2異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器：用以統(tǒng)計(jì)輸入時(shí)鐘脈沖CP個(gè)數(shù)的電路。計(jì)數(shù)器的分類：1．按計(jì)數(shù)進(jìn)制分二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路稱作二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路稱作十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器之外的其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器統(tǒng)稱為任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是結(jié)構(gòu)最簡單的計(jì)數(shù)器，但應(yīng)用很廣。

4.1.2異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器：用以統(tǒng)計(jì)輸入時(shí)鐘脈沖CP個(gè)2．按數(shù)字的變化規(guī)律加法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞增計(jì)數(shù)的電路稱作加法計(jì)數(shù)器。減法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞減計(jì)數(shù)的電路稱作減法計(jì)數(shù)器。加/減計(jì)數(shù)器：在加/減控制信號(hào)作用下，可遞增計(jì)數(shù)，也可遞減計(jì)數(shù)的電路，稱作加/減計(jì)數(shù)器，又稱可逆計(jì)數(shù)器。也有特殊情況，不作加/減，其狀態(tài)可在外觸發(fā)控制下循環(huán)進(jìn)行特殊跳轉(zhuǎn)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中構(gòu)成封閉的計(jì)數(shù)環(huán)。3．按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否同步分異步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖只加到部分觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端上，而其它觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)則由電路內(nèi)部提供，應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器狀態(tài)更新有先有后的計(jì)數(shù)器，稱作異步計(jì)數(shù)器。同步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到所有觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，使應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)器，稱作同步計(jì)數(shù)器。2．按數(shù)字的變化規(guī)律異步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖沒有加到所有觸發(fā)器的CP端。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖到來時(shí)，各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻不同。分析時(shí)，要特別注意各觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)所對(duì)應(yīng)的有效時(shí)鐘條件。異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是計(jì)數(shù)器中最基本最簡單的電路，它一般由接成計(jì)數(shù)型的觸發(fā)器連接而成，計(jì)數(shù)脈沖加到最低位觸發(fā)器的CP端，低位觸發(fā)器的輸出Q作為相鄰高位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖。1．異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器必須滿足二進(jìn)制加法原則：逢二進(jìn)一（1+1=10，即Q由1→0時(shí)有進(jìn)位。）組成二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)，各觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)滿足：①每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)翻轉(zhuǎn)一次（即用T′觸發(fā)器）；②當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器由1變?yōu)?時(shí)，應(yīng)輸出一個(gè)進(jìn)位信號(hào)加到相鄰高位觸發(fā)器的計(jì)數(shù)輸入端。異步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖沒有加到所有觸發(fā)器的CP端（1）JK觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖下降沿觸發(fā)）①電路組成

3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（1）JK觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖下②工作原理③計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

②工作原理③計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表133位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q2Q1Q0等效十進(jìn)制數(shù)0000010011201023011341004510156110671117800003位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q214④時(shí)序圖3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖④時(shí)序圖3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖⑤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圓圈內(nèi)表示Q2Q1Q0的狀態(tài)

用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向

⑤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圓圈內(nèi)⑥結(jié)論

如果計(jì)數(shù)器從000狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，在第八個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸入后，計(jì)數(shù)器又重新回到000狀態(tài)，完成了一次計(jì)數(shù)循環(huán)。所以該計(jì)數(shù)器是八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器或稱為模8加法計(jì)數(shù)器。

如果計(jì)數(shù)脈沖CP的頻率為f0，那么Q0輸出波形的頻率為1/2f0，Q1輸出波形的頻率為1/4f0，Q2輸出波形的頻率為1/8f0。這說明計(jì)數(shù)器除具有計(jì)數(shù)功能外，還具有分頻的功能。

⑥結(jié)論如果計(jì)數(shù)器從000狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，在第八個(gè)（2）由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖上升沿觸發(fā)）由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器(a)電路圖（b）時(shí)序圖（2）由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖上2．異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器必須滿足二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算規(guī)則：0-1不夠減，應(yīng)向相鄰高位借位，即10-1＝1。

組成二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器時(shí)，各觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)滿足：

①每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)翻轉(zhuǎn)一次（即用T′觸發(fā)器）；②當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器由0變?yōu)?時(shí)，應(yīng)輸出一個(gè)借位信號(hào)加到相鄰高位觸發(fā)器的計(jì)數(shù)輸入端。

2．異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器必須滿足二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算規(guī)則JK觸發(fā)器組成的3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖下降沿觸發(fā)）。3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器(a)邏輯圖(b)時(shí)序圖JK觸發(fā)器組成的3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖下降沿觸3位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表

CP順序Q2Q1Q0等效十進(jìn)制數(shù)0000011117211063101541004501136010270011800003位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表CP順序Q2Q1213位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圓圈內(nèi)表示Q2Q1Q0的狀態(tài)用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向

3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圓圈內(nèi)表示Q2Q1Q0異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法可以歸納為：①N位異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器由N個(gè)計(jì)數(shù)型（T′）觸發(fā)器組成。②若采用下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器加法計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)從Q端引出減法計(jì)數(shù)器的借位信號(hào)從Q端引出若采用上升沿觸發(fā)的觸發(fā)器加法計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)從Q端引出減法計(jì)數(shù)器的借位信號(hào)從Q端引出

N位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可以計(jì)2N個(gè)數(shù)，所以又可稱為2N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法可以歸納為：異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：異步計(jì)數(shù)器的最大優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單。其主要缺點(diǎn)是：由于各觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)時(shí)存在延遲時(shí)間，級(jí)數(shù)越多，延遲時(shí)間越長，因此計(jì)數(shù)速度慢；同時(shí)由于延遲時(shí)間在有效狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中會(huì)出現(xiàn)過渡狀態(tài)造成邏輯錯(cuò)誤?；谏鲜鲈?，在高速的數(shù)字系統(tǒng)中，大都采用同步計(jì)數(shù)器。異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：5.2.2同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器中，各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)與時(shí)鐘脈沖同步。同步計(jì)數(shù)器的工作速度較快，工作頻率也較高。1．同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（1）設(shè)計(jì)思想：①所有觸發(fā)器的時(shí)鐘控制端均由計(jì)數(shù)脈沖CP輸入，CP的每一個(gè)觸發(fā)沿都會(huì)使所有的觸發(fā)器狀態(tài)更新。②應(yīng)控制觸發(fā)器的輸入端，可將觸發(fā)器接成T觸發(fā)器。當(dāng)?shù)臀徊幌蚋呶贿M(jìn)位時(shí)，令高位觸發(fā)器的T＝0，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；當(dāng)?shù)臀幌蚋呶贿M(jìn)位時(shí)，令高位觸發(fā)器的T=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)加1。5.2.2同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（2）當(dāng)?shù)臀蝗?時(shí)再加1，則低位向高位進(jìn)位。

1＋1＝10

11＋1＝100

111＋1＝1000

1111＋1＝10000

……可得到T的表達(dá)式為：T0=J0=K0=1T1=J1=K1=Q0

T2=J2=K2=Q1Q0T3=J3=K3=Q2Q1Q0（2）當(dāng)?shù)臀蝗?時(shí)再加1，則低位向高位進(jìn)位。T0=J0=K4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3

Q2

Q1

Q0000001000120010300114010050101601107011181000910011010101110111211001311011411101511111600004位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3Q24位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器T0=J0=K0=1T1=J1=K1=Q0

T2=J2=K2=Q1Q0T3=J3=K3=Q2Q1Q04位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器T0=J0=K0=12．同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器（1）設(shè)計(jì)思想：①所有觸發(fā)器的時(shí)鐘控制端均由計(jì)數(shù)脈沖CP輸入，CP的每一個(gè)觸發(fā)沿都會(huì)使所有的觸發(fā)器狀態(tài)更新。②應(yīng)控制觸發(fā)器的輸入端，可將觸發(fā)器接成T觸發(fā)器。當(dāng)?shù)臀徊幌蚋呶唤栉粫r(shí)，令高位觸發(fā)器的T＝0，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；當(dāng)?shù)臀幌蚋呶唤栉粫r(shí)，令高位觸發(fā)器的T=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)減1。2．同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器（1）設(shè)計(jì)思想：（2）觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件是：當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器的Q端全1時(shí)再減1，則低位向高位借位。10－1＝1100－1＝111000－1＝11110000－1＝1111

……可得到T的表達(dá)式為：（2）觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件是：當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器的Q4位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3

Q2

Q1

Q0000001111121110311014110051011610107100181000901111001101101011201001300111400101500011600004位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3Q23．同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器將加法和減法計(jì)數(shù)器綜合起來，由控制門進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可得到可逆計(jì)數(shù)器。S為加／減控制端S=1時(shí)，加法計(jì)數(shù)S=0時(shí)，減法計(jì)數(shù)4位同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器3．同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器4位同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器專題2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器雖然二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有電路結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)算方便等優(yōu)點(diǎn)，但人們?nèi)粤?xí)慣于用十進(jìn)制計(jì)數(shù)，特別是當(dāng)二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)較多時(shí)，要較快地讀出數(shù)據(jù)就比較困難。因此，數(shù)字系統(tǒng)中經(jīng)常要用到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的每一位計(jì)數(shù)單元需要有十個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，分別用0～9十個(gè)數(shù)碼表示。直接找到一個(gè)具有十個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的元件是非常困難的。目前廣泛采用的方法，是用若干個(gè)最簡單的具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)的觸發(fā)器組合成一位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如果用M表示要求的計(jì)數(shù)器的模數(shù)，N表示組成計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器個(gè)數(shù)，則應(yīng)有2N≥M的關(guān)系。對(duì)于十進(jìn)制計(jì)數(shù)器而言，M=10，則N至少為4，即由四位觸發(fā)器組成一位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。前面已經(jīng)討論了，四位觸發(fā)器可組成四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，有16個(gè)狀態(tài)，用其組成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器只需10個(gè)狀態(tài)來分別對(duì)應(yīng)0～9十個(gè)數(shù)碼，而需剔除其余的6個(gè)狀態(tài)。這種表示一位十進(jìn)制數(shù)的一組四位二進(jìn)制數(shù)碼，稱為二一十進(jìn)制代碼或稱BCD碼，所以十進(jìn)制計(jì)數(shù)器也常稱為二一十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。從四位二進(jìn)制的16組數(shù)碼中選取10組二一十進(jìn)制代碼的方法稱為編碼，常見的BCD碼有“8421”碼、“2421”碼、“5421”碼等。下面通過兩個(gè)具體電路來說明十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能及分析方法。專題2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器雖然二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有電路結(jié)下圖是兩個(gè)異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路圖，從圖中可見，各觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖端不受同一脈沖控制，各個(gè)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)除受J、K端控制外還要看是否具備翻轉(zhuǎn)的時(shí)鐘條件。異步10進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖(a)所示的電路分析步驟如下。(1)寫出時(shí)鐘方程CP1=CP,CP2=Q1,CP3=CP,CP0=Q3下圖是兩個(gè)異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路圖，從圖中可見，各觸發(fā)器

(2)寫出驅(qū)動(dòng)方程J1=Q3,K1=1;J2=1,K2=1;J3=Q2Q1,K3=1;J0=1,K0=1(3)寫出次態(tài)方程此時(shí)要特別注意各觸發(fā)器次態(tài)變化的時(shí)刻Q1n+1=Q3Q1

CP1↓

Q2n+1=Q2CP2↓Q3n+1=Q3Q2Q1CP3↓Q0n+1=Q1CP0↓(4)列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表(2)寫出驅(qū)動(dòng)方程圖(a)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

計(jì)數(shù)脈沖CP觸發(fā)器狀態(tài)Q0Q3Q2Q1對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)00000010001120010230011340100451000561001671010781011891100910000010圖(a)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表計(jì)數(shù)脈沖CP觸發(fā)器狀態(tài)對(duì)由上表可畫出圖(a)的時(shí)序圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。由轉(zhuǎn)換圖可知該電路是具有自啟動(dòng)功能的。圖(a)的時(shí)序圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖由上表可畫出圖(a)的時(shí)序圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。由轉(zhuǎn)換圖可知該電路(5)歸納邏輯功能由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、時(shí)序圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖均可得出，圖(a)所示電路是5421BCD碼的異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。將圖(a)中高位觸發(fā)器移至低位，即為圖(b)所示電路。(5)歸納邏輯功能由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、時(shí)序圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖均可得圖(b)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表計(jì)數(shù)脈沖CP觸發(fā)器狀態(tài)Q3Q2Q1Q0對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)00000010001120010230011340100450101560110670111781000891001910000010圖(b)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表計(jì)數(shù)脈沖觸發(fā)器狀態(tài)對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)00按照上述方法，可列出圖(b)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及時(shí)序圖和全狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖?？梢?，圖(b)是8412BCD碼的異步加法計(jì)數(shù)器，也具有自啟動(dòng)功能。圖(b)的全狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖按照上述方法，可列出圖(b)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及時(shí)專題3任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器4.3.1異步集成計(jì)數(shù)器74901.邏輯符號(hào)7490的全稱為二一五一十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，邏輯符號(hào)如圖。其芯片具有14個(gè)外引線端子，電源Ucc(5端)、地GND(10端)及空端子(4、13端)未在圖中表示出來。專題3任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器4.3.1異步集成計(jì)數(shù)器74902．電路功能①復(fù)位當(dāng)復(fù)位輸入端R01R02=1、置9輸入端S91S92=0時(shí)，使各觸發(fā)器清零，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器清零功能。②置9當(dāng)置9輸入端S91S92=1、復(fù)位輸入端R01R02=0時(shí)，可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器置9功能；即當(dāng)計(jì)數(shù)器連接成8421BCD碼方式，則置9為1001；當(dāng)計(jì)數(shù)器連接成5421BCD碼方式，則置9為1100。因復(fù)位和置9均不需要時(shí)鐘脈沖作用，因此又稱為異步復(fù)位和異步預(yù)置9。③計(jì)數(shù)當(dāng)S91S92=0和R01R02=0時(shí)，各觸發(fā)器恢復(fù)觸發(fā)器功能而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。究竟按什么進(jìn)制計(jì)數(shù)，則依據(jù)外部接線情況而定，可分別實(shí)現(xiàn)二、五、十等進(jìn)制計(jì)數(shù)。時(shí)鐘脈沖CPA、CPB下降沿有效。2．電路功能①復(fù)位7490功能表

輸入控制端輸出端CPR01R02S91S92QDQCQBQA×110×11×000000000××0×11×0111001↓↓↓↓0×0×0×

×0×00××0×0計(jì)數(shù)7490功能表3．構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器例1用7490構(gòu)成六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。3．構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器例1用7490構(gòu)成六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器解：上圖(a)是一個(gè)用7490集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成的六進(jìn)制計(jì)數(shù)器；(b)是它的時(shí)序圖。圖中，將QA接CPB，計(jì)數(shù)脈沖由CPA接入，使7490連接成8421BCD碼加計(jì)數(shù)器；若將QC、QB反饋至R01和R02端，當(dāng)計(jì)數(shù)至0110時(shí)，迫使計(jì)數(shù)器復(fù)位。因此計(jì)數(shù)器實(shí)際計(jì)數(shù)循環(huán)為0000～0101六個(gè)有效狀態(tài)，跳過了0110～1001四個(gè)無效狀態(tài)，構(gòu)成模6計(jì)數(shù)器。從時(shí)序圖可見，“0110”狀態(tài)有一個(gè)極短暫的過程，一旦計(jì)數(shù)器復(fù)位該狀態(tài)就消失了。這種用反饋復(fù)位使計(jì)數(shù)器清零跳過無效狀態(tài)，構(gòu)成所需進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法，稱為“反饋復(fù)位法”。例2用7490構(gòu)成82進(jìn)制計(jì)數(shù)器

解：下圖(a)為由兩片7490構(gòu)成的82進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其中每一片7490均接成8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器形式，將個(gè)位片的進(jìn)位輸出QD接至十位片的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CPA，兩片7490就級(jí)聯(lián)成一個(gè)8421BCD碼的100進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：上圖(a)是一個(gè)用7490集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成的六進(jìn)制計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)分頻電路設(shè)計(jì)與裝調(diào)-數(shù)電項(xiàng)目課件當(dāng)十位片計(jì)數(shù)至“8”(即1000)和個(gè)位片計(jì)數(shù)至“2”(即0010)時(shí)，與門輸出高電平，使計(jì)數(shù)器復(fù)位。與門輸出又是82進(jìn)制計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端，可獲得脈沖的82分頻信號(hào)。由此可見，運(yùn)用反饋復(fù)位法，改變與門輸入端接線，7490集成芯片可構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。圖(a)電路的缺點(diǎn)是可靠性較差。當(dāng)計(jì)數(shù)到82值時(shí)，與門立刻輸出正脈沖使計(jì)數(shù)器復(fù)位，迫使計(jì)數(shù)器迅速脫離82狀態(tài)，所以正脈沖極窄。由于器件制造的離散性，集成計(jì)數(shù)器的復(fù)位時(shí)間有長有短，復(fù)位時(shí)間短的芯片一旦復(fù)位變?yōu)?，正脈沖立刻消失，這就可能使復(fù)位時(shí)間較長的芯片來不及復(fù)位，于是計(jì)數(shù)不能恢復(fù)到全0狀態(tài)，造成誤動(dòng)作。為了克服這一缺點(diǎn)，常采用圖(b)所示的改進(jìn)電路，當(dāng)計(jì)數(shù)到82值時(shí)，與非門輸出負(fù)脈沖將基本RS觸發(fā)器置1，使計(jì)數(shù)器復(fù)位?；居|發(fā)器的作用是將與非門輸出的反饋復(fù)位窄脈沖鎖住，直到計(jì)數(shù)脈沖作用完(對(duì)下降沿觸發(fā)器指的是0期間)為止。因而端輸出脈沖有足夠的寬度，保證計(jì)數(shù)器可靠復(fù)位。到下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿到來時(shí)，RD=0，基本觸發(fā)器置0，將復(fù)位信號(hào)撤消，并從CP脈沖下降沿開始重新循環(huán)計(jì)數(shù)。若使用上升沿觸發(fā)的觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器，圖(b)中的與非門改為與門即可。當(dāng)十位片計(jì)數(shù)至“8”(即1000)和個(gè)位片計(jì)數(shù)4.3.2同步集成計(jì)數(shù)器741611．電路功能下圖是同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161的常用邏輯電路符號(hào)。它有16個(gè)外引線端子，除電源VCC(16端)及地GND(8端)外，其余常用的輸入、輸出端子均在圖中表示出來。4.3.2同步集成計(jì)數(shù)器741611．電路功能異步清零當(dāng)Cr=0時(shí)，計(jì)數(shù)器為全零狀態(tài)。因清零不需與時(shí)鐘脈沖CP同步作用，因此稱為“異步清零”。清零控制信號(hào)Cr低電平有效。同步預(yù)置當(dāng)清零控制端Cr

=1，使能端P=T=1，預(yù)置控制端LD=0時(shí)，電路完成同步預(yù)置數(shù)功能。即：在CP脈沖上升沿作用下，計(jì)數(shù)器輸出QDQCQBQA=DCBA。保持功能當(dāng)LD=Cr

=1時(shí)，只要P、T中有一個(gè)為0，即封鎖了四個(gè)觸發(fā)器的J、K端使其全為0，此時(shí)無論有無脈沖，各觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。計(jì)數(shù)當(dāng)LD=Cr=P=T=1時(shí)，電路完成四位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器功能。當(dāng)此計(jì)數(shù)器累加到“1111”狀態(tài)時(shí)，溢出進(jìn)位輸出端OC輸出一個(gè)高電平的進(jìn)位信號(hào)。異步清零74161功能表

輸入輸出CPCrLDPTDCBAQDQCQBQA×↑××↑0×

×

×10×

×110×11×01111×

×

×

×DCBA×

×

×

××

×

×

××

×

×

×0000DCBA保持保持計(jì)數(shù)74161功能表2．構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

74161是集成同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，也就是模16計(jì)數(shù)器，用它可構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器，有以下兩種方法。

(1)反饋復(fù)位法與7490集成計(jì)數(shù)器一樣，74161也有異步清零功能，因此可以采用“反饋復(fù)位法”，使復(fù)位輸入端為零，迫使計(jì)數(shù)器在正常計(jì)數(shù)過程中跳過無效狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)所需進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。例3用“反饋復(fù)位法”使74161構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：下圖是用74161構(gòu)成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器從0000狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，計(jì)到1001時(shí)，計(jì)數(shù)器正常工作；當(dāng)?shù)谑畟€(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿到來時(shí)計(jì)數(shù)器出現(xiàn)1010狀態(tài)，與非門立刻輸出“0”使計(jì)數(shù)器復(fù)位至0000狀態(tài)，使1010為瞬間狀態(tài)，不能成為一個(gè)有效狀態(tài)，從而完成一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)循環(huán)。2．構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器反饋復(fù)位法實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

(2)反饋預(yù)置法利用74161具有的同步預(yù)置功能，通過反饋使計(jì)數(shù)器返回至預(yù)置的初態(tài)，也能構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。例4用74161集成計(jì)數(shù)器通過“反饋預(yù)置法”構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。反饋復(fù)位法實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(2)反饋預(yù)置法解：圖(a)所示為按自然序態(tài)變化的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路。圖中A=B=C=D=0，Cr=1，當(dāng)計(jì)數(shù)器從QDQCQBQA=0000開始計(jì)數(shù)后，計(jì)到第九個(gè)脈沖時(shí)，QDQCQBQA=1001，此時(shí)與非門G輸出“0”使LD=0，為74161同步預(yù)置作好了準(zhǔn)備；當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP脈沖上升沿作用時(shí)，完成同步預(yù)置使QDQCQBQA=DCBA=0000，計(jì)數(shù)器按自然序態(tài)完成0～9的十進(jìn)制計(jì)數(shù)。與用異步復(fù)位實(shí)現(xiàn)的反饋復(fù)位法相比，這種方法構(gòu)成的N進(jìn)制計(jì)數(shù)器，在第N個(gè)脈沖到來時(shí)，輸出端不會(huì)出現(xiàn)瞬間的過渡狀態(tài)。另外，利用74161的進(jìn)位輸出端OC，也可實(shí)現(xiàn)反饋預(yù)置構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。例如把74161的初態(tài)預(yù)置成QDQCQBQA=0110狀態(tài)，利用溢出進(jìn)位端形成反饋預(yù)置，則計(jì)數(shù)器就在0110～1111的后十個(gè)狀態(tài)間循環(huán)計(jì)數(shù)，構(gòu)成按非自然序態(tài)計(jì)數(shù)的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如圖(b)所示。當(dāng)計(jì)數(shù)模數(shù)M>16時(shí)，可以利用74161的溢出進(jìn)位信號(hào)去鏈接高四位的74161芯片，構(gòu)成八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。讀者可自行思考實(shí)現(xiàn)的方案。解：圖(a)所示為按自然序態(tài)變化的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路。圖中用“反饋預(yù)置法”構(gòu)成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器用“反饋預(yù)置法”構(gòu)成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器專題4寄存器和移位寄存器4.4.1寄存器寄存器要存放數(shù)碼，必須有以下三個(gè)方面的功能：①數(shù)碼要存得進(jìn)；②數(shù)碼要記得住；③數(shù)碼要取得出。因此寄存器中除觸發(fā)器外，通常還有一些控制作用的門電路相配合。在數(shù)字集成電路手冊(cè)中，寄存器通常有“鎖存器”和“寄存器”之別，實(shí)際上，“鎖存器”常指用同步型觸發(fā)器構(gòu)成的寄存器；而一般所說的“寄存器”是指用無空翻現(xiàn)象的時(shí)鐘觸發(fā)器(即邊沿型觸發(fā)器)構(gòu)成的寄存器。下圖為由觸發(fā)器組成的四位數(shù)碼寄存器，將欲寄存的數(shù)碼預(yù)先分別加在各觸發(fā)器的輸入端，在存數(shù)指令(脈沖上升沿)的作用下，待存數(shù)碼將同時(shí)存入相應(yīng)的觸發(fā)器中，又可以同時(shí)從各觸發(fā)器的端輸出，所以稱其為并行輸入、并行輸出的寄存器。

專題4寄存器和移位寄存器4.4.1寄存器四位數(shù)碼寄存器這種寄存器的特點(diǎn)是在存入新的數(shù)碼時(shí)自動(dòng)清除寄存器的原始數(shù)碼，即只需要一個(gè)存數(shù)脈沖就可將數(shù)碼存入寄存器，常稱其為單拍接收方式的寄存器。集成寄存器的種類很多，在掌握其基本工作原理的基礎(chǔ)上，通過查閱手冊(cè)可進(jìn)一步了解其特性并靈活應(yīng)用。四位數(shù)碼寄存器這種寄存器的特點(diǎn)是在存入新的數(shù)碼時(shí)自動(dòng)清除寄存4.4.2移位寄存器寄存器中存放的各種數(shù)據(jù)，有時(shí)需要依次移位(或低位向相鄰高位移動(dòng)或高位向相鄰低位移動(dòng))，以滿足數(shù)據(jù)處理的需求。如：將一個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)左移一位相當(dāng)于該數(shù)進(jìn)行乘以2運(yùn)算：右移一位相當(dāng)于該數(shù)進(jìn)行除以2的運(yùn)算。具有移位功能的寄存器稱為移位寄存器。一、單向移位寄存器由D觸發(fā)器構(gòu)成的右移寄存器如圖所示。左邊觸發(fā)器的輸出接至相鄰右邊觸發(fā)器的輸入端D，輸入數(shù)據(jù)由最左邊觸發(fā)器FF0的輸入端D0接入，D0為串行輸入端，Q3為串行輸出端，Q3～Q0為并行輸出端。

設(shè)寄存器的原始狀態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0000將數(shù)據(jù)1101從高位至低位依次移至寄存器時(shí)，因?yàn)檫壿媹D中最高位寄存器單元FF3位于最右側(cè)，因此待存數(shù)據(jù)需先送入最高位數(shù)據(jù)，則4.4.2移位寄存器寄存器中存放的各種數(shù)據(jù)，有設(shè)寄存器的原始狀態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0000將數(shù)據(jù)1101從高位至低位依次移至寄存器時(shí)，因?yàn)檫壿媹D中最高位寄存器單元FF3位于最右側(cè)，因此待存數(shù)據(jù)需先送入最高位數(shù)據(jù)，則第一個(gè)CP↑到來時(shí)，Q3Q2Q1Q0=0001

第二個(gè)CP↑到來時(shí)，Q3Q2Q1Q0=0011

第三個(gè)CP↑到來時(shí)，Q3Q2Q1Q0=0110

第四個(gè)CP↑到來時(shí)，Q3Q2Q1Q0=1101單向右移寄存器設(shè)寄存器的原始狀態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0000將數(shù)據(jù)1101此時(shí)，并行輸出端Q3Q2Q1Q0的數(shù)碼與輸入相對(duì)應(yīng)，完成了將四位串行數(shù)據(jù)輸入并轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)輸出的過程。其工作時(shí)序圖由上圖(b)所示。顯然，若以端Q3作為輸出端，再經(jīng)4個(gè)CP脈沖后，已經(jīng)輸入的并行數(shù)據(jù)可依次從Q3端串行輸出，即可組成串行輸入、串行輸出的移位寄存器。如果將右邊觸發(fā)器的輸出端接至相鄰左邊觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端，待存數(shù)據(jù)由最右邊觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端串行輸入，則構(gòu)成左移移位寄存器。請(qǐng)讀者自行畫出該電路圖。除用觸發(fā)器外，也可用JK、RS觸發(fā)器構(gòu)成寄存器，只需將JK或RS觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器功能即可。但T觸發(fā)器不能用來構(gòu)成移位寄存器。二、雙向移位寄存器在單向移位寄存器的基礎(chǔ)上，增加由門電路組成的控制電路就可以構(gòu)成既能左移也能右移的雙向移位寄存器。下圖所示為集成雙向移位寄存器74194的邏輯圖和邏輯符號(hào)。此時(shí)，并行輸出端Q3Q2Q1Q0的數(shù)碼與輸入相1．電路結(jié)構(gòu)四位雙向通用移位寄存器74194(74LSl94、74S194等)的邏輯圖由4個(gè)下降沿觸發(fā)器的RS觸發(fā)器和四個(gè)與或(非)門及緩沖門組成。對(duì)外共有16個(gè)引線端子，其中第16端為電源Ucc端子，8端為地端子。A、B、C、D(3～6端子)為并行數(shù)據(jù)輸入端，QA、QB、QC、QD(15、14、13、12端子)為并行輸出端，DL(7端子)為左移串行數(shù)據(jù)輸入端，DR(2端子)為右移串行數(shù)據(jù)輸入端，Cr(1端子)為異步清零端，CP(11端子)為脈沖控制端，S1、S0(9、10端子)為工作方式控制端。1．電路結(jié)構(gòu)2．邏輯功能（1）異步清零當(dāng)Cr=0時(shí)，經(jīng)緩沖門G2送到各RS觸發(fā)器一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使各位觸發(fā)器在該復(fù)位信號(hào)作用下清零。因?yàn)榍辶愎ぷ鞑恍枰狢P脈沖的作用，稱為異步清零。移位寄存器正常工作時(shí)，必須保持Cr=1(高電平)。（2）靜態(tài)保持功能當(dāng)CP=0時(shí)，各觸發(fā)器沒有時(shí)鐘變化沿，因此將保持原來狀態(tài)。（3）正常工作時(shí)①并行置數(shù)。當(dāng)S1S0=11時(shí)，4個(gè)與或（非）門中自上而下的第三個(gè)與門被打開（其它三個(gè)與門關(guān)閉），并行輸入數(shù)據(jù)A、B、C、D在時(shí)鐘脈沖上升沿作用下，送入各RS觸發(fā)器中，即各觸發(fā)器的次態(tài)為(QAQBQCQD)n+1=ABCD

②右移。當(dāng)S1S0=01時(shí)，4個(gè)與或（非）門中自上而下的第一個(gè)與門打開，右移串行輸入數(shù)據(jù)DR送入FFA觸發(fā)器使QAn+1＝DR；QBn+1＝QA，……；在CP脈沖上升沿作用下完成右移。③左移。當(dāng)S1S0=10時(shí)，4個(gè)與或（非）門中自上而下的第四個(gè)與門打開，左移串行數(shù)據(jù)DL送入FFD觸發(fā)器使QDn+1＝DL；QCn+1＝QDn，……；在CP脈沖上升沿作用下完成左移。2．邏輯功能④保持（動(dòng)態(tài)保持）。當(dāng)S1S0=00時(shí)，4個(gè)與或（非）門中自上而下的第二個(gè)與門打開，各觸發(fā)器將其輸出送回自身輸入端，所以，在CP脈沖作用下，各觸發(fā)器仍保持原狀態(tài)不變。集成移位寄存器74194具有清零、靜態(tài)保持、并行置數(shù)、左移、右移和動(dòng)態(tài)保持功能，是功能較為齊全的雙向移位寄存器，其邏輯功能如下表④保持（動(dòng)態(tài)保持）。當(dāng)S1S0=00時(shí)，4個(gè)與四位雙向移位寄存器74194的功能表輸入輸出功能清零方式控制時(shí)鐘串行輸入并行輸入CrS1S0CPDLDRABCDQAn+1QBn+1QCn+1QDn+10×××××××××0000清零1××0××××××QAnQBnQCnQDn保持111↑××ABCDABCD并行置數(shù)111010↑↑0×1×××××××××QBnQCnQDn0QBnQCnQDn

1左移11010l↑↑×0×1××××××××0QAnQBnQCn1QAnQBnQCn右移100↑××××××QAnQBnQCnQDn保持四位雙向移位寄存器74194的功能表輸入輸出任務(wù)1二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的仿真與測試仿真內(nèi)容（1）單擊電子仿真軟件Multisim10基本界面元件工具條上的“PlaceTTL”按鈕，從彈出的對(duì)話框“Family”欄中選擇“74LS”，再在“Component”欄中選取“74LS00D”1只、“74LS248N”2只，將它們放置在電子平臺(tái)上。（2）單擊元件工具條中的“PlaceCMOS”按鈕，在彈出的對(duì)話框中，在“Family”欄中選擇“CMOS_5V”，再在“Component”欄中選取“4518BD_5V”1只。如仿真圖一所示，將它們放置在電子平臺(tái)上。（3）從元件工具條中調(diào)出其它元件，連成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器仿真電路。如仿真圖二所示。（4）CLK（CP1）的計(jì)數(shù)脈沖用單刀雙擲開關(guān)模擬，開啟仿真開關(guān)，記錄并分析仿真結(jié)果。任務(wù)1二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的仿真與測試仿真內(nèi)容仿真圖一

仿真圖一仿真圖二

仿真圖二記錄表

脈沖CP個(gè)數(shù)顯示字型123......2526記錄表脈沖CP個(gè)數(shù)顯示字型123......2526實(shí)訓(xùn)報(bào)告（1）畫出仿真電路圖。（2）分析二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作原理。（3）記錄并分析仿真結(jié)果。實(shí)訓(xùn)報(bào)告任務(wù)2二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的制作與測試4.6.1電路功能介紹

如圖所示。計(jì)數(shù)器CD4518對(duì)輸入的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果送入字符譯碼器并驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，使之顯示單脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)。任務(wù)2二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的制作與測試4.6.1電路功能介紹24進(jìn)制計(jì)數(shù)及顯示實(shí)訓(xùn)電路圖24進(jìn)制計(jì)數(shù)及顯示實(shí)訓(xùn)電路圖4.6.2電路連接調(diào)試CPENCR功能××1復(fù)位↑10加計(jì)數(shù)0↓0加計(jì)數(shù)↓×0保持×↑0保持↑00保持1↓0保持CD4518功能表4.6.2電路連接調(diào)試CPENCR功能××1復(fù)位↑10加計(jì)數(shù)1.連接電路初步了解CD4518、74LS48和數(shù)碼管的功能，確定CD4518、74LS48、74LS00的管腳排列，了解各管腳的功能（CD4518功能如表4-10）。檢測器件，按實(shí)訓(xùn)電路圖連接電路，檢查電路，確認(rèn)無誤后再接電源。2.電路邏輯關(guān)系檢測記錄輸入脈沖數(shù)，同時(shí)記錄數(shù)碼管顯示的數(shù)字，并將結(jié)果填入表中。1.連接電路脈沖CP個(gè)數(shù)顯示字型123......252624進(jìn)制電路顯示測試表脈沖CP個(gè)數(shù)顯示字型123......252624進(jìn)制電路顯74項(xiàng)目四計(jì)數(shù)分頻電路設(shè)計(jì)與裝調(diào)專題1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器專題2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器專題3任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器專題4寄存器和移位寄存器任務(wù)1二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的仿真與測試任務(wù)2二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的制作與測試項(xiàng)目四計(jì)數(shù)分頻電路設(shè)計(jì)與裝調(diào)專題1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器本項(xiàng)目就是通過對(duì)給定十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器CD4518功能表的分析，結(jié)合計(jì)數(shù)分頻電路的學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試24進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路。項(xiàng)目電路的功能是對(duì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)器D4518輸出的二進(jìn)制代碼輸入到由74LS48和數(shù)碼管組成的譯碼顯示電路，并通過譯碼顯示電路將所計(jì)的脈沖數(shù)顯示出來。項(xiàng)目中專題部分詳細(xì)的介紹了計(jì)數(shù)器的工作原理和時(shí)序電路的分析方法，集成計(jì)數(shù)器的工作原理及計(jì)數(shù)器的電路設(shè)計(jì)，寄存器的工作原理和功能應(yīng)用。大家在學(xué)習(xí)過程中要重點(diǎn)把握兩點(diǎn)：一是要能夠熟練應(yīng)用時(shí)序電路分析方法判斷進(jìn)制時(shí)序電路的邏輯功能；二是要能夠根據(jù)集成計(jì)數(shù)器的功能表熟練設(shè)計(jì)不同進(jìn)制計(jì)數(shù)器。本項(xiàng)目就是通過對(duì)給定十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器C專題1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4.1.1時(shí)序電路分析方法1．確定電路時(shí)鐘脈沖觸發(fā)方式，寫時(shí)鐘方程時(shí)序電路可分為同步和異步電路。同步時(shí)序電路中各觸發(fā)器的時(shí)鐘端均與總時(shí)鐘端相連，即CP1=CP2=…=CP，這樣在分析電路時(shí)每一個(gè)觸發(fā)器所受的時(shí)鐘控制是相同的。異步時(shí)序電路中各觸發(fā)器的時(shí)鐘端不是完全相同的，故在分析電路時(shí)需要分別考慮，以確定各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件。2．列方程組：驅(qū)動(dòng)方程、次態(tài)方程、輸出方程驅(qū)動(dòng)方程即為各觸發(fā)器輸入信號(hào)的邏輯表達(dá)式，它們決定著觸發(fā)器次態(tài)方程，驅(qū)動(dòng)方程必須根據(jù)邏輯圖的連線得出。次態(tài)方程也稱狀態(tài)方程，它表示了觸發(fā)器次態(tài)和現(xiàn)態(tài)之間的關(guān)系，它是將各觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)方程代入特性方程而得到的。若電路有外部輸出，如計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出等，可寫出電路的輸出方程。3．列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換表是將電路所有現(xiàn)態(tài)依次列舉出來，再分別代入狀態(tài)方程中求出相應(yīng)的次態(tài)并列成表。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是將狀態(tài)轉(zhuǎn)換表變成了圖形的形式，時(shí)序圖即為該電路的波形圖。專題1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4.1.1時(shí)序電路分析方法4．分析電路邏輯功能，判斷是否具有自啟動(dòng)功能以上歸納的只是一般的分析方法，在分析每個(gè)具體的電路時(shí)不一定都需要按上述步驟按部就班地進(jìn)行。例如對(duì)于一些簡單的電路，有時(shí)可以直接列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表并得到狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。此外，在分析異步時(shí)序邏輯電路時(shí)，原則上仍然可以按上述步驟進(jìn)行。不過由于異步時(shí)序邏輯電路中的觸發(fā)器不是共用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，所以每次電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)，不一定每一個(gè)觸發(fā)器都有時(shí)鐘（觸發(fā)）信號(hào)到達(dá)，而且加到不同觸發(fā)器上的時(shí)鐘信號(hào)在時(shí)間上也可能有先有后。而只有在時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)時(shí)，觸發(fā)器才會(huì)按照狀態(tài)方程決定的次態(tài)翻轉(zhuǎn)，否則觸發(fā)器的狀態(tài)將保持不變。因此，在每次電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，必須首先確定每一個(gè)觸發(fā)器是否會(huì)有時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)以及到達(dá)的時(shí)間，然后才能按狀態(tài)方程確定它的次態(tài)。顯然，異步時(shí)序邏輯電路的分析要比同步時(shí)序邏輯電路的分析更復(fù)雜一些。4．分析電路邏輯功能，判斷是否具有自啟動(dòng)功能【例4.1】

判斷下圖的電路功能?！纠?.1】判斷下圖的電路功能。（1）寫出時(shí)鐘方程CP0=CP1=CP2=CP（2）寫出驅(qū)動(dòng)方程J0=Q2，K0=Q2;J1=Q0,K1=Q0;J2=Q1Q0,K2=Q2（3）寫出次態(tài)方程

Q0n+1=Q2Q0+Q2Q0;Q1n+1=Q1Q0+Q1Q0;Q2n+1=Q2Q1Q0（4）列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表（5）畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（6）歸納邏輯功能該電路是一個(gè)同步5進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，具有自啟動(dòng)功能。（1）寫出時(shí)鐘方程CP0=CP1=CP2=CP狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

CPQ2Q1Q0Q2n+1Q1n+1Q0n+110000012001010301001140111005100000110101111100101111001狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CPQ2Q1狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

000001111010100101011110狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖0000011110101001010111104.1.2異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器：用以統(tǒng)計(jì)輸入時(shí)鐘脈沖CP個(gè)數(shù)的電路。計(jì)數(shù)器的分類：1．按計(jì)數(shù)進(jìn)制分二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路稱作二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路稱作十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器之外的其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器統(tǒng)稱為任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是結(jié)構(gòu)最簡單的計(jì)數(shù)器，但應(yīng)用很廣。

4.1.2異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器：用以統(tǒng)計(jì)輸入時(shí)鐘脈沖CP個(gè)2．按數(shù)字的變化規(guī)律加法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞增計(jì)數(shù)的電路稱作加法計(jì)數(shù)器。減法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞減計(jì)數(shù)的電路稱作減法計(jì)數(shù)器。加/減計(jì)數(shù)器：在加/減控制信號(hào)作用下，可遞增計(jì)數(shù)，也可遞減計(jì)數(shù)的電路，稱作加/減計(jì)數(shù)器，又稱可逆計(jì)數(shù)器。也有特殊情況，不作加/減，其狀態(tài)可在外觸發(fā)控制下循環(huán)進(jìn)行特殊跳轉(zhuǎn)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中構(gòu)成封閉的計(jì)數(shù)環(huán)。3．按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否同步分異步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖只加到部分觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端上，而其它觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)則由電路內(nèi)部提供，應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器狀態(tài)更新有先有后的計(jì)數(shù)器，稱作異步計(jì)數(shù)器。同步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到所有觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，使應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)器，稱作同步計(jì)數(shù)器。2．按數(shù)字的變化規(guī)律異步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖沒有加到所有觸發(fā)器的CP端。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖到來時(shí)，各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻不同。分析時(shí)，要特別注意各觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)所對(duì)應(yīng)的有效時(shí)鐘條件。異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是計(jì)數(shù)器中最基本最簡單的電路，它一般由接成計(jì)數(shù)型的觸發(fā)器連接而成，計(jì)數(shù)脈沖加到最低位觸發(fā)器的CP端，低位觸發(fā)器的輸出Q作為相鄰高位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖。1．異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器必須滿足二進(jìn)制加法原則：逢二進(jìn)一（1+1=10，即Q由1→0時(shí)有進(jìn)位。）組成二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)，各觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)滿足：①每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)翻轉(zhuǎn)一次（即用T′觸發(fā)器）；②當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器由1變?yōu)?時(shí)，應(yīng)輸出一個(gè)進(jìn)位信號(hào)加到相鄰高位觸發(fā)器的計(jì)數(shù)輸入端。異步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖沒有加到所有觸發(fā)器的CP端（1）JK觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖下降沿觸發(fā)）①電路組成

3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（1）JK觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖下②工作原理③計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

②工作原理③計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表873位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q2Q1Q0等效十進(jìn)制數(shù)0000010011201023011341004510156110671117800003位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q288④時(shí)序圖3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖④時(shí)序圖3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖⑤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圓圈內(nèi)表示Q2Q1Q0的狀態(tài)

用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向

⑤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圓圈內(nèi)⑥結(jié)論

如果計(jì)數(shù)器從000狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，在第八個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸入后，計(jì)數(shù)器又重新回到000狀態(tài)，完成了一次計(jì)數(shù)循環(huán)。所以該計(jì)數(shù)器是八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器或稱為模8加法計(jì)數(shù)器。

如果計(jì)數(shù)脈沖CP的頻率為f0，那么Q0輸出波形的頻率為1/2f0，Q1輸出波形的頻率為1/4f0，Q2輸出波形的頻率為1/8f0。這說明計(jì)數(shù)器除具有計(jì)數(shù)功能外，還具有分頻的功能。

⑥結(jié)論如果計(jì)數(shù)器從000狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，在第八個(gè)（2）由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖上升沿觸發(fā)）由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器(a)電路圖（b）時(shí)序圖（2）由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖上2．異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器必須滿足二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算規(guī)則：0-1不夠減，應(yīng)向相鄰高位借位，即10-1＝1。

組成二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器時(shí)，各觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)滿足：

①每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)翻轉(zhuǎn)一次（即用T′觸發(fā)器）；②當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器由0變?yōu)?時(shí)，應(yīng)輸出一個(gè)借位信號(hào)加到相鄰高位觸發(fā)器的計(jì)數(shù)輸入端。

2．異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器必須滿足二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算規(guī)則JK觸發(fā)器組成的3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖下降沿觸發(fā)）。3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器(a)邏輯圖(b)時(shí)序圖JK觸發(fā)器組成的3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器（用CP脈沖下降沿觸3位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表

CP順序Q2Q1Q0等效十進(jìn)制數(shù)0000011117211063101541004501136010270011800003位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表CP順序Q2Q1953位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圓圈內(nèi)表示Q2Q1Q0的狀態(tài)用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向

3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圓圈內(nèi)表示Q2Q1Q0異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法可以歸納為：①N位異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器由N個(gè)計(jì)數(shù)型（T′）觸發(fā)器組成。②若采用下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器加法計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)從Q端引出減法計(jì)數(shù)器的借位信號(hào)從Q端引出若采用上升沿觸發(fā)的觸發(fā)器加法計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)從Q端引出減法計(jì)數(shù)器的借位信號(hào)從Q端引出

N位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可以計(jì)2N個(gè)數(shù)，所以又可稱為2N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法可以歸納為：異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：異步計(jì)數(shù)器的最大優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單。其主要缺點(diǎn)是：由于各觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)時(shí)存在延遲時(shí)間，級(jí)數(shù)越多，延遲時(shí)間越長，因此計(jì)數(shù)速度慢；同時(shí)由于延遲時(shí)間在有效狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中會(huì)出現(xiàn)過渡狀態(tài)造成邏輯錯(cuò)誤?；谏鲜鲈颍诟咚俚臄?shù)字系統(tǒng)中，大都采用同步計(jì)數(shù)器。異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：5.2.2同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器中，各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)與時(shí)鐘脈沖同步。同步計(jì)數(shù)器的工作速度較快，工作頻率也較高。1．同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（1）設(shè)計(jì)思想：①所有觸發(fā)器的時(shí)鐘控制端均由計(jì)數(shù)脈沖CP輸入，CP的每一個(gè)觸發(fā)沿都會(huì)使所有的觸發(fā)器狀態(tài)更新。②應(yīng)控制觸發(fā)器的輸入端，可將觸發(fā)器接成T觸發(fā)器。當(dāng)?shù)臀徊幌蚋呶贿M(jìn)位時(shí)，令高位觸發(fā)器的T＝0，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；當(dāng)?shù)臀幌蚋呶贿M(jìn)位時(shí)，令高位觸發(fā)器的T=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)加1。5.2.2同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（2）當(dāng)?shù)臀蝗?時(shí)再加1，則低位向高位進(jìn)位。

1＋1＝10

11＋1＝100

111＋1＝1000

1111＋1＝10000

……可得到T的表達(dá)式為：T0=J0=K0=1T1=J1=K1=Q0

T2=J2=K2=Q1Q0T3=J3=K3=Q2Q1Q0（2）當(dāng)?shù)臀蝗?時(shí)再加1，則低位向高位進(jìn)位。T0=J0=K4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3

Q2

Q1

Q0000001000120010300114010050101601107011181000910011010101110111211001311011411101511111600004位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3Q24位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器T0=J0=K0=1T1=J1=K1=Q0

T2=J2=K2=Q1Q0T3=J3=K3=Q2Q1Q04位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器T0=J0=K0=12．同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器（1）設(shè)計(jì)思想：①所有觸發(fā)器的時(shí)鐘控制端均由計(jì)數(shù)脈沖CP輸入，CP的每一個(gè)觸發(fā)沿都會(huì)使所有的觸發(fā)器狀態(tài)更新。②應(yīng)控制觸發(fā)器的輸入端，可將觸發(fā)器接成T觸發(fā)器。當(dāng)?shù)臀徊幌蚋呶唤栉粫r(shí)，令高位觸發(fā)器的T＝0，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；當(dāng)?shù)臀幌蚋呶唤栉粫r(shí)，令高位觸發(fā)器的T=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)減1。2．同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器（1）設(shè)計(jì)思想：（2）觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件是：當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器的Q端全1時(shí)再減1，則低位向高位借位。10－1＝1100－1＝111000－1＝11110000－1＝1111

……可得到T的表達(dá)式為：（2）觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件是：當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器的Q4位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3

Q2

Q1

Q0000001111121110311014110051011610107100181000901111001101101011201001300111400101500011600004位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3Q23．同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器將加法和減法計(jì)數(shù)器綜合起來，由控制門進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可得到可逆計(jì)數(shù)器。S為加／減控制端S=1時(shí)，加法計(jì)數(shù)S=0時(shí)，減法計(jì)數(shù)4位同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器3．同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器4位同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器專題2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器雖然二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有電路結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)算方便等優(yōu)點(diǎn)，但人們?nèi)粤?xí)慣于用十進(jìn)制計(jì)數(shù)，特別是當(dāng)二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)較多時(shí)，要較快地讀出數(shù)據(jù)就比較困難。因此，數(shù)字系統(tǒng)中經(jīng)常要用到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的每一位計(jì)數(shù)單元需要有十個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，分別用0～9十個(gè)數(shù)碼表示。直接找到一個(gè)具有十個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的元件是非常困難的。目前廣泛采用的方法，是用若干個(gè)最簡單的具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)的觸發(fā)器組合成一位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如果用M表示要求的計(jì)數(shù)器的模數(shù)，N表示組成計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器個(gè)數(shù)，則應(yīng)有2N≥M的關(guān)系。對(duì)于十進(jìn)制計(jì)數(shù)器而言，M=10，則N至少為4，即由四位觸發(fā)器組成一位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。前面已經(jīng)討論了，四位觸發(fā)器可組成四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，有16個(gè)狀態(tài)，用其組成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器只需10個(gè)狀態(tài)來分別對(duì)應(yīng)0～9十個(gè)數(shù)碼，而需剔除其余的6個(gè)狀態(tài)。這種表示一位十進(jìn)制數(shù)的一組四位二進(jìn)制數(shù)碼，稱為二一十進(jìn)制代碼或稱BCD碼，所以十進(jìn)制計(jì)數(shù)器也常稱為二一十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。從四位二進(jìn)制的16組數(shù)碼中選取10組二一十進(jìn)制代碼的方法稱為編碼，常見的BCD碼有“8421”碼、“2421”碼、“5421”碼等。下面通過兩個(gè)具體電路來說明十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能及分析方法。專題2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器雖然二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有電路結(jié)下圖是兩個(gè)異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路圖，從圖中可見，各觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖端不受同一脈沖控制，各個(gè)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)除受J、K端控制外還要看是否具備翻轉(zhuǎn)的時(shí)鐘條件。異步10進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖(a)所示的電路分析步驟如下。(1)寫出時(shí)鐘方程CP1=CP,CP2=Q1,CP3=CP,CP0=Q3下圖是兩個(gè)異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路圖，從圖中可見，各觸發(fā)器

(2)寫出驅(qū)動(dòng)方程J1=Q3,K1=1;J2=1,K2=1;J3=Q2Q1,K3=1;J0=1,K0=1(3)寫出次態(tài)方程此時(shí)要