寄存器與計(jì)數(shù)器課件

3.3.1

四個(gè)D鎖存器或觸發(fā)器構(gòu)成的四位寄存器3.3.2移位寄存器而所謂“移位”，就是將寄存器所存各位數(shù)據(jù)，在每個(gè)移位脈沖的作用下，向左或向右移動(dòng)一位。根據(jù)移位方向，常用的有三種：寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器雙向移位(c)寄存器有七種：并入并出、右移、左移、循環(huán)右移、循環(huán)左移、并入右移、右移并出并行輸出4位右移移位寄存器時(shí)鐘方程：狀態(tài)方程：1．單向移位寄存器并行輸出4位左移移位寄存器時(shí)鐘方程：狀態(tài)方程：2、雙向移位寄存器M=0時(shí)右移M=1時(shí)左移3.4計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的功能和分類(lèi)1.計(jì)數(shù)器的作用記憶輸入脈沖的個(gè)數(shù)；用于定時(shí)、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等等。2.計(jì)數(shù)器的分類(lèi)按工作方式分：同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。按計(jì)數(shù)功能分：加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。按計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量(或稱模數(shù))來(lái)分：各種不同的計(jì)數(shù)器，如二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、N進(jìn)制計(jì)數(shù)器等等。3.4.1同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：在同步計(jì)數(shù)器內(nèi)部，各個(gè)觸發(fā)器都受同一時(shí)鐘脈沖——輸入計(jì)數(shù)脈沖的控制，因此，它們狀態(tài)的更新幾乎是同時(shí)的，故被稱為“同步計(jì)數(shù)器”。例：三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&計(jì)數(shù)脈沖CP1用計(jì)數(shù)方法同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器分析步驟:1.先列寫(xiě)控制端的邏輯表達(dá)式：J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1Q0：來(lái)一個(gè)CP，它就翻轉(zhuǎn)一次；Q1：當(dāng)Q0＝1時(shí)，它可翻轉(zhuǎn)一次；Q2：只有當(dāng)Q1Q0＝11時(shí)，它才能翻轉(zhuǎn)一次。三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&計(jì)數(shù)脈沖CPCPQ0Q1Q23.還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。思考題：試用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)M=8的二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器電路。Q0的輸出的波形的頻率是CP的1/2。Q1的輸出的波形的頻率是CP的1/4。Q2的輸出的波形的頻率是CP的1/8。二分頻四分頻八分頻2用移位寄存器構(gòu)成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

環(huán)形計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即將FFn-1的輸出Qn-1接到FF0的輸入端D0。工作原理根據(jù)起始狀態(tài)設(shè)置的不同，在輸入計(jì)數(shù)脈沖CP的作用下，環(huán)形計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)可以循環(huán)移位一個(gè)1，也可以循環(huán)移位一個(gè)0。即當(dāng)連續(xù)輸入CP脈沖時(shí)，環(huán)形計(jì)數(shù)器中各個(gè)觸發(fā)器的Q端，將輪流地出現(xiàn)矩形脈沖。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)狀態(tài)圖即將FFn-1的輸出Qn-1接到FF0的輸入端D0。扭環(huán)形計(jì)數(shù)器3.4.2異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：在異步計(jì)數(shù)器內(nèi)部，有的觸發(fā)器直接受輸入計(jì)數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器則是把其它觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為自己的時(shí)鐘脈沖，因此各個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)變換的時(shí)間先后不一，故被稱為“異步計(jì)數(shù)器”。Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計(jì)數(shù)脈沖三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器例：三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器。Q0Q1Q2

210001010101010001010110

11100000101作業(yè)：試畫(huà)出三位二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器的電路圖，并分析其工作過(guò)程。異步計(jì)數(shù)器優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單、可靠。異步計(jì)數(shù)器缺點(diǎn)：速度慢。Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計(jì)數(shù)脈沖三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器選用4個(gè)CP上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2、FF3表示。2、十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖輸出方程：十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161返回74LS161是常用的四位二進(jìn)制可預(yù)置的同步加法計(jì)數(shù)器，它可以靈活地運(yùn)用在各種數(shù)字電路，以及單片機(jī)系統(tǒng)種實(shí)現(xiàn)分頻器等很多重要的功能；

同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161圖3-3574LS161的外引線圖

狀態(tài)輸出圖3-3674LS161的邏輯符號(hào)并行輸入CP輸入任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)電路的構(gòu)成1．反饋歸零法(1)六進(jìn)制的構(gòu)成輸出QC和QB經(jīng)過(guò)與非門(mén)又返回74LS161的清零端,構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161QCQDQAQB六進(jìn)制74LS161QCQDQAQB十二進(jìn)制與非門(mén)與非門(mén)2、反饋預(yù)置數(shù)法構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

輸出QD和QA經(jīng)過(guò)與非門(mén)又返回74LS161的置數(shù)端,構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器132546714121310119874LS161CP16ABCDP地VccQAQCQBQDTBADC8接共陽(yáng)極數(shù)碼管與非門(mén)CP+5v74LS161構(gòu)成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器1214121311874LS161CP16地VccQAQCQBQDBADC8與非門(mén)CP7