數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器第1頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、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）

電路作用：分頻、定時(shí)、產(chǎn)生脈沖序列、數(shù)字運(yùn)算等；第2頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、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3頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

6.2.1采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器。例1設(shè)計(jì)模6同步計(jì)數(shù)器。

解：模6計(jì)數(shù)器要求有6個(gè)記憶狀態(tài)，且逢6進(jìn)1。假設(shè)令這6個(gè)狀態(tài)為S0=000，S1=001，S2=011，S3=111，S4=110，S5=100。①列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表和原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。第4頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六n態(tài)n+1態(tài)Z（t）Q3Q2Q1Q3Q2Q1000

0010001

0110011

1110111

1100110

1000100

0001狀態(tài)轉(zhuǎn)移表S0S1S2S3S4S5原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖第5頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六0×100110\Q3nQ2nQ1n\0001111001偏離態(tài)做任意項(xiàng)處理Q3n+1=Q2n0×001111\Q3nQ2nQ1n\0001111001Q2n+1=Q1n1×001101\Q3nQ2nQ1n\0001111001Q1n+1=Q3n

②次態(tài)卡諾圖第6頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六0×01000×\Q3nQ2nQ1n\0001111001輸出函數(shù)：Z=Q3nQ2n輸出函數(shù)卡諾圖第7頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六③確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程，可以檢驗(yàn)是否具有自啟動(dòng)性。偏離狀態(tài)有010，101。始終進(jìn)不到有效狀態(tài)，稱為計(jì)數(shù)器出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象。不具有自啟動(dòng)特性.111011001000100110101010為了消除堵塞：①通過(guò)RD或SD，強(qiáng)迫計(jì)數(shù)器脫離堵塞進(jìn)入有效循環(huán)。②修改設(shè)計(jì)，即打斷偏離狀態(tài)的循環(huán)，使其某一偏離狀態(tài)在時(shí)鐘作用下轉(zhuǎn)移到有效序列中去。第8頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六偏離狀態(tài)做為任意項(xiàng)處理時(shí)，沒(méi)有確定的轉(zhuǎn)移方向，現(xiàn)在要使它有確定的轉(zhuǎn)移。如：打斷101——010的轉(zhuǎn)移，使101——011有效狀態(tài)，那么卡諾圖變?yōu)椋ㄒ?jiàn)卡諾圖中的紅線）各級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：Q3n+1=Q2nQ2n+1=Q1nQ1n+1=Q3nQ2nQ1n再檢驗(yàn)偏離狀態(tài)，具有了自啟動(dòng)特性。第9頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六④若采用D觸發(fā)器,則觸發(fā)器激勵(lì)函數(shù)：D3=Q2n，D2=Q1n，D1=Q3n+Q2nQ1n輸出函數(shù)Z=Q3nQ2n⑤、據(jù)④畫(huà)出具有自啟動(dòng)特性的模6同步計(jì)數(shù)器邏輯電路。

第10頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六解：據(jù)題意可直接由波形圖畫(huà)出該電路狀態(tài)圖狀態(tài)已簡(jiǎn)化、已分配選擇3個(gè)上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器例2：試按下圖所示的時(shí)序關(guān)系設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序電路確定觸發(fā)器的類型和個(gè)數(shù)第11頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六寫(xiě)出電路的狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程求狀態(tài)方程：Q2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1Y00000100010100010011001110001000001例2:第12頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六求驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程：K0=1J1=Q0n畫(huà)出邏輯圖K2=1 K1=Q0n例2:同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例第13頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（4）檢查自啟動(dòng)能力Q2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1Y00000100010100010011001110001000001無(wú)效狀態(tài)

101010111001011110001修改輸出方程：電路的輸出Y有錯(cuò)！000例2:同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例第14頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（4）完整的狀態(tài)圖電路具備自啟動(dòng)能力例2:同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例第15頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六修改后的邏輯圖例2:同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例第16頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六小結(jié)：采用小規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器的一般步驟。

列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程，輸出方程檢驗(yàn)自啟動(dòng)特性確定驅(qū)動(dòng)方程（激勵(lì)函數(shù)）畫(huà)出邏輯電路不具有

具有第17頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六6.2.2采用中規(guī)模集成器件實(shí)現(xiàn)任意模值計(jì)數(shù)器。必須學(xué)會(huì)查閱有關(guān)器件手冊(cè)和技術(shù)資料，搞清楚所要使用的邏輯器件的功能和工作原理，還要了解和記住一些常用的信號(hào)名的作用。

CO進(jìn)位輸出BO借位輸出CT，CTt，CTp計(jì)數(shù)器控制端LD并行置入數(shù)據(jù)控制端L/D雙功能端：L是加法計(jì)數(shù)控制端D是減法計(jì)數(shù)控制端CR是清除（清0）端EN是三態(tài)允許控制端ST是數(shù)據(jù)選通端CP是時(shí)鐘輸入端第18頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、集成同步計(jì)數(shù)器介紹:

異步清除：當(dāng)CR=0時(shí),Q均為0

741614位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)（異步清除）74160十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（異步清除）

同步清除：是當(dāng)CR=0時(shí)，在時(shí)鐘信號(hào)作用下，實(shí)現(xiàn)清除。

741634位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)（同步清除）

74162十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（同步清除）第19頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

74192:雙時(shí)鐘觸發(fā)的4位十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器.74193:雙時(shí)鐘觸發(fā)的4位二進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器.

74190:4位十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器。74191:4位二進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器。集成同步計(jì)數(shù)器第20頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六集成同步計(jì)數(shù)器74161第21頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、集成同步計(jì)數(shù)器—74161

四個(gè)J-K觸發(fā)器構(gòu)成D3

~D0:數(shù)據(jù)輸入端CP:時(shí)鐘輸入,上升沿有效CR:

異步清零,低電平有效LD:

同步預(yù)置，低電平有效Q3~

Q0:數(shù)據(jù)輸出端CTP、CTT：使能端，多片級(jí)聯(lián)1).邏輯符號(hào)CPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT74161第22頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2）74161邏輯功能描述CO=CTTQ0Q1Q2Q374161邏輯功能表保持,CO=0×××01××××××××0Q3Q2Q1Q0CPCTPCTTLDCR輸出預(yù)置數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘使能預(yù)置0000XXXX×011保持,CO保持×XXXX0111計(jì)數(shù)XXXX1111清零CR異步清零（與CP無(wú)關(guān)）LD同步并行置數(shù)（在CP上升沿時(shí)）CTPCTT=0保持狀態(tài)不變Q3Q2Q1Q0＝0000Q3Q2Q1Q0＝D3D2D1D0(CP↑)＝CTPCTT=1計(jì)數(shù)Q3Q2Q1Q0＝Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0＋1D3D2D1D0d3d2d1d0d3d2d1d0CPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT74161第23頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六時(shí)序圖

LD

d0

d1

d2

d3

CP

CTP

CTT

Q0

Q1

Q2

Q3

CO

計(jì)數(shù)

保持

異步清零

同步預(yù)置

CR第24頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六01111CR清零×0111LD預(yù)置××××0×1011CTTCTP使能×↑××↑CP時(shí)鐘××××d3d2d1d0××××××××××××D3D2D1D0預(yù)置數(shù)據(jù)輸入0000d3d2d1d0保持保持十進(jìn)制計(jì)數(shù)Q3Q2Q1Q0輸出工作模式異步清零同步置數(shù)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù)74160的功能表8421BCD碼同步加法計(jì)數(shù)器74160CPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT74160第25頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2

、四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——CT74163

CT74161功能表

輸入 輸出CP CR LD CTTCTP ABCD QAQBQCQDФ 0 Ф Ф Ф ФФФФ 0000↑ 1 0 Ф Ф ABCD

ABCDФ 1 1 0 Ф ФФФФ 保持Ф 1 1 Ф 0 ФФФФ 保持↑

1 1 1 1 ФФФФ 計(jì)數(shù)↑CT74163功能表第26頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器——CT74163

——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QDQCQBQA才被全部清零。（1）外引線排列和CT74161相同（2）置數(shù)，計(jì)數(shù)，保持等功能與CT74161相同（3）清零功能與CT74161不同第27頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六解：

1片74LS161只能構(gòu)成模16計(jì)數(shù)器，模256=16×16，所以可用兩片74LS161實(shí)現(xiàn)。兩片均接成模16計(jì)數(shù)器并將兩片級(jí)聯(lián)起來(lái)，讓兩個(gè)芯片協(xié)同工作即可構(gòu)成模256計(jì)數(shù)器片與片之間的連接方式：并行進(jìn)位：低位片的進(jìn)位信號(hào)（CO）作為高位片的使能信號(hào)（同步級(jí)聯(lián)）串行進(jìn)位：低位片的進(jìn)位信號(hào)（CO）作為高位片的時(shí)鐘脈沖（異步級(jí)聯(lián)）設(shè)計(jì)思想：3、集成計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)擴(kuò)展例：用74161組成模256計(jì)數(shù)器。第28頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1N=16×16=256

計(jì)數(shù)狀態(tài):00000000～11111111串行進(jìn)位異步級(jí)聯(lián)CP1111+0001并行進(jìn)位同步級(jí)聯(lián)電路圖第29頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

集成計(jì)數(shù)器可以加適當(dāng)反饋電路后構(gòu)成任意模值M計(jì)數(shù)器。

通常中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器都有清0、置數(shù)等多個(gè)控制端，因此實(shí)現(xiàn)任意M計(jì)數(shù)的基本方法有兩種：

(一）利用清除端CR的復(fù)位法。（反饋清零法）(二）利用置入控制端LD的置位法。（同步預(yù)置法）應(yīng)用：用74161、74160組成任意模值計(jì)數(shù)器第30頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六態(tài)序表

NQ3Q2

Q1Q0CR0 000011000112001013001114010015010116011017011118100019100111010100采用CT74161(一）反饋清零法例1：分析圖示電路的功能功能：M=10同步計(jì)數(shù)器CR=Q3Q1&CPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT741611第31頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六☆為什么1010狀態(tài)不算在主循環(huán)內(nèi)，用波形圖說(shuō)明同步計(jì)數(shù)器最低位Q0在CP↑翻轉(zhuǎn)。先畫(huà)最低位Q0Q2在Q1↓翻Q3在Q2↓翻

當(dāng)?shù)谑畟€(gè)脈沖上升沿到達(dá)后Q3Q2Q1Q0＝1010,/CR＝0。只要/CR=0,計(jì)數(shù)器強(qiáng)制置0。1010只能使Q3Q1出現(xiàn)一個(gè)很窄的小毛刺。缺點(diǎn):Q1輸出波形上有毛刺。造成/CR脈沖寬度太窄，清0不可靠。Q1在Q0↓翻&CPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT741611第32頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

當(dāng)Q1由1→0，Q3沒(méi)來(lái)的及翻，/CR早已變?yōu)?，造成Q3Q2Q1Q0＝1000。發(fā)生錯(cuò)誤計(jì)數(shù)假設(shè):Q1比Q3速度快，低位先翻。第33頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六&&0&D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT74161當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP↑到來(lái)：1011G1G2G3010當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP↓到來(lái)：01

在第十個(gè)CP的↑或↓沿的作用下，Q端輸出的清0信號(hào)寬度和計(jì)數(shù)脈沖CP=1的持續(xù)時(shí)間相同。足以保證各級(jí)觸發(fā)器能正常工作。

基本觸發(fā)器Q=0，/CR=0,使Q3Q2Q1Q0=0000。

基本觸發(fā)器Q=1，/CR=1。000100加基本RS觸發(fā)器，使/CR脈沖寬度變寬克服清0不可靠的方法：CP1第34頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六利用異步清零法實(shí)現(xiàn)模10計(jì)數(shù)的波形圖：12345678910第35頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六態(tài)序表

NQ3Q2Q1Q00 0000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100采用CT74161例2:分析圖示電路的功能(一）反饋清零法D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT74161CP1&第36頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六☆

確定有效狀態(tài)

☆☆

畫(huà)出計(jì)數(shù)器的邏輯電路找出反饋清零狀態(tài)產(chǎn)生反饋清零信號(hào)2、采用清零法設(shè)計(jì)任意模值計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)步驟第37頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六反饋清0法的基本思想是：

計(jì)數(shù)器從全0狀態(tài)S0開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)滿M個(gè)狀態(tài)產(chǎn)生清0信號(hào)，使計(jì)數(shù)器恢復(fù)到初態(tài)S0,然后再重復(fù)前面過(guò)程。第38頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例1、用74161組成十進(jìn)制(N=10)計(jì)數(shù)器解：Q3Q2Q1Q00000000100101001101011111011☆

選擇初態(tài)為0，0~9為有效狀態(tài)，10~15為無(wú)效狀態(tài)?！?/p>

當(dāng)輸入十個(gè)CP脈沖，Q3Q2Q1Q0=1010時(shí)，強(qiáng)制計(jì)數(shù)器置0。強(qiáng)制置0信號(hào)是異步置0，與計(jì)數(shù)器其它狀態(tài)無(wú)關(guān)。因而1010這個(gè)狀態(tài)不計(jì)算在主循環(huán)內(nèi)。反饋電路是一個(gè)二輸入與非門(mén)設(shè)計(jì)舉例()CR=Q3Q1第39頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六&CPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT741611最后畫(huà)出原理電路圖：第40頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

當(dāng)Q1由1→0，Q3沒(méi)來(lái)的及翻，/CR早已變?yōu)?，造成Q3Q2Q1Q0＝1000。發(fā)生錯(cuò)誤計(jì)數(shù)假設(shè):Q1比Q3速度快，低位先翻第41頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六&&0&D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT74161當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP↑到來(lái)：1011G1G2G3010當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP↓到來(lái)：01在第十個(gè)CP的↑或↓沿的作用下，Q端輸出的清0信號(hào)寬度和計(jì)數(shù)脈沖CP=1的持續(xù)時(shí)間相同。足以保證各級(jí)觸發(fā)器能正常工作。基本觸發(fā)器Q=0，/CR=0,使Q3Q2Q1Q0=0000。基本觸發(fā)器Q=1，/CR=1。000100加基本RS觸發(fā)器，使/CR脈沖寬度變寬CP1第42頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例2用74160組成48進(jìn)制計(jì)數(shù)器。先將兩芯片采用同步級(jí)聯(lián)方式連接成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再用異步清零法組成了48進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：因?yàn)镹＝48，而74160為模10計(jì)數(shù)器，所以要用兩片74160構(gòu)成3Q2QCTTCP0D1D2D3DCO1Q0Q74160(1)∧CTPCRLD13DD3DCPQQ0∧0CO74160(2)LD21CTTQDQCR2CTP1計(jì)數(shù)脈沖&11第43頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例3：用74161計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模12計(jì)數(shù)。例4：用74161計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)。

由前面例題分析中可以發(fā)現(xiàn)，用反饋置零法設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器存在一個(gè)普遍規(guī)律：異步反饋清零法設(shè)計(jì)規(guī)律：D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT74161CP1&D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTT74161CP1&計(jì)數(shù)模值等于幾,就由幾產(chǎn)生清0信號(hào)。第44頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

74160是M10計(jì)數(shù)器，要實(shí)現(xiàn)模853計(jì)數(shù)，須用三片74160級(jí)聯(lián)。⑵用異步反饋置0法，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖輸入到第853個(gè)脈沖時(shí)產(chǎn)整體置0信號(hào)使計(jì)數(shù)器返回到初始狀態(tài)0000?！?/p>

利用各片間進(jìn)位信號(hào)快速傳遞方法，組成計(jì)數(shù)模值為1000計(jì)數(shù)器。⑴大模分解法：M=M1XM2XM3=10X10X10=1000先設(shè)計(jì)M1000計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)范圍：0~852共853個(gè)狀態(tài)第853個(gè)狀態(tài)產(chǎn)生異步置0譯碼信號(hào)。所以第853個(gè)狀態(tài)不計(jì)算在主循環(huán)內(nèi)例5：用74160構(gòu)成853計(jì)數(shù)分?jǐn)?shù)器&CP1D3D2D1D08421COCTPCTT74160(1)CPD3D2D1D08421COCTPCTT74160(2)CPD3D2D1D08421COCTPCTT74160(3)CP第45頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六00001001(二）同步預(yù)置法例1.分析下圖所示計(jì)數(shù)器電路，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表第46頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六01100(二）同步預(yù)置法例2.分析下圖所示計(jì)數(shù)器電路，列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移表第47頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六☆

確定有效狀態(tài)

☆

產(chǎn)生同步預(yù)置信號(hào)確定并入數(shù)據(jù)

☆

畫(huà)出計(jì)數(shù)器的邏輯電路。2、采用置數(shù)法設(shè)計(jì)任意模值計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)步驟第48頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六計(jì)數(shù)模值M＜16例1：用74161實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：由于74161是M16計(jì)數(shù)器共有16個(gè)狀態(tài)，要實(shí)現(xiàn)M10計(jì)數(shù)，必須跳越（16－10）6個(gè)狀態(tài)。共有三種跳躍方法：前十個(gè)狀態(tài)0000→1001

無(wú)C0中間十個(gè)狀態(tài)0011→1100

無(wú)C0后十個(gè)狀態(tài)0110→1111

有C0☆

反饋置數(shù)法是利用/LD=0進(jìn)行同步置數(shù)。74161、74160只有在CP↑到來(lái)時(shí)才能置數(shù)，CP↑沒(méi)有到來(lái)，不能置數(shù)。第49頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六CPQ3Q2Q1Q000000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100131101141110151111☆前十個(gè)狀態(tài)：

計(jì)數(shù)范圍0~9，預(yù)置數(shù)為0，用9來(lái)反饋。

由于74161屬于同步置數(shù)，有CP↑到來(lái)才能置數(shù)，反饋控制信號(hào)1001狀態(tài)要計(jì)算在主循環(huán)內(nèi)。具體設(shè)計(jì)方法：1Q3Q2Q1Q0CTTCTP&CPD3D2D1D0CP74161COQ3Q2Q1Q0CTPCTT第50頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六CPQ3Q2Q1Q000000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100131101141110151111☆后十個(gè)狀態(tài):

計(jì)數(shù)范圍6~15，預(yù)置數(shù)為6，用15來(lái)反饋具體設(shè)計(jì)方法：CP1&0110Q3Q2Q1Q0CTTCTPD3D2D1D0CP74161COQ3Q2Q1Q0CTPCTT第51頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六CPQ3Q2Q1Q000000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100131101141110151111☆中間十個(gè)狀態(tài):

計(jì)數(shù)范圍3~12，預(yù)置數(shù)為3，用12來(lái)反饋具體設(shè)計(jì)方法：00111Q3Q2Q1Q0CTTCTP&CPD3D2D1D0CP74161COQ3Q2Q1Q0CTPCTT第52頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六★置0000法：

例如，設(shè)計(jì)M10計(jì)數(shù)器，預(yù)置數(shù)為0000，置數(shù)信號(hào)為10－1＝9，即:Q3Q2Q1Q0=1001,

例如，設(shè)計(jì)M12計(jì)數(shù)器，預(yù)置數(shù)為0000，置數(shù)信號(hào)為12－1＝11，即:Q3Q2Q1Q0=1011,★置0000~1111之間任意數(shù)法：

從所置入數(shù)對(duì)應(yīng)狀態(tài)開(kāi)始順序數(shù)到M個(gè)狀態(tài)，利用此狀態(tài)產(chǎn)生置數(shù)信號(hào)/LD。

例如，設(shè)計(jì)M12計(jì)數(shù)器，假定預(yù)置數(shù)為8，從8數(shù)到12個(gè)狀態(tài)，與第12個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的數(shù)，即為置數(shù)信號(hào)。由3（0011）產(chǎn)生置數(shù)譯碼信號(hào)，反饋置數(shù)法設(shè)計(jì)規(guī)律：計(jì)數(shù)M=幾，就由幾-1組成置數(shù)信號(hào)。第53頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六解：

利用大模分解法，M=M1XM2=16X16=256,先用兩片74161組成M256計(jì)數(shù)器，然后用反饋置數(shù)法實(shí)現(xiàn)M24計(jì)數(shù)。根據(jù)題意初始狀態(tài)為00000001，即預(yù)置數(shù)為1。

利用反饋置數(shù)法，由于使用同步置數(shù)，置數(shù)狀態(tài)計(jì)算在主循環(huán)之內(nèi)。所以用24作反饋置數(shù)譯碼信號(hào)。（24)10＝（00011000）2計(jì)數(shù)范圍：00000001~0001100000011000例2：用74161設(shè)計(jì)M24計(jì)數(shù)器&1CPD0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCO74161(1)1D0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCO74161(2)1第54頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六解：預(yù)置數(shù)為：0101置數(shù)控制信號(hào)：★

列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表判別是M幾計(jì)數(shù)器?！?/p>

假定初始狀態(tài)為0Q3Q2Q1Q0/LD00

1010110011110001001101010111100110111101111000011111111111

如果初始條件不為0也沒(méi)關(guān)系，計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)，不用的狀態(tài)就自動(dòng)丟掉了。計(jì)數(shù)器計(jì)滿值后自動(dòng)返回0000，分析結(jié)果為M12計(jì)數(shù)器。例3、分析圖示電路，說(shuō)明是模幾計(jì)數(shù)器。Q3Q2Q1Q0D0D1D2D3CTPCTTCO741611CP10101第55頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六解：預(yù)置數(shù)為：Q3011置數(shù)控制信號(hào)：Q3Q2Q1Q0/LD★

假定初始狀態(tài)為0000000110100010101100111100010111100110111101111011111011111計(jì)數(shù)器計(jì)滿值后自動(dòng)返回0000，所以是M12計(jì)數(shù)器。★同樣列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表判別是M幾計(jì)數(shù)器。例4分析圖示電路，說(shuō)明是模幾計(jì)數(shù)器。Q3Q2Q1Q0D0D1D2D3CTPCTTCO741611CP1011第56頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

解：一片74161最大計(jì)數(shù)模值為16，要實(shí)現(xiàn)M60計(jì)數(shù)必須用兩片74161?！锎竽７纸夥ǎ?/p>

M=M1XM2=6X10,用兩片74161分別組成模6、模10計(jì)數(shù)器，然后級(jí)聯(lián)組成模60計(jì)數(shù)器。用三種方法設(shè)計(jì)。方法一、反饋同步置數(shù)法：（6）10＝（0110）2低位片預(yù)置數(shù)：高位片預(yù)置數(shù)：（10）10＝（1010）2利用計(jì)數(shù)器計(jì)滿值CO=1,提取置數(shù)譯碼信號(hào)。經(jīng)6個(gè)狀態(tài)計(jì)滿值經(jīng)10個(gè)狀態(tài)計(jì)滿值例5：試用74161實(shí)現(xiàn)M60計(jì)數(shù)。1010CPD3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO74161(1)110110D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO74161(2)11第57頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六方法二、整體同步反饋置0000法：

先將兩片74161級(jí)聯(lián)成M=M1XM2=256計(jì)數(shù)器，然后用整體置數(shù)法組成模60計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)范圍：0~59用什么產(chǎn)生置0控制信號(hào)？（59）10＝（00111011）2當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到59（00111011）時(shí)，兩片同時(shí)置0。CPD0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCO74161(1)1D0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCO74161(2)1&第58頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六方法三、整體同步反饋置數(shù)法：（利用進(jìn)位輸出作為置數(shù)控制信號(hào)）

計(jì)數(shù)范圍196~255，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到255時(shí)，CO=1，使兩片74161置數(shù)控制端/LD=0，下一個(gè)CP到來(lái)時(shí)置數(shù)。預(yù)置輸入＝256－60＝196（196）10＝（11000100）2低位片預(yù)置數(shù)：0100高位片預(yù)置數(shù)：1100該電路可以實(shí)現(xiàn)可編程分頻器，只要改變預(yù)置數(shù)就可以改變分頻比。CPD3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO74161(1)1D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO74161(2)1010011001第59頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

對(duì)于同步置數(shù)的加法計(jì)數(shù)器來(lái)說(shuō)，只要用進(jìn)位輸出CO作為置數(shù)譯碼信號(hào)(使/LD=0),并設(shè)置：

預(yù)置輸入＝N-M，就可以實(shí)現(xiàn)模值為M的計(jì)數(shù)。若要改變計(jì)數(shù)模值M,只需要改變預(yù)置輸入數(shù)即可。N:最大計(jì)數(shù)值。M:要求計(jì)數(shù)值?？焖僭O(shè)計(jì)法：同步預(yù)置：預(yù)置數(shù)＝N–M＝[M]補(bǔ)計(jì)數(shù)值：M=[預(yù)置數(shù)]補(bǔ)例如：模60計(jì)數(shù)器M=（60）10＝[00111100]2預(yù)置數(shù)＝[M]補(bǔ)=[11000100]計(jì)數(shù)值：M=[預(yù)置數(shù)]補(bǔ)=[00111100]2=[60]10★利用進(jìn)位輸出作為置數(shù)譯碼信號(hào)具有通用性：第60頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

例：圖示計(jì)數(shù)器電路。試分別求出模100計(jì)數(shù)時(shí)的預(yù)置數(shù)？若預(yù)置數(shù)I7~I0=01101000,試求計(jì)數(shù)模值。解：該電路為同步置數(shù)加法計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值為M=256。根據(jù)預(yù)置數(shù)＝N–M＝[M]補(bǔ)可以求得：☆當(dāng)M=(100)10=(01100100)2

預(yù)置數(shù)I7~I0=[M]補(bǔ)＝[10011100]☆當(dāng)I7~I0=01101000時(shí)，由于M=[預(yù)置數(shù)]補(bǔ)所以M=[01101000]補(bǔ)＝（10011000）2＝（152）10CPD0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCO74161(1)1D0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCO74161(2)1I0I1I2I3I4I5I6I71第61頁(yè)，共70頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

N<M

的實(shí)現(xiàn)方法：設(shè)需用模M集成計(jì)數(shù)器（異步清零、同步置數(shù)）組成模N計(jì)數(shù)器反饋清零法反饋置數(shù)法利用清零輸入端，使電路計(jì)數(shù)到N+1狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生清零操作，越過(guò)后續(xù)M–N個(gè)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)模N計(jì)數(shù)利用計(jì)數(shù)器的置數(shù)功能，通過(guò)進(jìn)位輸出給計(jì)數(shù)器置數(shù)M-N，跳過(guò)0至M-N的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)模N計(jì)數(shù)用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器小結(jié)：

思考：若計(jì)數(shù)器為同步清零