《電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）》 課件 第七章 數(shù)字電路

第七章數(shù)字電路414§7-4時序邏輯電路§7-2常用集成組合邏輯電路§7-1門電路§7-3觸發(fā)器§7-1門電路416一、基本邏輯關(guān)系及其門電路門電路是實現(xiàn)一定邏輯關(guān)系的電路，在數(shù)字邏輯電路中，基本邏輯關(guān)系有與、或、非三種，實現(xiàn)這三種邏輯功能的電路稱為與門電路、或門電路和非門電路，簡稱與門、或門和非門。4171.與邏輯和與門電路（1）與邏輯在有些重大問題的表決中不是采用少數(shù)服從多數(shù)原則，而是一票否決制，只有當(dāng)所有表決的人都贊成的時候，這件事才能通過，這件事的通過和決定它的所有人的表態(tài)之間的因果關(guān)系就是與邏輯關(guān)系，因此與邏輯可概括為：只有當(dāng)決定一個事件的所有條件都成立時，事件才會發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系。418如圖所示，由兩個開關(guān)串聯(lián)控制電燈亮或滅的電路，要使電燈亮的這個事件發(fā)生，必須兩個開關(guān)都閉合，所以這個電路就電燈亮與開關(guān)閉合的因果關(guān)系而言是與邏輯關(guān)系，如果用Y來表示燈亮這個事件的發(fā)生與否，用A和B分別表示開關(guān)的狀態(tài)，那么與邏輯關(guān)系可表示為：Y=A·B419用開關(guān)控制與邏輯電路其中“·”為與邏輯的運算符號，“A·B”讀作“A與B”，與邏輯運算符號“·”在運算中可以省略，上式可寫成Y=AB。Y=AB稱為邏輯表達式，A、B、Y都是邏輯變量，邏輯變量只有兩種狀態(tài)，通常用1或0來表示，作為邏輯取值的1和0并不表示數(shù)值的大小，而是表示完全對立的兩個邏輯狀態(tài)，可以是條件的有或無，事件的發(fā)生或不發(fā)生，如燈的亮或滅、開關(guān)的通或斷、電壓的高或低等。根據(jù)與邏輯的定義，若用“1”表示燈亮，“0”表示燈滅；用“1”表示開關(guān)閉合狀態(tài)，“0”表示開關(guān)斷開狀態(tài)，可以得到與邏輯的運算規(guī)則：0·0=01·0=00·1=01·1=1420（2）二極管與門電路二極管與門電路如圖所示。421二極管與門電路1）工作原理。數(shù)字電路中的信號，通常只有高電平和低電平兩種狀態(tài)。2）真值表和邏輯表達式。如果用“1”表示高電平，“0”表示低電平，用字母A、B表示輸入信號，字母Y表示輸出信號，這樣表中可改寫成下表，這種用1和0表示的所有可能的輸入狀態(tài)的取值和相應(yīng)的輸出狀態(tài)的取值所組成的表格稱為真值表。由下表可以歸納出與門的邏輯功能為：“有0出0，全1出1”。與門的邏輯表達式為：

Y=AB422423二極管與門輸入、輸出關(guān)系表424與門的真值表（3）與門邏輯符號如圖所示是與門邏輯符號。425與門邏輯符號2.或邏輯和或門電路（1）或邏輯如果把下圖中的開關(guān)A、B改為并聯(lián)再和電燈連接起來，就可以得到下圖所示的電路。426用開關(guān)控制與邏輯電路用開關(guān)控制或邏輯電路顯然，燈亮的條件是，只要開關(guān)A或B有一個閉合就行。所以這種燈亮與開關(guān)閉合的關(guān)系是“或”邏輯，因此或邏輯可概括為：在決定一個事件發(fā)生的幾個條件中，只要其中一個或者一個以上的條件成立，事件就會發(fā)生，這種邏輯電路關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系。或邏輯可以表示為Y=A+B式中“+”為或邏輯運算符號，“A+B”讀成“A或B”。427（2）二極管或門電路用二極管組成的或門電路如圖所示。428用二極管組成的或門電路（3）或門邏輯符號下圖所示為或門邏輯符號。429或門邏輯符號3.非邏輯和非門電路（1）非邏輯在下圖所示的用開關(guān)控制非邏輯電路中，要使電燈亮，開關(guān)A必須斷開，所以這個電路就電燈亮與開關(guān)閉合而言符合非邏輯關(guān)系，故非邏輯可概括為：在事件中，結(jié)果總是和條件呈相反狀態(tài)，這種邏輯關(guān)系稱為非邏輯關(guān)系。邏輯變量A的非邏輯可以表示為：

。式中A上面的“-”為非邏輯運算符號，“

”讀成“A非”。430431用開關(guān)控制非邏輯電路（2）三極管非門電路晶體三極管非門電路如圖所示，晶體三極管工作在飽和或截止狀態(tài)。（3）非門邏輯符號下圖b所示為非門邏輯符號。432晶體三極管非門電路a）電路b）邏輯符號二、復(fù)合邏輯門將三種基本邏輯門電路進行適當(dāng)?shù)慕M合，就可以構(gòu)成與非門、或非門和與或非門等復(fù)合邏輯門電路，見下表。433復(fù)合邏輯門電路三、集成邏輯門電路上述用二極管、晶體三極管、電阻元件等組裝而成的門電路，稱為分立元件電路，具有使用元件多、體積大、工作效率低、可靠性欠佳、帶負載能力差等缺點，所以目前分立元件電路很少使用，已逐漸被數(shù)字集成電路所替代。所謂數(shù)字集成電路就是把電路元件都制作在一塊芯片上的電路。數(shù)字集成門電路目前應(yīng)用較多的有兩類：TTL（晶體管-晶體管邏輯電平）集成電路和CMOS（互補金屬氧化物半導(dǎo)體）集成電路。在集成邏輯門電路中，較典型的門電路是與非門，如圖所示為CD4012型雙四輸入與非門集成電路外形。434435CD4012型雙四輸入與非門集成電路外形1.TTL與非門（1）TTL與非門電路下圖所示是常用的TTL與非門電路及其邏輯符號。436常用的TTL與非門電路及其邏輯符號a）TTL與非門電路b）與非門邏輯符號V1是多發(fā)射極晶體三極管，可把它的集電結(jié)看成一個二極管，而把發(fā)射結(jié)看成與前者背靠背的幾個二極管，如圖所示。這樣，V1的作用和二極管與門的作用完全相似。437多發(fā)射極晶體三極管及其等效電路（2）TTL與非門電路的工作原理1）輸入端不全為高電平的情況。2）輸入端全為高電平的情況。（3）TTL與非門電路的電壓傳輸特性電壓傳輸特性是研究TTL與非門電路的輸入電壓Ui改變時，輸出電壓Uo如何隨之變化的特性曲線，如圖所示。這條曲線可以分成AB、BC、CD、DE四段。438TTL與非門電路的電壓傳輸特性（4）TTL與非門電路的主要參數(shù)TTL與非門電路的主要參數(shù)見下表。439TTL與非門電路的主要參數(shù)2.集電極開路與非門（OC門）OC門的電路和邏輯符號如圖a和圖b所示，由于輸出管V4懸空，所以把這種電路稱為集電極開路與非門（OC門）。440集電極開路與非門（OC門）a）電路b）邏輯符號c）單個使用d）多個使用3.三態(tài)門（TSL門）（1）電路和邏輯符號三態(tài)門的輸出端可以輸出高電平、低電平、高阻態(tài)三種狀態(tài)。三態(tài)門的電路和邏輯符號如圖所示，三態(tài)門可以看作是由兩個與非門和一個二極管組成的。441三態(tài)門的電路和邏輯符號a）電路b）邏輯符號（2）邏輯真值表三態(tài)門的邏輯真值表見下表。442三態(tài)門的邏輯真值表此外，還有另一種三態(tài)門，其使能端為高電平有效，即EN=1時為工作狀態(tài)；EN=0時輸出為高阻態(tài)。其邏輯符號如圖所示。443另一種三態(tài)門邏輯符號4.MOS與非門MOS與非門可分為NMOS、PMOS和CMOS三種類型，其中PMOS速度較慢，用得較少。（1）MOS管的開關(guān)特性MOS管的漏極D和源極S相當(dāng)于一個開關(guān)。444NMOS場效應(yīng)管及開關(guān)等效電路（2）CMOS與非門CMOS與非門又稱為互補型MOS與非門，由NMOS和PMOS管共同組成。445CMOS與非門§7-2常用集成組合邏輯電路446組合邏輯電路是由若干個基本邏輯門電路和復(fù)合邏輯門電路組成的。組合邏輯電路的輸入端可以有一個或多個輸入變量，輸出端也可以有一個或多個邏輯函數(shù)，是一種非記憶性邏輯電路。常見的組合邏輯電路有編碼器、譯碼器、加法器、比較器、數(shù)據(jù)選擇/分配器等，在數(shù)字系統(tǒng)中用途十分廣泛，本節(jié)著重介紹編碼器和譯碼器。在日常生活和生產(chǎn)實際中，經(jīng)?？梢钥吹降氖M制數(shù)顯示，如圖所示，要想將十進制數(shù)直觀地顯示出來，必須將信號經(jīng)編碼器、譯碼器處理后才能由顯示器顯示，如圖所示。447448十進制數(shù)顯示示意框圖生活、生產(chǎn)中的十進制數(shù)顯示實例一、邏輯代數(shù)的基本運算規(guī)則和基本定律1.邏輯代數(shù)的基本運算規(guī)則常用基本邏輯運算規(guī)則見表。449常用基本邏輯運算規(guī)則2.邏輯代數(shù)的基本定律邏輯代數(shù)的基本定律見下表。450邏輯代數(shù)的基本定律二、邏輯函數(shù)的化簡邏輯表達式的形式一般有5種，除了與或表達式外還有或與表達式、與非—與非表達式、或非—或非表達式、與或非表達式，所以一個邏輯函數(shù)可以有不同的表達式。在邏輯函數(shù)的幾種表達式中，與或表達式最常用，也容易轉(zhuǎn)換成其他的表達式，因此，下面著重討論最簡的與或表達式。最簡的與或表達式是指在不改變邏輯關(guān)系的情況下，首先乘積項的個數(shù)最少，其次是每一個乘積項中變量的個數(shù)最少。4511.并項法利用公式AB+

=A將兩個乘積項合并為一項，合并后消去一個互補的變量。例如2.吸收法利用公式A+

=A吸收多余的乘積項。例如4523.消去法利用公式A+

=A+B消去多余的因子。例如4.配項法利用A=A（B+

）可將某項拆成兩項，然后再用上述方法進行化簡。453三、組合邏輯電路的分析1.組合邏輯電路的分析步驟（1）根據(jù)組合邏輯電路的邏輯圖，逐級寫出邏輯函數(shù)的表達式。（2）對表達式進行化簡或變換，以得到最簡的函數(shù)表達式。（3）根據(jù)最簡的函數(shù)表達式，列出真值表。（4）分析真值表確定電路的邏輯功能。4542.組合邏輯電路的分析示例例5試分析下圖所示邏輯電路的功能。455邏輯電路圖四、常用數(shù)制除了人們所熟知的十進制數(shù)之外，數(shù)字電路中還采用二進制數(shù)和十六進制數(shù)等。1.十進制數(shù)十進制數(shù)有10個不同的數(shù)碼：0、1、2、…、9，它的基數(shù)為10。任何一個十進制數(shù)都可用這10個數(shù)碼按一定規(guī)律排列起來表示。十進制的計數(shù)規(guī)律是“逢十進一”。在一個十進制數(shù)中，每個數(shù)碼位置不同時，它代表的數(shù)值也不同。4562.二進制數(shù)二進制數(shù)只有兩個數(shù)碼：0和1，它的基數(shù)為2，計數(shù)規(guī)律是“逢二進一”。3.十六進制數(shù)采用二進制來表示數(shù)，通常位數(shù)很多，書寫麻煩。457五、編碼器把二進制數(shù)碼0和1按一定的規(guī)律編排成一組組代碼，并使每組代碼具有一定的含義（如代表某個十進制數(shù)）的過程稱為編碼。能完成編碼的數(shù)字電路稱為編碼器。1.二-十進制編碼器將十進制數(shù)字0～9編成二進制代碼的電路稱為二-十進制編碼器，也稱為BCD碼編碼器。要對0～9十個數(shù)字編碼，至少需要四位二進制代碼。四位二進制數(shù)碼有16種不同組合，而從16種組合中取出10種來表示0～9十個數(shù)字的取法有多種，最常用的是8421BCD碼。4588421BCD碼的編碼表見下表。4598421BCD碼的編碼表由編碼表可以得到：460下圖所示就是由上述邏輯表達式畫出的8421編碼器。4618421編碼器2.優(yōu)先編碼器上述編碼器每次只能對一個輸入信號進行編碼。但是，在實際應(yīng)用中往往同時有多個信號輸入編碼器，這時編碼器不可能對這些信號同時進行編碼，而只能按信號的輕重緩急，即按輸入信號的優(yōu)先級別進行編碼。具有這種功能的編碼器就稱為優(yōu)先編碼器。462CT74LS147型優(yōu)先編碼器a）外形圖b）引腳排列圖CT74LS147型優(yōu)先編碼器的編碼表見下表。463CT74LS147型優(yōu)先編碼器的編碼表六、譯碼器和顯示器1.二-十進制譯碼器譯碼器的功能與編碼器相反，它將具有特定含義的二進制代碼按其原意“翻譯”出來，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出信號。這個輸出信號可以是脈沖，也可以是電位。譯碼器也稱解碼器。將二進制代碼譯成十進制數(shù)碼0～9的電路稱為二-十進制譯碼器。每個十進制代碼對應(yīng)四位二進制代碼，所以，這種譯碼器有四個輸入端、十個輸出端，通常也稱為4線-10線譯碼器。下圖所示是8421BCD碼譯碼器邏輯電路圖，輸出為低電平時譯碼有效。4644658421BCD碼譯碼器邏輯電路圖2.顯示器在數(shù)字系統(tǒng)中，運算、操作的對象主要是二進制數(shù)碼。人們往往希望把運算或操作的結(jié)果用十進制數(shù)直觀地顯示出來，因此數(shù)字顯示電路是數(shù)字系統(tǒng)的一個組成部分。數(shù)字顯示器件的種類較多，主要有半導(dǎo)體發(fā)光二極管顯示器、液晶顯示器等。顯示器通過其各筆段的亮、暗組合成數(shù)字0～9或者其他符號字形。我國標準為七段字形，下圖所示為筆段字形圖。它有七個能發(fā)光的筆段，當(dāng)給某些筆段加上一定的電壓或驅(qū)動電流時，它就會發(fā)光，從而顯示出相應(yīng)的字形。由于各種顯示器的驅(qū)動要求不同，相應(yīng)的譯碼器也不同。466467七段顯示器字形圖（1）半導(dǎo)體發(fā)光二極管顯示器（LED數(shù)字顯示器）發(fā)光二極管與普通二極管的主要區(qū)別在于它導(dǎo)通時能發(fā)光，即外加正向電壓時，能發(fā)出醒目的光。發(fā)光二極管工作電壓為1.5～3V，工作電流一般取10mA/段左右，既保證亮度適中，又不損壞器件。LED數(shù)字顯示器又稱數(shù)碼管，它由七段發(fā)光二極管封裝組成，它們排列成“日”字形，引腳排列如圖所示，其外形如圖所示。468469LED數(shù)字顯示器引腳a）共陽極型b）共陰極型LED數(shù)字顯示器外形LED數(shù)字顯示器內(nèi)部發(fā)光二極管有共陽極或共陰極兩種接法，如圖所示。共陽極接法是將LED顯示器中7個發(fā)光二極管的陽極共同連接，并接到電源。若要某段發(fā)光，該段相應(yīng)的發(fā)光二極管陰極須經(jīng)限流電阻接低電平。共陰極接法是將LED顯示器中7個發(fā)光二極管的陰極共同連接，并接地。若要某段發(fā)光，該段相應(yīng)的發(fā)光二極管陽極應(yīng)經(jīng)限流電阻接高電平。470LED數(shù)字顯示器內(nèi)部發(fā)光二極管的兩種接法a）共陽極b）共陰極（2）液晶顯示器液晶顯示器通常簡稱LCD。液晶是一種介于固體和液體之間的有機化合物。它和液體一樣可以流動，但在不同方向上的光學(xué)特性不同，具有顯示類似于晶體的性質(zhì)，故稱這類物質(zhì)為液晶。液晶顯示器是一種新型平板薄型顯示器件。液晶顯示器本身不發(fā)光，它是用電來控制光在顯示部位的反射和不反射（光被吸收）來實現(xiàn)顯示的。471LCD數(shù)碼顯示器3.BCD七段顯示譯碼器BCD七段顯示譯碼器能把8421BCD碼譯成對應(yīng)于數(shù)碼管七個字段的信號，驅(qū)動數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的十進制數(shù)碼。472CT74LS247型顯示譯碼器a）外形圖b）引腳排列圖§7-3觸發(fā)器473組合邏輯電路的輸出狀態(tài)僅由該時刻的輸入信號決定，而時序邏輯電路的輸出狀態(tài)不僅與同一時刻的輸入狀態(tài)有關(guān)，而且與電路原有狀態(tài)有關(guān)。觸發(fā)器是組成時序邏輯電路的基本單元電路，是最簡單的時序邏輯電路。觸發(fā)器在某個時刻的輸出狀態(tài)不僅取決于該時刻的輸入狀態(tài)，而且還和它本身的狀態(tài)有關(guān)，因此它具有記憶功能。觸發(fā)器按功能分為RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器。474一、RS觸發(fā)器1.基本RS觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器是構(gòu)成各種觸發(fā)器的基本電路，它有“與非”型和“或非”型兩種。（1）“與非”型基本RS觸發(fā)器1）電路?！芭c非”型基本RS觸發(fā)器如圖所示，它由兩個與非門交叉耦合組成。475476“與非”型基本RS觸發(fā)器2）工作原理①R=1、S=1，根據(jù)與非門的邏輯功能“有0出1、全1出0”，可知在這種情況下，D1、D2的輸出決定于Q、

的狀態(tài)。②R=1、S=0，由于S=0，D2輸出Q=1，此時D1的兩個輸入端全為1，則輸出

=0。③R=0、S=1，由于R=0，D1輸出

=1，此時D2的兩個輸入端全為1，輸出Q=0。④R=0、S=0，顯然，在這種情況下，Q=1、

=1，它破壞了觸發(fā)器的功能。477（2）“或非”型基本RS觸發(fā)器“或非”型基本RS觸發(fā)器如圖a所示。它由兩個“或非”門交叉耦合組成478“或非”型基本RS觸發(fā)器a）邏輯電路b）邏輯符號2.同步RS觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器的特點是輸入信號可以直接控制觸發(fā)器狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)，而在實際應(yīng)用中往往要求在約定的脈沖信號到來時，觸發(fā)器才能按輸入所決定的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。這個約定的脈沖信號稱為時鐘脈沖，又稱CP脈沖。這樣觸發(fā)器的狀態(tài)將在CP脈沖到來時，隨輸入信號的不同而變化。這種用時鐘脈沖控制的觸發(fā)器稱為同步RS觸發(fā)器。479（1）電路同步RS觸發(fā)器如圖所示。480同步RS觸發(fā)器a）邏輯電路b）邏輯符號（2）工作原理控制門D3、D4都是與非門。和與門一樣，與非門的一個輸入端可以控制另一個輸入端信號的通過。此處以CP端作為控制端。當(dāng)CP=0時，D3、D4的輸出被封鎖為“1”，它表示R端或S端的信號不能通過D3、D4；當(dāng)CP=1時，D3、D4開放，它表示R端或S端的信號能通過，但D3、D4的輸出分別是

。481（3）特性表、狀態(tài)圖綜上所述，可以得到同步RS觸發(fā)器的特性表，見下表。482同步RS觸發(fā)器的特性表觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換規(guī)律也可以用圖形的方式形象地加以表示。這個圖形就稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，簡稱狀態(tài)圖。同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)圖如圖所示。用兩個圓表示觸發(fā)器的兩種穩(wěn)態(tài)0和1，箭頭表示由原態(tài)到次態(tài)的轉(zhuǎn)換方向，箭尾表示原態(tài)，箭頭線上的數(shù)字標注了原態(tài)轉(zhuǎn)換成次態(tài)所需的觸發(fā)條件。483同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)圖二、JK觸發(fā)器1.邏輯電路如圖a所示為邊沿JK觸發(fā)器的邏輯電路，圖b所示為JK觸發(fā)器的邏輯符號。484邊沿JK觸發(fā)器a）邏輯電路b）邏輯符號2.工作原理設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為Q=0、

=1。當(dāng)CP=0時，D3、D4、D7、D8均被封鎖，J、K的任何值均不起作用，各個門的輸出狀態(tài)為Q3=Q4=0、Q7=Q8=1，而Q5=0、Q6=1，所以觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變，Q=0、

=1。當(dāng)CP由“0”變“1”時，有兩條信號通道能影響觸發(fā)器的狀態(tài)，一條是D3、D4開放，直接影響觸發(fā)器的狀態(tài)；另一條是D7、D8開放，再通過D5、D6影響觸發(fā)器的狀態(tài)。但是，前者的影響比后者要快得多。由于Q=0，D3、D5被封鎖，CP的變化通過D4使Q4=1。因此Q維持“0”狀態(tài)，繼續(xù)封鎖D3、D5，從而保持Q3=Q5=0，

=1。觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。485在CP=1期間，Q4=1，則Q=0，Q3=Q5=0，

=1，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。在此期間，如果J=1、K=0，則各個門的輸出狀態(tài)為Q7=1、Q8=0、Q6=0、Q4=1，即CP=1期間，D7、D8開放，為接收輸入信號J、K做好準備。當(dāng)CP由“1”變“0”時，Q4由1變0，則Q=1，使Q5=1，

=0，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。雖然CP變“0”后，D7、D8、D3、D4被封鎖，Q7=Q8=1，但由于與非門的傳輸延遲時間比與門長（在制造工藝上予以保證），Q7和Q8這一新狀態(tài)的穩(wěn)定是在觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)之后，CP變“0”后，則將觸發(fā)器封鎖而維持翻轉(zhuǎn)后的狀態(tài)不變。486同理，對于J、K的其他值，可以分析得到J=0、K=0時，觸發(fā)器維持原狀態(tài)。J=0、K=1時，觸發(fā)器置“0”。J=1、K=1時，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。487JK觸發(fā)器的特性表見下表。488JK觸發(fā)器的特性表三、D觸發(fā)器1.邏輯電路維持阻塞D觸發(fā)器如圖所示。圖中與非門D1、D2組成基本RS觸發(fā)器，D3、D4、D5、D6四個與非門組成控制門。489維持阻塞D觸發(fā)器a）邏輯電路b）邏輯符號2.工作原理CP=0時，D3、D4被封鎖，Q3=Q4=1，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。CP的上升沿到來時：（1）如果D=0，則Q5=1、Q6=0，所以Q3=0、Q4=1，觸發(fā)器置“0”，Q=0、Q=1。（2）如果D=1，則Q5=0，D3、D6被封鎖，Q3=1，Q6=1。490D觸發(fā)器的特性表見下表。由特性表可以得到D觸發(fā)器的特性方程491D觸發(fā)器的特性表§7-4時序邏輯電路492時序邏輯電路是數(shù)字電路的另一個重要組成部分，它與組合邏輯電路的功能、特點不同，其特點是任一時刻電路的輸出狀態(tài)（新狀態(tài)）不僅取決于該時刻的輸入信號，而且與前一時刻電路的狀態(tài)（原狀態(tài)）有關(guān)。數(shù)字電路系統(tǒng)中的寄存器和計數(shù)器就是一些常用的時序邏輯電路。無論在比賽場，還是在生產(chǎn)和生活中，經(jīng)?？梢钥吹降拿胗嫊r顯示就可以利用計數(shù)器實現(xiàn)，如圖所示，其電路組成框圖如圖所示。493494秒計時顯示的應(yīng)用實例秒計時顯示電路組成框圖一、計數(shù)器計數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中能累計輸入脈沖個數(shù)的數(shù)字電路，除了計數(shù)之外，計數(shù)器還可用來定時、分頻等。計數(shù)器按計數(shù)進制不同，可分為二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器和N進制計數(shù)器；按計數(shù)單元中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)順序來分，則有異步計數(shù)器和同步計數(shù)器兩大類。4951.二進制計數(shù)器現(xiàn)以三位異步二進制遞增計數(shù)器為例來介紹二進制計數(shù)器。（1）邏輯電路三位異步二進制遞增計數(shù)器的電路如圖所示。它由三級JK觸發(fā)器組成，由于J=K=1，故而來一個觸發(fā)脈沖，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，Q端為各觸發(fā)器的輸出，C為進位輸出。（2）工作原理計數(shù)器工作前，一般都需要把所有的觸發(fā)器置“0”，即計數(shù)器狀態(tài)為000。這一過程稱清零或復(fù)位。清零之后，計數(shù)器就可以開始計數(shù)了。496497三位異步二進制遞增計數(shù)器的邏輯電路第一個計數(shù)脈沖輸入時，在該脈沖的下降沿到來時刻，D1翻轉(zhuǎn)，Q1由0變1。Q1的正跳變加到D2的CP端，因為觸發(fā)器都是負跳變觸發(fā)，所以D2不翻轉(zhuǎn)，計數(shù)器的狀態(tài)為001。第二個計數(shù)脈沖輸入時，D1又翻轉(zhuǎn)，Q1由1變0。Q1的負跳變送到D2的CP端，D2翻轉(zhuǎn)，Q2=1。Q2的正跳變送到D3的CP端，D3不翻轉(zhuǎn)，計數(shù)器狀態(tài)為010。按照上述規(guī)律，當(dāng)?shù)谄邆€脈沖輸入時，計數(shù)器狀態(tài)為111。繼而再輸入第八個脈沖，計數(shù)器狀態(tài)變成000，并產(chǎn)生一個向高位的進位信號。498按照計數(shù)器翻轉(zhuǎn)規(guī)律，可直接得到計數(shù)器狀態(tài)表，見下表。499三位異步二進制遞增計數(shù)器狀態(tài)表由上表可知，上圖所示電路具有二進制遞增計數(shù)功能。三位異步二進制遞增計數(shù)器波形圖如圖所示。500三位異步二進制遞增計數(shù)器的波形2.二-五-十進制計數(shù)器在計數(shù)器中，十進制數(shù)通常是用二進制數(shù)表示的，所以十進制計數(shù)器是指二-十進制