數(shù)字第六章-2

1、6.3.4 采用中規(guī)模集成器件實現(xiàn)任意模值采用中規(guī)模集成器件實現(xiàn)任意模值計數(shù)計數(shù)(分頻分頻)器器 應(yīng)用應(yīng)用N N進制中規(guī)模集成器件實現(xiàn)任意模值進制中規(guī)模集成器件實現(xiàn)任意模值M(MN)M(MN)計數(shù)分頻器時，主要是從計數(shù)分頻器時，主要是從N N進制計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)進制計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表中跳過移表中跳過(N(NM)M)個狀態(tài)，從而得到個狀態(tài)，從而得到M M個狀態(tài)轉(zhuǎn)個狀態(tài)轉(zhuǎn)移的移的M M計數(shù)分頻器。計數(shù)分頻器。（1 1）利用清除端復(fù)位法）利用清除端復(fù)位法 當中規(guī)模當中規(guī)模N進制計數(shù)器從進制計數(shù)器從S0狀態(tài)開始計數(shù)時，狀態(tài)開始計數(shù)時， 計數(shù)脈沖輸入計數(shù)脈沖輸入M個脈沖后，個脈沖后， N進制計數(shù)器處于進制

2、計數(shù)器處于SM狀態(tài)。狀態(tài)。 如果利用如果利用SM狀態(tài)產(chǎn)生一個清除信號，加到清除端，狀態(tài)產(chǎn)生一個清除信號，加到清除端， 使計數(shù)器返回到使計數(shù)器返回到S0狀態(tài)，這樣就跳過了狀態(tài)，這樣就跳過了(NM)個狀個狀態(tài)，態(tài)， 從而實現(xiàn)模值為從而實現(xiàn)模值為M的計數(shù)分頻。的計數(shù)分頻。例例6-9 利用位二進制同步計數(shù)器實現(xiàn)模利用位二進制同步計數(shù)器實現(xiàn)模10計數(shù)計數(shù)分頻。分頻。解：解：模模1010計數(shù)分頻要求在輸入計數(shù)分頻要求在輸入1010個脈沖后返回到個脈沖后返回到00000000，且輸出一個脈沖。，且輸出一個脈沖。位二進制同步計數(shù)器共有位二進制同步計數(shù)器共有1616個狀態(tài)，因此需要在個狀態(tài)，因此需要在計數(shù)器的基

3、礎(chǔ)上增加計數(shù)器的基礎(chǔ)上增加判別判別和和清零信號產(chǎn)生電路清零信號產(chǎn)生電路。當電路狀態(tài)為當電路狀態(tài)為10101010時，產(chǎn)生清零信號，使得計數(shù)器時，產(chǎn)生清零信號，使得計數(shù)器清零，回到清零，回到00000000狀態(tài)。狀態(tài)。圖6-3-20 例6-9邏輯圖當?shù)诋數(shù)?0個脈沖上升沿輸入后，計數(shù)器狀態(tài)為個脈沖上升沿輸入后，計數(shù)器狀態(tài)為1010，vO1=0，使得觸發(fā)器，使得觸發(fā)器Q端為端為0，從而將計數(shù)器清零。，從而將計數(shù)器清零。當計數(shù)脈沖下降沿到達后，當計數(shù)脈沖下降沿到達后，Q端變?yōu)槎俗優(yōu)?，清零信號被撤除，且，清零信號被撤除，且Z端輸出一端輸出一個脈沖。個脈沖。畫出電路的工作時序：畫出電路的工作時序：CP

4、Q0Q1Q2Q3vO1圖6-3-21 例6-9時序圖10987654321CR(Q)電路的工作時序：電路的工作時序：觸發(fā)器置觸發(fā)器置0 0計數(shù)器清計數(shù)器清0 0清清0 0信號被撤除，信號被撤除，Z Z端輸出一個進位脈沖端輸出一個進位脈沖觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持存在問題存在問題: 但是如果集成器件各觸發(fā)器在翻轉(zhuǎn)過程中，由于速度不等，但是如果集成器件各觸發(fā)器在翻轉(zhuǎn)過程中，由于速度不等，就可能不能使全部觸發(fā)器置就可能不能使全部觸發(fā)器置0。 將將vO1直接加到計數(shù)器直接加到計數(shù)器清零端是可以實現(xiàn)清清零端是可以實現(xiàn)清零的。零的。 采用觸發(fā)器后，采用觸發(fā)器后，Q端端輸出的清零信號寬度輸出的清零信號寬度和計數(shù)脈

5、沖和計數(shù)脈沖CP=1的持的持續(xù)時間相同，可確保續(xù)時間相同，可確保計數(shù)器可靠清零。計數(shù)器可靠清零。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D0&G1vO1G2G3QQZ圖6-3-20 例6-9邏輯圖清除端復(fù)位法歸納：清除端復(fù)位法歸納：這種方法比較簡單，復(fù)位信號的產(chǎn)生電路是一種固定的這種方法比較簡單，復(fù)位信號的產(chǎn)生電路是一種固定的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)形式。只需將計數(shù)模值只需將計數(shù)模值M M的二進制代碼中的二進制代碼中1 1的輸出連接至判別電路的輸出連接至判別電路的輸入端，即可實現(xiàn)模值為的輸入端，即可實現(xiàn)模值為M M的計數(shù)分頻。的計數(shù)分頻。這

6、種方法對于這種方法對于分頻比分頻比要求較大的情況下，應(yīng)用更加方要求較大的情況下，應(yīng)用更加方便。便。CTRDIV10CT54/74160LDCTP圖6-3-22 采用3片CT54/74160同步二-十進制計數(shù)器構(gòu)成853計數(shù)分頻電路COCTT+CP8421CTRDIV10CT54/74160LDCTPCOCTT8421CTRDIV10CT54/74160LDCTPCOCTT84211CP+CP+CPCRCRCR個位個位十位十位百位百位CTRDIV10CT54/74160LDCTP圖6-3-22 采用3片CT54/74160同步二-十進制計數(shù)器構(gòu)成853計數(shù)分頻電路COCTT+CP8421CTRD

7、IV10CT54/74160LDCTPCOCTT8421CTRDIV10CT54/74160LDCTPCOCTT84211CP+CP+CPCRCRCR&G3G2G1Q853個位個位十位十位百位百位（2）利用置入控制端的置位法）利用置入控制端的置位法 利用中規(guī)模集成器件的置入控制端，以利用中規(guī)模集成器件的置入控制端，以置入置入某一固定二進制數(shù)值某一固定二進制數(shù)值的方法，從而使的方法，從而使N進制計進制計數(shù)跳過數(shù)跳過(NM)個狀態(tài)，實現(xiàn)模值為個狀態(tài)，實現(xiàn)模值為M的計數(shù)的計數(shù)分頻。分頻。用用CO作為置入控制信號作為置入控制信號例例6-106-10 應(yīng)用位二進制同步計數(shù)器應(yīng)用位二進制同步計數(shù)器

8、CT54161CT54161，實現(xiàn)模，實現(xiàn)模1010計數(shù)計數(shù)分頻。分頻。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D01圖6-3-23 例6-10電路結(jié)構(gòu)8421CO ?例例6-106-10 應(yīng)用位二進制同步計數(shù)器應(yīng)用位二進制同步計數(shù)器CT54161CT54161，實現(xiàn)模，實現(xiàn)模1010計數(shù)計數(shù)分頻。分頻。解解CT54161CT54161共有共有1616個狀個狀態(tài)，因此要跳躍態(tài)，因此要跳躍(16-10)=6(16-10)=6個狀態(tài)。個狀態(tài)。若以計數(shù)器滿值輸出若以計數(shù)器滿值輸出COCO作為作為置入控制信號，由于該計數(shù)置入控制信號，由于該計數(shù)器

9、為同步置數(shù)，器為同步置數(shù)，所以數(shù)據(jù)輸入端所以數(shù)據(jù)輸入端D D3 3D D0 0應(yīng)接應(yīng)接數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)為0110(6)0110(6)。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D01圖6-3-23 例6-10電路結(jié)構(gòu)84210110CO11119011181011700116110150101410013000121110101100Q0Q1Q2Q3序號序號表6-3-12 圖6-3-23所示電路狀態(tài)轉(zhuǎn)移表狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況：狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況：歸納：歸納：該置位預(yù)置方法中的電路結(jié)該置位預(yù)置方法中的電路結(jié)構(gòu)是一種固定結(jié)構(gòu)。構(gòu)是一種固定結(jié)構(gòu)。如果需要改變模值如果

10、需要改變模值M M，只要，只要改變置數(shù)輸入端改變置數(shù)輸入端D D3 3D D0 0的輸入的輸入數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)為(2(2n n-M)-M)的二進制代碼。的二進制代碼。該種方法的計數(shù)順序不是從該種方法的計數(shù)順序不是從00000000開始的，所跳躍的狀態(tài)是開始的，所跳躍的狀態(tài)是從從00000000開始跳躍的。開始跳躍的。置數(shù)置數(shù)由狀態(tài)輸出全為由狀態(tài)輸出全為0 0作為置入控制信號作為置入控制信號（可以實現(xiàn)從（可以實現(xiàn)從00000000開始計數(shù)）開始計數(shù)）例例6-116-11應(yīng)用位二進制同步計數(shù)器應(yīng)用位二進制同步計數(shù)器CT54161CT54161，實現(xiàn)模實現(xiàn)模1212計數(shù)分頻，要求計數(shù)器從計數(shù)分頻，要求計數(shù)

11、器從00000000開始開始計數(shù)。計數(shù)。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D01圖6-3-24 例6-11電路結(jié)構(gòu)之一8421CO解解1 1根據(jù)要求，置入控制信號應(yīng)由全根據(jù)要求，置入控制信號應(yīng)由全0 0判別電路產(chǎn)生。判別電路產(chǎn)生。實現(xiàn)模實現(xiàn)模12計數(shù)分頻計數(shù)分頻11111101111010119001181101701016100150001411103011021 置數(shù)置數(shù)010100000Q0Q1Q2Q3序號序號表6-3-13 圖6-3-24所示電路狀態(tài)轉(zhuǎn)移表CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1

12、Q01CPCRD3D2D1D01圖6-3-24 例6-11電路結(jié)構(gòu)之一84210101CO解解1 1根據(jù)要求，置入控制信號應(yīng)由全根據(jù)要求，置入控制信號應(yīng)由全0 0判別電路產(chǎn)生。判別電路產(chǎn)生。結(jié)論：結(jié)論：置入端輸入的數(shù)據(jù)應(yīng)置入端輸入的數(shù)據(jù)應(yīng)為為(2(2n n-M+1)-M+1)的二進制代碼。的二進制代碼。1111101918171605040302 置數(shù)置數(shù)0100000Q0Q1Q2Q3序號序號表6-3-14 圖6-3-25所示電路狀態(tài)轉(zhuǎn)移表解解2 2采用圖采用圖6 6-3 3-2525所示電路結(jié)構(gòu)，在所示電路結(jié)構(gòu)，在Q Q3 3輸出端可得到方波輸出端可得到方波信號。（模信號。（模1212計數(shù)器

13、）計數(shù)器）置數(shù)置數(shù)0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 10 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 11 1 1 01 1 1 1 11111101111010119001181 置數(shù)置數(shù)101700016111050110410103001021 置數(shù)置數(shù)100100000Q0Q1Q2Q3序號序號表6-3-14 圖6-3-25所示電路狀態(tài)轉(zhuǎn)移表CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D01圖6-3-25

14、 例6-11電路結(jié)構(gòu)之二8421011CO12解解2 2采用圖采用圖6 6-3 3-2525所示電路結(jié)構(gòu)，在所示電路結(jié)構(gòu)，在Q Q3 3輸出端可得到方波輸出端可得到方波信號。（模信號。（模1212計數(shù)器）計數(shù)器） 1)2(21MnD D2 2D D1 1D D0 0的并行輸入數(shù)據(jù)為的并行輸入數(shù)據(jù)為的二進制代碼。的二進制代碼。由狀態(tài)輸出由狀態(tài)輸出Q3Q0 為（為（M-1）作為置入控制信號）作為置入控制信號置入端輸入的數(shù)據(jù)為置入端輸入的數(shù)據(jù)為0000模模1212計數(shù)器計數(shù)器列狀態(tài)轉(zhuǎn)移表列狀態(tài)轉(zhuǎn)移表問題：問題：置入控制信號置入控制信號為什么不是為什么不是M M？CTRDIV16CT54/74161L

15、DCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D084210000COCTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CP1CPCRD3D2D1D0圖6-3-26 利用CT54161/74161實現(xiàn) 模6的計數(shù)分頻8421CO6(a)其他置位方案其他置位方案：（一）：（一）要求要求:在在Q3輸出端可得到方波信輸出端可得到方波信號。（模號。（模6計數(shù)器）計數(shù)器） 1)2(21MnD D2 2D D1 1D D0 0的并行輸入數(shù)據(jù)為的并行輸入數(shù)據(jù)為的二進制代碼。的二進制代碼。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CP1CPCRD3D2D1D0圖6-3-26 利用C

16、T54161/74161實現(xiàn) 模6的計數(shù)分頻8421110CO6(a)模計數(shù)模計數(shù)Q3Q2Q1Q000000110 置數(shù)置數(shù)011110001110 置數(shù)置數(shù)1111表6-3-15 圖6-3-26所示電路狀態(tài)轉(zhuǎn)移表其他置位方案其他置位方案：（一）：（一）圖6-3-26 利用CT54161/74161實現(xiàn) 模10的計數(shù)分頻CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CP1CPCRD3D2D1D08421100CO10模模10計數(shù)計數(shù)Q3Q2Q1Q000000100 置數(shù)置數(shù)01010110011110001100 置數(shù)置數(shù)110111101111表6-3-15 圖6-3-26所示電路狀

17、態(tài)轉(zhuǎn)移表其他置位方案其他置位方案：（二）：（二）圖6-3-26 利用CT54161/74161實現(xiàn) 模12的計數(shù)分頻CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CP1CPCRD3D2D1D0842110CO12表6-3-15 圖6-3-26所示電路狀態(tài)轉(zhuǎn)移表模模12計數(shù)計數(shù)Q3Q2Q1Q000000010 置數(shù)置數(shù)001101000110 置數(shù)置數(shù)011110001010 置數(shù)置數(shù)101111001110 置數(shù)置數(shù)1111其他置位方案其他置位方案：（三）：（三）用集成移位寄存器實現(xiàn)任意模值用集成移位寄存器實現(xiàn)任意模值MM的計數(shù)的計數(shù)分頻分頻 移位寄存器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移是按移存規(guī)律進行的，移

18、位寄存器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移是按移存規(guī)律進行的， 因此構(gòu)成任意模值計數(shù)分頻器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移必然符合因此構(gòu)成任意模值計數(shù)分頻器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移必然符合移存規(guī)律，移存規(guī)律， 一般稱為一般稱為移存型計數(shù)器移存型計數(shù)器。 常用移存型計數(shù)器有常用移存型計數(shù)器有環(huán)形計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器和和扭環(huán)計數(shù)器扭環(huán)計數(shù)器。CRSH/LDCPJKD0D1D2D3Q0Q1Q2Q3Q300000110d0d1d2d3d0d1d2d3d3110111000111011111110nQ0nQ0nQ1nQ2nQ2nQ0nQ1nQ2nQ2nQ0nQ1nQ2nQ2nQ0nQ1nQ2nQ2nQ0nQ0nQ1nQ2nQ3nQ3電路功能表:CT54S195/74

19、S195 四位移位寄存器四位移位寄存器 同步置數(shù)同步置數(shù)nnnQKQJQ0010 JD0D1D2D3CSH/LDCRKQ3Q3Q2Q1Q0SRG4CT54/74195圖6-3-27 移位寄存器構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器1CP1011啟動啟動0111101111011110Q3Q2Q1Q0表6-3-16 環(huán)形計數(shù)(1) 環(huán)形計數(shù)器的構(gòu)成：環(huán)形計數(shù)器的構(gòu)成：11110111001100010000100011001110Q3Q2Q1Q0表6-3-17 扭環(huán)計數(shù)JD0D1D2D3CSH/LDCRKQ3Q3Q2Q1Q0SRG4CT54/74195移位寄存器構(gòu)成扭環(huán)計數(shù)器1CP1011啟動啟動(2) 扭環(huán)計數(shù)器的構(gòu)

20、成：扭環(huán)計數(shù)器的構(gòu)成：JD0D1D2D3CSH/LDCRKQ3Q3Q2Q1Q0SRG4CT54/74195圖6-3-28 移位寄存器構(gòu)成模12計數(shù)器CP10&例例6-126-12用用4 4位移位寄存器位移位寄存器CT54195CT54195，實現(xiàn)模，實現(xiàn)模1212同步計數(shù)。同步計數(shù)。解解電路構(gòu)成如圖電路構(gòu)成如圖6 6-3 3-2828000001110111011101110111011101110110011011100110011001100110010001010101010111010101010100010011000100010000Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3N(t)SH/LDS(t)表6-3-18 例6-12狀態(tài)轉(zhuǎn)移表計數(shù)模值計數(shù)模值D3D2D1D0151110141100131000120000110001100010901018101070100610015001140110311012101110111表6-3-19 不同模值輸入數(shù)據(jù)如果構(gòu)成其余不同模值時，只需改變并行輸入數(shù)據(jù)即可，其如果構(gòu)成其余不同模值時，只需改變并行輸入數(shù)據(jù)即可，其他結(jié)構(gòu)不變。他結(jié)構(gòu)不變。JD0D1D2D3CSH/LDCRKQ3Q3Q2Q1Q0SRG4CT54/74195圖6-3-29 程序計數(shù)分頻