數(shù)字電子技術(shù) 第5章 第4節(jié) 課件

1、 按進(jìn)位模值（按進(jìn)位模值（M）來分：）來分：一、同步計(jì)數(shù)器的分析與設(shè)計(jì)一、同步計(jì)數(shù)器的分析與設(shè)計(jì)1 1、M2n 的同步計(jì)數(shù)器的分析與設(shè)計(jì)的同步計(jì)數(shù)器的分析與設(shè)計(jì)（1 1）、同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器）、同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器nM2nM2（有規(guī)律）（有規(guī)律）（無規(guī)律）無規(guī)律）n n為觸發(fā)器的級(jí)數(shù)為觸發(fā)器的級(jí)數(shù)可逆計(jì)數(shù)可逆計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)分析圖示電路的邏輯功能分析圖示電路的邏輯功能 根據(jù)電路圖寫出觸發(fā)器根據(jù)電路圖寫出觸發(fā)器激勵(lì)函數(shù)及電路輸出激勵(lì)函數(shù)及電路輸出Z Z。J1=K1=1J2=K2=Q1J3=K3=Q2Q1Z=Q3Q2Q1 列出電路狀態(tài)列出電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表轉(zhuǎn)換真值表a a、本

2、電路有三級(jí)觸發(fā)器，有三個(gè)輸入狀態(tài)本電路有三級(jí)觸發(fā)器，有三個(gè)輸入狀態(tài)變量變量Q3Q2Q1。b b、在輸入變量已知的條件下，根據(jù)激勵(lì)函在輸入變量已知的條件下，根據(jù)激勵(lì)函數(shù)求出數(shù)求出J，K值。值。c c、由由J J，K K值求出觸發(fā)器的次態(tài)值值求出觸發(fā)器的次態(tài)值Q3n+1Q2n+1Q1n+1。CPJKQQ1JKQQ2&QQ3&ZJKJ1=K1=1J2=K2=Q1J3=K3=Q2Q1Z=Q3Q2Q11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1 1 10 00 00 00

3、 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 000000001000011110000111111110000電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表:畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表000000001001010010011011101101111111110110100100/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/1/1Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1同步計(jì)數(shù)時(shí)可以不考慮CP，因?yàn)橛?jì)數(shù)時(shí)每來一個(gè)CP，觸發(fā)器狀態(tài)都要改變一次。畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的方法：由現(xiàn)態(tài)找次態(tài)。/ Z表示現(xiàn)態(tài)，及在CP信號(hào)作用下，由現(xiàn)態(tài)

4、轉(zhuǎn)換為次態(tài)和輸出。狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：功能描述：功能描述： 從狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和表中可以看出，在從狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和表中可以看出，在多級(jí)觸發(fā)器為初始狀態(tài)為多級(jí)觸發(fā)器為初始狀態(tài)為0的情況下：的情況下：（a）每來一個(gè)每來一個(gè)CP（計(jì)數(shù)脈沖）計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)脈沖）計(jì)數(shù)器狀態(tài)改變一次狀態(tài)改變一次000001010111共有共有八個(gè)獨(dú)立狀態(tài)（或三位二進(jìn)制同步計(jì)八個(gè)獨(dú)立狀態(tài)（或三位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)）。數(shù)）。（b）計(jì)數(shù)器從計(jì)數(shù)器從000開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的不同狀態(tài)表示已經(jīng)輸入到觸發(fā)器中計(jì)數(shù)不同狀態(tài)表示已經(jīng)輸入到觸發(fā)器中計(jì)數(shù)脈沖（脈沖（CP)個(gè)數(shù)。個(gè)數(shù)。畫波形畫波形 先畫低位，再畫高位。初態(tài)為初態(tài)為0在激勵(lì)

5、信號(hào)作用下觸發(fā)器已經(jīng)由現(xiàn)態(tài)轉(zhuǎn)換為次態(tài)。在激勵(lì)信號(hào)作用下觸發(fā)器已經(jīng)由現(xiàn)態(tài)轉(zhuǎn)換為次態(tài)。12345678CP0Q1Q2QZ總結(jié)總結(jié)M2n加法計(jì)數(shù)器變化規(guī)律：加法計(jì)數(shù)器變化規(guī)律：（以以n3，3級(jí)觸發(fā)器為例）級(jí)觸發(fā)器為例）Q1在在CP作用下每次都翻作用下每次都翻Q2共翻四次：共翻四次： 在什么情況下翻轉(zhuǎn)？在什么情況下翻轉(zhuǎn)？在在Q11時(shí)，下一時(shí)，下一個(gè)個(gè)CPCP到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。Q3共翻二次：共翻二次：在什么情況下翻轉(zhuǎn)？在什么情況下翻轉(zhuǎn)？在在Q2Q11時(shí)，時(shí)，在在下一個(gè)下一個(gè)CP到來到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。時(shí)翻轉(zhuǎn)。例：設(shè)計(jì)一個(gè)例：設(shè)計(jì)一個(gè)M16同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器1、確定觸發(fā)器級(jí)數(shù)，、確定觸

6、發(fā)器級(jí)數(shù)， 2416 用用4級(jí)級(jí)JK觸發(fā)器。觸發(fā)器。2、將、將4個(gè)個(gè)JK觸發(fā)器觸發(fā)器CP端接在一起，接至輸入計(jì)數(shù)脈沖。端接在一起，接至輸入計(jì)數(shù)脈沖。第一級(jí)J1K1=1第二級(jí)J2K2Q1第三級(jí)J3K3Q2Q1Q2J2第四級(jí) J4K4Q3Q2Q1Q3J3ZQ4Q3Q2Q1Q4J4輸出：計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)狀態(tài)只有只有Q1=1，第二級(jí)才開始計(jì)數(shù)。，第二級(jí)才開始計(jì)數(shù)。只要只要Q Q2 2Q Q1 1=1=1，第三級(jí)才開始計(jì)數(shù)。，第三級(jí)才開始計(jì)數(shù)。 利用利用M=2M=2n n同步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)規(guī)律就可以快速設(shè)計(jì)設(shè)同步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)規(guī)律就可以快速設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)出計(jì)數(shù)模值計(jì)出計(jì)數(shù)模值 M = 16 M = 16 的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)

7、器的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。（2 2）同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器）同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器觀察此表：觀察此表：減法計(jì)數(shù)器初始狀態(tài)均為減法計(jì)數(shù)器初始狀態(tài)均為1，來一個(gè)來一個(gè)CP，減去一個(gè)，減去一個(gè)1。Q1每次都翻每次都翻 J1K11（仍以（仍以3級(jí)觸發(fā)器為例）級(jí)觸發(fā)器為例） 直接由同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)直接由同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，找出設(shè)計(jì)規(guī)律器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，找出設(shè)計(jì)規(guī)律Q2共翻四次：共翻四次：當(dāng)?shù)臀划?dāng)?shù)臀籕10時(shí)，下一個(gè)時(shí)，下一個(gè)CP到到來時(shí)來時(shí)翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。Q3共翻二次：共翻二次：當(dāng)當(dāng)Q2Q10時(shí)，下一個(gè)時(shí)，下一個(gè)CP到到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。來時(shí)翻轉(zhuǎn)。同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器 原理：根據(jù)二進(jìn)制減法運(yùn)算規(guī)則可知：在多位二進(jìn)

8、制數(shù)末位減1，若第i位以下皆為0時(shí)，則第i位應(yīng)翻轉(zhuǎn)。 由此得出規(guī)律，若用T觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器，則第i位觸發(fā)器輸入端Ti的邏輯式應(yīng)為：10021 TQ.QQTiii知道規(guī)律就可以快速設(shè)計(jì)知道規(guī)律就可以快速設(shè)計(jì)同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器第一級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)第三級(jí)第三級(jí)111 KJ221JKQ3321JKQ Q321ZQ Q Q輸輸 出出畫出用畫出用JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器電路觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器電路例：設(shè)計(jì)例：設(shè)計(jì)M=2n同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。以以n=3為例。選用三級(jí)為例。選用三級(jí)JK觸發(fā)器，觸發(fā)器，23=8,計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)M=8QQJK1QQJ

9、K2&ZCPQQJK&3 在控制信號(hào)的作用下，觸發(fā)器既可以作加法計(jì)數(shù)器，又在控制信號(hào)的作用下，觸發(fā)器既可以作加法計(jì)數(shù)器，又可以作減法計(jì)數(shù)器，所以叫做可逆計(jì)數(shù)器。可以作減法計(jì)數(shù)器，所以叫做可逆計(jì)數(shù)器。 可逆計(jì)數(shù)器，實(shí)際上就是在可逆計(jì)數(shù)器，實(shí)際上就是在控制信號(hào)控制信號(hào)X X的作用下，將前的作用下，將前面所學(xué)的同步二進(jìn)制加法、減法計(jì)數(shù)器組合在一起。面所學(xué)的同步二進(jìn)制加法、減法計(jì)數(shù)器組合在一起。X X1,1,計(jì)數(shù)器作加法計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器作加法計(jì)數(shù)X X0,0,計(jì)數(shù)器作減法計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器作減法計(jì)數(shù)以以n3為例為例加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器J1K11J2K2Q1J3K3Q2Q1ZQ3Q2Q1減法計(jì)數(shù)器減法

10、計(jì)數(shù)器111 KJ221JKQ3321JKQ Q321ZQ Q Q可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器111 KJ2211JKXQXQ332121JKXQ QXQ Q321321ZXQ Q QXQ Q Q電路圖電路圖見見P218令：令：同步加減計(jì)數(shù)器加/減計(jì)數(shù)器加/減計(jì)數(shù)結(jié)果加/減計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)果兩種解決方案 大多數(shù)計(jì)數(shù)器是大多數(shù)計(jì)數(shù)器是M2n計(jì)數(shù)器，設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器，設(shè)計(jì)這樣的計(jì)數(shù)器沒有規(guī)律可循，只有老老這樣的計(jì)數(shù)器沒有規(guī)律可循，只有老老實(shí)實(shí)一步一步設(shè)計(jì)。實(shí)實(shí)一步一步設(shè)計(jì)。（1 1）M2M2n n的同步計(jì)數(shù)器的分析的同步計(jì)數(shù)器的分析分析：同步時(shí)序電路分析：同步時(shí)序電路 由三級(jí)由三級(jí)JK觸發(fā)器組觸發(fā)器組成成, ,且下

11、降觸發(fā)。且下降觸發(fā)。 CP連接至每一級(jí)觸發(fā)連接至每一級(jí)觸發(fā)器器CP端，為同步計(jì)數(shù)器。端，為同步計(jì)數(shù)器。解：解：根據(jù)電路圖寫出觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)及電路輸出根據(jù)電路圖寫出觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)及電路輸出根據(jù)激勵(lì)函數(shù)寫出電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表根據(jù)激勵(lì)函數(shù)寫出電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表（由激勵(lì)函數(shù)求次態(tài)）（由激勵(lì)函數(shù)求次態(tài)）31 12 2J JQ Q Q Q321 1K KQ Q Q Q13 32 2J JQ Q Q Q3 32 2Q QK K 13232JQ QJQ Q23 3K KQ Q1 13 3Q QQ QZ Z 同步時(shí)序電路不用討論同步時(shí)序電路不用討論CP信號(hào)。因?yàn)槊坎蕉荚谛盘?hào)。因?yàn)槊坎蕉荚贑P作用下進(jìn)行的，作

12、用下進(jìn)行的，本電路由本電路由3級(jí)級(jí)JK觸發(fā)器組成就有觸發(fā)器組成就有3個(gè)輸入狀態(tài)變量個(gè)輸入狀態(tài)變量ZJKQQ1JKQQ2&JKQQ3&CP狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：13QQZ 23QK 123QQJ 32QK 132QQJ 231QQK 321QQJ 畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000001011010110101111100/0/0/0/0/0/1/0/1從狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖看出：從狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖看出： 有有6個(gè)狀態(tài)反復(fù)循環(huán)，個(gè)狀態(tài)反復(fù)循環(huán)，這這6個(gè)狀態(tài)為該時(shí)序電路的個(gè)狀態(tài)為該時(shí)序電路的有效狀態(tài)有效狀態(tài)。是計(jì)數(shù)器的正。是計(jì)數(shù)器的正常工作狀態(tài)，常工作狀態(tài)， 三級(jí)觸發(fā)器共有三級(jí)觸發(fā)器共有

13、8種狀態(tài)組合，除種狀態(tài)組合，除6種有效狀態(tài)外，還有種有效狀態(tài)外，還有111，110兩種兩種無效狀態(tài)，稱偏離狀態(tài)無效狀態(tài)，稱偏離狀態(tài) 若計(jì)數(shù)器受到某種干擾進(jìn)入偏離狀若計(jì)數(shù)器受到某種干擾進(jìn)入偏離狀態(tài)，在態(tài)，在CP 脈沖的作用下會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入脈沖的作用下會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入主循環(huán)。稱為具有自啟動(dòng)能力。主循環(huán)。稱為具有自啟動(dòng)能力。 這六個(gè)循環(huán)也是主循這六個(gè)循環(huán)也是主循環(huán)，是環(huán)，是M6同步計(jì)數(shù)器。同步計(jì)數(shù)器。功能描述功能描述 本電路是具有自啟動(dòng)能力的本電路是具有自啟動(dòng)能力的M6同步計(jì)數(shù)器。也可同步計(jì)數(shù)器。也可以說是以說是6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，逢六進(jìn)一。進(jìn)制計(jì)數(shù)器，逢六進(jìn)一。畫出電路工作波形畫出電路工作波形 畫波形圖只畫主循環(huán)

14、畫波形圖只畫主循環(huán) 先畫低位，后畫高位。先畫低位，后畫高位。 Z只有當(dāng)只有當(dāng)Q3Q1同時(shí)為同時(shí)為1時(shí)時(shí)Z為為1 Q3Q2Q1起始狀態(tài)起始狀態(tài)000000001011010110101/0/0/0/0/0/1123456CP1Q2Q3QZ最后最后畫出電路轉(zhuǎn)換圖畫出電路轉(zhuǎn)換圖例：用例：用JKJK觸發(fā)器設(shè)計(jì)觸發(fā)器設(shè)計(jì)8421BCD8421BCD碼二碼二 - - 十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器文字命題已明確告訴有十個(gè)狀態(tài)，且逢十進(jìn)一解：（1 1）建立狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表）建立狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（表） 令S0為初始狀態(tài)，輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)S1，再輸入一個(gè)CP進(jìn)S2，。當(dāng)輸入9個(gè)CP計(jì)數(shù)器計(jì)滿值，第十個(gè)CP輸入計(jì)數(shù)器

15、返回初始S0，并輸出一個(gè)進(jìn)位脈沖信號(hào)S8/0S7/0S6/0S5/0S4/0S3/0S2/0S1/0S9S0（2 2）狀態(tài)分配）狀態(tài)分配由于計(jì)數(shù)M10，231024所以n4（4個(gè)觸發(fā)器）2416代碼形式，取前十種賦值S0S。令：S0=0000，S9=1001。/0/1狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表ny1nyZ0S1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6S6S7S7S8S8S9S9S0S000000000114nQ13nQ12nQ11nQ4Q3Q2Q1Q4W3W2W1WZny1ny轉(zhuǎn)換特性表：轉(zhuǎn)換特性表：00000001000111000101000000000001（3 3）選擇觸發(fā)器類型，求激勵(lì)函數(shù)

16、及電路輸出）選擇觸發(fā)器類型，求激勵(lì)函數(shù)及電路輸出34QQ12QQ00000111100111102W34QQ12QQ00000111100111103W34QQ12QQ00000111100111104W34QQ12QQ0000011110011110Z34QQ12QQ00000111100111101W3W2W1WZ4WJ J：必包含，必包含，0 0必排必排除，除，1 1、作無關(guān)作無關(guān)K K：必包含，必包含，1 1必排必排除，除，0 0、作無關(guān)作無關(guān)0000000XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX000000 0000 00 0000 00 11111 111234

17、QQQJ 14QK 1233QQKJ142QQJ 12QK 111 KJ14QQZ 根據(jù)已求出的觸發(fā)器激勵(lì)函數(shù)，及輸出根據(jù)已求出的觸發(fā)器激勵(lì)函數(shù)，及輸出Z Z，列出偏離狀態(tài)，列出偏離狀態(tài)10101111的狀態(tài)真值表，分析偏離狀態(tài)能否自動(dòng)進(jìn)入主循環(huán)。如的狀態(tài)真值表，分析偏離狀態(tài)能否自動(dòng)進(jìn)入主循環(huán)。如能自動(dòng)進(jìn)入主循環(huán)，說明電路具有自啟動(dòng)能力。否則要修改設(shè)計(jì)。能自動(dòng)進(jìn)入主循環(huán)，說明電路具有自啟動(dòng)能力。否則要修改設(shè)計(jì)。（變?cè)O(shè)計(jì)為分析）（變?cè)O(shè)計(jì)為分析） 偏離狀態(tài)為偏離狀態(tài)為1010111110101111，根據(jù)已求出的觸發(fā)器激勵(lì)，根據(jù)已求出的觸發(fā)器激勵(lì)函數(shù)和函數(shù)和Z,Z,列出偏離狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：列出偏離

18、狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：111 KJ142QQJ 14QQZ 1233QQKJ1234QQQJ 14QK 4Q3Q2Q1Q14nQ13nQ12nQ11nQZ4J4K3K3J2J2K1J1K101 1010 011 0 101 0 011 1 100 0 001001112QK 101010110100110011010100111011110000結(jié)論：是具有自啟動(dòng)能力二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。結(jié)論：是具有自啟動(dòng)能力二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。檢查結(jié)果：偏離檢查結(jié)果：偏離狀態(tài)都可以進(jìn)入狀態(tài)都可以進(jìn)入主循環(huán)。主循環(huán)。（5 5）畫出完全狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）畫出完全狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖0000010000010010001101010111100

19、010010110101110101101110011111110（6 6）畫出邏輯電路圖）畫出邏輯電路圖/0/0/0/0/0/0/0/0/1/0/0/1/0/0/0/0詳見教材P222頁主循環(huán)例：設(shè)計(jì)模例：設(shè)計(jì)模6 6同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器M6,逢六進(jìn)一（主要解決出現(xiàn)死循環(huán)如何修正設(shè)計(jì)）解：由于22623取n=3,用3級(jí)觸發(fā)器即可。 M6計(jì)數(shù)共有六個(gè)狀態(tài)無需化簡，可以直接畫出狀態(tài)圖，次態(tài)輸出卡諾及動(dòng)作卡諾圖。已知狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖已知狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000000001001011011111111110110100100/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/ /1 1次態(tài)次態(tài)/ /輸出卡諾圖輸出卡諾圖動(dòng)

20、作卡諾圖動(dòng)作卡諾圖23QQ1Q0001111001ZQQQnnn/11121323QQ1Q00 01 11 10013W23QQ1Q00 01 11 10012W23QQ1Q00 01 11 10011W23QQ1Q00 01 11 1001Z0/0010/011xxxx/0/1110/1000/1101/000 xxxx/0X01 1 X00 00X11X1 1XX00 000XX123QJ 23QK 12QJ 12QK 31QJ 31QK 23QQZ J J：包含：包含，排除排除0 0，1 1和和作無關(guān)作無關(guān)K K：包含：包含，排，排除除1 1，0 0和和作作無關(guān)無關(guān)3Q2Q1Q3J3K2

21、J2K1J1K13nQ12nQ11nQZ23QJ 23QK 12QJ 12QK 31QJ 31QK 23QQZ 本來是M6計(jì)數(shù)器,由于干擾等原因，錯(cuò)誤進(jìn)入非指定狀態(tài)010、101后，在時(shí)鐘信號(hào)的作用下，出現(xiàn)錯(cuò)誤的M2計(jì)數(shù)，始終不能進(jìn)入有效狀態(tài)中去，這種現(xiàn)象叫做死循環(huán)。這樣的計(jì)數(shù)器不具有自啟動(dòng)能力。010101/0/1消除死循環(huán)消除死循環(huán)有兩種方法有兩種方法不修改設(shè)計(jì)不修改設(shè)計(jì)修改設(shè)計(jì)修改設(shè)計(jì)D D外外加加清清0 0信信號(hào)號(hào)R R 或或外外加加置置位位信信號(hào)號(hào)S SD強(qiáng)迫計(jì)數(shù)器脫離死循環(huán)而進(jìn)入主循環(huán)修改激勵(lì)函數(shù)修改激勵(lì)函數(shù)原設(shè)計(jì)時(shí)，這些偏離狀態(tài)都作無關(guān)項(xiàng)處原設(shè)計(jì)時(shí)，這些偏離狀態(tài)都作無關(guān)項(xiàng)處理，沒

22、有確定轉(zhuǎn)換方向，修改設(shè)計(jì)就是理，沒有確定轉(zhuǎn)換方向，修改設(shè)計(jì)就是給某一偏離狀態(tài)有確定的轉(zhuǎn)換方向。給某一偏離狀態(tài)有確定的轉(zhuǎn)換方向。010、101兩種狀態(tài)為偏離狀態(tài)，根據(jù)已求出的觸發(fā)器激勵(lì)函數(shù)和根據(jù)已求出的觸發(fā)器激勵(lì)函數(shù)和Z,Z,列出偏離狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表，檢列出偏離狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表，檢查是否具有自啟動(dòng)能力。查是否具有自啟動(dòng)能力。例如：打斷101010轉(zhuǎn)換令：101轉(zhuǎn)換到有效狀態(tài)0113Q2Q1Q13nQ12nQ11nQ3W2W1W123QQ1Q00 01 11 10013W23QQ1Q00 01 11 10012W23QQ1Q00 01 11 10011W00X11X0X110X1 1X 0 0X修改別

23、的也可以，希望對(duì)原設(shè)計(jì)影響越小越好再檢查修改后，偏離狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表修改后的邊路具有了自啟動(dòng)能力的模6計(jì)數(shù)器最后畫邏輯電路圖3Q2Q1Q3J3K2J2K1J1K13nQ12nQ11nQZ132JQ32KQ21JQ21KQ13JQ132KQ Q0 11111 11 111111000 000 0 0 0000當(dāng)當(dāng)X X0 0 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)M7M7計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)當(dāng)當(dāng)X X1 1 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)M5M5計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)一、畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖一、畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖最少有最少有7個(gè)狀態(tài)，在個(gè)狀態(tài)，在M7的基礎(chǔ)上一再的基礎(chǔ)上一再挑出挑出5個(gè)狀態(tài)，設(shè)計(jì)成個(gè)狀態(tài)，設(shè)計(jì)成M5計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。S0S0S1S1S2S2S3S3S4S4S5S5S6

24、S60/00/00/00/00/00/00/00/00/00/00/00/00/10/1X/ZX/Z1/01/01/01/01/01/01/01/01/11/1二、狀態(tài)分配二、狀態(tài)分配S0000S1001S2011S3110S4101S5010S6100以上狀態(tài)由移存碼給出，也可以用其它方法。（認(rèn)為狀態(tài)分配已經(jīng)給出）（認(rèn)為狀態(tài)分配已經(jīng)給出）三、畫次態(tài)輸出卡諾圖并分解動(dòng)作三、畫次態(tài)輸出卡諾圖并分解動(dòng)作卡諾圖卡諾圖加輸入加輸入X X共四種變量，共四種變量，X X一定要寫在最一定要寫在最高位，高位，XQXQ3 3Q Q2 2Q Q1 1X0，在8個(gè)格中填次態(tài)輸出X1，在8個(gè)格中填次態(tài)輸出3XQ001

25、2QQ00010111111010ZQQQnnn/1112130/0010/0110/1100/1001/0000/010 xxxx/0/1011/000 xxxx/xxxx/xxxx/0/1000/0010/0110/1103XQ0012QQ000101111110103XQ0012QQ000101111110103XQ0012QQ000101111110103XQ0012QQ00010111111010013XQ0012QQ011111101000ZQQQnnn/1112130/0010/0110/1100/1001/0000/010 xxxx/0/1011/000 xxxx/xxxx/0

26、/1000/0010/0110/110 xxxx/3W2W1WZ00X1XX100X0 0 0 0 X1 X X 1X100X0XX01X000000 00001 1XXX23QJ 23QK 12QJ 12QK 232323231QQQQXQQQQXJ3123121QQQQQQK五五 列偏離狀態(tài)轉(zhuǎn)換真列偏離狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表，檢查電路是否具有值表，檢查電路是否具有自啟動(dòng)能力。自啟動(dòng)能力。六六 最后畫出完全狀態(tài)最后畫出完全狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖及邏輯電路圖轉(zhuǎn)換圖及邏輯電路圖J：包含包含，排除，排除0，1和和作無關(guān)作無關(guān)K：包含包含，排除，排除1，0和和作無關(guān)作無關(guān)321ZQ Q Qa.單時(shí)鐘方式（同步）：加/減

27、脈沖用同一輸入端，由加/減控制線的高低電平?jīng)Q定加/減器件實(shí)例：74LS191（用T觸發(fā)器）DULDSCPI 101010TQ)DU(Q)DU(Tijjijjib.雙時(shí)鐘方式(同步)器件實(shí)例：74LS193（采用T觸發(fā)器，即T=1） DUijjDijjUiCPCPCPQCPQCPCP0101001012QQCPQQCPCPDU 異步計(jì)數(shù)器的分析與同步計(jì)數(shù)器分析步驟完全相同，但異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器的分析與同步計(jì)數(shù)器分析步驟完全相同，但異步計(jì)數(shù)器里各級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘不是都來源于計(jì)數(shù)脈沖，各級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不里各級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘不是都來源于計(jì)數(shù)脈沖，各級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不是同時(shí)進(jìn)行的，而是根據(jù)各級(jí)觸發(fā)器

28、是否有觸發(fā)信號(hào)來決定。是同時(shí)進(jìn)行的，而是根據(jù)各級(jí)觸發(fā)器是否有觸發(fā)信號(hào)來決定。 分析異步計(jì)數(shù)器時(shí)，分析異步計(jì)數(shù)器時(shí)，必須特別注意各級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)。必須特別注意各級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)。1 1、M M2 2n n的異步計(jì)數(shù)器的分析（與設(shè)計(jì)）的異步計(jì)數(shù)器的分析（與設(shè)計(jì)）（由分析得出由分析得出M2n異步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)規(guī)律）異步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)規(guī)律）（1 1）異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器）異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器解：解：根據(jù)電路圖寫出各級(jí)觸發(fā)器根據(jù)電路圖寫出各級(jí)觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)及時(shí)鐘脈沖。的激勵(lì)函數(shù)及時(shí)鐘脈沖。J1K11J2K21J3K31CP1CPCP2Q1CP3Q2寫出名級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)方程：寫出名級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)方程：(

29、(有下跳沿到來狀態(tài)方程才起作用，有下跳沿到來狀態(tài)方程才起作用，否則保持原狀態(tài)不變否則保持原狀態(tài)不變) )111111nnnQJ QK Q1Q C P 1212nQQ Q 1323nQQ Q CPQQJK1QQJK2QQJK3DR（由特征方程及由特征方程及CPCP確定次態(tài)值。由特征方程求次態(tài)。）確定次態(tài)值。由特征方程求次態(tài)。）3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q1 1n n3 3Q Q1 1n n2 2Q Q1 1n n1 1Q Q1 n n 1 11 1Q QQ Q C C P P2 n n 1 12 21 1Q QQ Q Q Q3 n n 1 13 32 2Q QQ Q Q Q1000100

30、11100101110111000功能分析功能分析：是是M8異步二異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器器畫出工作波形畫出工作波形畫工作波形規(guī)律：畫工作波形規(guī)律： Q1每次都翻，先畫最低位每次都翻，先畫最低位Q1 Q2是在是在Q1才翻才翻 Q3是在是在Q2才翻才翻 異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)規(guī)律：1 1、將每級(jí)觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)、將每級(jí)觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài), ,QQn1(不一定是不一定是JK觸發(fā)器觸發(fā)器,其它均可）其它均可）2 2、給每級(jí)觸發(fā)器找合適的、給每級(jí)觸發(fā)器找合適的CP1 1n nn nQ QC CP P1 1n nn nQ QC CP P除第一級(jí)外，其余各除第一級(jí)外，其余各級(jí)用前級(jí)輸出級(jí)用前級(jí)

31、輸出Q Q（/Q)/Q)作作CPCP。三級(jí)觸發(fā)器都是三級(jí)觸發(fā)器都是計(jì)數(shù)狀態(tài)，只是計(jì)數(shù)狀態(tài)，只是CPCP不同而已。不同而已。12345678CP1Q2Q3Q將所有將所有D D觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)，給其它給其它D D觸發(fā)器找合適觸發(fā)器找合適CPCP（2 2）異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器）異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器分析方法和加法計(jì)數(shù)器相同分析方法和加法計(jì)數(shù)器相同 不再分析，而是找規(guī)律不再分析，而是找規(guī)律Q QD DQ Q1 1n n第一級(jí)第一級(jí)D觸發(fā)器觸發(fā)器CP端接輸入計(jì)數(shù)脈沖。端接輸入計(jì)數(shù)脈沖。D觸發(fā)器是上升沿翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器是上升沿翻轉(zhuǎn)1 1n nn nQ QC CP P1第第二二級(jí)級(jí)D D觸觸發(fā)發(fā)

32、器器的的C CP P端端接接第第一一級(jí)級(jí)Q Q2第第三三級(jí)級(jí)D D觸觸發(fā)發(fā)器器的的C CP P端端接接第第二二級(jí)級(jí)Q Q初態(tài)為初態(tài)為1，每來一個(gè)，每來一個(gè)CP減去一個(gè)減去一個(gè)1Q1每次都翻轉(zhuǎn)，接每次都翻轉(zhuǎn)，接CPQ2翻轉(zhuǎn)四次翻轉(zhuǎn)四次 什么條件下翻，當(dāng)什么條件下翻，當(dāng)Q1由由01翻翻Q3翻轉(zhuǎn)二次翻轉(zhuǎn)二次當(dāng)當(dāng)Q2由由01時(shí)翻時(shí)翻由此得出：設(shè)計(jì)由此得出：設(shè)計(jì)n位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器規(guī)律位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器規(guī)律1 1、將各級(jí)觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)、將各級(jí)觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)2 2、給觸發(fā)器選擇合適的、給觸發(fā)器選擇合適的CPCP1 1n nn nQ Q上上升升沿沿觸觸發(fā)發(fā)，C CP P1 1n nn nQ

33、Q下降沿觸發(fā)，CP下降沿觸發(fā)，CPQQD1QQD2QQD3CP用用3級(jí)觸發(fā)器級(jí)觸發(fā)器1、先將、先將JK、D觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)。觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)。2、給各級(jí)觸發(fā)器合適、給各級(jí)觸發(fā)器合適CP。 JK 觸發(fā)器是下降沿觸發(fā)觸發(fā)器是下降沿觸發(fā)Q QQ Q1 1n nn n1 1n nQ QC CP P 1 1n nn nQ QC CP PD 觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)JKJK觸發(fā)器：觸發(fā)器：用用Q Q端作端作CPCP是加法計(jì)數(shù)器是加法計(jì)數(shù)器用用/Q/Q端作端作CPCP是減法計(jì)數(shù)器是減法計(jì)數(shù)器用用Q Q端作端作CPCP是減法計(jì)數(shù)器是減法計(jì)數(shù)器用用/Q/Q端作端作CPCP是加法計(jì)數(shù)器是加法計(jì)數(shù)器

34、異步計(jì)數(shù)器優(yōu)點(diǎn)：比同步計(jì)數(shù)器電路簡單。異步計(jì)數(shù)器優(yōu)點(diǎn)：比同步計(jì)數(shù)器電路簡單。異步計(jì)數(shù)器缺點(diǎn)：比同步計(jì)數(shù)器工作速度慢。異步計(jì)數(shù)器缺點(diǎn)：比同步計(jì)數(shù)器工作速度慢。QQD1QQD2QQD3D D觸發(fā)器觸發(fā)器：QQJ3KQQ J2KQQ J1KCPCP（2）M2n的異步計(jì)數(shù)器分析的異步計(jì)數(shù)器分析1 1、根據(jù)電路圖寫出激勵(lì)函數(shù)及、根據(jù)電路圖寫出激勵(lì)函數(shù)及CPCP1 13 31 1Q QQ QD D 2 22 2Q QD D 1 12 23 3Q QQ QD D C CP PC CP P1 11 12 2Q QCPCP CPCPCPCP3 32 2、寫出各級(jí)觸發(fā)器狀態(tài)方程、寫出各級(jí)觸發(fā)器狀態(tài)方程C CP P

35、Q QQ QD DQ Q1 13 31 11 1n n1 1n n 1 12 21 12 22 2Q QD DQ QQ QC CP PQ QQ QD DQ Q1 12 23 31 1n n3 33 3、用狀態(tài)方程列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、用狀態(tài)方程列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q1 1n n3 3Q Q1 1n n2 2Q Q1 1n n1 1Q Q10001001 11000000100101005 5、畫完全狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（略）。、畫完全狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（略）。有自啟動(dòng)能力有自啟動(dòng)能力M5加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器4 4、功能描述：、功能描述：&3QQD&1QQD2QQDCP2 2

36、1 1Q QQ Q寫出各級(jí)狀態(tài)方程寫出各級(jí)狀態(tài)方程寫出各級(jí)觸發(fā)器激勵(lì)函數(shù)及寫出各級(jí)觸發(fā)器激勵(lì)函數(shù)及CPCP21313JQ QJQ Q1 1K K1 1C CP PC CP P1 11 1K KJ J2 22 21 12 2Q QC CP P1 1K KJ J3 33 323 33 3C CP PQ Q C CP PQ QC CP PQ QK KQ QJ JQ Q1 11 11 11 11 1n n1 1213 3Q QQ Q Q Q C C P P 1 12 21 1n n2 2Q QQ QQ Q 2 23 33 31 1n n3 3Q QC CP PQ QQ QQ Q由狀態(tài)方程列出狀態(tài)轉(zhuǎn)由狀

37、態(tài)方程列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。換表，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。CP30CP00CP30CP0CP30CP11無無CPCP30CPCP31CP0CPCP31CP CPCP31CP11CP31CPCP兩兩CP都有效都有效3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q1 1n n3 3Q Q1 1n n2 2Q Q1 1n n1 1Q Q00101001 11000000101 1 1000M5計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器具有自啟動(dòng)能力的具有自啟動(dòng)能力的2 23 3Q QC CP PQ Q2QQJK1QQJK3QQJK&CP&畫出完全狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫出完全狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是具有自啟動(dòng)能力的是具有自啟動(dòng)能力的M5異步加法計(jì)

38、數(shù)器異步加法計(jì)數(shù)器012346753 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q1 1n n3 3Q Q1 1n n2 2Q Q1 1n n1 1Q Q00101001 11000000101 1 1000 要求：看懂功能表，熟練應(yīng)用集成電路，內(nèi)部電路不要求：看懂功能表，熟練應(yīng)用集成電路，內(nèi)部電路不做要求。做要求。中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器種類較多，應(yīng)用非常廣泛。中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器種類較多，應(yīng)用非常廣泛。 集成計(jì)數(shù)器分類集成計(jì)數(shù)器分類 按計(jì)數(shù)脈沖輸入方式分：按計(jì)數(shù)脈沖輸入方式分：同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器 按計(jì)數(shù)方式分為：按計(jì)數(shù)方式分為：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器可逆

39、計(jì)數(shù)可逆計(jì)數(shù) 按預(yù)置和清零功能分為按預(yù)置和清零功能分為：同步預(yù)置，異步預(yù)置同步預(yù)置，異步預(yù)置同步清零，異步清零同步清零，異步清零 中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器功能完善，具有自擴(kuò)展特性，所以中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器功能完善，具有自擴(kuò)展特性，所以通用性很強(qiáng)。通用性很強(qiáng)。1 1、邏輯符號(hào)、邏輯符號(hào)4 4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74161、74160異步清零端異步清零端置數(shù)控制端置數(shù)控制端計(jì)數(shù)控制端計(jì)數(shù)控制端CO 進(jìn)位輸出端進(jìn)位輸出端M16二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器C CR RLDLDP PT T、CT、CTCTCTD3D0數(shù)據(jù)輸入端數(shù)據(jù)輸入端Q3Q0數(shù)據(jù)輸出端數(shù)據(jù)輸出端2 2、功能表、功能表CRLDTCTPC

40、TCP0D1D2D3D0Q1Q2Q3Q異步置異步置0CTCTT T、CTCTP P只要有一個(gè)是只要有一個(gè)是0 0，停止計(jì)數(shù)。，停止計(jì)數(shù)。0 0觸發(fā)器保持，C觸發(fā)器保持，C, ,O O1 1CTCT0 0CTCTP PT T3 30 0O O0 0C CT T1 1C CT TQ QQ Q觸觸發(fā)發(fā)器器保保持持，C C, ,P PT T逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一具有計(jì)數(shù)、保持、預(yù)置、和清零功能具有計(jì)數(shù)、保持、預(yù)置、和清零功能。同步送數(shù)同步送數(shù)D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161計(jì)數(shù)條件計(jì)數(shù)條件CP 計(jì)數(shù)脈沖輸入端計(jì)數(shù)脈沖輸入端&1111&111&JK

41、QQ1FF&JKQQ0FF&JKQQ2FF&JKQQ3FF&0D1D2D3DLDCPCR0Q1Q2Q3QTCTPCTOC1G2G3G4G5G6G7G8G9G16G10G17G11G12G13G18G14G15G19G20G0 0CRCR 0 0Q QQ QQ QQ Q0 01 12 23 30000000 0L LD D1 1、C CR R0d1d2d3d 中規(guī)模集成電路由四級(jí)中規(guī)模集成電路由四級(jí)JK觸發(fā)器和若干門電路組成，其內(nèi)觸發(fā)器和若干門電路組成，其內(nèi)部電路如圖所示。部電路如圖所示。0111 將預(yù)置數(shù)將預(yù)置數(shù)d3d2d1d0在在CP作用下置入輸出端。作用下置

42、入輸出端。3d2d1d0d1 1C CT T, ,C CT T, ,L LD D, ,C CR R當(dāng)當(dāng)P PT T11110計(jì)數(shù)器執(zhí)行計(jì)數(shù)器執(zhí)行M16計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)1 1L LD D, ,C CR R當(dāng)當(dāng)P PT TC CT TC CT T0 X1 0000 0C CO O保保持持, ,保保持持010內(nèi)部邏輯電路圖內(nèi)部邏輯電路圖CO=CTTQ3Q2Q1Q0用用74161組成十二位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器組成十二位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器 多級(jí)計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)的方法有兩種：多級(jí)計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)的方法有兩種：每片每片74161是是4位二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)，十二位需位二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)，十二位需3片片74161利用進(jìn)位輸出利用進(jìn)位輸出C0 和

43、功能控制端和功能控制端CTT串聯(lián)，共同決定高位片是否可以計(jì)數(shù)。串聯(lián)，共同決定高位片是否可以計(jì)數(shù)。 第一片計(jì)滿值第一片計(jì)滿值CO1,第二片才開始計(jì)數(shù)。當(dāng)?shù)诙?jì)滿值，第三片就可第二片才開始計(jì)數(shù)。當(dāng)?shù)诙?jì)滿值，第三片就可以計(jì)數(shù)以計(jì)數(shù)。 各片各片C CO O逐位傳遞逐位傳遞正常計(jì)數(shù)條件：正常計(jì)數(shù)條件：均均1 1C CT T, ,C CT T, ,L LD D, ,C CR RP PT T而且在而且在CP計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)0 0觸發(fā)器保持，C觸發(fā)器保持，C, ,O O1 1CTCT0 0CTCTP PT T 串連計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)：串連計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)：高位片必須等到低位片計(jì)滿值，才可以計(jì)高位片必須等到低位片計(jì)滿值，才

44、可以計(jì)數(shù)。級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)越多，計(jì)數(shù)頻率越低，所以數(shù)。級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)越多，計(jì)數(shù)頻率越低，所以工作速度低。工作速度低。D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161(3)CPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161(2)CPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161(1)CPCP1逢逢256進(jìn)一進(jìn)一逢逢16進(jìn)一進(jìn)一逢逢4096進(jìn)一進(jìn)一 片間片間C CO O快速傳遞快速傳遞 第一片仍接計(jì)數(shù)狀態(tài)，進(jìn)位輸出第一片仍接計(jì)數(shù)狀態(tài)，進(jìn)位輸出CO直接接到直接接到高位片高位片CTP端端, ,當(dāng)片當(dāng)片1CO=0，片片2、片、片3的的CTP=0, ,高位片保持

45、高位片保持。只要第一片計(jì)滿值，進(jìn)位輸出。只要第一片計(jì)滿值，進(jìn)位輸出C01，高位片進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。，高位片進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。計(jì)數(shù)速度比較快。計(jì)數(shù)速度比較快。D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161(3)D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161(2)D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161(1)CP13、同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器基本原理：在四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)上修改，當(dāng)計(jì)到1001時(shí)，則下一個(gè)cp電路狀態(tài)回到0000。10 T3001QQQT 212QQT 030120123QQQQQQQQT 能自啟動(dòng)1JC11KRQ0&a

46、mp;1FF0G8G12G131JC11KRQ1&1FF1G9G14G15&1JC11KRQ2&1FF2G10G16G17&1JC11KRQ3&1FF3G11G18G19&CO&11&G1G5G2G6G4G7G20G3D0D1DD23LDCPCRCTCT計(jì)數(shù)脈沖74160TP 控制邏輯電路?？刂七壿嬰娐繁ＷC證74160為為M10計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器，即逢十進(jìn)一。器，即逢十進(jìn)一。 74160功能表和功能表和74161功能表完全功能表完全一樣。一樣。內(nèi)部邏輯電路圖內(nèi)部邏輯電路圖減法計(jì)數(shù)器 基本原理：對(duì)二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器進(jìn)行修改，在0000時(shí)減“1

47、”后跳變?yōu)?001，然后按二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)就行了。10 T123001QQQQQT 32101012QQQQQQQT 0123QQQT 能自啟動(dòng)十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器基本原理一致，電路只用到00001001的十個(gè)狀態(tài)實(shí)例器件單時(shí)鐘：74190,168雙時(shí)鐘：74192二、異步計(jì)數(shù)器1、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 在末位+1時(shí)，從低位到高位逐位進(jìn)位方式工作。 原則：每一位從“1”變“0”時(shí)，向高位發(fā)出進(jìn)位，使高位翻轉(zhuǎn)異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器 在末位-1時(shí)，從低位到高位逐位借位方式工作。原則：每一位從“0”變“1”時(shí)，向高位發(fā)出進(jìn)位，使高位翻轉(zhuǎn)2、異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器原理： 在4位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器上

48、修改而成，要跳過1010 1111這六個(gè)狀態(tài)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10J=0J=1J=0J=K=1J=1J=0器件實(shí)例：二五十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74LS290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。計(jì)數(shù)器。任意模值任意模值M M計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)原理：計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)原理： 設(shè)：計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)模值為設(shè)：計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)模值為M,若要得到一個(gè)模值為若要得到一個(gè)模值為N(M)的計(jì)數(shù)器，的計(jì)數(shù)器，則只要在則只要在M進(jìn)制計(jì)數(shù)器的順序計(jì)數(shù)過程中，設(shè)法跳過進(jìn)制計(jì)數(shù)器的順序計(jì)數(shù)過程中，設(shè)法跳過（M-N)個(gè)狀態(tài)，只在個(gè)狀態(tài)，只在N個(gè)狀態(tài)循環(huán)計(jì)數(shù)，就可以得到計(jì)

49、數(shù)模值不大于個(gè)狀態(tài)循環(huán)計(jì)數(shù)，就可以得到計(jì)數(shù)模值不大于M的任意模值計(jì)數(shù)器。的任意模值計(jì)數(shù)器。 通常中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器都有清通常中規(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、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：反饋清計(jì)數(shù)的基本方法有兩種：反饋清0法、反饋置數(shù)法。法、反饋置數(shù)法。1 1、反饋置、反饋置0 0法法反饋置反饋置0 0法的基本思想是：法的基本思想是： 計(jì)數(shù)器從全計(jì)數(shù)器從全0狀態(tài)狀態(tài)S0開始計(jì)數(shù)，計(jì)滿開始計(jì)數(shù)，計(jì)滿M個(gè)狀態(tài)產(chǎn)生置個(gè)狀態(tài)產(chǎn)生置0信信號(hào)，使計(jì)數(shù)器恢復(fù)到初態(tài)號(hào)，使計(jì)數(shù)器恢復(fù)到初態(tài)S0,然后再重復(fù)前面過程。然后再重復(fù)前面過程。 異步置異步置0 0 計(jì)數(shù)器在

50、計(jì)數(shù)器在S0SN-1共共N個(gè)狀個(gè)狀態(tài)中工作，當(dāng)計(jì)數(shù)器進(jìn)入態(tài)中工作，當(dāng)計(jì)數(shù)器進(jìn)入SN狀態(tài)狀態(tài)時(shí)，利用時(shí)，利用S N狀態(tài)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生狀態(tài)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生置置0信號(hào)并反饋到異步置信號(hào)并反饋到異步置0端，使端，使計(jì)數(shù)器立即返回計(jì)數(shù)器立即返回S0狀態(tài)。清置狀態(tài)。清置0信號(hào)信號(hào)SN不計(jì)算在主循環(huán)內(nèi)不計(jì)算在主循環(huán)內(nèi),SN是是過渡態(tài)過渡態(tài)。SM-1S0S1S2SN-2SN-1S NSM-2 同步置同步置0 0法法 計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)器在S0SN-1共共N個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)中工作，當(dāng)計(jì)數(shù)器進(jìn)入中工作，當(dāng)計(jì)數(shù)器進(jìn)入SN1狀狀態(tài)時(shí)，利用態(tài)時(shí)，利用SN1狀態(tài)產(chǎn)生清狀態(tài)產(chǎn)生清0信信號(hào)并反饋到同步置號(hào)并反饋到同步置0端，要等下端，要等下

51、一個(gè)一個(gè)CP來到時(shí)，才完成置來到時(shí)，才完成置0動(dòng)作，動(dòng)作，使計(jì)數(shù)器返回使計(jì)數(shù)器返回S0狀態(tài)。同步置狀態(tài)。同步置0沒有過渡狀態(tài)。沒有過渡狀態(tài)。假設(shè)：計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值為假設(shè)：計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值為M當(dāng)要求計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)模值為當(dāng)要求計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)模值為N時(shí)：時(shí)：0LD 0CR 2、反饋置數(shù)法、反饋置數(shù)法 置數(shù)法和置置數(shù)法和置0法不同，由于置數(shù)操作可以在任意狀態(tài)下進(jìn)行，因此計(jì)法不同，由于置數(shù)操作可以在任意狀態(tài)下進(jìn)行，因此計(jì)數(shù)器數(shù)器不一定從全不一定從全0狀態(tài)狀態(tài)S0開始計(jì)數(shù)開始計(jì)數(shù)。它可以通過預(yù)置功能使計(jì)數(shù)器從某個(gè)預(yù)。它可以通過預(yù)置功能使計(jì)數(shù)器從某個(gè)預(yù)置狀態(tài)置狀態(tài) S i i 開始計(jì)數(shù)，計(jì)滿開始計(jì)數(shù)，計(jì)滿N個(gè)狀態(tài)后

52、產(chǎn)生置數(shù)信號(hào)，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入預(yù)置狀個(gè)狀態(tài)后產(chǎn)生置數(shù)信號(hào)，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入預(yù)置狀態(tài)態(tài)S i i ,然后再重復(fù)前面過程。然后再重復(fù)前面過程。S0S i -1S iSi+1Si+N-2Si+N-1S i +NSM-1 同步預(yù)置同步預(yù)置 置數(shù)（置數(shù)（/LD)有效信號(hào)從有效信號(hào)從Si i+N-1狀狀態(tài)譯出，等下一個(gè)態(tài)譯出，等下一個(gè)CP到來時(shí)，才將到來時(shí)，才將預(yù)置數(shù)置入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)置入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器在S i i 、Si i+1、S i i +N-1共共N個(gè)狀態(tài)中循環(huán)。個(gè)狀態(tài)中循環(huán)。 異步預(yù)置異步預(yù)置 置數(shù)（數(shù)（/LD)有效信號(hào)從有效信號(hào)從S i i +N狀狀態(tài)譯出，當(dāng)態(tài)譯出，當(dāng)S i i + N狀態(tài)一

53、出現(xiàn)，置狀態(tài)一出現(xiàn)，置數(shù)信號(hào)立即就將預(yù)置數(shù)置入計(jì)數(shù)器，數(shù)信號(hào)立即就將預(yù)置數(shù)置入計(jì)數(shù)器，它不受它不受CP控制，所以控制，所以S i i + N狀態(tài)狀態(tài)只在極短的瞬間出現(xiàn)。穩(wěn)定狀態(tài)中只在極短的瞬間出現(xiàn)。穩(wěn)定狀態(tài)中不包含不包含S i i + N。 選擇模選擇模M M計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍，確定初態(tài)和末態(tài)。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍，確定初態(tài)和末態(tài)。 確定產(chǎn)生置確定產(chǎn)生置0 0或置數(shù)信號(hào)的譯碼狀態(tài)，然后根據(jù)譯碼或置數(shù)信號(hào)的譯碼狀態(tài)，然后根據(jù)譯碼狀態(tài)設(shè)計(jì)譯碼反饋電路，是計(jì)數(shù)器產(chǎn)生清狀態(tài)設(shè)計(jì)譯碼反饋電路，是計(jì)數(shù)器產(chǎn)生清0 0或置數(shù)信號(hào)?；蛑脭?shù)信號(hào)。 畫出實(shí)現(xiàn)模畫出實(shí)現(xiàn)模N N計(jì)數(shù)器的邏輯電路。計(jì)數(shù)器的邏輯電路。74161

54、是是M16二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，只能實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，只能實(shí)現(xiàn)M16以下任意進(jìn)制數(shù)。以下任意進(jìn)制數(shù)。例、用例、用74161組成十進(jìn)制組成十進(jìn)制(N=10)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 然后作跳過六個(gè)狀態(tài)然后作跳過六個(gè)狀態(tài)（M-N =16-10=6）的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將模的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將模M計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器變?yōu)槟Ｆ髯優(yōu)槟計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。解：解： 先將先將74161接成接成M16計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器，均1均1CTCT, ,CTCT, ,LDLDCR,CR,P PT T。0實(shí)現(xiàn)反饋置00實(shí)現(xiàn)反饋置0CRCR用用 最后通過異步反饋置最后通過異步反饋置0法，使法，使/CR=0,強(qiáng)制計(jì)數(shù)器強(qiáng)制計(jì)數(shù)器返回到初始狀態(tài)。返回到初始狀態(tài)。Q3Q2

55、Q1Q00 0 0 00 0 0 10 0 1 01 0 0 11 0 1 01 1 1 11 0 1 1 選擇初態(tài)為選擇初態(tài)為0，09為有效狀態(tài)，為有效狀態(tài)，1015為無效狀態(tài)。為無效狀態(tài)。 當(dāng)輸入十個(gè)當(dāng)輸入十個(gè)CP脈沖，脈沖，Q3Q2Q1Q0=1010時(shí)，用時(shí)，用1010作作反饋，使反饋，使/CR=0,強(qiáng)制計(jì)數(shù)器置強(qiáng)制計(jì)數(shù)器置0。強(qiáng)制置強(qiáng)制置0信號(hào)是異步置信號(hào)是異步置0，與計(jì)數(shù)器其它狀態(tài)無關(guān)。因而與計(jì)數(shù)器其它狀態(tài)無關(guān)。因而1010這個(gè)狀態(tài)不計(jì)算在主這個(gè)狀態(tài)不計(jì)算在主循環(huán)內(nèi)。循環(huán)內(nèi)。0 0Q QQ QCRCR1 13 3反饋電路是一個(gè)二輸入與非門反饋電路是一個(gè)二輸入與非門( ) 為什么為什么

56、1010狀態(tài)不算在主循狀態(tài)不算在主循環(huán)內(nèi)，用波形圖說明環(huán)內(nèi)，用波形圖說明最后畫出原理電路圖最后畫出原理電路圖同步計(jì)數(shù)器最低位同步計(jì)數(shù)器最低位Q0在在CP翻翻轉(zhuǎn)。先畫最低位轉(zhuǎn)。先畫最低位Q0。Q2在在Q1翻翻Q3在在Q2翻翻 當(dāng)?shù)谑畟€(gè)脈沖上升沿到達(dá)后當(dāng)?shù)谑畟€(gè)脈沖上升沿到達(dá)后Q3Q2Q1Q01010,/CR0。只要。只要/CR=0,計(jì)數(shù)器強(qiáng)制置計(jì)數(shù)器強(qiáng)制置0。1010只能使只能使Q3Q1出現(xiàn)一個(gè)很窄的小毛刺。出現(xiàn)一個(gè)很窄的小毛刺。缺點(diǎn)缺點(diǎn): :Q1輸出波形上有毛刺。造成輸出波形上有毛刺。造成/CR脈沖寬度太窄，清脈沖寬度太窄，清0不可靠。不可靠。Q1在在Q0翻翻&CPD3D2D1D0Q3Q

57、2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161112345678910CP0Q1Q2Q3QCR 當(dāng)當(dāng)Q1由由10，Q3沒來的及翻，沒來的及翻，/CR早已變?yōu)樵缫炎優(yōu)?，造，造成成Q3Q2Q1Q01000 。發(fā)生錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。發(fā)生錯(cuò)誤計(jì)數(shù)假設(shè)假設(shè):Q1比比Q3速度快，低位先翻。速度快，低位先翻。12345678910CP0Q1Q2Q3QCR&0&D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161當(dāng)?shù)谑畟€(gè)當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP到來：到來：1 011G1G2G3010當(dāng)?shù)谑畟€(gè)當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP到來：到來：01 在第十個(gè)在第十個(gè)CP的的或或沿的作用下，沿的作用下，Q端輸出的清端輸出的清0信號(hào)

58、寬度和計(jì)數(shù)脈沖信號(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。級(jí)觸發(fā)器能正常工作。 基本觸發(fā)器基本觸發(fā)器Q=0，/CR=0,使使Q3Q2Q1Q0=0000。 基本觸發(fā)器基本觸發(fā)器Q=1，/CR=1。 74161作作M10計(jì)數(shù)不可能產(chǎn)生進(jìn)計(jì)數(shù)不可能產(chǎn)生進(jìn)位輸出，而是由位輸出，而是由/Q產(chǎn)生進(jìn)位輸出信號(hào)產(chǎn)生進(jìn)位輸出信號(hào)。0 00100加基本加基本RS觸發(fā)器，使觸發(fā)器，使 /CR 脈沖寬度變寬脈沖寬度變寬CP1QQ12345678910CP0Q1Q2Q3Q1GCR 74160是是M10計(jì)數(shù)器，要實(shí)現(xiàn)模計(jì)數(shù)器，要實(shí)現(xiàn)模853計(jì)數(shù)，須用三片計(jì)數(shù)，須用三片

59、74160級(jí)聯(lián)。級(jí)聯(lián)。 用異步反饋置用異步反饋置0 0法法，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖輸入到第，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)個(gè)脈沖時(shí)產(chǎn)整體置整體置0信號(hào)信號(hào) 使計(jì)數(shù)器返回到初始狀態(tài)使計(jì)數(shù)器返回到初始狀態(tài)0000。 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。計(jì)數(shù)器。 大模分解法：大模分解法：M = M1 X X M2 X X M3=10X X10X X10=1000先設(shè)計(jì)先設(shè)計(jì)M1000計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)范圍計(jì)數(shù)范圍：0852共共853個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài) 第第853個(gè)狀態(tài)產(chǎn)個(gè)狀態(tài)產(chǎn)生異步置生異步置0譯碼信號(hào)譯碼信號(hào)。 所以第所以第853

60、個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)不計(jì)算在主循環(huán)內(nèi)不計(jì)算在主循環(huán)內(nèi)&CP1D3D2D1D08 4 2 1COCTPCTTCRLD74160(1)CPD3D2D1D08 4 2 1COCTPCTTCRLD74160(2)CPD3D2D1D08 4 2 1COCTPCTTCRLD74160(3)CPM10計(jì)數(shù)器由計(jì)數(shù)器由1010產(chǎn)生清產(chǎn)生清0信號(hào)信號(hào)M853計(jì)數(shù)器由計(jì)數(shù)器由853產(chǎn)生清產(chǎn)生清0信號(hào)信號(hào)例：用例：用74161計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模12計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。例：用例：用74161計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 由前面例題分析中可以發(fā)現(xiàn)，用反饋置由前面例題分析中可以發(fā)現(xiàn)，用反饋置0法設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)法設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器存在一個(gè)普遍規(guī)律，有待于我們?nèi)タ偨Y(jié)。器存在一個(gè)普遍規(guī)律，有待于我們?nèi)タ偨Y(jié)。2 23 3Q QQ QCRCR 0 01 12 2Q QQ QQ QC CR R D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161CP1&D3D2D1D0Q