數(shù)字電子技術(shù)計(jì)數(shù)器PPT學(xué)習(xí)教案

1、數(shù)字電子技術(shù)計(jì)數(shù)器數(shù)字電子技術(shù)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器二進(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7.1 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器脈沖輸入方式脈沖輸入方式進(jìn)位體制進(jìn)位體制數(shù)字增減趨勢數(shù)字增減趨勢第1頁/共27頁一、一、 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1 1、二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器、二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器3位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器 000001010011 /1 /0 111110101100 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列順序： /C nnnQQQ012選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用

2、FF0、FF1、FF2表示。狀態(tài)圖nnnQQQC012輸出方程：CPCPCPCP210時(shí)鐘方程：第2頁/共27頁FF0每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在在Q0=1時(shí)，在下一個(gè)時(shí)，在下一個(gè)CP觸發(fā)沿到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)沿到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。FF2在在Q0=Q1=1時(shí)，在下一個(gè)時(shí)，在下一個(gè)CP觸發(fā)沿到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)沿到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。100 KJnQKJ011nnQQKJ0122第3頁/共27頁Q0Q0 CFF0 FF1 FF2CPQ1Q1Q2Q21J C11K 1J C1 1K1J C11K&1&電路圖電路圖由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。nnnnnnnn

3、nnnQQQQKJQQKJQKJKJ0132110122011001推廣到推廣到n位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器驅(qū)動方程驅(qū)動方程輸出方程輸出方程nnnnnnQQQQC0121第4頁/共27頁3位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器選用選用3個(gè)個(gè)CP下降沿觸發(fā)的下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。表示。狀態(tài)圖狀態(tài)圖輸出方程：輸出方程： 000001010011/1 /0111110101100 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列順序： /B nnnQQQ012CPCPCPCP210時(shí)鐘方程：時(shí)鐘方程：nnnQQQB012第5頁/共27頁

4、FF0每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在在Q0=0時(shí)，在下一個(gè)時(shí)，在下一個(gè)CP觸發(fā)沿到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)沿到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。FF2在在Q0=Q1=0時(shí)，在下一個(gè)時(shí)，在下一個(gè)CP觸發(fā)沿到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)沿到來時(shí)翻轉(zhuǎn)。100 KJnQKJ011nnQQKJ0122第6頁/共27頁Q0Q0 B1FF0 FF1 FF2CPQ1Q1Q2Q21J C11K 1J C1 1K1J C11K&電電路路圖圖由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。nnnnnnnnnnnQQQQKJQQKJQKJKJ0132110122011001推廣到推廣到n位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同

5、步減法計(jì)數(shù)器驅(qū)動方程驅(qū)動方程輸出方程輸出方程nnnnnnQQQQB0121第7頁/共27頁3位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器設(shè)用設(shè)用U/D表示加減控制信號，且表示加減控制信號，且U/D0時(shí)作加計(jì)數(shù)，時(shí)作加計(jì)數(shù)，U/D 1時(shí)作減計(jì)數(shù)，則把二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的驅(qū)動方程和時(shí)作減計(jì)數(shù)，則把二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的驅(qū)動方程和U/D相與，把減法計(jì)數(shù)器的驅(qū)動方程和相與，把減法計(jì)數(shù)器的驅(qū)動方程和U/D相與，再把二者相加，便可得到二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器的驅(qū)動方程。相與，再把二者相加，便可得到二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器的驅(qū)動方程。nnnnnnQQDUQQDUKJQDUQDUKJKJ010122001100/1

6、輸出方程輸出方程nnnnnnQQQDUQQQDUBC210210/第8頁/共27頁Q0Q0 C/B1FF0 FF1 FF2CPQ1Q1Q2Q21J C11K1J C11K1J C11K1&1&1&1U/D電路電路圖圖第9頁/共27頁 74LS161 QA QB QC QD (b) 邏輯功能示意圖 (a) 引腳排列圖 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS161 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC RCO QA QB QC QD ET LD T RD CP A B C D EP GND RD A B C D ET EP CP RCO LD 74LS161功能描述功能描述第10

7、頁/共27頁具體應(yīng)用，引出課本實(shí)例講解具體應(yīng)用，引出課本實(shí)例講解第11頁/共27頁 00000001001000110100 /1 /0 10011000011101100101 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列順序： /C nnnnQQQQ0123二、二、 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器1 1、十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖狀態(tài)圖C 的卡諾圖00011110000000100111001000nnQQ23nnQQ01十進(jìn)制同步十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器第12頁/共27頁十進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器 /0 /0 /0 /0 0000000100100011

8、0100 /1 /0 10011000011101100101 /0 /0 /0 /0排列順序： /B nnnnQQQQ0123狀態(tài)圖B 的卡諾圖00011110001000100011001000nnQQ23nnQQ01第13頁/共27頁CP1 R0A R0B NC VCC S0A S0B14 13 12 11 10 9 874LS90 1 2 3 4 5 6 7CP0 NC Q0 Q3 GND Q1 Q274LS90S0A S0B R0A R0BQ0 Q3 Q1 Q2CP0CP1(a) 引腳排列圖(b) 邏輯功能示意圖集集成成十十進(jìn)進(jìn)制制異異步步計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器74LS90輸 入輸 出R0A

9、R0B S0A S0B CP0 CP113121110 nnnnQQQQ 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Q0 0 0 Q1 0 0 0 0 (清零)0 0 0 0 (清零) 1 0 0 1 (置 9)二進(jìn)制計(jì)數(shù)五進(jìn)制計(jì)數(shù)8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù) 5421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)第14頁/共27頁三、三、 N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器1 1、用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成、用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成N進(jìn)置計(jì)數(shù)器進(jìn)置計(jì)數(shù)器2 2、用異步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成、用異步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成N進(jìn)置計(jì)數(shù)器進(jìn)置計(jì)數(shù)器（1）寫出狀態(tài)SN-1的二進(jìn)制代碼。（2）求歸零邏輯，即求同步清零端或置數(shù)控制

10、端信號的邏輯表達(dá)式。（3）畫連線圖。（1）寫出狀態(tài)SN的二進(jìn)制代碼。（2）求歸零邏輯，即求異步清零端或置數(shù)控制端信號的邏輯表達(dá)式。（3）畫連線圖。利用集成計(jì)數(shù)器的清零端和置數(shù)端實(shí)現(xiàn)歸零，從而構(gòu)成按自然態(tài)序進(jìn)行計(jì)數(shù)的N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。第15頁/共27頁用74LS161來構(gòu)成一個(gè)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。nnQQCR23SNS121100D0D3可隨意處理可隨意處理D0D3必須都接必須都接0 CO LD CR Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CTT CTP CP&11(a) 用異步清零端 CR 歸零 74LS161用異步清零端CR歸零用同步置數(shù)端LD歸零SN-1S111011nnnQQQL

11、D013 CO LD CR Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CTT CTP CP&11(b) 用同步置數(shù)端 LD 歸零 74LS161第16頁/共27頁M16的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)（2 2片片74LS16174LS161級聯(lián)級聯(lián)） M=（147）10=（10010011）2Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ76451111同步級聯(lián)0000000010010010Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0C

12、P1174LS161 (1)Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ76451111第17頁/共27頁Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ764511&清零法（異步），設(shè)置過渡狀態(tài)這里也可以采用置數(shù)法，由于置數(shù)是同步的，不用設(shè)置過渡狀態(tài)第18頁/共27頁Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCT

13、PLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ764511111異步級聯(lián)第19頁/共27頁Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ7645111&00000000?第20頁/共27頁用74LS161實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制計(jì)數(shù)0059Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0

14、Q1QQQQ7645111&11也可以考慮用同步級聯(lián)，但是CO端都沒有輸出第21頁/共27頁用用1片片74LS161實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模M=9的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器 1) 用清零法實(shí)現(xiàn)用清零法實(shí)現(xiàn) 2) 用置數(shù)法實(shí)現(xiàn)，狀態(tài)為用置數(shù)法實(shí)現(xiàn)，狀態(tài)為 0059 00233. 用用2片片74LS161實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制、進(jìn)制、24進(jìn)制的進(jìn)制的8421BCD碼計(jì)數(shù)碼計(jì)數(shù)第22頁/共27頁4 4、計(jì)數(shù)器容量的擴(kuò)展、計(jì)數(shù)器容量的擴(kuò)展異步計(jì)數(shù)器一般沒有專門的進(jìn)位信號輸出端，通?？梢杂帽炯壍母呶惠敵鲂盘栻?qū)動下一級計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，即采用串行進(jìn)位方式來擴(kuò)展容量。 CP1 Q0 Q1 Q2 Q3 S9A S9B R0A R0B CP1

15、CPCP0 74LS90(個(gè)位)N1=10 Q0 Q1 Q2 Q3 S9A S9B R0A R0BCP0 74LS90(十位)N2=10第23頁/共27頁 CP1 Q0 Q1 Q2 Q3 CP1 CPCP0 74LS90(個(gè)位) Q0 Q1 Q2 Q3CP0 74LS90(十位) S9A S9B R0A R0B S9A S9B R0A R0B& CP1 Q0 Q1 Q2 Q3 CP1 CPCP0 74LS90(個(gè)位)N1=10 Q0 Q1 Q2 Q3CP0 74LS90(十位)N2=6 S9A S9B R0A R0B S9A S9B R0A R0B第24頁/共27頁二五十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器二五十進(jìn)

16、制異步計(jì)數(shù)器74LS290F1和和F3的的CP端從端從CP1端單獨(dú)引出。若以端單獨(dú)引出。若以CP0為計(jì)數(shù)脈沖輸入端、為計(jì)數(shù)脈沖輸入端、Q0為輸出端，為輸出端，即得到二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（或二分頻器）；即得到二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（或二分頻器）；若以若以CP1作為計(jì)數(shù)脈沖輸入端、作為計(jì)數(shù)脈沖輸入端、Q3為輸為輸出端，則得到五進(jìn)制計(jì)數(shù)器（或五分頻出端，則得到五進(jìn)制計(jì)數(shù)器（或五分頻器）；若將器）；若將CP1與與Q0相連，同時(shí)以相連，同時(shí)以CP0為計(jì)數(shù)脈沖輸入端、為計(jì)數(shù)脈沖輸入端、Q3為輸出端，則得為輸出端，則得到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（或十分頻器）。到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（或十分頻器）。第25頁/共27頁任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法：任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法：目前常見的計(jì)數(shù)器芯片在計(jì)數(shù)進(jìn)制上只做成應(yīng)用較廣的幾種類型，如十進(jìn)制、十六進(jìn)制、目前常見的計(jì)數(shù)器芯片在計(jì)數(shù)進(jìn)制上只做成應(yīng)用較廣的幾種類型，如十進(jìn)制、十六進(jìn)制、7位二進(jìn)制、位二進(jìn)制、12位二進(jìn)制、位二進(jìn)制、14位二進(jìn)制等。在需要其它任意一種進(jìn)制的計(jì)數(shù)器時(shí)，只能用已有的計(jì)數(shù)器產(chǎn)品經(jīng)外電路的連接方式得到。位二進(jìn)制等。在需要其它任意一種進(jìn)制的計(jì)數(shù)器時(shí)，只能用已有的計(jì)數(shù)器產(chǎn)品經(jīng)外電路的連接方式得到。假定已有的是假定已有的是N進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而需要得到進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而需要得到M進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1當(dāng)當(dāng)MN時(shí)：應(yīng)