数字电子技术计数器

浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件Chapt7常用时序逻辑功能器件7.1计数器7.2寄存器基本功能是统计时钟脉冲的个数，即实现计数操作，也可用于分频、定时、产生节拍脉冲等。基本功能是存储或传输用二进制数码表示的数据或信息，即完成代码的寄存、移位、传输操作。1.熟悉计数器的不同分类和具体实现电路；2.熟悉集成计数器的功能，掌握其应用电路的分析和设计。－741611.熟悉不同寄存器的工作原理；2.熟悉74194的功能，掌握其基本应用电路。教学内容与要求浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件计数器二进制计数器十进制计数器N进制计数器加法计数器同步计数器异步计数器减法计数器可逆计数器加法计数器减法计数器可逆计数器二进制计数器十进制计数器N进制计数器······7.1计数器脉冲输入方式进位体制数字增减趋势浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件一、二进制计数器1、二进制同步计数器3位二进制同步加法计数器000→001→010→011/1↑↓/0111←110←101←100/0/0/0/0/0/0排列顺序：/CnnnQQQ012选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。状态图nnnQQQC012输出方程：CPCPCPCP210时钟方程：浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次FF1在Q0=1时，在下一个CP触发沿到来时翻转。FF2在Q0=Q1=1时，在下一个CP触发沿到来时翻转。100KJnQKJ011nnQQKJ0122浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件Q0Q0CFF0FF1FF2CPQ1Q1Q2Q21JC11K1JC11K1JC11K&&1&电路图由于没有无效状态，电路能自启动。nnnnnnnnnnnQQQQKJQQKJQKJKJ0132110122011001推广到n位二进制同步加法计数器驱动方程输出方程nnnnnnQQQQC0121浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件3位二进制同步减法计数器选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。状态图输出方程：000←001←010←011/1↓↑/0111→110→101→100/0/0/0/0/0/0排列顺序：/BnnnQQQ012CPCPCPCP210时钟方程：nnnQQQB012浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次FF1在Q0=0时，在下一个CP触发沿到来时翻转。FF2在Q0=Q1=0时，在下一个CP触发沿到来时翻转。100KJnQKJ011nnQQKJ0122浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件Q0Q0B1FF0FF1FF2CPQ1Q1Q2Q21JC11K1JC11K1JC11K&&&电路图由于没有无效状态，电路能自启动。nnnnnnnnnnnQQQQKJQQKJQKJKJ0132110122011001推广到n位二进制同步减法计数器驱动方程输出方程nnnnnnQQQQB0121浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件3位二进制同步可逆计数器设用U/D表示加减控制信号，且U/D＝0时作加计数，U/D＝1时作减计数，则把二进制同步加法计数器的驱动方程和U/D相与，把减法计数器的驱动方程和U/D相与，再把二者相加，便可得到二进制同步可逆计数器的驱动方程。nnnnnnQQDUQQDUKJQDUQDUKJKJ010122001100////1输出方程nnnnnnQQQDUQQQDUBC210210///浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件Q0Q0C/B1FF0FF1FF2CPQ1Q1Q2Q21JC11K1JC11K1JC11K≥1&≥1&≥1&1U/D电路图浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件74LS161QAQBQCQD(b)逻辑功能示意图(a)引脚排列图16151413121110974LS16112345678VCCRCOQAQBQCQDETLDTRDCPABCDEPGNDRDABCDETEPCPRCOLD74LS161功能描述浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件具体应用，引出课本实例讲解浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件0000→0001→0010→0011→0100/1↑↓/01001←1000←0111←0110←0101/0/0/0/0/0/0/0/0排列顺序：/CnnnnQQQQ0123二、十进制计数器1、十进制同步计数器状态图C的卡诺图000111100000×00100×11100××1000××nnQQ23nnQQ01十进制同步加法计数器浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件十进制同步减法计数器/0/0/0/00000←0001←0010←0011←0100/1↓↑/01001→1000→0111→0110→0101/0/0/0/0排列顺序：/BnnnnQQQQ0123状态图B的卡诺图000111100010×00100×01100××1000××nnQQ23nnQQ01浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件CP1R0AR0BNCVCCS0AS0B14131211109874LS901234567CP0NCQ0Q3GNDQ1Q274LS90S0AS0BR0AR0BQ0Q3Q1Q2CP0CP1(a)引脚排列图(b)逻辑功能示意图集成十进制异步计数器74LS90输入输出R0AR0BS0AS0BCP0CP113121110nnnnQQQQ110×××11×0××××11×××0×0↓0×00×0↓0××0↓Q00×0×Q1↓0000(清零)0000(清零)1001(置9)二进制计数五进制计数8421码十进制计数5421码十进制计数浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件三、N进制计数器1、用同步清零端或置数端归零构成N进置计数器2、用异步清零端或置数端归零构成N进置计数器（1）写出状态SN-1的二进制代码。（2）求归零逻辑，即求同步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。（3）画连线图。（1）写出状态SN的二进制代码。（2）求归零逻辑，即求异步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。（3）画连线图。利用集成计数器的清零端和置数端实现归零，从而构成按自然态序进行计数的N进制计数器的方法。浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件用74LS161来构成一个十二进制计数器。nnQQCR23SN＝S12＝1100D0～D3可随意处理D0～D3必须都接0COLDCRQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CTTCTPCP&11(a)用异步清零端CR归零74LS161用异步清零端CR归零用同步置数端LD归零SN-1＝S11＝1011nnnQQQLD013COLDCRQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CTTCTPCP&11(b)用同步置数端LD归零74LS161浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件M16的任意进制计数器的设计（2片74LS161级联）M=（147）10=（10010011）2Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161(1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161(2)Q3Q2Q0Q1QQQQ76451111同步级联00000000…10010010Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161(1)Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161(2)Q3Q2Q0Q1QQQQ76451111浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161(1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161(2)Q3Q2Q0Q1QQQQ764511&清零法（异步），设置过渡状态这里也可以采用置数法，由于置数是同步的，不用设置过渡状态浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161(1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161(2)Q3Q2Q0Q1QQQQ764511111异步级联浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161(1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161(2)Q3Q2Q0Q1QQQQ7645111&00000000???浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件用74LS161实现60进制计数00…59Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161(1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161(2)Q3Q2Q0Q1QQQQ7645111&11也可以考虑用同步级联，但是CO端都没有输出浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件用1片74LS161实现模M=9的计数器1)用清零法实现2)用置数法实现，状态为00~5900~233.用2片74LS161实现60进制、24进制的8421BCD码计数浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件4、计数器容量的扩展异步计数器一般没有专门的进位信号输出端，通常可以用本级的高位输出信号驱动下一级计数器计数，即采用串行进位方式来扩展容量。100进制计数器CP1Q0Q1Q2Q3S9AS9BR0AR0BCP1CPCP074LS90(个位)N1=10Q0Q1Q2Q3S9AS9BR0AR0BCP074LS90(十位)N2=10浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件CP1Q0Q1Q2Q3CP1CPCP074LS90(个位)Q0Q1Q2Q3CP074LS90(十位)S9AS9BR0AR0BS9AS9BR0AR0B&CP1Q0Q1Q2Q3CP1CPCP074LS90(个位)N1=10Q0Q1Q2Q3CP074LS90(十位)N2=6S9AS9BR0AR0BS9AS9BR0AR0B60进制计数器64进制计数器浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件二－五－十进制异步计数器74LS290F1和F3的CP端从CP1端单独引出。若以CP0为计数脉冲输入端、Q0为输出端，即得到二进制计数器（或二分频器）；若以CP1作为计数脉冲输入端、Q3为输出端，则得到五进制计数器（或五分频器）；若将CP1与Q0相连，同时以CP0为计数脉冲输入端、Q3为输出端，则得到十进制计数器（或十分频器）。浙江万里学院电信学院钱裕禄0405-2Chapt7常用时序逻辑功能器件任意进制计数器的构成方法：目前常见的计数器芯片在计数进制上只做成应用较广的几种类型，如十进制、十六进制、7位二进制、12位二进制、14位二进制等。在需要其它任意一种进制