22同步二进制计数器.

1.同步与异步二进制加法计数器比较(一)同步二进制计数器态序表和工作波形一样电路结构不同具有同样功能的计数器：同步电路的工作速度比异步电路的工作速度快；但异步计数器的组成更简单一些。同步计数器FF01J1KRC1Q0Q1Q2Q3FF11J1KRC1FF21J1KRC1FF31J1KRC11CPRDCOFF01J1K1FF11J1KQ0nFF21J1KQ0nQ1n&&FF31J1KQ0nQ2n&&Q1nQ0Q1Q2Q3CO&RDRRRRCPC1C1C1C1构成同步4位二进制加法计数器各触发器都用CP触发2.同步二进制加法计数器电路与工作原理0100000000000000000000COQ0Q1Q2Q3输出计数器状态计数顺序1601511401311201111009180716051402031110110011001100110011110000111100001111111100000004位二进制加法计数器态序表CT74LS161CPQ0Q1Q2Q3COD0CT74LS161和CT74LS163逻辑功能示意图CT74LS163CTTCTPCRLDD1D2D3CRLD计数状态输出端,从高位到低位依次为Q3、Q2、Q1、Q0。进位输出端置数数据输入端，为并行数据输入。计数脉冲输入端，上升沿触发。计数控制端，高电平有效。CR为置0控制端，低电平有效。LD为同步置数控制端，低电平有效。3.集成同步二进制计数器CT74LS161和CT74LS163CT74LS161的功能表(1)异步置0功能(CR低电平有效)CT74LS161的主要功能：(2)同步置数功能(LD低电平有效)(3)计数功能(CR=LD=CTT=CTP=1)(4)保持功能(CR=LD=1，CTT和CTP中有0)CO=CTT·Q3Q2Q1Q0CO=Q3Q2Q1Q0CO=CTT·Q3Q2Q1Q0异步置00保持×××××0×11保持××××××011计数××××1111d0d1d2d3d0d1d2d3××0100000××××××××0COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR说明输出输入CT74LS161与CT74LS163的功能比较CO=CTT·Q3Q2Q1Q0CO=Q3Q2Q1Q0CO=CTT·Q3Q2Q1Q0同步置00保持×××××0×11保持××××××011计数××××1111d0d1d2d3d0d1d2d3××0100000×××××××0COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR说明输出输入CT74LS163CO=CTT·Q3Q2Q1Q0CO=Q3Q2Q1Q0CO=CTT·Q3Q2Q1Q0异步置00保持×××××0×11保持××××××011计数××××1111d0d1d2d3d0d1d2d3××0100000××××××××0COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR说明输出输入CT74LS161CT74LS161与CT74LS163的差别是：“161”为异步置0，“163”为同步置0。其他功能及管脚完全相同。当输入第N个计数脉冲时，利用计数器的置0功能对计数器进行置0操作，强迫计数器进入计数循环，从而实现N进制计数。这种计数器的起始状态值必须是零。当输入第N个计数脉冲时，利用计数器的置数功能对计数器进行置数操作，强迫计数器进入计数循环，从而实现N进制计数。这种计数器的起始状态值就是置入的数，可以是零，也可以非零。(二)N进制同步计数器构成N进制同步计数器的方法有两种置零法置数法置零法原理：置数法原理：(1)写出加反馈置0信号时所对应的计数状态。步骤：1.利用置零法构成N进制同步计数器异步置0计数器所对应的计数状态为SN。同步置0计数器所对应的计数状态为SN-1。(2)写出反馈置0函数。(3)画连线图。同步置0异步置0[例1]试利用CT74LS161和CT74LS163的置0功能构成六进制计数器。解题思路：“161”和“163”均为4位二进制计数器，其态序表为：00001611111501111410111300111211011101011010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3计数器状态计数顺序“161”为异步置0，即只要置0端出现有效电平，计数器立刻置零。因此，用S6=0110作为控制信号去控制电路，产生置零信号加到异步置0端，使计数器立即置0。“163”为同步置0，即置0端出现有效电平时，计数器不能立刻置0，只是为置0作好了准备，需要再输入一个CP脉冲，才能置0。因此，用S6-1=0101作为控制信号去控制电路，产生置0信号加到同步置零端。CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP③画连线图计数输入输出端(1)用异步置零的CT74LS161构成六进制计数器解：①写出S6的二进制代码S6=0110②写出反馈置零函数12QQCR11&××××根据S6和CR的有效电平写出CT74LS163Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1(2)用同步置零的CT74LS163构成六进制计数器③画连线图输出端①写出S6-1的二进制代码S6-1=S5=0101②写出反馈置零函数02QQCR××××1&(1)确定N进制计数器需用的N个计数状态，并确定预置数。(2)写出加反馈置数时所对应的计数器状态。(3)写出反馈置数函数：根据SN(或SN-1)和置数端的有效电平写出置数信号的逻辑表达式。(4)画连线图。2.利用置数法构成N进制同步计数器步骤：异步置数时，写出状态SN对应的二进制代码；同步置数时，写出状态SN-1对应的二进制代码。(1)确定该十进制计数器所用的计数状态，并确定预置数。解：[例2]试利用CT74LS161构成十进制计数器。00001611111501111410111300111211011101011010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3计数器状态计数顺序CT74LS161为4位二进制计数器，有16个计数状态。通常选用从“0000”开始计数的方式。利用其中任意十个连续的状态均可实现十进制计数。(2)写出SN-1的二进制代码选择计数状态为0000~1001，因此取置数输入信号为D3D2D1D0=0000。(3)写出反馈置数函数(4)画连线图SN-1=S10-1=S9=1001LD=Q3Q0CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP输出1&1[例2]试用CT74LS161构成十进制计数器。(1)确定该十进制计数器所用的计数状态，并确定预置数。解：思考：若选择状态0001~1010如何实现?方法一：利用同步置数功能[例2]试用CT74LS161构成十进制计数器。CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP解：(1)写出SN的二进制代码SN=S10=1010(2)写出反馈置数函数CR=Q3Q1(3)画连线图计数输入11&××××方法二：利用异步置零功能。同步置数法和异步置零法构成的十进制计数器电路比较CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP输出1&1CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP11&××××用SN-1产生置数信号用SN产生清零信号[例3]试用CT74LS163构成十三进制计数器。解：①确定预置数②写出S13-1的二进制代码③写出反馈置数函数④画电路图D3D2D1D0=0000S13-1=S12=1100LD=Q3Q2设从Q3Q2Q1Q0=0000开始计数，则方法一：利用同步置数端实现十三进制计数器CT74LS163Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&1CT74LS163Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1方法二：利用同步置零端CR实现十三进制计数器的方法为①写出S13-1的二进制代码②写出反馈置数函数③画电路图S13-1=S12=1100CR=Q3Q2&1××××CT74LS163Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&1××××同步置数法和同步置零法构成的十三进制计数器电路比较CT74LS163Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&10000用SN-1产生置数信号用SN-1产生清零信号反馈法构成N进制计数器总结反馈置零法和反馈置数法的主要不同是：反馈置零法将反馈控制信号加至置零端；而反馈置数法则将反馈控制信号加至置数端，且必须给置数输入端加上计数起始状态值。设计时，应弄清置零或置数功能是同步还是异步的，同步则反馈控制信号取自SN-1；异步则反馈控制信号取自SN。作业6.12（1）6.13（1）[练习]试用CT74LS161设计一个十一进制计数器，其计数状态在0100~1110间循环。解：分析题意0100~1110CP即4~14CP十一个状态循环CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP1&1选择反馈控制端：LD123QQQD3D2D1D0=0100同时画电路图：1