数字电路_触发器

第13次上课内容：教材P146～160上午：1、用74LS160芯片构成60、24进制计数器的方法：（讲述+练习）2、本章小结、讲解习题：（讲述）下午：60、24进制加法计数显示电路焊接与调试：焊1个160芯片插座+1个00芯片插座，2人一组调试。计数器的模（循环长度）N：CP作用下的有效循环状态个数。1、n位二进制计数器的模N=2n（n个触发器）。2、1位十进制计数器的模N=10（4个触发器）。2位十进制计数器的模N=102=100。3、N进制计数器的模N≠2n，故称非模2n计数器（或任意进制计数器）。构成N进制计数器的方法三种：1.反馈阻塞法——用触发器直接构成2.串行反馈法——用移位寄存器构成3.反馈清零法和反馈置数法——用集成计数器构成3.4.3N进制计数器（任意进制计数器）1.由触发器构成的N进制计数器方法：修改模2n的二进制计数器的级联,舍去其些状态（阻塞），构成N＜2n的任意进制计数器——大进制改为小进制。(a)三进制(b)五进制同步进制计数器N(a)五进制(b)七进制异步进制计数器N判断方法：写出时钟、驱动方程，求状态方程，画出状态图，数一下循环状态个数N，N是几就是几进制。2.移位寄存器型N进制计数器方法：将移位寄存器的输出，以一定的方式反馈到串行输入端,构成特殊编码的移位寄存器型N进制计数器。⑴环形计数器：在CP作用下，可循环移位一个1或0。状态图电路图（左移）Q4Q3Q2Q1模N=4=n（n个触发器），构成具有自启动能力的四进制计数器。缺点：n位环形计数器，只有n个有效状态，其余（2n-n）个状态没有利用，故状态利用率太低。优点：电路简单；可作脉冲分配器，不需加译码器。波形图优点：每次状态变化只有一个触发器翻转,译码时不存在竞争-冒险。缺点：状态利用率仍较低,有2n-2n个状态没有利用。电路图（左移）状态图Q4Q3Q2Q1模N=2n=8（n个触发器），构成具有自启动能力八进制计数器。⑵扭环形计数器：在CP作用下，最低位的0（或1）到下个状态时，移到最高位变成1（或0）。3.用集成计数器芯片构成的N进制计数器(1)反馈清零法:利用芯片清零端，取计数器的某一状态通过与门（或“与非门”）反馈到清零端，计数状态从0000～该状态，弃掉该状态之后到0000的状态，将大进制修改为小进制（N）计数器的方法。①确定清0所取反馈识别码：若同步清0：以N-1作清0识别码，且循环状态中含此码。若异步清0：以N作清0识别码，且循环状态中不含此码。②由清0端的有效电平选门：若高电平有效：用与门。若低电平有效：用与非门。③将反馈识别码所对应的触发器为1的Q端通过所选门加到清0端，画出集成计数器的外部连线图。步骤注意二进制芯片：反馈识别码转换成二进制数；十进制芯片：反馈识别码转换成8421BCD码。[例1]试用十进制计数器芯片74LS192构成六进制计数器。解：74LS192中的异步清零端CR为高电平有效，反馈识别码N=（6）10=（0110）8421BCD；选与门。画接线图：状态图：0000（瞬态）6个循环状态0001001000110100010101101CPDLDCRCPUD3D2D1D0Q3Q2Q1Q074LS1921&CP011074LS29074LS29000100011[例2]试用十进制计数器芯片74LS290构成二十三进制计数器。解：74LS290为十进制计数器,模N=23,需要两片才能完成。74LS290中的异步清零端ROA、ROB为高电平有效，反馈识别码N=（23）10=（00100011）8421BCD；选与门。画接线图：状态图：00000000000000010010001000100011（瞬态）23个循环状态01010101[例3]试用二进制计数器74LS163构成八十六进制计数器。模N=86,需用两片芯片。解：74LS163中的同步清零端CR为低电平有效，选与非门。反馈识别码N-1=（86-1）10=（85）10=（01010101）2画接线图：状态图：00000000000000010101010186个循环状态00[例4]用十进制计数器74LS160构成六十、二十四进制计数器。解：74LS160中的异步清零端CR为低电平有效，选与非门。反馈识别码N=（60）10=（01100000）8421BCD反馈识别码N=（24）10=（00100100）8421BCD0010(2)反馈置数法:：利用芯片置数端、数据输入端和进位端，截取计数器的一段状态反馈到置数端，将大进制修改为小进制N的方法。分三种情况：第一种：计数状态0000～d3d2d1d0,则将数据端D3D2D1D0=0000，d3d2d1d0作反馈识别码接到置数端。若同步置数（置数与CP有关）：以N-1作反馈识别码。若异步置数（置数与CP无关）：以N作反馈识别码。第二种：计数状态d3d2d1d0～1111，则将数据端D3D2D1D0=d3d2d1d0，进位端CO接到置数端。第三种：计数状态d3d2d1d0～d3/d2/d1/d0/,则将数据端D3D2D1D0=d3d2d1d0，反馈识别码为d3/d2/d1/d0/接到置数端。（第二、三种只适合同步置数芯片）以上三种情况，置数端低电平有效用与非门、高电平有效用与门。[例1]用74LS163构成十四进制计数器。解：方法一：0000～1101（0～13，N=14）：反馈识别码1101，用与非门接到LD，连接图（a）。方法二：0010～1111（2～15，N=14）：D3D2D1D0=0010，CO端用非门接到LD，连接图（b）。方法三：0001～1110（1～14，N=14）：D3D2D1D0=0001，反馈识别码1110，用与非门接到LD,连接图（c）。0000110100101110000100100111[例2]试用74LS196实现27进制计数器。解：74LS196为二—五—十进制异步计数器，异步置数，且低电平有效。反馈识别码N=（27）10=（00100111）8421BCD状态图：00000000000000010010011000100111（瞬态）27个循环状态接线图：00000000[例3]用74LS161构成十进制计数器（两种方法）。74LS161为同步二进制计数器，异步清0、同步置数，都是低电平有效。反馈归零法：反馈识别码N=（10）10=（1010）274LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP11××××&101074LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP输出1&110010000解：反馈置数法：反馈识别码N-1=（10-1）10=（9）10=（1001）21010（瞬态）00000001100100000001100110个循环状态计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除用于计数、分频外，还广泛用于数字测量、运算和控制，从小型数字仪表，到大型数字电子计算机，几乎无所不在，是任何现代数字系统中不可缺少的组成部分。计数器可利用触发器和门电路构成。但在实际工作中，主要是利用集成计数器来构成。在用集成计数器构成N进制计数器时，需要利用清零端或置数端，让电路跳过某些状态来获得N进制计数器。小结下午：60、24进制加法计数显示电路焊接与调试：1、画出用74LS160构成60、24进制计数显示电路。2、每小组：6人（2人一组调试）时显示（24进制）2人，分显示（60进制）2人，秒显示（60进制）2人。（2人中1人焊1个160芯片插座，另1人焊1个160+1个00芯片插座）注意两个电路板之间的接线要焊出来。