数电第16、17讲修改

6.3.2计数器三、任意进制计数器的构成方法假定已有的是N进制计数器，而需要得到M进制计数器。1．当MN时：应使计数过程中跳过N－M个状态,在M个状态中循环即可。1）置零法（清零法或复位法）－－适用于有清“0”输入端的集成计数器。2）置数法－－适用于有预置数功能的集成计数器。S0S1S2S3SM-2SM-1SMSN-3SN-2SN-1N个6.3.2计数器1）置零法计数器从全“0”状态S0开始计数，计满M个状态后产生清“0”信号，使计数器恢复到初态S0。S0S1S2S3SM-2SM-1SMSN-3SN-2SN-1M个N-M个①异步清零计数器：利用SM状态进行译码产生清“0”信号。②同步清零计数器：利用SM-1状态进行译码产生清“0”信号。暂态（过渡状态）6.3.2计数器2）置数法计数器从某个预置状态Si开始计数，计满M个状态后产生置数信号，使计数器恢复到预置初态Si。①异步置数计数器：利用Si+M状态进行译码产生置数信号。②同步置数计数器：利用Si+M-1状态进行译码产生置数信号。S0SiSi+1Si+2Si+M-2Si+M-1SN-3SN-2SN-1Si+MM个N-M个暂态（过渡状态）6.3.2计数器1、同步置数法和异步置数法比较：同步法置数可靠，编码规范（无暂态）。2、清零（复位）法和置数法比较：置数法更加灵活。6.3.2计数器例：用74161实现十二进制计数器。解：74161是具有异步清零和同步置数功能的加法计时器。①异步清“0”法SM＝S12即Q3Q2Q1Q0＝110074LS161Q0Q1Q2Q3ETEPCPCLDRDD0D1D2D3&11CP进位输出？②同步置数法预置数：D3D2D1D0=0000SM-1＝S11即Q3Q2Q1Q0＝1011CP74LS161Q0Q1Q2Q3ETEPCPCLDRDD0D1D2D311&进位输出？进位输出进位输出6.3.2计数器③同步置数法预置数：D3D2D1D0=0011110111001011101010011000011101100101010000111110Q3Q2Q1Q0预置信号74LS161Q0Q1Q2Q3ETEPCPCLDRDD0D1D2D311CP&1100进位输出6.3.2计数器④进位C置数法N=16，M=12，N－M=4即D3D2D1D0=010074LS161Q0Q1Q2Q3ETEPCPCLDRDD0D1D2D31CP100101进位输出6.3.2计数器图6.3.33用置零法将74LS160接成六进制计数器状态转换图信号作用时间短缺点：置06.3.2计数器图6.3.35图6.3.33电路的改进6.3.2计数器图6.3.36用置数法将74160接成六进制计数器（a）置入0000（b）置入1001状态转换图6.3.2计数器2．当MN时：必须将多片计数器级联。1）整体清“0”法或整体置数法基本思路：先将n片计数器级联组成Nn（NnM）进制计数器，计满M个状态后，采用整体清“0”或整体置数法实现M进制计数器。2）分解法基本思路：将M=M1×M2×…Mn，其中M1、M2、…Mn均不大于N，则用n片计数器分别组成M1、M2、…Mn进制的计数器，然后级联即可构成M进制计数器。芯片级联的方式：①串行进位方式：以低位片的进位输出信号C作为高位片的时钟输入信号CP。②并行进位方式：以低位片的进位输出信号C作为高位片的工作状态控制信号EP和ET。6.3.2计数器例：试用74160组成百进制计数器。Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCPCP11７４１６０进位输出Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCP1７４１６０11进位输出Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCP1７４１６０Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCPCP11７４１６０串行进位方式（异步计数器）并行进位方式（同步计数器）6.3.2计数器例：试用两片74160实现54进制计数器。解：M=54，74160是具有异步清零、同步置数的十进制计数器。①整体同步置数法计数：0～53。5(十位）3(个位)01010011Q3Q2Q1Q0进位输出Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCP1７４１６０Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCPCP11７４１６０&注意：整体置数法两片计数器间采用同步级联6.3.2计数器②整体异步清零法计数：0～53。5（十位）4(个位)0101(54为暂态）0100Q3Q2Q1Q0Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCP1７４１６０Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCPCP11７４１６０&(1)个位（2）十位进位输出？可选取53状态来产生进位信号注意：整体异步清零法两片计数器间可采用同步也可采用异步级联方式。6.3.2计数器计数：0～53。Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCP1７４１６０Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCPCP11７４１６０&(1)个位（2）十位116.3.2计数器③分解法M=54=6×9，用两片74160分别构成六进制和九进制，然后级联即可。Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCPCP11７４１６０进位输出Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCP1７４１６０1111六进制九进制Q0Q1Q2Q3LDRDD0D1D2D3EPETCPCP11７４１６０进位输出Q0Q1Q2Q3CLDRDD0D1D2D3EPETCP1７４１６０1&16.3.2计数器图6.3.41例5.3.4电路的整体置零方式计数0~28，构成29进制计数器。6.3.2计数器图6.3.41例6.3.4电路的整体置数方式计数0~28，构成29进制计数器。CPCP为秒脉冲(周期为1秒)24进制计数器60进制计数器60进制计数器a~g7744874487448744874487448QD~QA秒显示00~59秒分显示00~59分小时显示00~23小时显示译码器数码管计数器应用举例－－电子表电路6.3.2计数器6.3.2计数器四、移位寄存器型计数器1、N位环形计数器D01DFF0C11DFF1C11DFF2C11DFF3C1CPQ0Q1Q2Q34位环形计数器动启自能不特征：每个有效状态中只有一个“1”。（优点：电路简单，各触发器的1表示电路的一个状态，无需加译码电路）N位环形计数器可以实现N进制计数器。（状态利用率低）Q0Q1Q2Q31111011000110111000010010101101110101100110111101000001000010100n2n1n01n0QQQQ能够自启动6.3.2计数器6.3.2计数器图6.3.46移位寄存器型计数器的一般结构形式2、N位扭环形计数器N位扭环形计数器可以实现2N进制计数器。n11n11n0iinnQQQQ,状态方程：4位扭环形计数器00001000000100111100111001111111Q0Q1Q2Q301001010100100101101011001011011不能自启动有效循环无效循环6.3.2计数器n3n2n11n0QQQQQ0Q1Q2Q30000100000010011110011100111111110100100110101011001001010110110能够自启动6.3.2计数器6.3.3顺序脉冲发生器在数字电路中，能按一定时间、一定顺序轮流输出脉冲波形的电路称为顺序脉冲发生器。顺序脉冲发生器也称脉冲分配器或节拍脉冲发生器，一般由计数器（包括移位寄存器型计数器）和译码器组成。作为时间基准的计数脉冲由计数器的时钟输入端送入，译码器将计数器状态译成输出端上的顺序脉冲，使输出端上的状态按一定时间、一定顺序轮流为“1”，或者轮流为“0”。环形计数器的输出就是顺序脉冲，故可不加译码电路即可直接作为顺序脉冲发生器。组成框图：(见黑板……)6.3.3顺序脉冲发生器1、用环型计数器作顺序脉冲发生器（图5.3.52）（a）电路图（b）电压波形图6.3.3顺序脉冲发生器2、用计数器和译码器构成的顺序脉冲发生器（图6.3.52）（a）电路图（b）电压波形图6.3.3顺序脉冲发生器图6.3.53用中规模集成电路构成的顺序脉冲发生器（a）电路图（b）电压波形图6.3.4序列信号发生器在数字信号的传输和数字系统的测试中，有时需要用到一组特定的串行数字信号，这种信号就叫序列信号。能够产生序列信号（在时钟脉冲作用下产生的一组特定的串行数字信号）的电路称为序列信号发生器。图6.3.55用计数器和数据选择器组成的序列信号发生器