鐵道機(jī)車(chē)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講：高紅巖《基礎(chǔ)技能訓(xùn)練》課程武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院高紅巖電子基礎(chǔ)技能訓(xùn)練目錄CONTENTS03常用工具的使用02常用電子元器件04放大電路的應(yīng)用05門(mén)電路的應(yīng)用06555定時(shí)器的應(yīng)用07計(jì)數(shù)器的應(yīng)用08寄存器的應(yīng)用09譯碼器的應(yīng)用01電子基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)數(shù)器的工作原理一、計(jì)數(shù)器的功能及特點(diǎn)二、計(jì)數(shù)器的分類三、計(jì)數(shù)器的工作原理計(jì)數(shù)器的工作原理計(jì)數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用最多的時(shí)序邏輯電路。計(jì)數(shù)器是一個(gè)記憶裝置，它能對(duì)輸入的脈沖按一定的規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由輸出端的不同狀態(tài)予以表示。計(jì)數(shù)器通常有觸發(fā)器和邏輯門(mén)電路構(gòu)成。計(jì)數(shù)器除用于統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)外,還用作定時(shí)、分頻、執(zhí)行數(shù)字計(jì)數(shù)和信號(hào)產(chǎn)生等,是數(shù)字設(shè)備和數(shù)字系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，與后續(xù)的單片機(jī)和PLC等相關(guān)課程聯(lián)系比較緊密。計(jì)數(shù)器累計(jì)輸入脈沖的最大數(shù)目稱為計(jì)數(shù)器的“?！?用M表示。如M=6,稱為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的工作原理一、計(jì)數(shù)器的功能及特點(diǎn)

計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)是具有記憶功能。計(jì)數(shù)器任一時(shí)刻輸出信號(hào)的狀態(tài)不僅與當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)狀態(tài)有關(guān)，而且還與原來(lái)的電路狀態(tài)有關(guān)，即與前一時(shí)刻的輸入信號(hào)狀態(tài)有關(guān)。因此，計(jì)數(shù)器中包含有存儲(chǔ)電路和運(yùn)算電路，能夠進(jìn)行加法計(jì)數(shù)或減法計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的工作原理(1)按計(jì)數(shù)進(jìn)制分類

①二進(jìn)制計(jì)數(shù)器:按二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路，如常見(jiàn)的有八進(jìn)制、十六進(jìn)制、六十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。②十進(jìn)制計(jì)數(shù)器:按進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路。③任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器:除二、十進(jìn)制以外的計(jì)數(shù)器，如五進(jìn)制、六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(2)按計(jì)數(shù)增減分類

①加法計(jì)數(shù)器:隨計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞增計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器,常見(jiàn)的有萬(wàn)年歷計(jì)數(shù)。②減法計(jì)數(shù)器:隨計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞減計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器,常見(jiàn)的有倒計(jì)時(shí)和紅綠燈計(jì)時(shí)。③加/減計(jì)數(shù)器:又稱可逆計(jì)數(shù)器,在加/減控制信號(hào)的作用下，可實(shí)現(xiàn)遞增或遞減計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的工作原理二、計(jì)數(shù)器的分類(3)按觸發(fā)是否同步分類

①異步計(jì)數(shù)器:觸發(fā)器用的不是同一個(gè)時(shí)鐘脈沖,有些觸發(fā)器使用內(nèi)部的輸出作為時(shí)鐘脈沖，各觸發(fā)器不會(huì)同時(shí)觸發(fā)。②同步觸發(fā)器:各觸發(fā)器用的是同一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí),各觸發(fā)器同時(shí)觸發(fā)，與計(jì)數(shù)脈沖保持同步。同步計(jì)數(shù)器比異步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)速度快。計(jì)數(shù)器的工作原理1.同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器該時(shí)序邏輯電路是由JK觸發(fā)器組成的3位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,用下降沿觸發(fā)。該電路的特點(diǎn)是各觸發(fā)器的時(shí)鐘端都接同一個(gè)CP脈沖。計(jì)數(shù)器的工作原理圖1JK觸發(fā)器構(gòu)成的3位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器三、計(jì)數(shù)器的工作原理可得：(1)寫(xiě)出相關(guān)方程驅(qū)動(dòng)方程:計(jì)數(shù)器的工作原理輸出方程：(2)求出各觸發(fā)器的狀態(tài)方程計(jì)數(shù)器的工作原理(3)列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表、狀態(tài)圖、時(shí)序圖計(jì)數(shù)器的工作原理圖2同步3位二進(jìn)制加法器的狀態(tài)圖和時(shí)序圖2.異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步3位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。同步計(jì)數(shù)器復(fù)雜,異步計(jì)數(shù)器電路簡(jiǎn)單。從速度的角度來(lái)看，同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度快。例如，異步3位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中,輸出從000變?yōu)?11時(shí),需要3個(gè)觸發(fā)器的延遲時(shí)間才能穩(wěn)定下來(lái)；而同步3位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中的各個(gè)觸發(fā)器只要經(jīng)過(guò)一個(gè)觸發(fā)器的延遲時(shí)間就能穩(wěn)定下來(lái)。所以同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度比異步計(jì)數(shù)器快得多。從穩(wěn)定性上來(lái)看,同步計(jì)數(shù)器較異步計(jì)數(shù)器穩(wěn)定,異步計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)過(guò)程中存在過(guò)渡狀態(tài),容易出現(xiàn)因觸發(fā)器先后翻轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的干擾毛刺,造成計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。計(jì)數(shù)器的工作原理圖3

異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器3.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器是按照十進(jìn)制計(jì)數(shù)規(guī)律都輸入的脈沖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)的，計(jì)數(shù)規(guī)則為“逢十進(jìn)一”,每十個(gè)狀態(tài)循環(huán)一次。

對(duì)同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器根據(jù)對(duì)時(shí)序邏輯電路的分析，圖中所有觸發(fā)器時(shí)鐘脈沖是同一CP，所以是同步時(shí)序邏輯電路。它們的時(shí)鐘方程是相同的,觸發(fā)器的觸發(fā)與時(shí)鐘脈沖是保持同步的。計(jì)數(shù)器的工作原理圖4

十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(1)寫(xiě)出相關(guān)方程式計(jì)數(shù)器的工作原理(2)求各個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)方程將驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的特性方程可以得到相應(yīng)狀態(tài)方程如下。狀態(tài)方程:(3)列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表計(jì)數(shù)器的工作原理(4)畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖計(jì)數(shù)器的工作原理圖5同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(5)功能描述:該電路是一個(gè)同步十進(jìn)制