《數(shù)字電子技術(shù)》課程

異步計(jì)數(shù)器主要要求：

理解計(jì)數(shù)器的分類，理解計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)規(guī)律。理解常用集成二進(jìn)制和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能及其應(yīng)用。

掌握二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的組成和工作原理。

掌握利用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。5.4

計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)器的作用與分類

計(jì)數(shù)器(Counter)用于計(jì)算輸入脈沖個(gè)數(shù)，還常用于分頻、定時(shí)及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等。

計(jì)數(shù)器分類如下：按時(shí)鐘控制方式不同分異步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器比異步計(jì)數(shù)器的速度快得多。3按計(jì)數(shù)器功能分加法計(jì)數(shù)器

減法計(jì)數(shù)器

加/

減計(jì)數(shù)器(又稱可逆計(jì)數(shù)器)對(duì)計(jì)數(shù)脈沖作遞增計(jì)數(shù)的電路。對(duì)計(jì)數(shù)脈沖作遞減計(jì)數(shù)的電路。

在加

/

減控制信號(hào)作用下，可遞增也可遞減計(jì)數(shù)的電路。

按計(jì)數(shù)進(jìn)制分

按二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路按十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器(又稱N進(jìn)制計(jì)數(shù)器)二進(jìn)制和十進(jìn)制以外的計(jì)數(shù)器45.4.1異步計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)順序

電路狀態(tài)等效十進(jìn)制數(shù)Q2Q1Q0012345678

000001010011100101110111000012345670一、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表FF01J1KRC1Q0Q1Q2Q3FF11J1KRC1FF21J1KRC1FF31J1KRC11CPRD1.電路構(gòu)成與工作原理FF01J1KRC1Q0Q1Q2Q3FF11J1KRC1FF21J1KRC1FF31J1KRC11CPRD11J1K1J1K1J1K1J1KC1CPC1Q0C1Q1C1Q2

JK觸發(fā)器構(gòu)成的異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器6

輸入第“1”個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出為0001”；輸入第“2”個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出為“0010”。輸入第“15”個(gè)脈沖時(shí)，輸出“1111”，當(dāng)輸入第“16”個(gè)脈沖時(shí)，輸出返回初態(tài)“0000”，且Q3

端輸出進(jìn)位信號(hào)下降沿。因此，該電路構(gòu)成4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。00010010CPQ3Q0Q1Q20000來一個(gè)CP

翻轉(zhuǎn)一次

來一個(gè)Q0

翻轉(zhuǎn)一次

來一個(gè)Q1

翻轉(zhuǎn)一次

來一個(gè)Q2

翻轉(zhuǎn)一次

11110000依次輸入脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)狀態(tài)按

4位二進(jìn)制數(shù)遞增規(guī)律變化?！?/p>

工作原理7計(jì)數(shù)器為什么能用作分頻器？怎么用？

模

M

計(jì)數(shù)器也是一個(gè)M

分頻器，M

分頻器的輸出信號(hào)即為計(jì)數(shù)器最高位的輸出信號(hào)。CPQ3Q0Q1Q24位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器工作波形

3.計(jì)數(shù)器用作分頻器8“000–1”不夠減，需向相鄰高位借“1”，借“1”后作運(yùn)算“1000–1=111”。

按此則返回P23Q0Q1Q2計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)順序000810070106110500141013011211110000Q0Q1Q2計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)順序000810070106110500141013011211110000Q0Q1Q2計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)順序000810070106110500141013011211110000三位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表二、異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器9下降沿動(dòng)作的T’觸發(fā)器構(gòu)成的異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器上降沿動(dòng)作的T’觸發(fā)器構(gòu)成的異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器10上升沿動(dòng)作的二進(jìn)制減法的時(shí)序圖11

下面總結(jié)一下用不同種類觸發(fā)器構(gòu)成異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。2.

異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法CPi

=Qi

-1CPi=Qi-1減法計(jì)數(shù)CPi=Qi-1CPi

=Qi

-1加法計(jì)數(shù)下降沿觸發(fā)式上升沿觸發(fā)式計(jì)數(shù)觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)接法計(jì)數(shù)規(guī)律將觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)觸發(fā)器，然后級(jí)聯(lián)，將計(jì)數(shù)脈沖CP從最低位時(shí)鐘端輸入，其他各位時(shí)鐘端接法如下表：12

異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器與異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)規(guī)律有何不同？它們的構(gòu)成方法有何不同？1.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器與

4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的比較8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思想：在

4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)上引入反饋，強(qiáng)迫電路在計(jì)至狀態(tài)1001后就能返回初始狀態(tài)0000，從而利用狀態(tài)0000~1001實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)。

三、

異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

13四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器態(tài)序表00001611111501111410111300111211011101011010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)數(shù)器狀態(tài)計(jì)數(shù)順序十進(jìn)制計(jì)數(shù)器態(tài)序表00001010019000181110701106101050010411003010021000100000Q0Q1Q2Q3計(jì)數(shù)器狀態(tài)計(jì)數(shù)順序十進(jìn)制計(jì)數(shù)器與4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器比較

只利用了4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的前十個(gè)狀態(tài)0000~1001。148421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)規(guī)律Q0Q1Q2Q3計(jì)數(shù)器狀態(tài)計(jì)數(shù)順序1001900018111070110610105001041100301002100010000100000015異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器邏輯圖16十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖17計(jì)數(shù)的最大數(shù)目稱為計(jì)數(shù)器的“?！?，用

M

表示。

模也稱為計(jì)數(shù)長度或計(jì)數(shù)容量。

N進(jìn)制

計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)規(guī)律舉例具有5個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)，計(jì)滿5個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，電路狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入循環(huán)。故為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

五進(jìn)制計(jì)數(shù)器也稱模5計(jì)數(shù)器；十進(jìn)制計(jì)數(shù)器則為模10計(jì)數(shù)器；3位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器為模8計(jì)數(shù)器。n

個(gè)觸發(fā)器有2n

種輸出，最多可實(shí)現(xiàn)模2n

計(jì)數(shù)。

Q0Q1Q2計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)順序00050014110301021001000018四、可預(yù)置的二-五-十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器

1、54LS196基本結(jié)構(gòu)與邏輯功能示意圖：19邏輯符號(hào)圖20(2)54LS196的功能示意圖(1)當(dāng)異步清除端為低電平時(shí),可完成清除功能,與時(shí)鐘端狀態(tài)無關(guān).(2)當(dāng)計(jì)數(shù)/置數(shù)控制端為低電平時(shí),不管狀態(tài)如何,Q3-Q0

即可預(yù)置成與D3-D0相一致的狀態(tài).2122(3)當(dāng)為高電平時(shí)，在

脈沖下降沿作用下進(jìn)行計(jì)數(shù)：

當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖由

端輸入，則Q0得到二分頻輸出；當(dāng)另一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖由

輸入,則Q1Q2Q3得到五分頻輸出。

計(jì)數(shù)脈沖由

輸入，

與Q0連接，則構(gòu)成Q3Q2Q1Q0為8421編碼十進(jìn)制數(shù)

計(jì)數(shù)脈沖