城市軌道交通電工電子技術(shù)教學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)方案6.1數(shù)字電路基礎(chǔ)6.1.1、數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)模擬信號(hào)：在時(shí)間上和數(shù)值上連續(xù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)：在時(shí)間上和數(shù)值上連續(xù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：在時(shí)間上和數(shù)值上不連續(xù)的（即離散的）信號(hào)。uua）模擬信號(hào)波形b）數(shù)字信號(hào)波形tt對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱為模擬電路。對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電路。2、數(shù)字信號(hào)的表示（1）、數(shù)字信號(hào)只有兩個(gè)離散值，所以常用二進(jìn)制來表示在電路中則可以用高低電平分別代表二進(jìn)制中的“1”和“0”。（2）、數(shù)字信號(hào)中的1和0不僅用于表示數(shù)字，還可表示二極管亮還是不亮，開關(guān)閉合還是斷開，對(duì)某人意見同意還是反對(duì)等也可以用0和1表示。（3）、數(shù)字電路研究的對(duì)象是電路的輸出與輸入之間的因果關(guān)系，這種關(guān)系稱為邏輯關(guān)系。因此，數(shù)字電路又叫邏輯電路6.1.2數(shù)制與代碼1、數(shù)制：是指計(jì)數(shù)的方法。一、十進(jìn)制1、數(shù)碼為：0～9共10個(gè)數(shù)碼；2、基數(shù)是10。3、運(yùn)算規(guī)律：逢十進(jìn)一，即：9＋1＝10。4、十進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式如：結(jié)論：任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)都可以表示為各個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼與其對(duì)應(yīng)的權(quán)的乘積之和，稱權(quán)展開式，稱為對(duì)應(yīng)數(shù)的權(quán)。如：二、二進(jìn)制1、數(shù)碼為：0、1；2、基數(shù)是2。3、運(yùn)算規(guī)律：逢二進(jìn)一，即：1＋1＝10。4、二進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：如：式中稱為對(duì)應(yīng)數(shù)的權(quán)如：二進(jìn)制數(shù)只有0和1兩個(gè)數(shù)碼，它的每一位都可以用電子元件來實(shí)現(xiàn)，且運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，相應(yīng)的運(yùn)算電路也容易實(shí)現(xiàn)。三、十六進(jìn)制1、數(shù)碼為：0～9、A～F；2、基數(shù)是16。3、運(yùn)算規(guī)律：逢十六進(jìn)一，即：F＋1＝10。4、十六進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：如：(D8.A)16＝13×161＋8×160＋10×16－1＝(216.625)102、數(shù)制轉(zhuǎn)換（一）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)1、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)的方法是：加權(quán)展開法數(shù)碼為1的各位權(quán)碼之和例1-1將（1011.11）2轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。注意：（1）其它數(shù)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)的方法與上述方法類似，只是不同數(shù)制的基數(shù)不同，把基數(shù)換成相應(yīng)的基數(shù)就可以。（2）若二進(jìn)制數(shù)要轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)，由于3位二進(jìn)制數(shù)就是“逢八進(jìn)一”的，因此只要將每3位二進(jìn)制數(shù)分別用八進(jìn)制數(shù)碼表示就可以；若二進(jìn)制數(shù)要轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)，道理相同，只要將每4位二進(jìn)制數(shù)分別轉(zhuǎn)換1位十六進(jìn)制數(shù)即可。2、二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換（1）二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，按照每3位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)于一位八進(jìn)制數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例1-2：（2）二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，按照每4位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)于一位十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例1-3：（二）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用的方法：整數(shù)部分按“除2逆序取余法”；小數(shù)部分按“乘2取整法”。原理：將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后再合并。（1）整數(shù)部分采用除2逆序取余法，先得到的余數(shù)為低位，后得到的余數(shù)為高位；例1-4（2）小數(shù)部分采用乘2取整數(shù)法，先得到的整數(shù)為高位，后得到的整數(shù)為低位。例1-53、BCD碼數(shù)字系統(tǒng)只能識(shí)別0和1，怎樣才能表示更多的數(shù)碼、符號(hào)、字母呢？用編碼可以解決此問題。編碼：用數(shù)碼、符號(hào)、文字來表示特定對(duì)象的過程稱為編碼。1、BCD碼：用4位二進(jìn)制數(shù)來表示十進(jìn)制數(shù)中的編碼方法，簡(jiǎn)稱BCD碼。用四位自然二進(jìn)制碼中的前十個(gè)碼字來表示十進(jìn)制數(shù)碼，因各位的權(quán)值依次為8（）、4（）、2（）、1（），故稱8421BCD碼。

6.2邏輯門電路6.2.1基本門電路一、與門（AND）與邏輯關(guān)系定義：只有當(dāng)決定一件事情的幾個(gè)條件完全具備時(shí)，這件事情才能發(fā)生，否則不發(fā)生。a）與邏輯開關(guān)電路b）與門邏輯符號(hào)分析：開關(guān)A，B串聯(lián)控制燈泡Y：（1）A、B都斷開，燈不亮；（2）A斷開、B接通，燈不亮；（3）A接通、B斷開，燈不亮；（4）A、B都接通，燈亮。兩個(gè)開關(guān)必須同時(shí)接通，燈才亮。電路狀態(tài)如圖（c）所示。c)電路狀態(tài)d)與門真值表將開關(guān)接通記作1，斷開記作0；燈亮記作1，燈滅記作0。可以作出如下表格來描述與邏輯關(guān)系，如圖（d）所示。二、或門（OR）或邏輯關(guān)系定義：當(dāng)決定一件事情的幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件具備，這件事情就會(huì)發(fā)生。1）或邏輯開關(guān)電路2）或門邏輯符號(hào)分析：開關(guān)A，B并聯(lián)控制燈泡Y：（1）A、B都斷開，燈不亮；（2）A斷開、B接通，燈亮；（3）A接通、B斷開，燈亮；（4）A、B都接通，燈亮。電路狀態(tài)如圖（3）所示。3)電路狀態(tài)三、非門(NOT)非邏輯關(guān)系定義：事情的結(jié)果與條件總是呈相反狀態(tài)。非邏輯開關(guān)電路非門邏輯符號(hào)分析：開關(guān)A控制燈泡Y：（1）A斷開，燈亮；（2）A接通，燈不亮。電路狀態(tài)1、非門的邏輯功能可概括為：“有0出1，有1出0”。2、非門的邏輯表達(dá)式為：3、真值表4、邏輯符號(hào)：實(shí)現(xiàn)非邏輯的電路稱為非門。非門的邏輯符號(hào)：非門的邏輯符號(hào)6.2.2復(fù)合門電路1.與非門（1）邏輯符號(hào)：（2）邏輯表達(dá)式：2.或非門（1）邏輯符號(hào)：（2）邏輯表達(dá)式：3.異或門（1）邏輯符號(hào)：（2）邏輯表達(dá)式：6.2.3邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn)1公式法化簡(jiǎn)1、并項(xiàng)法：利用公式，把兩個(gè)乘積項(xiàng)合并起來，消去一個(gè)變量。例題1：2、吸收法：利用公式，吸收掉多余的乘積項(xiàng)。例題2：3、消因子法：利用公式，消去乘積項(xiàng)中多余的因子。例題3：消項(xiàng)法：利用以及,將BC和BCD項(xiàng)消去。5、配項(xiàng)消項(xiàng)法：利用公式，在函數(shù)與或表達(dá)式中加上多余的項(xiàng)——冗余項(xiàng)，以消去更多的乘積項(xiàng)，從而獲得最簡(jiǎn)與或式。（常稱之為冗余定理）例題4：（加上乘積項(xiàng)）2、卡諾圖法化簡(jiǎn)一、用卡諾圖表示邏輯函數(shù)1、卡諾圖的定義幾何相鄰：將n變量的全部最小項(xiàng)都用小方塊表示，并使具有邏輯相鄰的最小項(xiàng)在幾何位置上也相鄰地排列起來，這樣所得到的圖形叫n變量的卡諾圖。邏輯相鄰：如果兩個(gè)最小項(xiàng)只有一個(gè)變量互為反變量，那么，就稱這兩個(gè)最小項(xiàng)在邏輯上相鄰。幾種典型的卡諾圖：1）兩變量卡諾圖每個(gè)2變量的最小項(xiàng)有兩個(gè)最小項(xiàng)與它相鄰2）三變量卡諾圖每個(gè)3變量的最小項(xiàng)有3個(gè)最小項(xiàng)與它相鄰3）四變量卡諾圖?每個(gè)4變量的最小項(xiàng)有4個(gè)最小項(xiàng)與它相鄰?最左列的最小項(xiàng)與最右列的相應(yīng)最小項(xiàng)也是相鄰的?最上面一行的最小項(xiàng)與最下面一行的相應(yīng)最小項(xiàng)也是相鄰的2、卡諾圖的特點(diǎn)各小方格對(duì)應(yīng)于各變量不同的組合，而且上下左右在幾何上相鄰的方格內(nèi)只有一個(gè)因子有差別，這個(gè)重要特點(diǎn)成為卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的主要依據(jù)。3、已知邏輯函數(shù)畫卡諾圖當(dāng)邏輯函數(shù)為最小項(xiàng)表達(dá)式時(shí)，在卡諾圖中找出和表達(dá)式中最小項(xiàng)對(duì)應(yīng)的小方格填上1，其余的小方格填上0（有時(shí)也可用空格表示），就可以得到相應(yīng)的卡諾圖。任何邏輯函數(shù)都等于其卡諾圖中為1的方格所對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)之和。例1畫出L(A,B,C,D)=∑(0,1,2,3,4,8,10,11,14,15)的卡諾圖二、卡諾圖上最小項(xiàng)的合并規(guī)律1、化簡(jiǎn)的依據(jù)（1）任何兩個(gè)（21個(gè)）標(biāo)1的相鄰最小項(xiàng)，可以合并為一項(xiàng)，并消去一個(gè)變量（消去互為反變量的因子，保留公因子）。（2）任何4個(gè)（22個(gè)）標(biāo)1的相鄰最小項(xiàng)，可以合并為一項(xiàng)，并消去2個(gè)變量。（3）任何8個(gè)（23個(gè)）標(biāo)1的相鄰最小項(xiàng)，可以合并為一項(xiàng)，并消去3個(gè)變量。三、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)1、卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的步驟：（1）將邏輯函數(shù)寫成最小項(xiàng)表達(dá)式（2）按最小項(xiàng)表達(dá)式填卡諾圖，式中包含了的最小項(xiàng)，其對(duì)應(yīng)方格填1，其余方格填0。（3）合并最小項(xiàng)，即將相鄰的1方格圈成一組包圍圈，每一組含2n個(gè)方格，對(duì)應(yīng)每個(gè)包圍圈寫成一個(gè)新的乘積項(xiàng)。（通常把用來包圍那些能由一個(gè)簡(jiǎn)單“與”項(xiàng)代替的若干最小項(xiàng)的“圈”稱為卡諾圈）（4）將所有包圍圈對(duì)應(yīng)的乘積項(xiàng)相加。2、畫包圍圈時(shí)應(yīng)遵循的原則：（1）包圍圈內(nèi)的方格數(shù)一定是2n個(gè)，且包圍圈必須呈矩形。（2）循環(huán)相鄰特性包括上下底相鄰，左右邊相鄰和四角相鄰。（3）同一方格可以被不同的包圍圈重復(fù)包圍多次，但新增的包圍圈中一定要有原有包圍圈未曾包圍的方格。（4）一個(gè)包圍圈的方格數(shù)要盡可能多,包圍圈的數(shù)目要可能少。例2：對(duì)下列邏輯函數(shù)表達(dá)式利用卡諾圖化簡(jiǎn)最終得到結(jié)果：Y=AB+BC+BD

6.3組合邏輯電路【例】試分析下列電路的邏輯功能。（板書步驟）一、電路二、表達(dá)式，化簡(jiǎn)得最簡(jiǎn)表達(dá)式由圖，可得，化簡(jiǎn)，得三、真值表四、功能ABCLABCL00001001001110110101110101111110“不一致”電路。思考：功能電路一）輸入、輸出分配三評(píng)委——A、B、C；同意，按鍵為“1”，否則為“0”；表決結(jié)果——Y：通過為“1”，否則為“0”。二）真值表（遵循少數(shù)服從多數(shù)的原則）▲ABCY00000010010001111000101111011111可得三）化簡(jiǎn)★∵又∵∴∴∵∴四）電路圖（提問，讓學(xué)生自由討論，電路中用到的門電路，上黑板連圖）一、輸入、輸出分配輸入：紅燈R交通燈綠燈G黃燈Y輸出：故障報(bào)警系統(tǒng)F：故障，輸出“1”；正常，輸出“0”二、真值表▲RGYF00010010010001111000101111011111三、化簡(jiǎn)表達(dá)式★∵又∵∴∴∵∴∴四、畫原理圖YY＆ABC＆＆≥1111＆6.3.2編碼器無論是漢字還是十進(jìn)制的數(shù)字，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部都是用二進(jìn)制表示，漢字和十進(jìn)制數(shù)用電路實(shí)現(xiàn)比較困難，所以數(shù)字電路中不用它們編碼，而是用二進(jìn)制編碼。1、三位二進(jìn)制編碼器：領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生分析表2-10，得出邏輯表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式畫出編碼器。編碼器只能對(duì)一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼，如果同時(shí)有兩個(gè)以上的信號(hào)輸入，編碼器就會(huì)出錯(cuò)，這時(shí)候我們就需要用優(yōu)先編碼器。展示優(yōu)先編碼器實(shí)物圖和引腳排列圖，說明個(gè)腳的功能，帶領(lǐng)學(xué)生完成詳細(xì)分析表加深對(duì)優(yōu)先編碼器的理解。編碼器的級(jí)聯(lián)：要有多個(gè)輸入端時(shí)怎么辦，我們可以將編碼器級(jí)聯(lián)起來。比如用兩個(gè)優(yōu)先編碼器級(jí)聯(lián)，就能擁有16個(gè)輸入端。引導(dǎo)學(xué)生分析級(jí)聯(lián)優(yōu)先編碼器，并詳細(xì)說明其功能。2、二----十進(jìn)制編碼器：領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生做分析表，得出邏輯表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式畫出編碼器。6.3.3譯碼器一、譯碼1、把代碼狀態(tài)的特定含義翻譯出來的過程稱為譯碼，實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。2、二進(jìn)制譯碼器就是把輸入的二進(jìn)制代碼“翻譯”為特定含義的輸出信號(hào)的電路。例：把二進(jìn)制代碼“1001”翻譯成十進(jìn)制數(shù)“9”把二進(jìn)制代碼“101”翻譯成十進(jìn)制數(shù)“5”3、譯碼器：能實(shí)現(xiàn)譯碼功能的邏輯電路。4、在二進(jìn)制譯碼器中，如果輸入代碼有n位，則就有2n個(gè)輸出信號(hào)。二、2位二進(jìn)制譯碼器把2位二進(jìn)制代碼的各種狀態(tài)，按其原意“翻譯”成對(duì)應(yīng)輸出的電路叫做2位二進(jìn)制譯碼器。例試設(shè)計(jì)一個(gè)2位二進(jìn)制代碼的譯碼器。解：1）分析要求：輸入---2位二進(jìn)制代碼，用A、B表示。輸出---與代碼相應(yīng)的4個(gè)信號(hào)，用Y0、Y1、Y2、Y3表示。2）列出真值表：輸入輸出BAY0Y1Y2Y30010000101001000101100013）寫出邏輯表達(dá)式：4）畫出邏輯圖：三、74LS1518選1數(shù)據(jù)選擇器a)外形圖b)引腳排列2）74LS153數(shù)據(jù)選擇器的功能表2、顯示譯碼器七段譯碼器在數(shù)字顯示電路中應(yīng)用非常廣泛。它就是通過7個(gè)信號(hào)控制相應(yīng)發(fā)光體發(fā)光，顯示出0~9十個(gè)十進(jìn)制信號(hào)。七段譯碼器具有4個(gè)輸入端，7個(gè)輸出端（如圖）。七段數(shù)碼顯示與數(shù)字組合對(duì)照表

6.4時(shí)序邏輯電路6.4.1觸發(fā)器觸發(fā)器是具有記憶功能的邏輯元件，是時(shí)序邏輯電路的基本單元。觸發(fā)器的基本特點(diǎn)具有兩個(gè)能自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)，即1狀態(tài)和0狀態(tài)在外加的觸發(fā)信號(hào)的作用下，根據(jù)不同的輸入信號(hào)觸發(fā)器可以置成1狀態(tài)或0狀態(tài)在觸發(fā)信號(hào)消失后，能將獲得的新狀態(tài)保存下來觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)和次態(tài)觸發(fā)器接收輸入信號(hào)之前的狀態(tài)叫做現(xiàn)態(tài)，用表示。觸發(fā)器接收輸入信號(hào)之后的狀態(tài)叫做次態(tài)，用表示觸發(fā)器的分類電路結(jié)構(gòu)分：基本觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、主從觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器邏輯功能分：RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器一、基本RS觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器又稱直接復(fù)位—置位觸發(fā)器或RS鎖存器。1．電路組成基本RS觸發(fā)器a)邏輯電路b)邏輯符號(hào)2．邏輯功能基本RS觸發(fā)器的特性【例】設(shè)基本RS觸發(fā)器輸入信號(hào)波形如圖所示，觸發(fā)器初態(tài)為Q=1,Q=0,試畫出Q端的信號(hào)波形。解：同步RS觸發(fā)器定義：由時(shí)鐘脈沖控制的RS觸發(fā)器。1．電路組成同步RS觸發(fā)器a)邏輯電路b)邏輯符號(hào)2．邏輯功能（1）無時(shí)鐘脈沖作用時(shí)（CP=0），控制門G3、G4關(guān)閉，R、S輸入信號(hào)不起作用。觸發(fā)器保持原有狀態(tài)不變。（2）有時(shí)鐘脈沖輸入時(shí)（CP=1），控制門G3、G4打開，觸發(fā)器輸出狀態(tài)由輸入端R、S信號(hào)決定。3．特性表同步RS觸發(fā)器的特性表【例】設(shè)同步RS觸發(fā)器輸入信號(hào)波形及時(shí)鐘脈沖波形如圖所示，Q初態(tài)為0，試畫出Q端的信號(hào)波形。2、JK觸發(fā)器一、邊沿JK觸發(fā)器的符號(hào)下降沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)二、JK觸發(fā)器的邏輯功能描述方法：1、JK觸發(fā)器功能表JKQn+100Qn01010111從表中可以看出：（1）當(dāng)J=K=0時(shí)，JK觸發(fā)器處于保持狀態(tài)，Qn+1=Qn；（2）當(dāng)J=0、K=1時(shí)，JK觸發(fā)器處于置0狀態(tài)，不管Qn為何狀態(tài)，均有Qn+1=0；（3）當(dāng)J=1、K=0時(shí)，JK觸發(fā)器處于置1狀態(tài)，不管Qn為何狀態(tài)，均有Qn+1=1；（4）當(dāng)J=K=1時(shí)，JK觸發(fā)器處于翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，Qn+1=；結(jié)論：JK觸發(fā)器具有：保持、置0、置1、翻轉(zhuǎn)的功能。2、JK觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表JKQnQn+1000000110100011010011011110111103、JK觸發(fā)器的特性方程Qn+1=J+Qn4、JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖5、JK觸發(fā)器的時(shí)序圖（以下降沿JK觸發(fā)器為例并假設(shè)初始狀態(tài)為0）畫出如下圖所示的上升沿JK觸發(fā)器的時(shí)序圖（設(shè)該觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0態(tài)）3、D觸發(fā)器1.電路組成2．邏輯功能3、主要特點(diǎn)同步D觸發(fā)器由時(shí)鐘電平控制，無約束問題，但同一個(gè)CP脈沖作用期間，若輸入端D狀態(tài)發(fā)生變化，會(huì)引起輸出端狀態(tài)隨之發(fā)生變化，出現(xiàn)空翻的現(xiàn)象，即在1個(gè)CP期間，可能會(huì)發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)，這就降低了觸發(fā)器的干擾能力。6.4.2計(jì)數(shù)器1、計(jì)數(shù)器的概念與分類計(jì)數(shù)器：用來記憶和統(tǒng)計(jì)CP脈沖個(gè)數(shù)的電路。2、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（一）異步二進(jìn)制加計(jì)數(shù)圖1是3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路，CP下降沿觸發(fā)。CPCPQ0JKQQF1CQ2JKQQF0CRDJKQQF2CQ1“1”圖1、3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路1、寫出電路相應(yīng)方程式(1)驅(qū)動(dòng)方程：(2)次態(tài)方程：(3)時(shí)鐘方程：2、工作情況可用時(shí)序波形圖來描述CPCPQ0Q1Q20000010100111001011101110000013、狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表3、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器日常生活中人們習(xí)慣于十進(jìn)制的計(jì)數(shù)規(guī)則，當(dāng)利用計(jì)數(shù)器進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)，就必須構(gòu)成滿足十進(jìn)制計(jì)數(shù)規(guī)則的電路。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器是在二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)上得到的，因此也稱為二—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。8421BCD碼對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)時(shí)只能從0000取到1001來表示十進(jìn)制的0~9十個(gè)數(shù)碼，而后面的1010~1111六個(gè)8421BCD代碼則在對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)中不存在？答案：前面的1010~1111六個(gè)8421BCD代碼則在對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)中不存在，稱它們?yōu)闊o效碼。因此，采用8421BCD碼計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)至第十個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出應(yīng)從“1001”跳變到“0000”，完成一次十進(jìn)制數(shù)的有效碼循環(huán)。我們以十進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器為例，介紹這類邏輯電路的工作原理。首先由電路結(jié)構(gòu)寫出各位觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和次態(tài)方程如下：驅(qū)動(dòng)方程次態(tài)方程由次態(tài)方程可寫出同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：CPQ3Q3Q1Q0Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+11↓000000012↓000100103↓001000114↓001101005↓010001016↓010101107↓011001118↓011111009↓1000100110↓1001回零進(jìn)位無效碼101010111011010011001101110101001110111111110100該電路具有自啟動(dòng)能力，自啟動(dòng)能力是指時(shí)序邏輯電路中某計(jì)數(shù)器中的無效狀態(tài)碼，若在開機(jī)時(shí)出現(xiàn)，不用人工或其它設(shè)備的干預(yù)，計(jì)數(shù)器能夠很快自行進(jìn)入有效循環(huán)體，使無效狀態(tài)碼不再出現(xiàn)的能力。74LS161的功能表001111Cr清零×0111LD預(yù)置××××0××011PT使能×↑××↑CP時(shí)鐘××××d3d2d1d0××××××××××××DCBA預(yù)置數(shù)據(jù)輸入0000d3d2d1d0保持保持計(jì)數(shù)QDQCQBQA輸出工作模式異步清零同步置數(shù)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù)74LS161利用清零端或置數(shù)端可構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。下圖所示為用一片74LS161構(gòu)成12進(jìn)制計(jì)數(shù)器的兩種方法：1&1&1(a)用異步清零端CR歸零74LS161Q3Q2Q1Q0D0D1D2D3COLDCRCTTCTPCPCP思考：用74LS161構(gòu)成256進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)器解答：低位片計(jì)數(shù)至1111時(shí)推動(dòng)高位片計(jì)數(shù)一次，當(dāng)CP脈沖計(jì)數(shù)至第60次時(shí)，高位片計(jì)數(shù)至0011為3×16=48、低位片計(jì)數(shù)至1100等于12，高位片和低位片數(shù)據(jù)輸出端的四個(gè)1送入與非門，與非門“全1出0”，給兩芯片的清零端同時(shí)送入一個(gè)低電平，使兩片計(jì)數(shù)器同時(shí)清