【正文】 第五章 常用時序集成電路及其應(yīng)用 第一節(jié) 計數(shù)器 第二節(jié) 寄存器 第三節(jié) 序列碼發(fā)生器 第四節(jié) 時序模塊的應(yīng)用 小結(jié)第一節(jié) 計數(shù)器按進(jìn)位方式，分為同步和異步計數(shù)器。按進(jìn)位制，分為模 模 10和任意模計數(shù)器。按邏輯功能，分為加法、減法和可逆計數(shù)器。按集成度，分為小規(guī)模與中規(guī)模集成計數(shù)器。用來計算輸入脈沖數(shù)目?計數(shù)器的分類動畫計數(shù)器?部分常用集成計數(shù)器 第一節(jié) 計數(shù)器 四位二進(jìn)制同步計數(shù)器第一節(jié) 計數(shù)器 四位二進(jìn)制可逆計數(shù)器 中規(guī)模異步計數(shù)器一、四位二進(jìn)制同步計數(shù)器（二） 四位二進(jìn)制同步計數(shù)器 74163（一） 四位二進(jìn)制同步計數(shù)器 74161（三） 74161/74163功能擴展（一）四位二進(jìn)制同步計數(shù)器 74161 內(nèi)部由四個主從 JK觸發(fā)器和控制電路構(gòu)成。邏輯符號 符號輸入中 R端有效，在此輸入為低電平時，輸出為 0，稱之為異步清零。端子輸入端用 R說明。CORLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3 符號中 LD端為有效時，此端引入線為低時，且時鐘 CP上升沿時，將輸入端數(shù)字送到輸出端。同步預(yù)置。DDDD此端輸入信號用 LD表示。時鐘輸入信號用 CP表示。 當(dāng) CP上升沿 , 并且 CTT和 CTP 有效時，計數(shù)器加 1計數(shù)。CTP、 CTT：可作為使能端和多片級聯(lián)使用 。 當(dāng) Q3 Q2 Q1 Q0=1111 時，且CTT等于 1時 , 控制輸出端 CO輸出有效高電平。CO74161RLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CO74161外引線功能端排列圖 （一）四位二進(jìn)制同步計數(shù)器 74161 741611R2CP3D04D15D26D37CTT8GNDUCC 16CO 15Q0 14Q1 13Q2 12Q3 11CTP 10LD 974161功能表 Q3 Q2 Q1 Q0輸 入 輸 出CP R LD CTP CTT D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 D3 D2 D1 D0↑ 1 0 D3 D2 D1 D0 保持 1 1 0 保持 1 1 0 計數(shù)↑ 1 1 1 1 1)異步清除：當(dāng) R=0，輸出 “0000”狀態(tài)， 與 CP無關(guān)。2)同步預(yù)置：當(dāng) C=1， LD=0， 在 CP上升沿時 ，輸出端反映輸入數(shù)據(jù)的狀態(tài)。3)保持：當(dāng) R=LD=1時， CTP或 CTT有一個無效，各觸發(fā)器均處于保持狀態(tài)。 4)計數(shù)：當(dāng) LD = R = CPT= CTT =1時，按 二進(jìn)制自然碼 計數(shù)。 若初態(tài)為 0000,15個 CP后，輸出為 “1111”，進(jìn)位 CO = CTTQ3Q2Q1Q0 =1。第 16個 CP作用后，輸出恢復(fù)到 0000狀態(tài)， CO = 0。 用 VHDL實現(xiàn) 74161 LIBRARY IEEEUSE 。USE 。ENTITY v74LS161 IS PORT (CP,CR_L,LD_L,CTP,CTT:IN STD_LOGIC。 D:IN UNSIGNED (3 DOWNTO 0)。 Q:OUT UNSIGNED (3 DOWNTO 0)。 CO:OUT STD_LOGIC)。END v74LS161。ARCHITECTURE v74LS161_arch OF v74LS161 IS SIGNAL IQ: UNSIGNED (3 DOWNTO 0)。BEGIN PROCESS (CP,CTT,CR_L) 中間信號 IQ是為了交換中間數(shù)據(jù)。如果直接用輸出 Q，那么定義的輸出必須為緩沖而不是輸出。 （一）四位二進(jìn)制同步計數(shù)器 74161 BEGIN IF CR_L=’0’ THEN IQ = (OTHERS = ‘0’)。 END IF。 IF (CP’EVENT AND CP=’1’) THEN IF LD_L=’0’ THEN IQ = D。 ELSIF (CTT AND CTP)=’1’ THEN IQ = IQ+1 END IF。 IF (IQ=15) AND (CTT=’1’) THEN CO = ‘1’。 ELSE CO = ‘0’。 END IF。 END IF； Q =IQ。 END PROCESS。END v74LS161_arch。 CR_L表示清零信號且為低電平有效。 CP上升沿有效。 （二）四位二進(jìn)制同步計數(shù)器 74163 74163功能表 74161功能表Q3 Q2 Q1 Q0輸 入 輸 出CP R LD CTP CTT D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 D3 D2 D1 D0↑ 1 0 D3 D2 D1 D0 保持 1 1 0 保持 1 1 0 計數(shù)↑ 1 1 1 1 ↑(1)外引線排列和 74161相同。(2)置數(shù)，計數(shù)，保持功能與 74161相同。(3)清零功能與74161不同。特點： 74163采用 同步清零 方式 ：當(dāng) R =0時，且當(dāng) CP 的 上升沿來到時 ,輸出 Q0Q1Q2Q3 才全被清零。CORLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CO74163RLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CO比較 四位二進(jìn)制同步計數(shù)器同步預(yù)置保持計數(shù)7416374161同步預(yù)置保持計數(shù)異步清零 同步清零連接成任意模 M 的計數(shù)器(1) 同步預(yù)置法(2) 反饋清零法(3) 多次預(yù)置法(三） 74161/ 74163功能擴展Q0Q1Q2Q301101 態(tài)序表 計數(shù) 輸 出 N Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 2 1 0 0 0 3 1 0 0 1 4 1 0 1 0 5 1 0 1 1 6 1 1 0 0 7 1 1 0 1 8 1 1 1 0 9 1 1 1 1例 1:設(shè)計一個 M=10的計數(shù)器。方法一 : 采用后十種狀態(tài)CO=10(1) 同步預(yù)置法1CO74163RLDCTTCTPCPQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CO CORLDCTTCTPCPf1101100110f/10例 2: 同步預(yù)置法設(shè)計 M=24 計數(shù)器。00011000010000000（ 24） 10=（ 11000） 2 需 兩 片初態(tài)為： 0000 0001 終態(tài)： 0001100000001000連接成任意模 M 的計數(shù)器(1) 同步預(yù)置法(2) 反饋清零法(3) 多次預(yù)置法(三） 74161/ 74163功能擴展例 3: 分析圖示電路的功能。0 0 0 0 01 0 0 0 12 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 16 0 1 1 07 0 1 1 18 1 0 0 09 1 0 0 110 1 0 1 011 1 0 1 112 1 1 0 0 采用 74161000001 1（ 2）反饋清零法 態(tài)序表 N Q3 Q2 Q1 Q0連接成任意模 M 的計數(shù)器（ 1）同步預(yù)置法（ 2）反饋清零法（ 3）多次預(yù)置法（三） 74161/74163功能擴展 M=10 計數(shù)器 態(tài)序表