【文章內(nèi)容簡介】 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 CP Q0 Q1 Q2 Q3 為二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器 波形圖 2. 異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn) (1)異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可由 T’觸發(fā)器構(gòu)成 ,觸發(fā)器之間串接 , 低位觸發(fā)器的輸出 ,作為高位觸發(fā)器的時(shí)鐘 . 當(dāng)采用 下降 邊沿觸發(fā)器時(shí) ,如將 Qi和 CPi+1相連 ,則構(gòu)成 加法 計(jì)數(shù)器 。如將 Qi和 CPi+1相連 ,則構(gòu)成 減法 計(jì)數(shù)器 。 當(dāng)采用 上升 邊沿觸發(fā)器時(shí) ,如將 Qi和 CPi+1相連 ,則構(gòu)成 減法 計(jì)數(shù)器 。如將 Qi和 CPi+1相連 ,則構(gòu)成 加法 計(jì)數(shù)器 。 ● 用 D觸發(fā)器構(gòu)成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的例子 : 1D C1 Q Q F0 Q0 CP 1D C1 Q Q F1 Q1 1D C1 Q Q F2 Q2 1D C1 Q Q F3 Q3 異步二進(jìn)制 減法計(jì)數(shù)器 問 ：為何種類型計(jì)數(shù)器(2) 異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ,由于觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)是由低位向 高位逐級進(jìn)行的，因此 ,計(jì)數(shù) 速度較低 . (3) 若 CP脈沖的頻率為 f , 則 Q0、 Q Q Q3 輸出脈沖的 頻率分別為 f、 f、 f、 f 。常稱這種計(jì)數(shù)器為 分頻器 。 1 4 1 2 1 8 1 16 三、 二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器 可逆計(jì)數(shù)器具有兩種形式 : : 這種電路有 一個(gè) CP脈沖 輸入端 ,有一個(gè) 加減控制端 ,電路作何種計(jì)數(shù) ,由加減 控制端的 控制信號 來決定 。 2. 雙時(shí)鐘可逆計(jì)數(shù)器 : 這種電路有 兩個(gè) CP脈沖輸入端 , 電路作不同計(jì)數(shù)時(shí) , 分別從不同的 CP端 輸入 . 有 加 /減控制 的同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)思路：以 T觸發(fā)器設(shè)計(jì)例 1J 1K C1 Fi Q Qi Q Qi MUX CP U/D Qi1Qi2…Q 0 1 0 Qi1Qi2…Q 0 Ti (1) i=0 T0=1。 (2) i≠0 Ti如圖所示： 有加 /減控制的同步 4位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器電路 1J 1K C1 F0 Q Q0 1 1J 1K C1 F1 Q Q1 1J 1K C1 F2 Q Q2 1J 1K C1 F0 Q Q3 CP Q Q Q0 Q1 Q Q3 amp。 amp。 amp。 amp。 amp。 amp。 amp。 amp。 amp。 Q0 Q0 Q1 Q1 Q2 Q2 1 U/D Q2 Q 當(dāng) U/D=0時(shí) ,各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為 : T0=1 T1=Q0 T2=Q1Q0 T3=Q2Q1Q0 符合減法計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)方程 。 當(dāng) U/D=1時(shí) ,各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為 : T0=1 T1=Q0 T2=Q1Q0 T3=Q2Q1Q0 符合加法計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)方程 。 雙時(shí)鐘二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)思想示意 ： 以 T’觸發(fā)器設(shè)計(jì)為例 1J 1K C1 Fi Q Qi Q Qi CPi Qi1Qi2…Q 0 Qi1Qi2…Q 0 1 ≥ amp。 amp。 CPU CPD 當(dāng)作加計(jì)數(shù)時(shí)， CPD=0, 加 CPU。 當(dāng)作減計(jì)數(shù)時(shí)， CPU=0, 加 CPD. 四、同步十進(jìn)制 8421BCD碼計(jì)數(shù)器 1J 1K C1 F0 Q Q0 1 1J 1K C1 F1 Q Q1 1J 1K C1 F2 Q 1J 1K C1 F0 Q CP Q Q Q Q3 Q2 Q amp。 amp。 amp。 C ≥1 amp。 amp。 Q3 Q0 Q1 Q0 Q3 Q0 Q3Q0 Q2Q1Q0 驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程： T0=1 T1=Q3Q0 n n T2=Q1Q0 n n T3=Q2Q1Q0+Q3Q0 n n n n n C=Q3Q0 n n 電路狀態(tài)方程 Q2 =Q2⊕ （ Q1Q0） n n n+1 n Q0 =Q0 n+1 n Q3 =Q3⊕ （ Q2Q1Q0+Q3Q0） n n n n n n n+1 Q1 =Q1⊕ （ Q3Q0） n n n n+1 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 C 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 n+1 n+1 n+1 n+1 n n n n 狀態(tài)表 無效狀態(tài) 同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖 有效狀態(tài)圈 無效狀態(tài) 無效狀態(tài) 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1110 1111 1100 1101 1011 1010 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 Q3Q2Q1Q0 /C /1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CP Q1 Q2 Q3 波 形 圖 2. 同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法： 目的：根據(jù)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表（即設(shè)計(jì)要求）， 求電路結(jié)構(gòu)圖（即驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程） 。 以 T觸發(fā)器構(gòu)成 8421BCD碼加法計(jì)數(shù)器為例討論 (1) 列出 8421BCD碼加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表 。 (2) 根據(jù) 8421BCD碼加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表 ,列出各觸發(fā) 器所需要的 驅(qū)動(dòng)信號 。 (3) 根據(jù)狀態(tài)表 , 求 輸出方程 和 驅(qū)動(dòng)方程 并化簡 。 (4) 畫電路圖 設(shè)計(jì)步驟 : Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 C 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 n+1 n+1 n+1 n+1 n n n n 狀態(tài)表 T3 T2 T1 T0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 驅(qū)動(dòng)信號 由表可得驅(qū)動(dòng)方 程和輸出方程 : 例 T3的驅(qū)動(dòng)方程為 Q1Q0 Q3Q2 00 01 11 10 00 01 11 10 1 1 T3=Q3Q0+Q2Q1Q0 3. 計(jì)數(shù)器的自啟動(dòng)特性 時(shí)序電路由于某種原因進(jìn)入 無效狀態(tài) ,若在若干個(gè)時(shí)鐘 脈沖作用下 ,能自行返回到某個(gè) 有效狀態(tài) ,進(jìn)入有效循環(huán)圈 , 則稱該電路 具有 自啟動(dòng)特性 .否則就 不具有 自啟動(dòng)特性 . 在上述設(shè)計(jì)中，從最簡化的角度進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，得到 的結(jié)果 正好 能自啟動(dòng)。否則要 修改 設(shè)計(jì)。 一般來說 ,如果計(jì)數(shù)器的模不等于 2 (n為觸發(fā)器個(gè)數(shù) )時(shí) , 就會(huì)存在無效狀態(tài) ,因而在分析電路邏輯功能時(shí) , 都需要檢 查該該電路是否具有 自啟動(dòng)特性 . n 4. MSI同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 D0 Q1 Q2 Q3 Q0 R 1,5D D1 D2 D3 C5/2,3,4+