【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(hào) 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 n n n n T3=Q3Q0+Q2Q1Q0 n n n n n 同步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)的一般步驟： 1）根據(jù)所設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)規(guī)律列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表； 2） 選擇觸發(fā)器，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表所反映的狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī) 律列出各觸發(fā)器輸入端所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，形成激 勵(lì)表； 3） 求輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程。根據(jù)激勵(lì)表，借助卡諾圖 或其它化簡(jiǎn)方法，寫出輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程的簡(jiǎn)化 表達(dá)式。 4）根據(jù)輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)出計(jì)數(shù)器電路圖。 5）自啟動(dòng)性檢查。 3. 可逆計(jì)數(shù)器 可逆計(jì)數(shù)器具有兩種形式 : ① 有加減控制的可逆計(jì)數(shù)器 : 這種電路有 一個(gè) CLK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(hào) 來(lái)決定 。 ② 雙時(shí)鐘可逆計(jì)數(shù)器 : 這種電路有 兩個(gè) CLK脈沖輸入端 , 電路作不同計(jì)數(shù)時(shí) , 分別從不同的 CLK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 (1) i=0 T0=1。 (2) i≠0 Ti如圖所示： 1J 1K C1 Fi Q Qi Q Qi MUX CLK U/D Qi1Qi2…Q 0 1 0 Qi1Qi2…Q 0 Ti n n n n n n 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 CLK 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=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 。 n n n n n n 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 。 n n n n n n 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 (1) i=0 CLK0=CLKU+CLKD 當(dāng)作加計(jì)數(shù)時(shí)， CLKD=0。 當(dāng)作減計(jì)數(shù)時(shí)， CLKU=0. (2) i≠0 CLKi如圖示 : 1J 1K C1 Fi Q Qi Q Qi CLKi Qi1Qi2…Q 0 Qi1Qi2…Q 0 1 ≥ amp。 amp。 CLKU CLKD n n n n n n 1 雙 時(shí) 鐘 二 進(jìn) 制 可 逆 計(jì) 數(shù) 器 原 理 圖1 J 1 K 1 J 1 K 1 J 1 K 1 J 1 KQ0Q1Q2Q3F F0F F1F F2F F3C L KC 1 C 1 C 1 C 1≥ 1amp。amp?！?1≥ 1amp。amp?！?1amp。amp。1111C L KUD4. 通用同步計(jì)數(shù)器集成電路 集成同步計(jì)數(shù)器的產(chǎn)品型號(hào)較多，屬 4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 的有 7416 74163等，屬十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的有 74160,屬 4位 二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器有 7416 7419 74193等，屬十進(jìn)制 可逆計(jì)數(shù)器有 74190、 74192等，這些計(jì)數(shù)器均有對(duì)應(yīng)的 CMOS集成電路，其型號(hào)為 74HC （ 1）集成計(jì)數(shù)器 7416 74160、 74190 1） 同步 4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74163的功能 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 74163 VCC RCO Q0 Q1 Q2 Q3 ENT LD CLR CLK D0 D1 D2 D3 ENP GND D0 Q1 Q2 Q3 Q0 5CT=0 1,5D D1 D2 D3 C5/2,3,4+ M1 M2 G3 G4 CTRDIV16 CLR LD ENT ENP CLK 3CT=15 RCO [1] [2] [4] [8] 74163 CLK CLR LD ENP ENT 功能 0 同步清 零 1 0 同步 置 數(shù) 1 1 0 1 保持 (包括 CO的狀態(tài) ) 1 1 0 保持 (CO=0) 1 1 1 1 同步計(jì)數(shù) ↑ ↑ 74163功能表 ↑ 7 4 1 6 3 的 時(shí) 序 圖清 零置 數(shù)計(jì) 數(shù)禁 止 計(jì) 數(shù)E N TE N PC L KD0D1D2D3C L RL DQ0Q1Q2Q3R C O???????數(shù) 據(jù)輸 入輸 出???????1 2 1 31 4 1 5 0 122) 74160的功能 1） 同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74160的功能 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 74160 VCC RCO Q0 Q1 Q2 Q3 ENT LD CLR CLK D0 D1 D2 D3 ENP GND D0 Q1 Q2 Q3 Q0 CT=0 1,5D D1 D2 D3 C5/2,3,4+ M1 M2 G3 G4 CTRDIV10 CLR LD ENT ENP CLK 3CT=9 RCO [1] [2] [4] [8] 74160 CLK CLR LD ENP ENT 功能 0 異步清 零 1 0 同步 置 數(shù) 1 1 0 1 保持 (包括 CO的狀態(tài) ) 1 1 0 保持 (CO=0) 1 1 1 1 同步計(jì)數(shù) ↑ ↑ 74160功能表 E N PC L KD0D1D2D3E N TQ0Q1Q2Q3R C OL DC L RC T R D I V 1 0CT C = 9E N PD0D1D2D3E N TQ0Q1Q2Q3R C OC T R D I V 1 0CT C = 91( 1 )( 2 )由兩片 74160構(gòu)成的模 100計(jì)數(shù)器 （兩位 BCD碼計(jì)數(shù)器） 3) 十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器 74190的功能 7 4 1 9 0 邏 輯 圖C L KD0D1D2D3D / UQ0Q1Q2Q3R C OL DC T E NC T R D I V 1 0( 4 )( 1 1 )( 5 )( 1 4 )C( 1 3 )( 1 2 )M A X / M I N( 1 5 ) ( 1 ) ( 1 0 ) ( 9 )( 3 ) ( 2 ) ( 6 ) ( 7 )為異步置數(shù)控制端 LDa. CTEN為計(jì)數(shù)使能端 b. /UD為加 /減計(jì)數(shù)控制端 c. d. 為最大 /最小值指示端 /M A X M INe. 為脈動(dòng)時(shí)鐘輸出端 RCO 7 4 1 9 0 的 時(shí) 序 圖置 數(shù)C L KD0D1D2D3L DQ0Q1Q2Q3???????數(shù) 據(jù)輸 入輸 出???????D / UC T E NM A X / M I NR C O7 8 9 0 1 2 2 2 1 0 9 8 7 6減 計(jì) 數(shù)保 持加 計(jì) 數(shù)?(2) 用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 利用已有的中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器 ,經(jīng)外電路的不同連接 ,以得到所需 任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ,是數(shù)字電路中的一項(xiàng) 關(guān)鍵 技術(shù) . 1) 反饋復(fù)位法（清零法） ①對(duì)于有異步清零端 CLR，設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 例：用 74160構(gòu)成模 6加法計(jì)數(shù)器。 瞬間即逝 的過(guò)渡 C L KQ0Q1Q2( c )0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 00 0 1 10 1 0 10 1 0 0( b )0 1 1 0E N PC L KD0D1D2D3E N TQ0Q1Q2Q3R C OL DC L RC T R D I V 1 0CT C = 91amp。G( a )3 2 1 0Q Q Q Q1 2 3 4 5 6 7 4 1 6 0構(gòu) 成 模6計(jì) 數(shù) 器這種復(fù)位法的缺點(diǎn)： ① 存在一個(gè)極短的過(guò)渡狀態(tài)； ② 清零的可靠性較差。 *提高清零可靠性的改進(jìn)電路： 當(dāng) CP上升沿到達(dá)，使輸出為 0110時(shí)，門 G1輸出為 0， G2輸出為 1， G3輸出為 0。 G3輸出的 0信號(hào)使清零有效，該信號(hào)在 CP=1期間不變。 E N PC L KD0D1D2D3E N TQ0Q1Q2Q3R C OL DC L RC T R D I V 1 0CT C = 91Gamp。amp。amp。1 G 2 G 3 ②對(duì)于有同步清零端 CLR，設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 例 : 用 74163實(shí)現(xiàn)模 6計(jì)數(shù)器 . 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0