【文章內(nèi)容簡介】 N計數(shù)器 。 當(dāng) N=2n時 ， 就是前面討論的 n位二進(jìn)制計數(shù)器； 當(dāng) N≠2n時 ， 為非二進(jìn)制計數(shù)器 。 非二進(jìn)制計數(shù)器中最常用的是十進(jìn)制計數(shù)器 。 58 1． 8421BCD碼同步十進(jìn)制加法計數(shù)器 1KR1J2QC10∧C111JFFRQ計數(shù)脈沖清零脈沖CR∧0∧Q1JRFFQ11KC1∧3 FF1KRFFC1CP2Q1Q1K1J3amp。amp。amp。 amp。用前面介紹的同步時序邏輯電路分析方法對該電路進(jìn)行分析。 （ 1）寫出驅(qū)動方程： 10 ?J 10 ?KnnJ 031 ? nQK 01 ?nnJ 012 ? nnK 012 ?nnn QJ 0123 ? n03 QK ?59 然后將各驅(qū)動方程代入 JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程： （ 2）轉(zhuǎn)換成次態(tài)方程： 先寫出 JK觸發(fā)器的特性方程 : nnJ 031 ?10 ?J 10 ?KnQK 01 ?nnJ 012 ? nnK 012 ?nnn QJ 0123 ? n03 QK ?nnn QKQJQ ??? 1nnnn KQJQ 0000010 ????nnnnnnnn KQJQ 10103111111 ?????nnnnnnnnn QKQJQ 202201222212 ?????nnnnnnnnn QKQJQ 303012333313 ?????60 （ 3） 作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 。 設(shè)初態(tài)為 Q3Q2Q1Q0=0000， 代入次態(tài)方程進(jìn)行計算 ， 得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表 。 61 （ 4） 作狀態(tài)圖及時序圖 。 23 1 0Q Q0 0 0 01 0 0 00 1 0 00 0 1 10 0 0 1 0 0 1 01 0 0 1 0 1 0 10 1 1 00 1 1 1CPQ0Q1Q2Q31 2 3 4 5 6 7 8 9 1062 （ 5）檢查電路能否自啟動 用同樣的分析的方法分別求出 6種無效狀態(tài)下的次態(tài) ，得到完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 。 可見 ， 該計數(shù)器能夠自啟動 。 由于電路中有 4個觸發(fā)器 ， 它們的狀態(tài)組合共有 16種 。 而在 8421BCD碼計數(shù)器中只用了 10種 ， 稱為有效狀態(tài) 。 其余 6種狀態(tài)稱為無效狀態(tài) 。 當(dāng)由于某種原因 ， 使計數(shù)器進(jìn)入無效狀態(tài)時 ， 如果能在時鐘信號作用下 ， 最終進(jìn)入有效狀態(tài) ， 我們就稱該電路具有 自啟動 能力 。 23 1 0Q Q0 0 0 01 0 0 00 1 0 00 0 1 10 0 0 1 0 0 1 01 0 0 1 0 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 1 0 1 0 1 11 1 0 11 1 0 01 1 1 11 1 1 0有效循環(huán)63 2． 8421BCD碼異步十進(jìn)制加法計數(shù)器 CP2=Q1 （ 當(dāng) FF1的 Q1由 1→ 0時 ， Q2才可能改變狀態(tài) 。 ） 用前面介紹的異步時序邏輯電路分析方法對該電路進(jìn)行分析： （ 1） 寫出各邏輯方程式 。 ① 時鐘方程 ： CP0=CP （ 時鐘脈沖源的下降沿觸發(fā) 。 ） CP1=Q0 （ 當(dāng) FF0的 Q0由 1→ 0時 ， Q1才可能改變狀態(tài) 。 ) CP3=Q0 （ 當(dāng) FF0的 Q0由 1→ 0時 ， Q3才可能改變狀態(tài) ) 1J1KC12Q1QCPFF3R∧1KFF21JC1R∧1KFF1Q1J0C1R∧R0FF∧1JC11KQ31CR計數(shù)脈沖清零脈沖Q Q Q Qamp。64 1J1KC12Q1QCPFF3R∧1KFF21JC1R∧1KFF1Q1J0C1R∧R0FF∧1JC11KQ31CR計數(shù)脈沖清零脈沖Q Q Q Qamp。② 各觸發(fā)器的驅(qū)動方程： 10 ?J 10 ?KnQJ 31 ? 11 ?K12 ?J 12 ?Knn J 123 ? 13 ?K65 （ 2）將各驅(qū)動方程代入 JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程： 10 ?J 10 ?KnQJ 31 ? 11 ?K12 ?J 12 ?Knn J 123 ? 13 ?Knnnn KQJQ 0000010 ????（ CP由 1→0時此式有效） nnnnn QKQJQ 13111111 ????（ Q0由 1→0時此式有效） nnnn KQJQ 2222212 ????（ Q1由 1→0時此式有效） nnnnnn KQJQ 312333313 ????（ Q0由 1→0時此式有效） 66 （ 3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。 設(shè)初態(tài)為 Q3Q2Q1Q0=0000， 代入次態(tài)方程進(jìn)行計算 ， 得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 。 67 3．十進(jìn)制集成計數(shù)器舉例 （ 1） 8421BCD碼同步加法計數(shù)器74160 3Q2QETCP0D1D2D3DR C O1Q0Q7 4 1 6 041 2 3 5 6 71516CP D0D1D2 G N DQ3Q2Q1V c c7 4 1 6 08910111214 13R D3DDLEPETQ 0R C O∧EPR D DL68 ① 異步清零 。 ? 74161具有以下功能： ③ 計數(shù) 。 ② 同步并行預(yù)置數(shù) 。 RCO為進(jìn)位輸出端 。 ④ 保持 。 41 2 3 5 6 71516CP D0D1D2G N DQ3Q2Q1V c c74 1 618910111214 13RD3DDLEPETQ 0R C O69 （ 2） 二 —五 —十進(jìn)制異步加法計數(shù)器 74290 二進(jìn)制計數(shù)器的時鐘輸入端為 CP1， 輸出端為 Q0； 五進(jìn)制計數(shù)器的時鐘輸入端為 CP2， 輸出端為 Q Q Q3。 74290包含一個獨立的 1位二進(jìn)制計數(shù)器和一個獨立的異步五進(jìn)制計數(shù)器 。 如果將 Q0與 CP2相連 ， CP1作時鐘脈沖輸入端 ， Q0～ Q3作輸出端 ， 則為 8421BCD碼十進(jìn)制計數(shù)器 。 R Q C1 C1 R Q ∧ C1 1K CP R 1K 1J 1J ∧ 1J 1J ∧ 1K Q 1K R C1 Q ∧ amp。 amp。 S S amp。 3 Q 0 Q 1 Q Q 2 2 0(1) R 0(2) R 9(1) R 9(2) 1 CP R 70 74290的功能： ① 異步清零 。 ③ 計數(shù) 。 ② 異步置數(shù) （ 置 9） 。 41 2 3 5 6 7891011121314G N DV c c74L S 2909 (1 ) NC 9 (2 ) NC0 (1 )0 (2 ) 2 1Q3Q0Q1Q2CPCPR RR R71 三 、 集成計數(shù)器的應(yīng)用 （ 1） 同步級聯(lián) 例：用兩片 4位二進(jìn)制加法計數(shù)器 74161采用同步級聯(lián)方式構(gòu)成的 8位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器 ， 模為16 16=256。 1．計數(shù)器的級聯(lián) 3Q2QETCP0D1D2D3DRC O1Q0Q741 61( 1)∧EPRD DLD13 D D3DCPQ Q0∧0RC O741 61( 2)L21ETQDQR 2DEP111計數(shù)脈沖清零脈沖013 2Q Q Q Q457 6Q Q Q Q72 （ 2） 異步級聯(lián) 例：用兩片 74191采用異步級聯(lián)方式構(gòu)成 8位二進(jìn)制異步可逆計數(shù)器 。 LD3Q2QD / UENCP0D1D2D3DR C OM A X / M IN1Q0Q7 4 1 9 1 (2 )∧LD3Q2QD / UENCP0D1D2D3DR C OM A X / M IN1Q0Q7 4 1 9 1 (1 )∧計數(shù)脈沖D / UENL013 2Q Q Q 6Q7Q4Q5D73 （ 3）用計數(shù)器的輸出端作進(jìn)位 /借位端 有的集成計數(shù)器沒有進(jìn)位 /借位輸出端，這時可 根據(jù)具體情況，用計數(shù)器的輸出信號 Q Q Q Q 產(chǎn)生一個進(jìn)位 /借位 。 例：如用兩片 74290采用異步級聯(lián)方式組成的二位8421BCD碼十進(jìn)制加法計數(shù)器。 (模為 10 10=100) 3 Q 2 Q 1 Q 0 Q 74290(1) ∧ ∧ CP 1 CP 2 R 0(2) R 0(1) R 9(1) 9(2) R Q 0 ∧ Q 1 2 Q Q 3 74290(2) ∧ CP 1 CP 2 0(2) R R 0(1) 9(1) R R 9(2) 計數(shù)脈沖 置數(shù)脈沖 清零脈沖 個位輸出 十位輸出 0 1 Q 2 Q Q 3 Q 0 1 Q 2 Q Q 3 Q 74 第二十二講 任意進(jìn)制計數(shù)器；順序脈沖發(fā)生器；序列信號發(fā)生器 課題 ：任意進(jìn)制計數(shù)器；順序脈沖發(fā)生器；序列信號發(fā)生器 課時安排 ：２ 重點 ： N進(jìn)制計數(shù)器的獲得 難點 ：用異步清零和異步置數(shù)法構(gòu)成 N進(jìn)制計數(shù)器時的過渡狀態(tài) 教學(xué)目標(biāo) ：使同學(xué)掌握 MSI計數(shù)器的級聯(lián)及大容量 N進(jìn)制計數(shù)器的實現(xiàn) 方法，初步理解用 MSI進(jìn)行時序邏輯電路的設(shè)計 。了解順序脈沖發(fā)生器； 了解序列信號發(fā)生器 教學(xué)過程 ： 一、用 M進(jìn)制集成計數(shù)器構(gòu)成 N進(jìn)制計數(shù)器 NM （ 1）清零法 （ 2）置數(shù)法 NM （ 1）用整體清零法或置數(shù)法 （ 2）乘數(shù)法 二、順序脈沖發(fā)生器 移位型脈沖計數(shù)器 計數(shù)器加譯碼器 三、序列信號發(fā)生器 75 2．組成任意進(jìn)制計數(shù)器 （ 1） 異步清零法 異步清零法適用于具有異步清零端的集成計數(shù)器 。 例：用集成計數(shù)器 74160和與非門組成的 6進(jìn)制計數(shù)器 。 QDQ1∧07 4 1 6 0Q32Q3DETQ10Q211CPL D31DQEPQ計數(shù)脈沖R C O20DRDamp。Q0Q00 0 0Q00 0 1 01 0 000 1 100 1 0210 0 1 01 1 0 01 0 110 0 0101 1 1Q376 （ 2）同步清零法 同步清零法適用于具有同步清零端的集成計數(shù)器。 例：用集成計數(shù)器 74163和與非門組成的 6進(jìn)制計數(shù)器。 QDR∧ETEP7 4 1 6 3DR C O33QD211QL010QDCPD D1計數(shù)脈沖2amp。013 2Q Q Q Q3Q00 1 0000 0 000 1 1Q00 0 1Q1Q01 0 0201 0 177 （ 3）異步預(yù)置數(shù)法 異步預(yù)置數(shù)法適用于具有異步預(yù)置端的集成計數(shù)器。 例：用集成計數(shù)器 74191和與非門組成的余 3碼 10進(jìn)制計數(shù)器。 LD3Q2QD / UENCP0D1D2D3DRC OM A X / M IN1Q0Q741 91∧00計數(shù)脈沖amp。Q3 02 1Q1100011 0 0