【正文】 接成 29進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（異步置零同步置數(shù)） 解：異步置零 ： (SM)BCD＝ 0010 1001；輸入端任意 注： ① 異步置零法，可靠性差 。 ②進(jìn)位輸出需另加譯碼電路。 同步置數(shù) ： (SM－ 1)BCD＝ 0010 1000 同步置數(shù)：（輸入端接零） 分頻器原理及應(yīng)用 十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖 如果設(shè)計(jì)數(shù)輸入脈沖 CLK的頻率為 f0，則 Q0、 Q Q2和 Q3端輸出脈沖的頻率將依次為 f0/ f0/ f0/8和 f0/16。針對(duì)計(jì)數(shù)器的這種分頻功能，也將它稱為分頻器。 考研進(jìn)階：試分析下圖所示電路的分頻比 (即 Y與 CLK的分頻比 )。 (西北工業(yè)大學(xué) 1999) 解：兩片 74LS161組成七位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)到 01110111B(即 77H、 119D)時(shí)， 與非門 輸出低電平，下一個(gè) CLK到達(dá)時(shí)電路同步置 0，所以兩片 74LS161組成了 120D進(jìn)制計(jì)數(shù)器；另外，電路輸出端的 D觸發(fā)器接成了 T39。觸發(fā)器 ，即 2分頻電路，所以輸出 Y與 CLK的分頻比為 1： 240。 產(chǎn)生在時(shí)間上有一定先后順序的脈沖信號(hào)，在電路的多個(gè)輸出端依次發(fā)出脈沖。 移位寄存器型 計(jì)數(shù)器 （ 1）環(huán)形計(jì)數(shù)器（ 2） 扭環(huán)形計(jì)數(shù)器 順序脈沖發(fā)生器 * 序列信號(hào)發(fā)生器 * 產(chǎn)生特定順序的串行數(shù)據(jù)信號(hào) 移位寄存器的應(yīng)用 1000 0100 0010 0001 設(shè)初始狀態(tài) =1000，則可依次循環(huán)右移 ,有效循環(huán) : 應(yīng)用 1 ：環(huán)形計(jì)數(shù)器 用電路的不同狀態(tài)可表示輸入 CLK信號(hào)的數(shù)目，即可作為 CLK信號(hào)脈沖的計(jì)數(shù)器。 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 環(huán)形計(jì)數(shù)器不能自啟動(dòng)，為確保電路能正常工作，必須首先通過串行輸入端或并行輸入端將電路置成有效循環(huán)中的某個(gè)狀態(tài)，然后計(jì)數(shù)。 能自啟動(dòng)的 4位環(huán)形計(jì)數(shù)器 狀態(tài)方程 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 ① 電路結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單。 ② 有效狀態(tài)只含一個(gè) 1（或 0） ,不需要另加譯碼電路。 ③ 狀態(tài)利用率低。 24=16個(gè)狀態(tài)中只用了 4個(gè)狀態(tài) (2n－ n個(gè)沒用 (n為觸發(fā)器數(shù)目 ))。 環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn) : 1 1 1 1 0 0 0 0 → 1 0 0 0 → 0 1 0 0 ← 1 0 0 1 ↓ ↑ ↓ 1 1 1 0 → 0 1 1 1 → 0 0 1 1 → 0 0 0 1 ← 0 0 1 0 ← 0 1 0 1 ← 1 0 1 1 ↑ ↑ 1 1 0 0 → 0 1 1 0 ← 1 1 0 1 1 0 1 0 排列順序： 0 1 2 3Q Q Q Q 能自啟動(dòng)的 4位環(huán)形計(jì)數(shù)器的另外一種實(shí)現(xiàn)方法 狀態(tài)圖 由 74LS194構(gòu)成的能自啟動(dòng)的 4位環(huán)形計(jì)數(shù)器 時(shí)序圖 反饋 應(yīng)用 2： 扭環(huán)形計(jì)數(shù)器 為了在不改變移位寄存器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的條件下提高環(huán)形計(jì)數(shù)器的電路狀態(tài)利用率，只能從改變反饋邏輯電路上想辦法。 將反饋邏輯函數(shù)取為 D0=Q39。3，構(gòu)成扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，也稱為 約翰遜計(jì)數(shù)器 。 不能自啟動(dòng) 有效和無(wú)效是相對(duì)的。 將反饋電路稍加修改，扭環(huán)形計(jì)數(shù)器就能自啟動(dòng)了。 能自啟動(dòng)扭環(huán)的狀態(tài)圖 特點(diǎn) : ? ①優(yōu)點(diǎn) :狀態(tài)利用率提高一倍，且每次狀態(tài)更新只有一個(gè)觸發(fā)器改變狀態(tài)，因此譯碼時(shí)不會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng) 冒險(xiǎn)。 ? ②缺點(diǎn) :狀態(tài)利用率低。 24=16個(gè)狀態(tài)中只用了 8個(gè)狀態(tài) (2n－ 2n個(gè)沒用 )。 ? 使用最大長(zhǎng)度的移位寄存器型計(jì)數(shù)器可將電路的狀態(tài)利用率提高到 2n－ 1。 環(huán)形計(jì)數(shù)器與扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的區(qū)分： 1. 從反饋之路來區(qū)分，環(huán)形計(jì)數(shù)器大多都從 Q端引出反饋，而扭環(huán)形計(jì)數(shù)器大多都從 Q39。端或從Q端加 非門 引出。 2. 從狀態(tài)利用上來區(qū)分，環(huán)形計(jì)數(shù)器只利用了 n個(gè)狀態(tài)，而扭環(huán)形計(jì)數(shù)器利用了 2n個(gè)狀態(tài)。 作業(yè) (四 )： P302 題： 、 、 作業(yè) (五 )： P349 題： 、 、 本節(jié)小結(jié) 計(jì)數(shù)器是一種應(yīng)用十分廣泛的時(shí)序電路，除用于計(jì)數(shù)、分頻外，還廣泛用于數(shù)字測(cè)量、運(yùn)算和控制，從小型數(shù)字儀表，到大型數(shù)字電子計(jì)算機(jī)，幾乎無(wú)所不在，是任何現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。 計(jì)數(shù)器 可利用觸發(fā)器和門電路構(gòu)成。但在實(shí)際工作中，主要是利用集成計(jì)數(shù)器來構(gòu)成。在用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成 M進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，需要利用清零端或置數(shù)控制端，讓電路跳過某些狀態(tài)來獲得 M進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 設(shè)計(jì)要求 原始狀態(tài)圖 最簡(jiǎn)狀態(tài)圖 畫電路圖 檢查電路能否自啟動(dòng) 1 2 4 6 時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法 時(shí)序電路的設(shè)計(jì)步驟： 選觸發(fā)器，求 (時(shí)鐘、 )輸出、狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)方程 5 狀態(tài)分配 3 化簡(jiǎn) 例 1 建立原始狀態(tài)圖 設(shè)計(jì)一個(gè)按自然態(tài)序變化的 7進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)規(guī)則為逢七進(jìn) 1，產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位輸出。 狀態(tài)化簡(jiǎn) 2 狀態(tài)分配 3 已經(jīng)最簡(jiǎn)。 已是二進(jìn)制狀態(tài)。 4 選觸發(fā)器，求 (時(shí)鐘、 )輸出、狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)方程 因需用 3位二進(jìn)制代碼，選用 3個(gè) CLK下降沿觸發(fā)的 JK觸發(fā)器，分別用 FF0、 FF FF2表示。 由于要求采用同步方案，故時(shí)鐘方程為： 0 1 2C L K C L K C L K C L K? ? ?輸出方程 21Y Q Q?此步可省 *0 2 0 1 02 1 0 0*1 0 1 2 0 1*2 1 0 2 1 2( ) 1Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q? ? ? ?? ???? ? ?????? ? ????? ?????狀態(tài)方程 不化簡(jiǎn)，以便使之與 JK觸發(fā)器的特性方程的形式一致。 0 2 1()J Q Q ??、 10 ?K 10JQ?、1 2 0()K Q Q? ? ?? 2 1 0J Q Q?、21KQ? 比較 ， 得驅(qū)動(dòng)方程： 電路圖 5 12Y Q Q?*Q J Q K Q????*0 2 0 1 02 1 0 0*1 0 1 2 0 1*2 1 0 2 1 2( ) 1Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q? ? ? ?? ???? ? ?????? ? ????? ????? 檢查電路能否自啟動(dòng) 6 *0 2 1 0 0*1 0 1 2 0 1*2 1 0 2 1 2( ) 1 000Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q? ? ?? ? ? ??? ? ?? ? ?????? ? ??將無(wú)效狀態(tài) 111代入狀態(tài)方程計(jì)算： 可見 111的次態(tài)為有效狀態(tài) 000，電路能夠自啟動(dòng)。 設(shè)計(jì)一個(gè)串行數(shù)據(jù)檢測(cè)電路 ， 當(dāng)連續(xù)輸入 3個(gè)或 3個(gè)以上 1時(shí) ， 電路的輸出為 1， 其它情況下輸出為 0。例如： 輸入 X 101100111011110 輸入 Y 000000001000110 例 1 建立原始狀態(tài)圖 S0 S1 S2 S3 設(shè)電路開始處于初始狀態(tài)為 S0。 第一次輸入 1時(shí)，由狀態(tài) S0轉(zhuǎn)入狀態(tài) S1，并輸出 0； 1/0 X/Y 若繼續(xù)輸入 1，由狀態(tài) S1轉(zhuǎn)入狀態(tài) S2，并輸出 0； 1/0 如果仍接著輸入 1，由狀態(tài) S2轉(zhuǎn)入狀態(tài) S3，并輸出 1； 1/1 此后若繼續(xù)輸入 1，電路仍停留在狀態(tài) S3，并輸出 1。 1/1 電路無(wú)論處在什么狀態(tài)，只要輸入 0，都應(yīng)回到初始狀態(tài)，并輸出 0，以便重新計(jì)數(shù)。 0/0 0/0 0/0 0/0 0 / 01 / 0 1 / 01 /01 / 0 0 / 0( c ) 二進(jìn)制狀態(tài)圖 1 0 0 / 0 1 / 1 00 01 0/ 01 / 0 1 / 01 /01 / 0 0 / 0( b ) 簡(jiǎn)化狀態(tài)圖 S2 0 / 0 1 / 1 S0 S1原始狀態(tài)圖中 ， 凡是在相同的輸入下有相同的輸出 ， 且轉(zhuǎn)換到相同的次態(tài)去 ， 稱這兩個(gè)狀態(tài)為 等價(jià)狀態(tài) 。 狀態(tài)化簡(jiǎn)就是將多個(gè)等價(jià)狀態(tài)合并成一個(gè)狀態(tài) ， 把多余的狀態(tài)去掉 ， 從而得到最簡(jiǎn)的狀態(tài)圖 。 狀態(tài)化簡(jiǎn) 2 狀態(tài)分配 3 1 / 0 0 / 0 1 / 1 0 / 0 0 /0 1 / 0 1 / 1( a ) 原始狀態(tài)圖 S3 S2 0 / 0 S0 S1所得原始狀態(tài)圖中，狀態(tài) S2和 S3等價(jià)。因?yàn)樗鼈冊(cè)谳斎霝?1時(shí)輸出都為 1，且都轉(zhuǎn)換到次態(tài) S3；在輸入為 0時(shí)輸出都為 0，且都轉(zhuǎn)換到次態(tài) S0。所以它們可以合并為一個(gè)狀態(tài)，合并后的狀態(tài)用 S2表示。 S0=00S1=01S2=10 4 選觸發(fā)器，求時(shí)鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)方程 選用 2個(gè) CLK下降沿觸發(fā)的 JK觸發(fā)器 ， 分別用 FF0、FF1表示 。 采用同步方案 ， 即?。? 輸出方程 1Y X Q?狀態(tài)方程 *0 1 0Q XQ Q???*1 0 1 1Q XQ Q XQ??? *0 1 0 0*1 0 1 10Q XQ Q XQ Q XQ??? ? ? ??? ????? *Q J Q K Q????比較 ， 得驅(qū)動(dòng)方程： 電路圖 5 0 1 01 0 1 1 J XQ KJ XQ K X????? ??檢查電路能否自啟動(dòng) 6 00 ← 11 → 01 0 / 0 1 / 1將無(wú)效狀態(tài) 11代入輸出方程和狀態(tài)方程計(jì)算： 電路能夠自啟動(dòng)。 作業(yè) (四 )： P306 題： 、 作業(yè) (五 )： P354 題： 、 本節(jié)小結(jié) 時(shí)序電路的設(shè)計(jì)，在畫出狀態(tài)圖后，其余就是由狀態(tài)圖到邏輯圖的轉(zhuǎn)換。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. 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