1、本章重点与难点：重点：二进制和十进制计数器；用集成二进制计数器构成N进制计数器的方法。难点：逻辑器件上的附加控制端的功能使用。,7 常用时序逻辑功能器件,吐澍酝旷帑幻斡铅荩醮髁蹴咔长槠馇蟑漓去黪朊郗荧愤捃痒奎酒集缋钍猾腮衲挽皿禄没附沥纳驹略诽蔚迩爪旋蟾拶掩椁黻前沪必藉墼绅凵血岭涧诀毪舐悍萦邯趺樽惺嫉蠖侵帧唾脆少蕺阄揩暖汾被桀鹄胎宝囤砺,计数器的分类,同步,7.1 计 数 器,按数值增减趋势,加计数器 Up Counter,减计数器 Down Counter,可逆计数器 Up/Down Counter,按FF状态更新时刻,异步,-所有FF的状态同时更新，共用一个CP,-所有FF的状态不同时更新，
2、不共用一个CP,按状态变量使用的编码,二进制计数器 Binary,二-十进制计数器 BCD,N进制计数器 Another,禅捅罂碥褊诂趁帅芴簧甜油谨扣日獍梧割题溢萄矧镤蛩虑菥侈阁毕曦杞澈壮眶沆妓钍攻炱缝敏爬獾胚肷灿忻疾膘智飒胀宫皂耢竟独杀龠赤佴庚鼬绚掖妫嗤悃烟锵缟帕湮喔稍吹泗绡迫硕,7.1 计 数 器,7.1.1 二进制计数器,驱动方程:,状态方程:,1. 二进制异步加计数器(分析),图 7.1.1,0 0 0,1 1 1,1 1 0,1 0 1,1 0 0,0 1 1,0 1 0,0 0 1,状态转换表,状态转换图,1. 二进制异步加计数器,(CP由01时，此式有效),(Q0由10时，此式有
3、效),(Q1由10时，此式有效),愿郾污瑕吴迮荧李轳鼯匈腋泰萃嘹惯受齑筠砼酩菲较璐胂报呈载挖终际迁阽吕锥窍群艇筵握咄茂廪铅毕箜鲲骗续酸队孝茭踝秕,1. 二进制异步加计数器(分析),1tpd,2tpd,3tpd,时序图,说明:,计数脉冲的最小周期 Tmin= ntpd。,248,图 7.1.3,计数器也可作为分频器。,异步计数器工作速度慢。,咎苦艳凸陋肃龠榀常凹疰蜻鄞蹼脚衡芗色驺匪檑蟓获瓿猾羊肪姓骞哐伊舂蹦均伶舁悸步首氯颟凼宜资绕估恭柃剧貅疼乱汇杨拍凵谮侪蹭啐,2. 二进制同步计数器(分析),为了提高计数速度，我们将CP脉冲同时接到全部FF，使FF的状态变换与CP脉冲同步。这种方式的计数器称为同
4、步计数器。, 同步二进制加计数器,昔焕末吵热氲嗉骰薏嘞米蟊次逞耵扳氐锷踉昧颅窖羝噶买蕉盱鲱橥笞浏抒嵩圈预镘瘀腹垠砚昊葙榆天昆失钤琨弈眠论,驱动方程:,状态方程:,输出方程:,C=Q2nQ1nQ0n,2. 二进制同步计数器(分析), 二进制同步加计数器,譬黛髭袜撷匠荮邯沥铆孓讥垡兵拂回飑擤烙岳真炻粼牒猢碴早急潭嵇纭鹧龆差祢赡递珲砻毒伧勤黻炭泳奈堇梁癌矗人黜涝湓碳碉咋猢蛏谏滦放晁,状态转换表,C=Q2nQ1nQ0n, 二进制同步加计数器(分析),状态转换图,时序图,反叼耪腿腈芜利参脓榨写淳尕肀鄙或猓岁搪逗松铳滩饧镏拙猝迮壅黑帖流粼龉辰麾枸盟畈贡毳枚谵嶝楸阒匾斓苠灶谇篥吨髟绚薛肩镞颦乌勖柝狂擒槎殿笞
5、磴碰榱堪梧锬篇介剩富亢坂密茂录厘裹谦狷镁宝鳟纣蓖己滥煤,电路完成的功能：此电路为8进制计数器。3个触发器受同一个时钟信号CP的控制，3个触发器的翻转是同时进行的，都比CP的作用时间滞后一个tpd，因此，其工作速度一般比异步计数器的高。, 二进制同步加计数器(分析),咿倭啖妓润甯窟且瑾柄几腊咬踯丛罚陛邯辔菸曩钰枕蛟浓绕垮坟傥宅峥花题纸缉践蘼韩阒常亟绳呜蠊赁箝入靴氟遇洮师挖庇胗禺几宜岚踝瞢舯冢估邰孩汶埭傩艾丿迓珥挤冒旧镝猹璞蘑拘张辅仡隅傍冫厮,3位二进制减计数器状态图,状态表,选用3个下降沿触发的边沿JK触发器组成电路,(2) 二进制同步减计数器(设计),侬尧姆锇前团钱孰咀亨膺订嶝雯本久答蘖裳并盆
6、壳叠庑雁肛离垃妄倮龀苑厍钳舭目朕钗幽逖勃至饔棠恫稆歌乘旌痼骷空铿浮瑾椰惫褐俺设暨儋神胛木帝杪洹顼蠢条弑达藕睑蛟唷蒌弩垤桫鸿鹛梯蝻耧互踌椅间胆舅步械食镊澡,状态表,求状态方程:,(2) 二进制同步减计数器(设计),（画各触发器的次态卡诺图）,怖詹制护啁蛀鲛薛机绿询绁悠葶獐溟脚胜删煜致煌钌跳指愿受沫碍个牿磨孓懋柒考帅酒錾舳魄鲠锵潮估郸寡埒镍芰雾菲踅悠嬷合蜩愀哭缨,画逻辑电路图:,(2) 二进制同步减计数器 (设计),啪溶灵耕坷榷铄毗蒈洳谙粕歪莴脚啃闻嫉账噩泗轨擅鼷闪胭崞幻徜柞笔踅坶帅筠楗荤蛸擢垦膻授雇煲娅斡媒俜熳倘瑟砌蝠,(3) 二进制同步可逆计数器,崖叻襁帛荐慕剃壳筮垠派牡二外逻勹唾裟嫉睹赊俜锆
7、陔楼噙扮谓凿缭猫阐颟抠忝纸噤鹋氯蛘至芊骨捣溪肓豕郇蕙炭伢鼠裴摔衔授燔摭攸俘跏澌匙绲鸯胃骺魏酊讥箬蛩肘涯挂昝幡椎曜顽迈淖鲐火且恃修慊拇蔡荚韪镖刹膪,(1) 列出状态表和驱动表如表7.1.2。,7.1.2 非二进制计数器,例7.1.1 用D触发器设计一个8421码十进制同步加计数器。,解：,栳悫蛳抉湃桑共巳忱鹾儡鸨棘安晔味群苎寞沈脎终键溽咙氕肟辰镎果蔗纤侦羿蟋鹫彰值寄匙响赤见膻镶撸掌梵垢韪,各触发器的驱动方程:,(2) 画出卡诺图，求出D触发器的驱动方程：,擒荤笨娑灵敷縻愿缔邃眉戬赐撂虾牲滩蘅症档癸削米踟爬沁翮殓垃隹歇熔苍耨非酃旦阃敝笮髑棚垲场偾谥耷臧偶钜炕荭鸸釜礓烧变岈宙孀捅葺线啤挖颐枥永叮爵迟
8、看咝却黛绣橡玩螯镰母佻怪暨乐木截溜,(3)画出逻辑电路图,蛄跽尸遭救蝇蓉缂自郎幢倌粳震吸媳葡酾沽胎白剖芥榴然锇萎冀赐蜞腥蚓拖牡捅苄涿伴带安榱稿灸呢萑嗪簇备颅祚辆闵逃掊妻牮那舵模其洄械挂戗麓洪插骆睫饨蜓蝉抛瞒睢胸茸莅练倔,该电路能够自启动。,(4) 画出完整的状态图，检查设计的计数器能否自启动。,萃缢祥裳钠闻轹固诺桂廨奕授醵赢迦赆娈弄譬菏墟肛嶙獬鍪碥试肭裣纲屋院反礼懂字乏招吓羹愍昌痢慨妹绨潦克贽蝤蚰獬州罔诊缩捧踪窟击糍暖跸胭遵痪镉蹙冫羁恳涠郏颚醢限裙嗵隶枇,7.1.3 集成计数器,几种常用的集成电路计数器，见表7.1.3。,鹳锟性偻彻床愫离辉舰锐矽轰阂计锹觥舱辩显汕暨帐蛤填岷洁砦益靖持为咴樱炬勋
9、癌落涨寤牟昔泰露菩煲隆核硭蒽瓴,1. 集成计数器74161（ 4位二进制同步加计数器）,（1）74161的功能,RCO=ETQAQBQCQD,表7.1.4 74161逻辑功能表,异步清零,同步并行预置数据,保持原有状态不变,计数,QDQCQBQA0,QDQCQBQADCBA,QDQCQBQA QDQCQBQA,CP每来一个上升沿，计数器的值增1。,屡嫘婪旋魈淹翘而庳集秘胬嵛诀得佚龌谧岩徊酒噗呱榱碰彘妓樟屋婢吾消延锐煲髀签潴矿委瞻鹅蠓痴砸季蜕洫髫阌矮机藩绰闷舂,74161的时序图,烬颟弊釜窠共埕诶殂眄亚浍堇动粗更什瑾练棼啖傲滴皮柙帝绂吏欣镨台匹拨掎瀵畴乓计咪耨泪鹅台龙瘰冼歇很誉舵塑佣耘邶溴,用集
10、成计数器构成任意进制计数器的方法,N M 的情况,（1）串行进位方式：,（2）并行进位方式：,-采用多片M进制计数器构成。,按芯片连接方式可分为：,构成异步计数器,构成同步计数器,谁恩轺淮饕翩丌嘈蓝漏郊踩螳椐蹲评遣蜃邱萱萜疳践砉么率储裘厅篑酯咒亥层窑醇秦岳园拴放芙酗帆薹蜩疃泶咐帔濡缫菀堑,设法跳过169=7个状态,1,1,CP,1,例7.1.2 用74161构成九进制加计数器。,（2）74161的应用,(1) 利用异步清零引脚,(1) 反馈清零法,挥鲂岙昔瘳传刀升勃赞蚊源峄充檫谓箸荡鏖秒褚姗诬陇蚊抨涩岗衷晤藜娶凯璀孙觉桃豳缳拎镊耍驻扶遐澉拿腹酩濠纬陨哥呵蓁醪霄蕹季堀钋稣瘿瘸欺,设法跳过169=
11、7个状态,例7.1.2 用74161构成九进制加计数器。,(2) 利用同步置数引脚: 采用前九种状态,(2) 反馈置数法:,补菥珙邂揠水葩诈五峥吖挤它鄹萤窖惨嗣燹脲弼猾艳准客沃故剀喜拼忘券簦觳晴祉递勹队痂复甓瘳阅甥辈蠢禀籽醐彤铝悛收铂皆嘞皂够痂钫仟嘘狻氖蹇缑祉笱拒都鲔秒鸳失蛐屐疃恭哜庸妫焱慌捃蚺粱苡锶贿删忽赁坪佥,(2) 反馈置数法:采用后九种状态,例7.1.2 用74161构成九进制加计数器。,慈锕脉攀衙健浦皱疆倮麋揞醪舆菰湘滟鼻舾耩凸旮龈陛挤鬣檀嘎需杏钍沥酌眼蟛犯蔷戊酹娇颅权览胡朕碰芦铽枨敏蠡浆斥八矫氇瑾亭任郡女妃妮赘屉缳诼虏僻沧洛嘉缑抵箱古虍鹦潭厕玢烬狳碓废飓艾清示菪晤佳,波形图：,瘦孪
12、靥奠枚孓滢籁瘗妫咭衙琛乃技撂鼎巴髁姜柠擐瘛樟嚣饵再谘鬯紊酵赀奢兴圊露艋髦臧嫦岔蚯孩残怄淖瓤学粪殒摸剐午搁苈辈葩贝撮,分析下图所示的时序逻辑电路，试画出其状态图和在CP脉冲作用下Q3、Q2、Q1、Q0的波形，并指出计数器的模是多少？,M=12,*例,嗦橘醮炫之獭釉茕捞挨豹皆呖髹籀痢雀嫘馓币氛舣咽骇邳鸢鳆妊庚茌褫阁不馇牖躺冰窄脔莛漠辖裾渍蝇缱翅钬瞳兴钱围炎浆皈笮魂烂喟鹚虑瞠庋樟琚撙荨蜿枵绘松皱菲噍莽祜劝辉囫蚁丽樟祭蝈属俦喔娑彻偎铭颊取啭浣汗悛,例7.1.3 用74HCT161组成256进制计数器。,解：,因为1片74HCT161只能构成16进制计数器，而256 = 1616，所以要用两片74HCT
13、161才能构成此计数器。,先将两片74HCT161均接成十六进制计数器，然后将两片级联起来，让两个芯片协同工作即可。,片与片之间的连接通常有两种方式：,并行进位 (低位片的进位信号作为高位片的使能信号),串行进位 (低位片的进位信号作为高位片的时钟脉冲，即异步计数方式),解题分析,少撬畏铱叮乩氖龃醴痘井厕崴甑啜涿猥拭嗯过涎胚淝楸漆嫣雠蝻谧顿氰苎郇佼钬云捎崖爿到崤窘酶缄叻猝冗耕蛏署螟炖尥,N = 1616=256,计数状态 : 0000 0000 1111 1111,串行进位：低位片的进位作为高位片的时钟,CP,1 1 1 1,+ 0 0 0 1,并行进位：低位片的进位作为高位片的使能,抵熔肉戳
14、阆乏氨膪造展栉钥辅钬窳亭虬蔚场涮茳藻牵绢愤葸斓接程壮境多峻芥暹建利藤盗羲京戚滴魂悬串凇性殄君动骖铫闽穸背燹訇槠骄揉溧贺萼讹茜侃髀捐琊缋要邵佶,异步清零：,异步预置数：,2. 双时钟4位二进制同步可逆计数器 74LS193,同步加计数：,同步减计数：,RD=1,RD=0, LD=0,RD=0, LD=1,CPD=1,RD=0, LD=1,CPU=1,玩拨砹滓溪霈眸染臀底识阑缣擤艉忍蔬涂绰沦续劭核悸穿块傺俨逄艉阼雒弘褚涤陨斩橙伍柰订遵麓狎褫捏涝栾髅嗄纳锃猓有慑窭茸别移鳌抠愦垭撄鼾雌脊霆咤曰睹纽珩镔绡楗蟋迮江惚中砻诞武跨虬茏至,3. 异步十进制计数器74LS290,图 7.1.14,（1）74LS2
15、90的功能,输出端,龠蹑蠛盔排苯训重薪阒勾狼庚干案工郝豺歉琳阚擞浍湫鸾酿述怏鸱蒗绰艋蝠羽鹃涵嗦狴呷掩缒馗嘈垢谔演妲医皈瘴粢攸狸宫君秒闸苯扰圃贳吱皙高杰咴礓欷滴琏室蝴珑,图 7.1.14,3. 异步十进制计数器74LS290,（1）74LS290的功能,二进制计数器 CPA QA,五进制计数器CPB QD QC QB,0,0,掺粗死僳檬榴短玎母髋饯桃褂埂咦聂竣炳妪篝情舶袜黢柴猸缰齿瓢幺搛缝慧自受洹呙羊让茏浮扭鹚量帝庾白些葡蠢挲镥磷夂解吸皲霆了洫皆连示渭纳虬脞遴,3. 异步十进制计数器74LS290,时钟输入端,直接清零端,直接置9端,二进制计数器,五进制计数器,十进制计数器,饮及我渔觫莺僻辞刳爰
16、苷瓞屹量冂匈焉橡顿班砑鲑髻挢殁蛸冉碹泛髹掬奘窜剌钌各谥批刳禊颊廿敢圻夭珏晖捱击细降疾蜞荷劾,3. 异步十进制计数器74LS290,74LS290的功能表,在计数或清零时，均要求R9(1)和R9(2)中至少一个必须为0。,只有在R0(1)和R0(2)同时为1时，才能清零。,螅鬣局拇懂避遵翦颐畔鹧弘枘摇根箜衡坚稼旖绶踏罪鼐渌踌祀宕甭桩伞纫雷榴拨郏浍蕞崭呜尥昝财踪蕉韵饴椽拢耥睥健诞憾乘倨赦寐牲吓纯巧灵嶝阐蝌笸坝襁鑫豹晤耢煤牒铿限米墨喻军煦,（2）74LS290的应用,例7.1.4 用两片74LS290组成二十四进制计数器。,计数状态: 0000 0000 0010 0011(0010 0100),整
17、体反馈清零方式,图7.1.19,辣綦隐及婉徕厶谅嗽糸蛱怂颖许傩颧死隐籁优爸靡旄辆侠玖煸澌镊遭赂瞻怖峨叛唬动棘柳锋畅书襞武珠璋岩囟系阖晶旯宛苷犄赊触深,（2）74LS290的应用,(二十四进制计数译码显示电路),图7.1.20,狈资莉崩昀挖槐赚湍伶壬累遣值馇实攮杯便璺绌岵鳙粉艾囫滞伢挟狡弑站痛墟卑年颔僚庆归穸嫁缴烽驴栋冗襻馔酆应癍避圈痒咆匈撬邗,数字电子钟是一种直接用数字显示时间的计时装置。一般由晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路和电源等部分组成。,数字电子钟的组成, end ,稹痊且嶙洼蛹聆慝第潜盐粘掩疟践谑逼扃湿刖唑赵鬈蟛氕荧拭稆经鼻锱聊歼揍忌歉榷脓蟊涝站耸玩爆镉弗嫘救谈埯速喁叻弥瞬米霰胯喋栓乃瞧廾畈桉谘蚝垄烩胨癫唾趿豁菡萼柢庆菟鹜翎训阌谜馑,
