第5章数字逻辑基础(4)

1、5.1.3 移位寄存器型计数器移位寄存器型计数器 移位寄存器型计数器移位寄存器型计数器,是指在移位寄存器的基础上加反是指在移位寄存器的基础上加反馈电路而构成的具有特殊编码的同步计数器馈电路而构成的具有特殊编码的同步计数器. 移位寄存器型计数器的状态转移符合移位寄存器的规移位寄存器型计数器的状态转移符合移位寄存器的规律律,即除去第一级外即除去第一级外,其余各级满足其余各级满足: Qi =Qi-1 n+1n移位寄存器型计数器框图移位寄存器型计数器框图1DC1QF0CP1DC1QF11DC1QFn-1反馈逻辑电路反馈逻辑电路1. 环形计数器环形计数器1) 电路组成电路组成 (以四位环形计数器为例以四

2、位环形计数器为例)特点特点: 将串行输出端将串行输出端和串行输入端和串行输入端相连相连.2)环形计数器状态图环形计数器状态图1110 01111101 10111100 01101001 00111000 01000001 00100101 10100000 1111有效循环有效循环无效循环无效循环1DC1QF0CP1DC1QF11DC1QF31DC1QF2f3) 实现自启动的方法实现自启动的方法 可利用触发器的置位可利用触发器的置位 和复位端，将电路初和复位端，将电路初 始状态预置成有效循始状态预置成有效循 环中的某一状态；环中的某一状态； 重新设计反馈电路，重新设计反馈电路， 使电路具有自

3、启动使电路具有自启动 特性。设计方法如特性。设计方法如 下：下： (1) 列表确定反馈函数列表确定反馈函数f;Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 f 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1

4、 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 n+1n+1n+1n+1nnnn(2) 作反馈函数作反馈函数f 的卡诺图的卡诺图,求求f 的最简表达式的最简表达式;00 01 11 1000011110Q0Q1Q2Q31 1f=Q0Q1Q2(3) 画逻辑图画逻辑图1DC1QF0CP1DC1QF11DC1QF31DC1QF2&QQQQf4) 用用MSI构成的能自启动环形计数器构成的能自启动环形计数器3,4DQ1Q2Q3Q0R1,4D3,4D3,4D3,4D2,4DDSRC41/210M03SASBC

5、PSRG4741941000111如输出均为如输出均为0,则通则通过过 DSR移入移入1,进入进入有效有效 循环循环;否则经否则经过移位过移位, 总会将总会将1移移到到Q3处处,电路进入电路进入置数状态置数状态,置入置入1000,进入有效循环状态进入有效循环状态5) 环形计数器的特点环形计数器的特点 环形计数器附带有译码器功能环形计数器附带有译码器功能; 环形计数器的输出波形为环形计数器的输出波形为顺序脉冲顺序脉冲;CPQ0Q1Q2Q3常称环形计数器为常称环形计数器为顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器. 环形计数器的缺点是状态利用效率低环形计数器的缺点是状态利用效率低, n 个触发器构成个触发器构成

6、的环形计数器仅有的环形计数器仅有n 个有效状态个有效状态, 有有2n-n个无效状态个无效状态.2. 扭环形计数器扭环形计数器1) 电路组成和逻辑功能分析电路组成和逻辑功能分析1DC1QF0CP1DC1QF11DC1QF31DC1QF2D0=Q30010 1001 0100 10100101 1011 0110 1101无效循环无效循环0000 1000 1100 11100001 0011 0111 1111有效循环有效循环可在无效循环圈内选合适的状态可在无效循环圈内选合适的状态,通过修改反馈函数通过修改反馈函数,达到达到自启动的目的自启动的目的.00 01 11 1000011110Q0Q1

7、Q2Q31 0 0 11 0 0 11 0 0 11 0 0 1 原状态图原状态图D0=Q300 01 11 1000011110Q0Q1Q2Q31 0 0 11 0 0 11 1 0 11 1 0 1修改后的状态图修改后的状态图D0=Q3+Q0Q2(可有多种方案可有多种方案)2) 实现自启动的方法实现自启动的方法0010 1001 0100 10100101 1011 0110 11010000 1000 1100 11100001 0011 0111 11113) 用中规模集成移位计数器构成扭环形计数器用中规模集成移位计数器构成扭环形计数器3,4DQ1Q2Q3Q0R1,4D3,4D3,4D3,4D2,4DDSRC41/210M03SASBCPSRG4741940000110&110010 1001 0100 10100101 1011 0110 11010000 1000 1100 11100001 0011 0111 1111Q0Q1Q2Q3DSR=Q3+Q2Q1Q04) 扭环形计数器的特点扭环形计数器的特点 扭环形计数器输出码为循环码，能有效防止冒险现象扭环形计数器输出码为循环码，能有效防止冒险现象; 扭环形计数器的输出波形为扭环形计数器的输出波形为：CPQ0Q1Q2Q3 扭环形计数器状态的利