数字第六章-2

1、6.3.4 采用中规模集成器件实现任意模值采用中规模集成器件实现任意模值计数计数(分频分频)器器 应用应用N N进制中规模集成器件实现任意模值进制中规模集成器件实现任意模值M(MN)M(MN)计数分频器时，主要是从计数分频器时，主要是从N N进制计数器的状态转进制计数器的状态转移表中跳过移表中跳过(N(NM)M)个状态，从而得到个状态，从而得到M M个状态转个状态转移的移的M M计数分频器。计数分频器。（1 1）利用清除端复位法）利用清除端复位法 当中规模当中规模N进制计数器从进制计数器从S0状态开始计数时，状态开始计数时， 计数脉冲输入计数脉冲输入M个脉冲后，个脉冲后， N进制计数器处于进制

2、计数器处于SM状态。状态。 如果利用如果利用SM状态产生一个清除信号，加到清除端，状态产生一个清除信号，加到清除端， 使计数器返回到使计数器返回到S0状态，这样就跳过了状态，这样就跳过了(NM)个状个状态，态， 从而实现模值为从而实现模值为M的计数分频。的计数分频。例例6-9 利用位二进制同步计数器实现模利用位二进制同步计数器实现模10计数计数分频。分频。解：解：模模1010计数分频要求在输入计数分频要求在输入1010个脉冲后返回到个脉冲后返回到00000000，且输出一个脉冲。，且输出一个脉冲。位二进制同步计数器共有位二进制同步计数器共有1616个状态，因此需要在个状态，因此需要在计数器的基

3、础上增加计数器的基础上增加判别判别和和清零信号产生电路清零信号产生电路。当电路状态为当电路状态为10101010时，产生清零信号，使得计数器时，产生清零信号，使得计数器清零，回到清零，回到00000000状态。状态。图6-3-20 例6-9逻辑图当第当第10个脉冲上升沿输入后，计数器状态为个脉冲上升沿输入后，计数器状态为1010，vO1=0，使得触发器，使得触发器Q端为端为0，从而将计数器清零。，从而将计数器清零。当计数脉冲下降沿到达后，当计数脉冲下降沿到达后，Q端变为端变为1，清零信号被撤除，且，清零信号被撤除，且Z端输出一端输出一个脉冲。个脉冲。画出电路的工作时序：画出电路的工作时序：CP

4、Q0Q1Q2Q3vO1图6-3-21 例6-9时序图10987654321CR(Q)电路的工作时序：电路的工作时序：触发器置触发器置0 0计数器清计数器清0 0清清0 0信号被撤除，信号被撤除，Z Z端输出一个进位脉冲端输出一个进位脉冲触发器保持触发器保持存在问题存在问题: 但是如果集成器件各触发器在翻转过程中，由于速度不等，但是如果集成器件各触发器在翻转过程中，由于速度不等，就可能不能使全部触发器置就可能不能使全部触发器置0。 将将vO1直接加到计数器直接加到计数器清零端是可以实现清清零端是可以实现清零的。零的。 采用触发器后，采用触发器后，Q端端输出的清零信号宽度输出的清零信号宽度和计数脉

5、冲和计数脉冲CP=1的持的持续时间相同，可确保续时间相同，可确保计数器可靠清零。计数器可靠清零。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D0&G1vO1G2G3QQZ图6-3-20 例6-9逻辑图清除端复位法归纳：清除端复位法归纳：这种方法比较简单，复位信号的产生电路是一种固定的这种方法比较简单，复位信号的产生电路是一种固定的结构形式。结构形式。只需将计数模值只需将计数模值M M的二进制代码中的二进制代码中1 1的输出连接至判别电路的输出连接至判别电路的输入端，即可实现模值为的输入端，即可实现模值为M M的计数分频。的计数分频。这

6、种方法对于这种方法对于分频比分频比要求较大的情况下，应用更加方要求较大的情况下，应用更加方便。便。CTRDIV10CT54/74160LDCTP图6-3-22 采用3片CT54/74160同步二-十进制计数器构成853计数分频电路COCTT+CP8421CTRDIV10CT54/74160LDCTPCOCTT8421CTRDIV10CT54/74160LDCTPCOCTT84211CP+CP+CPCRCRCR个位个位十位十位百位百位CTRDIV10CT54/74160LDCTP图6-3-22 采用3片CT54/74160同步二-十进制计数器构成853计数分频电路COCTT+CP8421CTRD

7、IV10CT54/74160LDCTPCOCTT8421CTRDIV10CT54/74160LDCTPCOCTT84211CP+CP+CPCRCRCR&G3G2G1Q853个位个位十位十位百位百位（2）利用置入控制端的置位法）利用置入控制端的置位法 利用中规模集成器件的置入控制端，以利用中规模集成器件的置入控制端，以置入置入某一固定二进制数值某一固定二进制数值的方法，从而使的方法，从而使N进制计进制计数跳过数跳过(NM)个状态，实现模值为个状态，实现模值为M的计数的计数分频。分频。用用CO作为置入控制信号作为置入控制信号例例6-106-10 应用位二进制同步计数器应用位二进制同步计数器

8、CT54161CT54161，实现模，实现模1010计数计数分频。分频。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D01图6-3-23 例6-10电路结构8421CO ?例例6-106-10 应用位二进制同步计数器应用位二进制同步计数器CT54161CT54161，实现模，实现模1010计数计数分频。分频。解解CT54161CT54161共有共有1616个状个状态，因此要跳跃态，因此要跳跃(16-10)=6(16-10)=6个状态。个状态。若以计数器满值输出若以计数器满值输出COCO作为作为置入控制信号，由于该计数置入控制信号，由于该计数器

9、为同步置数，器为同步置数，所以数据输入端所以数据输入端D D3 3D D0 0应接应接数据为数据为0110(6)0110(6)。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D01图6-3-23 例6-10电路结构84210110CO11119011181011700116110150101410013000121110101100Q0Q1Q2Q3序号序号表6-3-12 图6-3-23所示电路状态转移表状态转移情况：状态转移情况：归纳：归纳：该置位预置方法中的电路结该置位预置方法中的电路结构是一种固定结构。构是一种固定结构。如果需要改变模值如果

10、需要改变模值M M，只要，只要改变置数输入端改变置数输入端D D3 3D D0 0的输入的输入数据为数据为(2(2n n-M)-M)的二进制代码。的二进制代码。该种方法的计数顺序不是从该种方法的计数顺序不是从00000000开始的，所跳跃的状态是开始的，所跳跃的状态是从从00000000开始跳跃的。开始跳跃的。置数置数由状态输出全为由状态输出全为0 0作为置入控制信号作为置入控制信号（可以实现从（可以实现从00000000开始计数）开始计数）例例6-116-11应用位二进制同步计数器应用位二进制同步计数器CT54161CT54161，实现模实现模1212计数分频，要求计数器从计数分频，要求计数

11、器从00000000开始开始计数。计数。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D01图6-3-24 例6-11电路结构之一8421CO解解1 1根据要求，置入控制信号应由全根据要求，置入控制信号应由全0 0判别电路产生。判别电路产生。实现模实现模12计数分频计数分频11111101111010119001181101701016100150001411103011021 置数置数010100000Q0Q1Q2Q3序号序号表6-3-13 图6-3-24所示电路状态转移表CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1

12、Q01CPCRD3D2D1D01图6-3-24 例6-11电路结构之一84210101CO解解1 1根据要求，置入控制信号应由全根据要求，置入控制信号应由全0 0判别电路产生。判别电路产生。结论：结论：置入端输入的数据应置入端输入的数据应为为(2(2n n-M+1)-M+1)的二进制代码。的二进制代码。1111101918171605040302 置数置数0100000Q0Q1Q2Q3序号序号表6-3-14 图6-3-25所示电路状态转移表解解2 2采用图采用图6 6-3 3-2525所示电路结构，在所示电路结构，在Q Q3 3输出端可得到方波输出端可得到方波信号。（模信号。（模1212计数器

13、）计数器）置数置数0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 10 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 11 1 1 01 1 1 1 11111101111010119001181 置数置数101700016111050110410103001021 置数置数100100000Q0Q1Q2Q3序号序号表6-3-14 图6-3-25所示电路状态转移表CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D01图6-3-25

14、 例6-11电路结构之二8421011CO12解解2 2采用图采用图6 6-3 3-2525所示电路结构，在所示电路结构，在Q Q3 3输出端可得到方波输出端可得到方波信号。（模信号。（模1212计数器）计数器） 1)2(21MnD D2 2D D1 1D D0 0的并行输入数据为的并行输入数据为的二进制代码。的二进制代码。由状态输出由状态输出Q3Q0 为（为（M-1）作为置入控制信号）作为置入控制信号置入端输入的数据为置入端输入的数据为0000模模1212计数器计数器列状态转移表列状态转移表问题：问题：置入控制信号置入控制信号为什么不是为什么不是M M？CTRDIV16CT54/74161L

15、DCTPCTT+CPQ3Q2Q1Q01CPCRD3D2D1D084210000COCTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CP1CPCRD3D2D1D0图6-3-26 利用CT54161/74161实现 模6的计数分频8421CO6(a)其他置位方案其他置位方案：（一）：（一）要求要求:在在Q3输出端可得到方波信输出端可得到方波信号。（模号。（模6计数器）计数器） 1)2(21MnD D2 2D D1 1D D0 0的并行输入数据为的并行输入数据为的二进制代码。的二进制代码。CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CP1CPCRD3D2D1D0图6-3-26 利用C

16、T54161/74161实现 模6的计数分频8421110CO6(a)模计数模计数Q3Q2Q1Q000000110 置数置数011110001110 置数置数1111表6-3-15 图6-3-26所示电路状态转移表其他置位方案其他置位方案：（一）：（一）图6-3-26 利用CT54161/74161实现 模10的计数分频CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CP1CPCRD3D2D1D08421100CO10模模10计数计数Q3Q2Q1Q000000100 置数置数01010110011110001100 置数置数110111101111表6-3-15 图6-3-26所示电路状

17、态转移表其他置位方案其他置位方案：（二）：（二）图6-3-26 利用CT54161/74161实现 模12的计数分频CTRDIV16CT54/74161LDCTPCTT+CP1CPCRD3D2D1D0842110CO12表6-3-15 图6-3-26所示电路状态转移表模模12计数计数Q3Q2Q1Q000000010 置数置数001101000110 置数置数011110001010 置数置数101111001110 置数置数1111其他置位方案其他置位方案：（三）：（三）用集成移位寄存器实现任意模值用集成移位寄存器实现任意模值MM的计数的计数分频分频 移位寄存器的状态转移是按移存规律进行的，移

18、位寄存器的状态转移是按移存规律进行的， 因此构成任意模值计数分频器的状态转移必然符合因此构成任意模值计数分频器的状态转移必然符合移存规律，移存规律， 一般称为一般称为移存型计数器移存型计数器。 常用移存型计数器有常用移存型计数器有环形计数器环形计数器和和扭环计数器扭环计数器。CRSH/LDCPJKD0D1D2D3Q0Q1Q2Q3Q300000110d0d1d2d3d0d1d2d3d3110111000111011111110nQ0nQ0nQ1nQ2nQ2nQ0nQ1nQ2nQ2nQ0nQ1nQ2nQ2nQ0nQ1nQ2nQ2nQ0nQ0nQ1nQ2nQ3nQ3电路功能表:CT54S195/74

19、S195 四位移位寄存器四位移位寄存器 同步置数同步置数nnnQKQJQ0010 JD0D1D2D3CSH/LDCRKQ3Q3Q2Q1Q0SRG4CT54/74195图6-3-27 移位寄存器构成环形计数器1CP1011启动启动0111101111011110Q3Q2Q1Q0表6-3-16 环形计数(1) 环形计数器的构成：环形计数器的构成：11110111001100010000100011001110Q3Q2Q1Q0表6-3-17 扭环计数JD0D1D2D3CSH/LDCRKQ3Q3Q2Q1Q0SRG4CT54/74195移位寄存器构成扭环计数器1CP1011启动启动(2) 扭环计数器的构

20、成：扭环计数器的构成：JD0D1D2D3CSH/LDCRKQ3Q3Q2Q1Q0SRG4CT54/74195图6-3-28 移位寄存器构成模12计数器CP10&例例6-126-12用用4 4位移位寄存器位移位寄存器CT54195CT54195，实现模，实现模1212同步计数。同步计数。解解电路构成如图电路构成如图6 6-3 3-2828000001110111011101110111011101110110011011100110011001100110010001010101010111010101010100010011000100010000Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3N(t)SH/LDS(t)表6-3-18 例6-12状态转移表计数模值计数模值D3D2D1D0151110141100131000120000110001100010901018101070100610015001140110311012101110111表6-3-19 不同模值输入数据如果构成其余不同模值时，只需改变并行输入数据即可，其如果构成其余不同模值时，只需改变并行输入数据即可，其他结构不变。他结构不变。JD0D1D2D3CSH/LDCRKQ3Q3Q2Q1Q0SRG4CT54/74195图6-3-29 程序计数分频