物理时序逻辑电路数字部分学习教案

1、会计学1物理物理(wl)时序逻辑电路数字部分时序逻辑电路数字部分第一页，共58页。三、时序三、时序(sh x)逻辑电路分类逻辑电路分类1. 按逻辑按逻辑(lu j)功能划分：功能划分：计数器、寄存器、读计数器、寄存器、读/写存储器、写存储器、顺序顺序(shnx)脉冲发生器等。脉冲发生器等。2. 按时钟控制方式划分：按时钟控制方式划分：同步时序电路同步时序电路触发器共用一个时钟触发器共用一个时钟 CP，要更新，要更新状态的触发器同时翻转。状态的触发器同时翻转。异步时序电路异步时序电路电路中所有触发器没有共用一个电路中所有触发器没有共用一个 CP。3. 按输出信号的特性划分：按输出信号的特性划分：

2、)( )(nntQFtY )(),( )(nnntQtXFtY 存储存储电路电路Y(tn)输出输出WQX(tn)输入输入组合组合电路电路CPY(tn)输出输出CPX(tn)输入输入存储存储电路电路组合组合电路电路组合组合电路电路第2页/共58页第二页，共58页。时序电路的基本时序电路的基本(jbn)分析方法分析方法1. 分析分析(fnx)步骤步骤时序电路时序电路时钟方程时钟方程驱动方程驱动方程状态表状态表状态图状态图时序图时序图CP触触发发沿沿特性方程特性方程输出方程输出方程状态方程状态方程计算计算第3页/共58页第三页，共58页。2. 分析分析(fnx)举举例例时钟时钟(shzhng)方程方

3、程CPCPCPCP 210输出输出(shch)方程方程nnnQQQY012 驱动方程驱动方程nnQK,QJ2020 nnQK,QJ0101 nnQK,QJ1212 状态方程状态方程特性方程特性方程nnnnnnQQQQQQ2020210 nnnnnnQQQQQQ0101011 nnnnnnQQQQQQ1212112 例例 解解 1J1KC10Q0Q1J1KC11J1KC11Q2Q1Q2Q&FF1FF0FF2CPY第4页/共58页第四页，共58页。nnQQ210 nnQQ011 nnQQ112 nnnQQQY012 CP Q2 Q1 Q0 Y0123450120 0 010 0 110 1

4、 1 11 1 111 1 0101 0 00 1 011 0 110 1 01000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效有效(yuxio)状态和状态和有效有效(yuxio)循环循环010101/1/1无效状态和无效循环无效状态和无效循环能否自启动能否自启动?能自启动：能自启动： 存在无效状态，但没有存在无效状态，但没有形成循环。形成循环。不能自启动：不能自启动：无效状态形成循环。无效状态形成循环。第5页/共58页第五页，共58页。方法方法2 利用利用(lyng)卡诺图求状态卡诺图求状态图图nnQQ210 nnQQ011 nnQQ112 11001100Q2n+1Q2nQ

5、1nQ0n0100 01 11 1001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 1000001111Q0n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 10Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 10001011111101000010110100000 001011111 110 100010 101第6页/共58页第六页，共58页。000001/1011/1111/1110/1100/1/01 2 3 4 5 6CPCP下降下降(xijing)沿触发沿触发Q2Q1Q0000001011111110100000Y第7页/共58页第七页，共

6、58页。 例例 时钟时钟(shzhng)方程方程CPCPCPCP 210输出输出(shch)方方程程nnQSQY021 nnnQQQY0122 驱动驱动(q dn)方程方程100 KJnnnQKSQQJ01201 , SQQKQQJnnnn102012 , nnnQKQJQ 1nnQQ010 状态方程状态方程nnnnnnnnQQQQQQQSQ010120111 nnnnnnnnQQQQSQQQQ021201212 解解 第8页/共58页第八页，共58页。nnnnnnnnQQQQSQQQQ021201212 nnnnnnnnQQQQQQQSQ010120111 nnQQ010 1 10 01 1

7、1 10 01 10 00 0Q2n+1SQ2nQ1nQ0n00 01 11 100 01 10 00 01 10 00 01 10001 11 101 10 01 10 01 10 01 10 0Q1n+1SQ2nQ1nQ0n00 01 11 101 10 01 10 01 10 00 00 00001 11 101 10 00 01 11 10 00 01 1Q0n+1SQ2nQ1nQ0n00 01 11 101 10 00 01 11 10 00 01 10001 11 10S = 0Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 100010101000111

8、01 110000111S = 1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 10001 01010001110100000011111111111第9页/共58页第九页，共58页。输入输入现态现态次态次态输出输出SQ2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1Y1Y200000000111111110 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 10 0 0

9、1 1 10 0 00 00 00 00 00 00 00 00 10 00 00 00 00 01 00 01 1000001 /00010 /00011 /00100 /00101 /001100/001110/000/011/101101111/00能自启动能自启动012QQQS/Y1Y21/11第10页/共58页第十页，共58页。000001 /00010 /00011 /00100 /00101 /001100/001110/000/011/101101111/00当当 S = 0 时，每时，每 8 个个 CP 一个一个(y )循环；循环；当当 S =1 时，每时，每 6 个个 CP

10、 一个一个(y )循环。循环。第11页/共58页第十一页，共58页。 例例 异步时序电路异步时序电路1DC10Q0Q1DC11DC11Q1Q&FF1FF0FF2CP&2Q2Q 解解 时钟时钟(shzhng)方程方程CPCPCP 2001QCP 驱动驱动(q dn)方程方程状态状态(zhungti)方程方程nnQQD020 nQD11 nnQQD012 DQn 1nnnQQQ0210 (CP 有效有效)nnQQ111 (Q0 有效有效)nnnQQQ0112 (CP 有效有效)第12页/共58页第十二页，共58页。CPCPCP 2001QCP nnnQQQ0210 nnQQ111

11、nnnQQQ0112 CPCP10CP1CP0CP0CPCP000CPQ00Q01Q01Q00Q00Q01Q01Q00CPCP00CP0CP1CP0CPCP001CP000001010 011 100101 110 111能自启动能自启动第13页/共58页第十三页，共58页。CPCPCP 2001QCP 000001010 011 100不画无不画无效状态效状态(zhungti)1 2 3 4 5CPQ0Q0Q1Q2第14页/共58页第十四页，共58页。时序电路的基本时序电路的基本(jbn)设计方法设计方法1. 设计的一般设计的一般(ybn)步骤步骤时序逻辑时序逻辑(lu j)(lu j)问题

12、问题逻辑逻辑抽象抽象状态转换状态转换图（表）图（表）状态状态化简化简最简状态最简状态转换图（表）转换图（表）电路方程式电路方程式（状态方程）（状态方程）求出求出驱动方程驱动方程选定触发选定触发器的类型器的类型逻辑逻辑电路图电路图检查能否检查能否自启动自启动第15页/共58页第十五页，共58页。1/1 例例 1 设计设计 一个一个(y )串行数据检测电路，要求输入串行数据检测电路，要求输入3 或或 3 个以上数据个以上数据1时输出为时输出为 1，否则为，否则为 0。 解解 S0 原始原始(yunsh)状态状态(0)S1 输入输入1个个1S2 连续输入连续输入 2 个个 1S3 连续输入连续输入

13、3 或或 3 个以上个以上 1S0S1S2S3X 输入数据输入数据Y 输出入数据输出入数据0/01/00/01/00/00/01/1S0S1S20/01/00/01/00/01/10/00/02. 设计举例设计举例第16页/共58页第十六页，共58页。S0S1S20/01/00/01/00/01/1M = 3，取取 n = 2S0 = 00S1 = 01S2 = 110001110/01/00/01/00/01/1选选 JK ( JK ( ) ) 触发器触发器, ,同步同步(tngb)(tngb)方式方式Q1nQ0nX0100 01 11 10Y000001 nXQY1 Q11nnXQQ011

14、 Q01XQn 10第17页/共58页第十七页，共58页。nnXQQ011 nnnnQXQQXQ1010 nnQXQ01 约束约束(yush)项项nnnQXQXQ101 XQn 10nnQXXQ00 nXQJ01 XK 1XJ 0XK 0nXQY1 &CPX1Y1J1KC1FF0Q0无效无效(wxio)状状态态 10000010000/01111111/1能自启动能自启动Q11KC1FF1& 1J第18页/共58页第十八页，共58页。 例例2 2 设计一个自动售饮料机的逻辑电路。它的投币口设计一个自动售饮料机的逻辑电路。它的投币口每次只能每次只能(zh nn)(zh nn)投入

15、一枚五角或一元的硬币。投入投入一枚五角或一元的硬币。投入一元五角钱硬币后机器自动给出一杯饮料；投入两元（一元五角钱硬币后机器自动给出一杯饮料；投入两元（两枚一元）硬币后，在给出饮料的同时找回一枚五角的两枚一元）硬币后，在给出饮料的同时找回一枚五角的硬币。硬币。解：解：1 1、逻辑抽象，得出电路、逻辑抽象，得出电路(dinl)(dinl)的状态转换图或状态转换表的状态转换图或状态转换表输入输入(shr)变量：变量：取投币信号，用取投币信号，用A和和B表示表示输出变量：输出变量：给出饮料和找钱，用给出饮料和找钱，用Y和和Z表示表示投入一枚一元硬币时投入一枚一元硬币时A=1A=1；未投入时；未投入时

16、A=0A=0投入一枚五角硬币时投入一枚五角硬币时B=1B=1；未投入时；未投入时B=0B=0给出饮料时给出饮料时Y=1Y=1，不给时，不给时Y=0Y=0找回一枚五角硬币时找回一枚五角硬币时Z=1Z=1，不找时，不找时Z=0Z=0状态转换表状态转换表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/00S1/00S2/00S1/00S2/00S0/10S2/00S0/10S0/11 / / / 11未投币前电路的初始状态未投币前电路的初始状态投入五角硬币后电路的状态投入五角硬币后电路的状态投入一元硬币后电路的状态投入一元硬币后电路的状态第19页/共58页第十九页，共58页。状态状态(zhungt

17、i)转换表转换表ABYZSn+1S0S0S1S2000110S0/00S1/00S2/00S1/00S2/00S0/10S2/00S0/10S0/11 / / / 11电路电路(dinl)(dinl)的状态的状态M=3M=3122nnM10nnQ Q根据根据(gnj)取触发器的位数取触发器的位数n=2n=2令触发器状态令触发器状态Q1Q0的的00、01、10分别代表分别代表S0、S1、S2可得到表示可得到表示电路电路次态次态/ /输出输出的卡诺图的卡诺图AB00/0001/00 / 10/00000111101110/nnQQYZ( )0001111010/0000/10 / 00/11 /

18、01/0010/00 / 00/10 / / / 2、状态分配、状态分配第20页/共58页第二十页，共58页。3、选定触发器的类型、选定触发器的类型(lixng)，求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。，求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。 选择选择JKJK触发器组成这个逻辑电路。将之前所得的卡诺图分解为分别表示触发器组成这个逻辑电路。将之前所得的卡诺图分解为分别表示 、 、Y Y、Z Z的的4 4个卡诺图。个卡诺图。11nQ10nQ10nnQ QAB00/0001/00/10/00000111100001111010/0000/10/00/11/01/0010/00/00/10/状态方

19、程状态方程111100nnnnnQQ ABQ Q AQ B10010nnnnQQ ABQ Q B输出输出(shch)方程方程110nnnYQ BQ AQ A10nnQ QAB00/0001/00 /10/00000111100001111010/0000/10 /00/11 /01/0010/00 /00/10 / / /0 101 0000 01 11 100 01 0001 11 10Q1nQ0nAB11nQ10nnQ QAB00/0001/00 /10/00000111100001111010/0000/10 /00/11 /01/0010/00 /00/10 / / /0 010 10

20、00 01 11 100 00 0001 11 10Q1nQ0nAB10nQ10nnQ QAB00/0001/00/ 10/00000111100001111010/0000/10/ 00/11/ 01/0010/00/ 00/10/ / / 1 000 0000 01 11 101 10 0001 11 10Q1nQ0nABY10nnQ QAB00/0001/00/ 10/00000111100001111010/0000/10/ 00/11/ 01/0010/00/ 00/10/ / / 0 000 0000 01 11 101 00 0001 11 10Q1nQ0nABZ1nZQ A第2

21、1页/共58页第二十一页，共58页。JK 触发器的特性触发器的特性(txng)方程：方程：nnnQKQJQ 1状态方程状态方程111100nnnnnQQ ABQ Q AQ B10010nnnnQQ ABQ Q B110011()nnnnnnQ ABQ Q AQ B QQ100nnnQ BQABQ01001()nnnnnQ BQABQ BQ A Q10nJQ B故得到故得到(d do)驱动方程：驱动方程：01nJQ B0KABAB100nnKABQ BQ A第22页/共58页第二十二页，共58页。4、根据、根据(gnj)得到的方程式画出逻辑图。得到的方程式画出逻辑图。CP10nJQ B01nJQ

22、 B0KAB100nnKABQ BQ A1KC1FF1&1JQ11KC1FF0&1JQ0B&1A1 1 1011nnnYQ AQ AQ B1nZQ A&1YZ第23页/共58页第二十三页，共58页。5、检查设计、检查设计(shj)的电路能否自启动的电路能否自启动无效无效(wxio)状态状态 11状态方程状态方程111100nnnnnQQ ABQ Q AQ B10010nnnnQQ ABQ Q B1111100AB=00时，时，110011011AB=01时，时，不能自启动；不能自启动；返回返回(fnhu)到到S0状态，状态，100110100输出方程输出方程11

23、0nnnYQ BQ AQ A1nZQ A1111100010但收费结果错误；但收费结果错误；AB=10时，时，返回到返回到S2状态，状态，011001010011111但收费结果错误。但收费结果错误。改进措施：可在电路中加上异改进措施：可在电路中加上异步清零端步清零端R RD D，开始工作时在，开始工作时在R RD D端端加上低电平信号将电路清零。加上低电平信号将电路清零。第24页/共58页第二十四页，共58页。按如下按如下(rxi)状态图设计时序电路。状态图设计时序电路。000/0/0/0/0/0001010011100101/1nnnQQQ012 解解 已给出最简状态图，若用同步已给出最简

24、状态图，若用同步(tngb)方式：方式：00 01 11 1001 nQ2nnQQ01Y000001 02QQY 为方便，略去右为方便，略去右上角上角 标标n。00 01 11 1001 nQ2nnQQ0110 nQ101010 010QQn 11 nQ0100101211QQQQQQn 12 nQ0011020112QQQQQn 例例 3 第25页/共58页第二十五页，共58页。010QQn 0101211QQQQQQn 020112QQQQQn 选用选用(xunyng) JK 触发器触发器100 KJ01021 , QKQQJ 约束约束(yush)项项022201)(QQQQQQ 0220

25、1201QQQQQQQQ 02201QQQQQ CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&110111000能能自启动自启动/0/102012 QK,QQJ 第26页/共58页第二十六页，共58页。 例例4 4 设计一个带进位输出设计一个带进位输出(shch)(shch)的七进制加法计数的七进制加法计数器。器。解：解：1 1、逻辑、逻辑(lu j)(lu j)抽象，得出电路的状态转换图或状态转换表。抽象，得出电路的状态转换图或状态转换表。/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110电路电路(dinl)(dinl)的状态

26、的状态M=7M=7，122nnM取触发器的个数取触发器的个数n=3n=32、状态分配、状态分配Q2Q1Q0/C3、选定触发器的类型，求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。、选定触发器的类型，求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。根据根据 选择选择JKJK触发器组成这个逻辑电路，且所需触发器的个数为触发器组成这个逻辑电路，且所需触发器的个数为3 3。第27页/共58页第二十七页，共58页。由状态转换图可得到由状态转换图可得到表示表示(biosh)电路次态电路次态/输出输出的卡诺图如下的卡诺图如下(rxi)所示。所示。111210/nnnQQQC( )/1/0/0/0/0/0/00000100

27、011010111001100100011110100/0/ 001/0101/0010/0110/0011/0000/110nnQQ2nQ计数器的输出进位信号由电路计数器的输出进位信号由电路(dinl)(dinl)的的110110状态译出状态译出0100011110100/0 / 001/0101/0010/0110/0011/0000/110nnQQ2nQ010001 1110010012nQ10nnQQ011 2nQ状态方程状态方程1110210nnnnnnQQ QQ Q Q101020nnnnnQQ QQ Q122110nnnnnQQ QQ Q0100011110100/0 / 001

28、/0101/0010/0110/0011/0000/110nnQQ2nQ010001 11 10111011nQ10nnQQ000 2nQ0100011110100/0 / 001/0101/0010/0110/0011/0000/110nnQQ2nQ0100 01 11 10001010nQ10nnQQ101 2nQ输出方程输出方程210nnnCQ Q Q第28页/共58页第二十八页，共58页。JK 触发器的特性触发器的特性(txng)方程：方程：nnnQKQJQ 1状态方程状态方程2100()0nnnnQQ QQ 211022()nnnnnnQ QQ Q QQ01201nnnnnQ QQ

29、Q Q102102()nnnnnnQ Q QQQQ212222nnnQJ QK Q111111nnnQJ QK Q10nJQ驱动驱动(q dn)方程方程021nnJQQ001K 12020nnnnKQ QQQ1110210nnnnnnQQ QQ Q Q101020nnnnnQQ QQ Q122110nnnnnQQ QQ Q210nnJQ Q21010nnnnKQQQ Q10000nnnQJ QKQ第29页/共58页第二十九页，共58页。4、根据、根据(gnj)得到的方程式画出逻辑图得到的方程式画出逻辑图1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0CP10nJQ021nnJQQ001K 1202

30、0nnnnKQ QQQ210nnJQ Q210nnKQ Q210nnnCQ Q Q111&C1KC1FF2&1JQ2&第30页/共58页第三十页，共58页。5、检查设计的电路、检查设计的电路(dinl)能否自启动能否自启动无效无效(wxio)状状态态 111状态方程状态方程1110210nnnnnnQQ QQ Q Q101020nnnnnQQ QQ Q122110nnnnnQQ QQ Q001210nnnCQ Q Q输出输出(shch)方程方程0/1/0/0/0/0/0/0000010001101011100110111/0 能自启动能自启动11111111111111

31、11第31页/共58页第三十一页，共58页。CPC6、实际、实际(shj)应用应用1KC1FF11JQ11KC1FF01JQ0111&1KC1FF2&1JQ2&Ya+VCC显显示示译译码码器器YbYcYdYeYfYgA3A2A1A000010010201030114100510161107000180010第32页/共58页第三十二页，共58页。一、计数器的功能一、计数器的功能(gngnng)及应及应用用1. 功能功能(gngnng)：对时钟脉冲对时钟脉冲 CP 计数计数(j sh)。2. 应用：应用：分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、进

32、行数字运算等。序列、进行数字运算等。二、计数器的特点二、计数器的特点1. 输入信号：输入信号：计数脉冲计数脉冲 CPMoore 型型2. 主要组成单元：主要组成单元：时钟触发器时钟触发器第33页/共58页第三十三页，共58页。三、三、 计数器的分类计数器的分类(fn li)按数制分：按数制分：二进制计数器二进制计数器十进制计数器十进制计数器N 进制进制(任意任意(rny)进制进制)计数器计数器按计数按计数(j sh)方式分：方式分：加法计数器加法计数器减法计数器减法计数器可逆计数可逆计数 (Up-Down Counter)按时钟按时钟控制分：控制分：同步计数器同步计数器 (Synchronou

33、s )异步计数器异步计数器 (Asynchronous )按开关按开关元件分：元件分：TTL 计数器计数器CMOS 计数器计数器第34页/共58页第三十四页，共58页。74161的状态表的状态表 输输 入入 输输 出出 注注CR LD CTP CTT CP D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1CO 0 1 0 d3 d2 d1d0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0 计计 数数 保保 持持 保保 持持 0清零清零置数置数CR = 1, LD = 1, CP ，CTP = CTT = 1二进制同步二进制同步(tngb

34、)加法计加法计数数CTPCTT = 0CR = 1，LD = 1，保持保持(boch)若若 CTT = 0CO = 0若若 CTT = 1nnnnQQQQCO0123 74163 四、四、 集成集成(j chn)二进制同步计数器二进制同步计数器1. 集成集成 4 位二进制同步加法计数器位二进制同步加法计数器第35页/共58页第三十五页，共58页。1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LDCR CP D0 D1 D2 D3 CTP 地地引脚排列引脚排列(pili)图图逻辑逻辑(lu j)功能示意图功能示意图Q0 Q

35、1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPCR D0 D1 D2 D30 0 0 00 0 1 1 0 0 1 1CR = 0Q3 Q0 = 0000同步同步(tngb)并并行置数行置数CR=1，LD=0，CP 异步异步清零清零Q3 Q0 = D3 D0 1) 74LS161 和和 74LS163第36页/共58页第三十六页，共58页。2) CC4520VDD 2CR 2Q32Q22Q12Q02EN2CP1CP1EN1Q0 1Q1 1Q1Q31CR VSS1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9Q0 Q1 Q2 Q3EN CP CR21使能端使能端也可作也可作(k

36、 zu)计数脉计数脉冲输入冲输入计数计数(j sh)脉脉冲输入冲输入也可作也可作使能端使能端异异步步清清零零 输输 入入 输输 出出CR EN CPQ3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0加加 计计 数数加加 计计 数数 保保 持持 保保 持持 第37页/共58页第三十七页，共58页。2. 集成集成(j chn) 4 位二进制同步可逆计位二进制同步可逆计数器数器1) 74191（单时钟（单时钟(shzhng)）Q0 Q1 Q2 Q3U/DLDCO/BOCPCTD0 D1 D2 D3RC加计数加计数(j sh)时时CO/BO= Q3nQ2

37、nQ1nQ0n并行异并行异步置数步置数减计数时减计数时CO/BO= Q3nQ2nQ1nQ0nCT = 1,CO/BO = 1时时，CPRC CTBOCOCPRC /1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9D1 Q1 Q0 CT U/D Q2 Q3 地地VCC D0 CP RC CO/BO LD D2 D3LD CT U/D CP D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 0 d3 d2 d1 d0 1 0 0 1 0 1 1 1 d3 d2 d1 d0加加 法法 计计 数数 减减 法法 计计 数数 保保 持持 第38页/共58页第三

38、十八页，共58页。1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9D1 Q1 Q0 CPD CPU Q2 Q3 地地VCC D0 CR BO CO LD D2 D32) 74193(双时钟双时钟(shzhng)COQ0 Q1 Q2 Q3LDCPUCRD0 D1 D2 D3BOCPDCR LD CPU CPD D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1注注 1 0 0 d3 d2 d1 d0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0 加加 法法 计计 数数 减减 法法 计计 数数 保保 持持异步清零异步清零

39、异步置数异步置数BO =CO=1第39页/共58页第三十九页，共58页。1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 8CT/LD Q2 D2 D0 Q0 CP1 地地VCC CR Q3 D3 D1 Q1 CP0Q0 Q1 Q2 Q3CRCP1D0 D1 D2 D3CP0CT/LD五、五、 集成集成(j chn)(j chn)二进制异步计二进制异步计数器数器74197、74LS197计数计数(j sh)/(j sh)/置数置数异步清零异步清零(qn ln)0 CR000030 QQ异步置数异步置数 1 CR0/ LDCT 3030DDQQ 加法计数加法计数 1 CR1/ LDCT

40、二二 八八 十六进制计数十六进制计数第40页/共58页第四十页，共58页。二二-八八-十六进制十六进制(sh li jn zh)计数计数器的实现器的实现M = 2CPCP 0计数计数(j sh)输出：输出：0QM = 8CPCP 1计数计数(j sh)输出：输出：1 23 QQQQ1Q1Q21J1KC1FF2Q21Q31J1KC1FF3Q3111J1KC1FF1CP1CP011J1KC1FF0Q0Q0M = 16010,QCPCPCP 计数输出：计数输出：0 1 23QQQQ其它：其它：74177、74LS177、74293、74LS293 等。等。301,QCPCPCP 1 2 30QQQQ

41、第41页/共58页第四十一页，共58页。六六 、集成、集成(j chn)十进制同十进制同步计数器步计数器74160、741621 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LDCR CP D0 D1 D2 D3 CTP 地地(引脚排列引脚排列(pili)与与74161相同相同)0 CR(74162 同步清零同步清零) 1 CR0 LD CP1 LDCR1PT CTCTnnQQCO03 nnQQCTCO03T 0PT CTCT1T CT进位信号保持进位信号保持0T CT进位输出低电平进位输出低电平1. 集成十进制同步加法计

42、数器集成十进制同步加法计数器第42页/共58页第四十二页，共58页。2. 集成集成(j chn)十进制同步可逆十进制同步可逆计数器计数器(1) 74190 (单时钟单时钟(shzhng)，引脚与，引脚与74191相同相同)0 LD 3030DDQQ 1 LD0 CT 0/ DU加法计数加法计数1/ DU减法计数减法计数nnQQBOCO03/ nnnnQQQQBOCO0123 / 1 LD1 CT1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9D1 Q1 Q0 CT U/D Q2 Q3 地地VCC D0 CP RC CO/BO LD D2 D3第43页/共58页第四十三

43、页，共58页。(2) 74192 (双时钟双时钟(shzhng)，引脚与，引脚与74193相同相同)1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9D1 Q1 Q0 CPD CPU Q2 Q3 地地VCC D0 CR BO CO LD D2 D31 CR0 LD 3030DDQQ 0 CR1 LD0 CR1 DUCP,CP加法计数加法计数1 UDCP,CPnnUQQCPCO03 减法计数减法计数nnnnDQQQQCPBO0123 1 LD0 CR 1 DUCPCP第44页/共58页第四十四页，共58页。1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 8S9

44、A S9B Q2 Q1 地地VCC R0B R0A CP1 CP0Q0 Q3七、七、 集成集成(j chn)十进制十进制异步计数器异步计数器S9A S9BQ0 Q1 Q2 Q3R0B R0AM1=2M1 = 5CP0CP11 1 0 0 0 0 1 11 0 0 1M = 2CPCP 00QM = 5CPCP 11 23 QQQM = 10CP010,QCPCPCP 01 23 QQQQ301,QCPCPCP 1 230QQQQCPCPCP第45页/共58页第四十五页，共58页。方法方法(fngf)用触发器和门电路设计用触发器和门电路设计用集成用集成(j chn)计数计数器构成器构成)102(

45、4 MM或或清零清零(qn ln)端端置数端置数端(同步、异步同步、异步)第46页/共58页第四十六页，共58页。一、利用同步清零或置数端获得一、利用同步清零或置数端获得(hud) N 进制计进制计数数当当 M 进制计数进制计数(j sh)到到 SN 1 后使计数后使计数(j sh)回到回到 S0 状态状态2. 求归零逻辑求归零逻辑(lu j)表达式表达式；1. 写出状态写出状态 SN 1 的二进制代码；的二进制代码；3. 画连线图。画连线图。 例例 用用4位二进制计数器位二进制计数器 74163 构成构成十二进制十二进制计数器。计数器。解：解：1. 013QQQCR 111SSN 013QQ

46、QLD 或或= 10112. 归零表达式：归零表达式：3. 连线图连线图Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CR1&同步清零同步清零同步置零同步置零第47页/共58页第四十七页，共58页。二、利用异步清零或置数端获得二、利用异步清零或置数端获得(hud) N 进制计进制计数数 当计数到当计数到 SN 时，立即产生时，立即产生(chnshng)清零或清零或置数信号，置数信号， 使返回使返回 S0 状态。（瞬间即逝）状态。（瞬间即逝）1. 写出状态写出状态(zhungti) SN 的二进制代码；的二进制代码；2. 求归零逻辑表达式；求归零逻辑表达式；3. 画

47、连线图。画连线图。 例例 用二用二-八八-十六进制异步计数器十六进制异步计数器74197构成十二进制计数器。构成十二进制计数器。110012 S23QQCR 23QQLD 或或Q0 Q1 Q2 Q3CP0D0 D1 D2 D3CRCP1LDCT/&状态状态S12的作用：的作用：产生归零信号产生归零信号异步清零异步清零异步置零异步置零第48页/共58页第四十八页，共58页。三三 计数容量计数容量(rngling)的扩展的扩展1. 集成集成(j chn)计数器计数器的级联的级联 Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCP CTP D0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q7Q0 Q1 Q

48、2 Q3CTTLDCOCP CTP D0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP11111CO016 16 = 256 Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1 Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q31 2 4 810 20 40 8010 10 = 100第49页/共58页第四十九页，共58页。2. 利用利用(lyng)级联获得大容量级联获得大容量 N 进制进制计数器计数器1) 级联级联 N1 和和 N2 进制计数器，容量进制计数器，容量(rngling)扩扩展为展为 N1 N2N1进制进制

49、计数器计数器N2进制进制计数器计数器CP进位进位CCP 例例 Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1 Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3N1= 10N2 = 6个位芯片应逢十进一个位芯片应逢十进一第50页/共58页第五十页，共58页。2) 用归零法或置数法获得用归零法或置数法获得(hud)大容量的大容量的 N 进制进制计数器计数器 例例 试分别试分别(fnbi)(fnbi)用用 74161 74161 和和 74162 74162 接成六十进制计接成六十进制计数器。数器。Q0 Q1 Q2 Q3C

50、TTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q7Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111CO0用用 SN 产生异步清零产生异步清零(qn ln)信信号：号：) 111100 (60 SSN用用 产生产生信号：信号：) 111011 (591 SSN&11&先用两片先用两片74161构成构成 256 进制计数器进制计数器第51页/共58页第五十一页，共58页。74162 同步同步(tngb)清零，同步清零，同步(tngb)置数。置数。再用归零法将再用归零法将M = 100改为改为(i wi)N = 60进制计进制计数器，数器，即用即用SN1产生同步清零产生同步清零(qn ln)、置数信号、置数信号。BCD591 1001 0101）（ SSN先用两片先用两片74162构成构成 10 10 进制计数器，进制计数器，Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q7Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111CO011&11第52页/共58页第五十二页，共58页。1. 同步同步(tngb) 清零清零(或置数或置数)端计数终值为端计数终值为 SN1 异步异步 清