数字逻辑电路设计王毓银讲义学习教案

1、数字数字(shz)逻辑电路设计王毓银讲义逻辑电路设计王毓银讲义第一页，共50页。一、利用同步计数器实现任意模一、利用同步计数器实现任意模M M计数器的方法：计数器的方法： ( (一）利用清除端的复位法。一）利用清除端的复位法。 （反馈清零法）（反馈清零法） ( (二）利用置入控制端的置位法。（同步预置法）二）利用置入控制端的置位法。（同步预置法）MN,NMN,N为单片计数器的最大计数值为单片计数器的最大计数值 利用清除端的复位法或置入控制端的置位法进行设利用清除端的复位法或置入控制端的置位法进行设计。计。2. MN,N2. MN,N为多片计数器级联后的最大计数值为多片计数器级联后的最大计数值当

2、要实现的模值当要实现的模值M M超过单片计数器的计数范围时，必须首先将超过单片计数器的计数范围时，必须首先将多片计数器级联，以扩大多片计数器级联，以扩大(kud)(kud)计数范围（计数范围（N=10n N=10n 或或16n16n），然后利用整体同步置入端的置数法和利用整体），然后利用整体同步置入端的置数法和利用整体清除端复位法构成模清除端复位法构成模M M计数器。计数器。多片多片74160 74160 、7416274162级联，级联，N=10nN=10n多片多片74161 74161 、7416374163级联，级联，N=16nN=16n6.56.5采用中规模采用中规模(gum)(gum

3、)集成器件设计任意进制计数器集成器件设计任意进制计数器 第1页/共49页第二页，共50页。6.56.5采用中规模集成器件采用中规模集成器件(qjin)(qjin)设计任意进制计数器设计任意进制计数器 1. MN,N1. MN,N为单片计数器的最大计数值为单片计数器的最大计数值 当计数至当计数至SMSM时，利用时，利用SMSM状态产生一清除状态产生一清除(qngch)(qngch)信信号，加到清号，加到清0 0端，使计数器返回到端，使计数器返回到S0S0状态，从而实现模状态，从而实现模M M的计的计数器。数器。( (一）反馈一）反馈(fnku)(fnku)清零法清零法I.I.确定有效状态（必须从

4、全确定有效状态（必须从全0 0开始）；开始）；II.II. 产生异步清除端信号产生异步清除端信号 ；III.III. 画逻辑图。画逻辑图。CR设计方法设计方法: :第2页/共49页第三页，共50页。例：应用例：应用4 4位二进制同步位二进制同步(tngb)(tngb)计数器计数器7416174161实现实现模模1010计数器，要求采用清除端复位法。计数器，要求采用清除端复位法。分析：分析： 根据设计要求，确定各种状态根据设计要求，确定各种状态0 09 9； 画状态画状态(zhungti)(zhungti)转移图；转移图； ( (一）反馈一）反馈(fnku)(fnku)清清零法零法6.56.5采

5、用中规模集成器件设计任意进制计数器采用中规模集成器件设计任意进制计数器 第3页/共49页第四页，共50页。计数器状态计数器状态(zhungti)(zhungti)转移图为：转移图为：注意注意(zh y)(zh y)：用来清：用来清0 0的瞬态为的瞬态为M M，该状态一经出现马上消失。，该状态一经出现马上消失。( (一）反馈一）反馈(fnku)(fnku)清零法清零法6.56.5采用中规模集成器件设计任意进制计数器采用中规模集成器件设计任意进制计数器 第4页/共49页第五页，共50页。 为什么为什么10101010状态不算状态不算(b sun)(b sun)在主循环内，用波形图说明在主循环内，用

6、波形图说明画出电路画出电路(dinl)(dinl)原理原理图图同步同步(tngb)(tngb)计数器最低计数器最低位位Q0Q0在在CPCP翻转。先画最翻转。先画最低位低位Q0Q0。 当第十个脉冲上升沿到达后当第十个脉冲上升沿到达后Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 01010,/CR1010,/CR0 0。只要。只要/CR=0,/CR=0,计数器强制计数器强制置置0 0。10101010只能使只能使Q Q3 3Q Q1 1出现一个很窄的小毛刺。出现一个很窄的小毛刺。缺点缺点:Q:Q1 1输出波形上有毛刺。造成输出波形上有毛刺。造成/CR/CR脉冲宽度太窄，清脉冲宽度太窄，清0 0不可

7、靠。不可靠。&CPD D3 3D D2 2D D1 1D D0 0Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0C CO OCTCTP PCTCTT T74161112345678910CP0Q1Q2Q3QCR( (一）反馈清零法一）反馈清零法6.56.5采用中规模集成器件设计任意进制计数器采用中规模集成器件设计任意进制计数器 第5页/共49页第六页，共50页。6.56.5采用中规模集成器件设计采用中规模集成器件设计(shj)(shj)任意进制计数器任意进制计数器 &0&D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0C CO OCTCTP P

8、CTCTT TCRLD74161当第十个当第十个CPCP到来到来(doli)(doli)：10 11G1G2G3010当第十个当第十个CPCP到来到来(doli)(doli)：01 在第十个在第十个CPCP的作用下，的作用下，Q Q端端输出的清输出的清0 0信号宽度和计数脉冲信号宽度和计数脉冲CP=1CP=1的持续时间相同。足以保证各级触的持续时间相同。足以保证各级触发器能正常工作。发器能正常工作。 基本触发器基本触发器Q=0Q=0，/CR=0,/CR=0,使使Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0=0000=0000。 基本触发器基本触发器Q=1Q=1，/CR=1/CR=1。000

9、100加基本加基本RSRS触发器，使触发器，使 /CR /CR 脉冲宽度变宽脉冲宽度变宽CP112345678910CP0Q1Q2Q3Q1GCR( (一）反馈清零法一）反馈清零法第6页/共49页第七页，共50页。工作工作(gngzu)(gngzu)波形图：波形图：1 12 23 34 45 56 67 78 89 9 1010( (一）反馈一）反馈(fnku)(fnku)清零法清零法第7页/共49页第八页，共50页。( (二二) )同步预置法：同步预置法：利用置数端，以置入某一固定二进制数值的方法，从而利用置数端，以置入某一固定二进制数值的方法，从而(cng r)(cng r)使使N N进制计

10、数器跳跃进制计数器跳跃(N-M)(N-M)个状态，实现模值为个状态，实现模值为M M的计数器。的计数器。设计方法：设计方法： 确定有效状态（连续的确定有效状态（连续的M M个状态）个状态） 确定置入数据（由第确定置入数据（由第1 1个状态确定）个状态确定） 产生同步置入端信号产生同步置入端信号(xnho)(xnho)（由最后（由最后1 1个状态确定）个状态确定） 画逻辑图画逻辑图1. MN,N1. MN,N为单片计数器的最大计数值为单片计数器的最大计数值(shz)(shz)6.56.5采用中规模集成器件设计任意进制计数器采用中规模集成器件设计任意进制计数器 第8页/共49页第九页，共50页。例

11、、用例、用7416174161的置入控制的置入控制(kngzh)(kngzh)端构成端构成8 8进制计数器（方法进制计数器（方法1 1） 若计数从若计数从QDQCQBQA=0000QDQCQBQA=0000开始则有效开始则有效(yuxio)(yuxio)状态为状态为 0000 0001 0010 0011 0000 0001 0010 0011 0111 0110 0101 0100 0111 0110 0101 0100 置入数据为置入数据为DCBA=0000DCBA=0000同步置入信号同步置入信号( (二二) )同步同步(tngb)(tngb)预置法预置法第9页/共49页第十页，共50页

12、。例、用例、用7416174161的置入控制端构成的置入控制端构成(guchng)8(guchng)8进制计数器（方法进制计数器（方法2 2） 若计数若计数(j sh)(j sh)从从QDQCQBQA=0001QDQCQBQA=0001开始则有效状开始则有效状态为态为 0001 0010 0011 0100 0001 0010 0011 0100 1000 0111 0110 0101 1000 0111 0110 0101 置入数据为置入数据为DCBA=0001DCBA=0001同步置入信号同步置入信号( (二二) )同步同步(tngb)(tngb)预置法预置法第10页/共49页第十一页，共

13、50页。例、用例、用7416174161的置入控制的置入控制(kngzh)(kngzh)端构成端构成8 8进制计数器（方法进制计数器（方法3 3） 利用进位信号利用进位信号(xnho)CO(xnho)CO来控制同步置入端则有来控制同步置入端则有效状态为效状态为 QDQCQBQA 1000 1001 QDQCQBQA 1000 1001 1010 10111010 1011 1111 1110 1101 1100 1111 1110 1101 1100 置入数据为置入数据为DCBA=1000 DCBA=1000 同步置入信号同步置入信号(xnho)(xnho)( (二二) )同步同步(tngb)

14、(tngb)预置法预置法第11页/共49页第十二页，共50页。例：用四位例：用四位(s wi)(s wi)同步二进制计数器同步二进制计数器7416174161设计设计8421BCD8421BCD码计数器。码计数器。解：解：8421BCD8421BCD码计数器的状态码计数器的状态(zhungti)(zhungti)转移图如图所示转移图如图所示 从状态转移图可以看出，当计数器的状态为从状态转移图可以看出，当计数器的状态为10011001时，时，7416174161不再执行不再执行(zhxng)(zhxng)计数功能，而是要执行计数功能，而是要执行(zhxng)(zhxng)置数功能，使置数功能，使

15、161161跳过跳过6 6个状态，使个状态，使10011001的下一个状态为的下一个状态为00000000。 可以得到：可以得到： D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0=0000 =0000 ( (二）同步预置法二）同步预置法第12页/共49页第十三页，共50页。画出逻辑图如图画出逻辑图如图 03QQLD D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0=0000 =0000 例：用四位同步例：用四位同步(tngb)(tngb)二进制计数器二进制计数器7416174161设计设计8421BCD8421BCD码码计数器。计数器。( (二）同步二）同步(tngb)(tngb)预预置法置

16、法第13页/共49页第十四页，共50页。例：用四位例：用四位(s wi)(s wi)同步二进制计数器同步二进制计数器7416174161设计余设计余3BCD3BCD码计数器。码计数器。解：余解：余3BCD3BCD码计数器的状态码计数器的状态(zhungti)(zhungti)转移图如图所示转移图如图所示D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0=0000 =0000 画出逻辑图画出逻辑图 ( (二）同步二）同步(tngb)(tngb)预预置法置法第14页/共49页第十五页，共50页。 置置00000000法：法： 例如(lr)，设计M10计数器，预置数为0000，置数信号为1019，即:

17、Q3Q2Q1Q0=1001, 例如(lr)，设计M12计数器，预置数为0000，置数信号为12111，即:Q3Q2Q1Q0=1011, 置1111之间任意之间任意(rny)(rny)数法：数法： 从所置入数对应状态开始顺序数到从所置入数对应状态开始顺序数到M M个状态，利用此状态产生置数信号个状态，利用此状态产生置数信号/LD/LD。 例如，设计例如，设计M12M12计数器，假定预置数为计数器，假定预置数为8 8，从，从8 8数到数到1212个状态，与第个状态，与第1212个个状态相对应的数，即为置数信号。状态相对应的数，即为置数信号。由由3 3（00110011

18、）产生置数译码信号，）产生置数译码信号，计数模值计数模值M M，就由，就由M M -1-1组成置数信号。组成置数信号。( (二）同步预置法二）同步预置法第15页/共49页第十六页，共50页。2 2）MN,NMN,N为多片计数器级联后的最大计数值为多片计数器级联后的最大计数值(shz)(shz)当要实现的模值当要实现的模值M M超过单片计数器的计数范围时，超过单片计数器的计数范围时，必须首先将多片计数器级联，以扩大必须首先将多片计数器级联，以扩大(kud)(kud)计数计数范围（范围（N=10n N=10n 或或16n16n）。级联的方法可采用计数器）。级联的方法可采用计数器的扩展（级联）。的扩

19、展（级联）。 然后利用整体同步置入端然后利用整体同步置入端LDLD的置数法和利用整的置数法和利用整体清除端体清除端CRCR复位法构成模复位法构成模M M计数器。计数器。多片多片74160 74160 、7416274162级联，级联，N=10nN=10n多片多片74161 74161 、7416374163级联，级联，N=16nN=16n( (二）同步二）同步(tngb)(tngb)预置预置法法第16页/共49页第十七页，共50页。例例 用用7416074160组成组成(z chn)48(z chn)48进制计数器。进制计数器。先将两芯片先将两芯片(xn pin)(xn pin)采用同步级联方

20、式连接成采用同步级联方式连接成100100进制计数器，进制计数器， 然后再用异步清零法组成了然后再用异步清零法组成了4848进制计数器。反馈状态为（进制计数器。反馈状态为（4848）1010（0100 10000100 1000）8421BCD8421BCD解：因为解：因为(yn wi)N(yn wi)N4848，而，而7416074160为模为模1010计数器，所以要用两片计数器，所以要用两片7416074160构成构成( (一）反馈清零法一）反馈清零法第17页/共49页第十八页，共50页。例例 用用7416174161组成组成(z chn)48(z chn)48进制计数器。进制计数器。先将

21、两芯片采用同步级联方式先将两芯片采用同步级联方式(fngsh)(fngsh)连接成连接成256256进制计数器，然后进制计数器，然后再用异步清零法组成再用异步清零法组成4848进制计数器。进制计数器。 反馈状态为（反馈状态为（4848）1010（0011 00000011 0000）2 2解：因为解：因为N N4848，而，而7416174161为模为模1616计数器，所以计数器，所以(suy)(suy)要用两片要用两片7416174161构成。构成。（一）反馈清零法（一）反馈清零法第18页/共49页第十九页，共50页。 74160是模10计数器，要实现(shxin)模853计数，须用三片74

22、160级联。 用异步清用异步清0 0法，使计数器计数脉冲输入到第法，使计数器计数脉冲输入到第853853个脉冲时产整体置个脉冲时产整体置0 0信号信号(xnho) (xnho) 使计数器返回到初始状态使计数器返回到初始状态00000000。 利用利用(lyng)(lyng)各片间进位信号快速传递方法，组成计数模值为各片间进位信号快速传递方法，组成计数模值为10001000计数器。计数器。先设计模先设计模10001000计数器计数器：M = MM = M1 1M M2 2 M M3 3=10 =10 10 10 10=100010=1000计数范围计数范围：0 0852852共共853853个状

23、态个状态 第第853853个状态个状态产生异步清产生异步清0 0译码信译码信号号。 所以第所以第853853个状个状态不计算在主循环内态不计算在主循环内&CPCP1 1D D3 3D D2 2D D1 1D D0 08 8 4 4 2 2 1 1C CO OCTCTP PCTCTT TCRLD74160(1)74160(1)CPCPD D3 3D D2 2D D1 1D D0 08 8 4 4 2 2 1 1C CO OCTCTP PCTCTT TCRLD74160(2)74160(2)CPCPD D3 3D D2 2D D1 1D D0 08 8 4 4 2 2 1 1C CO OCTCTP

24、 PCTCTT TCRLD74160(3)74160(3)CPCP（一）反馈清零法（一）反馈清零法第19页/共49页第二十页，共50页。 解：一片(y pin)74161最大计数模值为16，要实现模60计数必须用两片74161。 M=M1XM2=6X10,用两片74161分别组成模6、模10计数器，然后级联组成模60计数器。用三种方法(fngf)设计。方法方法(fngf)(fngf)一、一、（6 6）10 10 （01100110）2 2低位片预置数：低位片预置数：高位片预置数：高位片预置数：（1010）10 10 （10101010）2 2利用计数器计满值利用计数器计满值C CO O=1,=

25、1,提取置数译码信号。提取置数译码信号。经经6 6个状态计满值个状态计满值经经1010个状态计满值个状态计满值1 0 1 01 0 1 0CPD D3 3D D2 2D D1 1D D0 0Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3CTCTP PCRCTCTT TC CO O74161(1)74161(1)LD1 110 1 1 00 1 1 0D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3CTCTP PCRCTCTT TC CO O74161(2)74161(2)LD1 11( (二）同步预置法二）同步预置法第20页/共49页第二十一页

26、，共50页。方法方法(fngf)(fngf)二、整体同步反馈置二、整体同步反馈置00000000：先将两片先将两片7416174161级联成级联成M=M1XM2=256M=M1XM2=256计数器，然后计数器，然后(rnhu)(rnhu)用整体置用整体置数法组成模数法组成模6060计数器。计数器。计数计数(j sh)(j sh)范围：范围：0-590-59用什么产生置用什么产生置0 0译码信号？译码信号？（5959）1010（0011001110111011）2 2当计数器计到当计数器计到5959（0011101100111011）时，两片同时置）时，两片同时置0 0。CPD D0 0D D1

27、 1D D2 2D D3 3Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0CTCTP PCRCTCTT TC CO O74161(1)74161(1)LD1 1D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0CTCTP PCRCTCTT TC CO O74161(2)74161(2)LD1 1&( (二）同步预置法二）同步预置法第21页/共49页第二十二页，共50页。( (二）同步二）同步(tngb)(tngb)预预置法置法方法三、整体同步方法三、整体同步(tngb)(tngb)反馈置数：反馈置数：（利用进位输出作为（利用进位输出作为(zuwi

28、)(zuwi)置数译码信号）置数译码信号） 计数范围计数范围196196255255，当计数器计到，当计数器计到255255时，时，C CO O=1=1，使两片，使两片7416174161置数控制端置数控制端 /LD=0/LD=0，下一个，下一个CPCP到来时置数。到来时置数。预置输入预置输入2562566060196196（196196）1010（1100010011000100）2 2低位片预置数：低位片预置数：01000100高位片预置数：高位片预置数：11001100CPD D3 3D D2 2D D1 1D D0 0Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3CTCTP PCRC

29、TCTT TC CO O74161(1)74161(1)LD1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 01D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3CTCTP PCRCTCTT TC CO O74161(2)74161(2)LD1 1第22页/共49页第二十三页，共50页。 对于(duy)同步置数的加法计数器来说，只要用进位输出CO作为置数译码信号(使/LD=0) ,并设置： 预置(y zh)输入N - M，就可以实现模值为M的计数（或分频）。若要改变计数模值M,只需要改变预置(y zh)输入数即可。N: N: 最

30、大计数值最大计数值(shz)(shz)。M: M: 要求计数值要求计数值。快速设计法快速设计法：同步预置：同步预置：预置数预置数N N M M MM补补计数值：计数值：M = M = 预置数预置数 补补例如：模例如：模6060计数器计数器M =M =（6060）101000111100 00111100 2 2预置数预置数 MM补补=11000100=11000100计数值：M = 预置数补=001111002 = 6010( (二）同步预置法二）同步预置法第23页/共49页第二十四页，共50页。 M N M N的实现的实现(shxin)(shxin)方法：方法：设需用设需用(x yn)(x

31、yn)模模N N集成计数器（异步清零、同步置数）组成模集成计数器（异步清零、同步置数）组成模M M计数器计数器A A）异步清）异步清0 0法法B B）同步）同步(tngb)(tngb)置位法置位法利用清零输入端，使电路计数到利用清零输入端，使电路计数到M+1M+1状态时产生清零操作，越过状态时产生清零操作，越过后续后续N NM M个状态实现模个状态实现模N N计数计数利用计数器的置数功能，通过进利用计数器的置数功能，通过进位输出给计数器置数位输出给计数器置数N-MN-M，跳过，跳过0 0至至N-MN-M的状态实现模的状态实现模M M计数计数1 1）确定有效状态（必须）确定有效状态（必须从全从全

32、0 0开始）；开始）；3 3）画逻辑图。）画逻辑图。2 2）产生异步清除端信号）产生异步清除端信号1 1）确定有效状态；）确定有效状态；2 2）确定置入数据；）确定置入数据；4 4）画逻辑图。）画逻辑图。3 3）产生异步清除端信号）产生异步清除端信号用集成计数器设计任意进制计数器小节第24页/共49页第二十五页，共50页。6.56.5采用采用(ciyng)(ciyng)中规模集成器件设计任意进制计数器中规模集成器件设计任意进制计数器 二、利用异步计数器实现任意模二、利用异步计数器实现任意模M M计数器的方法：计数器的方法： 设计思路：利用集成器件的置设计思路：利用集成器件的置0 0端和置端和置

33、9 9端，从端，从N N进制计数器的状态转移进制计数器的状态转移表中跳过（表中跳过（N-MN-M）个状态，从而实现）个状态，从而实现M M进制计数。进制计数。 ( (一）利用清除端复位一）利用清除端复位(f wi)(f wi)法法 。异步置。异步置0 0法法 ( (二）利用置入控制端的置位法二）利用置入控制端的置位法 。异步置。异步置9 9法法1. MN,N1. MN,N为单片计数器的最大计数值为单片计数器的最大计数值 利用清除端复位利用清除端复位(f wi)(f wi)法和置入控制端的置位法进行设计。法和置入控制端的置位法进行设计。2. MN,N2. MN,N为多片计数器级联后的最大计数值为

34、多片计数器级联后的最大计数值当要实现的模值当要实现的模值M M超过单片计数器的计数范围时，必须首先将多片计数器级联，超过单片计数器的计数范围时，必须首先将多片计数器级联，以扩大计数范围（以扩大计数范围（N=10n N=10n ），然后利用整体清除端复位），然后利用整体清除端复位(f wi)(f wi)法和利用法和利用整体置入控制端的置位法构成模整体置入控制端的置位法构成模M M计数器。计数器。多片多片74290 74290 级联，级联，N=10nN=10n第25页/共49页第二十六页，共50页。设计方法：设计方法： 确定有效状态（连续的确定有效状态（连续的M M个状态）个状态） 确定置确定置0

35、 0信号（由最后信号（由最后(zuhu)1(zuhu)1个有个有效状态的下一状态确定，效状态的下一状态确定，M M 的二进制数）的二进制数） 画逻辑图画逻辑图例：用例：用74LS290 74LS290 构成模七计数器。构成模七计数器。 1. MN,N1. MN,N为单片计数器的最大计数值为单片计数器的最大计数值(shz)(shz)( (一一) )利用清除利用清除(qngch)(qngch)端复位法（异步置端复位法（异步置0 0法）法）确定有效状态确定有效状态Q QD DQ QC CQ QB BQ QA A为为 0000 0001 0010 0011 0000 0001 0010 0011 01

36、110111 0110 0101 0100 0110 0101 0100 确定置确定置0 0信号信号R R0A0AR R0B0BQ QC CQ QB BQ QA A第26页/共49页第二十七页，共50页。( (一一) )利用清除利用清除(qngch)(qngch)端复位法端复位法 （异步（异步置置0 0法）法）图（图（a a）为逻辑电路）为逻辑电路(lu j din l)(lu j din l)图图图（图（b b）为时序电路图）为时序电路图图（图（c c）为保证可靠清）为保证可靠清0 0的逻辑电路的逻辑电路(lu j din l)(lu j din l)图图第27页/共49页第二十八页，共50

37、页。( (二二) )利用置入控制利用置入控制(kngzh)(kngzh)端的置位法（异端的置位法（异步置步置9 9法）法）设计方法：设计方法： 确定有效状态（连续确定有效状态（连续(linx)(linx)的的M M个状态）个状态） 确定置确定置9 9信号（由最后信号（由最后1 1个有效状态的下一状态确定）个有效状态的下一状态确定） 画逻辑图画逻辑图例：用74LS290 构成(guchng)模七计数器。 确定有效状态确定有效状态QDQCQBQA为 1001 0000 0001 0010 0110 0101 0100 0011 确定置确定置9 9信号信号S S9A9AS S9B9BQCQB第28页

38、/共49页第二十九页，共50页。例：用例：用74LS290 74LS290 构成构成(guchng)(guchng)模模4848计数器。计数器。 解：由两片解：由两片7429074290构成，每片构成，每片7429074290的时钟接成的时钟接成8421BCD8421BCD码计数码计数(j sh)(j sh)。其中片其中片I I的的R0AI=Q1I,R0BI=Q2IR0AI=Q1I,R0BI=Q2I，计数，计数(j sh)(j sh)模值为模模值为模6 6。片。片IIII的的R0AIIR0AIIR0BIIR0BIIQ3IIQ3II。计数。计数(j sh)(j sh)模值为模模值为模8 8。2.

39、 MN,N2. MN,N为多片计数器级联后的最大计数值为多片计数器级联后的最大计数值(shz)(shz)第29页/共49页第三十页，共50页。6.66.6采用小规模集成采用小规模集成(j chn)(j chn)器件设计计数器器件设计计数器 6.6.1 6.6.1 采用小规模集成器件采用小规模集成器件(qjin)(qjin)设计同步计数器设计同步计数器6.6.2 6.6.2 采用小规模集成采用小规模集成(j chn)(j chn)器件设计异步计数器器件设计异步计数器 同步时序电路设计过程可用下图简要表示。同步时序电路设计过程可用下图简要表示。第30页/共49页第三十一页，共50页。6.6.1 6

40、.6.1 采用采用(ciyng)(ciyng)小规模集成器件设计同步计数器小规模集成器件设计同步计数器设计步骤：设计步骤：1. 1. 作原始状态转移图，列状态转移表作原始状态转移图，列状态转移表2. 2. 画次态卡诺图、输出卡诺图、写出状态转移方程、输出函数画次态卡诺图、输出卡诺图、写出状态转移方程、输出函数(hnsh)(hnsh)3.3.根据状态转移方程检验自启动性根据状态转移方程检验自启动性4.4.重新确定状态转移方程重新确定状态转移方程5.5.画出新的状态转移图，验证自启动性画出新的状态转移图，验证自启动性6.6.选择触发器，由状态转移方程得到激励函数选择触发器，由状态转移方程得到激励函

41、数(hnsh)(hnsh)7. 7. 根据激励函数根据激励函数(hnsh)(hnsh)及输出函数及输出函数(hnsh)(hnsh)画出逻辑图画出逻辑图第31页/共49页第三十二页，共50页。例：用触发器设计例：用触发器设计(shj)(shj)模模6 6同步计数器同步计数器(1）作原始(yunsh)状态转移图状态分配(fnpi)如下：S0=000，S1=001，S2=011，S3=111，S4=110，S5=1006.6.1 6.6.1 采用小规模集成器件设计同步计数器采用小规模集成器件设计同步计数器第32页/共49页第三十三页，共50页。列出状态(zhungti)转移表6.6.1 6.6.1

42、采用采用(ciyng)(ciyng)小规模集成器件设计同步计数器小规模集成器件设计同步计数器第33页/共49页第三十四页，共50页。（2 2）次态卡诺图、输出）次态卡诺图、输出(shch)(shch)卡诺图、卡诺图、 状态转移方程、输出状态转移方程、输出(shch)(shch)函数函数6.6.1 6.6.1 采用小规模集成器件采用小规模集成器件(qjin)(qjin)设计同步计数器设计同步计数器第34页/共49页第三十五页，共50页。6.6.1 6.6.1 采用采用(ciyng)(ciyng)小规模集成器件设计同步计数器小规模集成器件设计同步计数器第35页/共49页第三十六页，共50页。（3

43、3）根据状态）根据状态(zhungti)(zhungti)转移方程检验自启转移方程检验自启动性动性从状态转移从状态转移(zhuny)(zhuny)图可以看出无自启动图可以看出无自启动性性6.6.1 6.6.1 采用小规模集成器件采用小规模集成器件(qjin)(qjin)设计同步计数器设计同步计数器第36页/共49页第三十七页，共50页。（4 4）重新确定）重新确定(qudng)(qudng)状态转状态转移方程移方程nnQQ213nnQQ1126.6.1 6.6.1 采用小规模集成器件设计采用小规模集成器件设计(shj)(shj)同步计数器同步计数器第37页/共49页第三十八页，共50页。(5(

44、5）画出新的状态）画出新的状态(zhungti)(zhungti)转移图，验证自转移图，验证自启动性启动性具有(jyu)自启动性6.6.1 6.6.1 采用小规模集成采用小规模集成(j chn)(j chn)器件设计同步计数器器件设计同步计数器第38页/共49页第三十九页，共50页。(6(6）采用）采用(ciyng)D(ciyng)D触发器，由状态转移方程得到激励函触发器，由状态转移方程得到激励函数数nnQQZ23输出(shch)函数：6.6.1 6.6.1 采用小规模集成器件设计采用小规模集成器件设计(shj)(shj)同步计数器同步计数器第39页/共49页第四十页，共50页。(7(7）根据

45、激励函数及输出）根据激励函数及输出(shch)(shch)函数画出逻函数画出逻辑图辑图6.6.1 6.6.1 采用小规模集成器件设计采用小规模集成器件设计(shj)(shj)同步计数器同步计数器第40页/共49页第四十一页，共50页。6.6.1 6.6.1 采用小规模集成采用小规模集成(j chn)(j chn)器件设计同步计数器器件设计同步计数器 小结：采用小规模集成器件设计小结：采用小规模集成器件设计(shj)(shj)同步计数器的一般步骤。同步计数器的一般步骤。 列出状态列出状态(zhungti)(zhungti)转移表或状态转移表或状态(zhungti)(zhungti)转移图转移图确

46、定状态转移方程，输出方程确定状态转移方程，输出方程检验自启动特性检验自启动特性确定驱动方程（激励函数）确定驱动方程（激励函数）画出逻辑电路画出逻辑电路不具有不具有 具有具有第41页/共49页第四十二页，共50页。6.6.2 6.6.2 采用小规模集成采用小规模集成(j chn)(j chn)器件设计异步计数器器件设计异步计数器 异步计数器的设计比同步计数器多一步异步计数器的设计比同步计数器多一步(y b)(y b)，即求各触发器的时钟，即求各触发器的时钟方程。方程。1 1）根据设计）根据设计(shj)(shj)要求，设定要求，设定7 7个状态个状态S0S0S6S6。进行状态编码后，列出。进行状

47、态编码后，列出状态转换表。状态转换表。例例 设计一个异步设计一个异步7 7进制加法计数器进制加法计数器. .第42页/共49页第四十三页，共50页。6.6.2 6.6.2 采用小规模集成器件采用小规模集成器件(qjin)(qjin)设计异步计数器设计异步计数器 2 2）选择）选择(xunz)(xunz)触发器。本例选用下降沿触发的触发器。本例选用下降沿触发的JKJK触发触发器。器。 3 3）求各触发器的时钟）求各触发器的时钟(shzhng)(shzhng)方程，即为各触发器选择时钟方程，即为各触发器选择时钟(shzhng)(shzhng)信号。信号。为触发器选择时钟信号的原则是：为触发器选择时钟信号的原则是：触发器状态需要翻转时，必须要有时钟信号的翻转沿送到。触发器状态需要翻转时，必须要有时钟信号的翻转沿送到。触发器状态不需翻转时，触发器状态不需翻转时，“多余的多余的” 时钟信号越少越好。时钟信号越少越好。结合结合7 7进制计数器的时序图，并根据上述原则，选：进制计数器的时序图，并根据上述原则，选：第43页/共49页第四十四页，共50页。6.6.2 6.6.2 采用采用(ciyng)(ciyng)小规模集成器件设计异步计数器小规模集成器件设计异步计数器 4 4）求各触发器的驱动方程）求各触发器的驱动