电子技术基础-数字部分康光华主编.ppt

2019/11/7,1,1. 构成分频器,5.4 中规模集成计数器及其应用,2. 组成数字钟计数显示电路,5.4.3 计数器的应用实例,5.5 中规模时序逻辑电路的分析,5.5.1 MSI时序逻辑电路的分析步骤,5.5.2 分析举例,本章小结,2019/11/7,2,复习,实现同步N进制计数器的级联法 ？ 实现同步N进制计数器的脉冲反馈法？,5.4.3 计数器的应用实例,1. 构成分频器,分频器可用来降低信号的频率，是数字系统中常用的电路。 分频器的输入信号频率fI与输出信号频率fO之比称为分频比N。N进制计数器可实现N分频器。 程序分频器是指分频比N随输入置数的变化而改变的分频器。用集成计数器实现的程序分频器，在通信、雷达和自动控制系统中被广泛应用。具有并行置数功能的计数器都可以构成程序分频器。,2019/11/7,4,表5-14 74LS161的功能表,同步并行置数,CO= Q3 Q2 Q1 Q0 CTT,CP上升沿有效,清零功能最优先,2019/11/7,5,图5-40 程序分频器（分频比N为1256 ）,CC4516为可逆4位二进制计数器,接成减法计数器（U/D0）,当高、低位计数器均减为0时,0 0,1,分频器的输出信号fO,改变预置数的值，可以改变分频比。,当前置数值S7S6S5S4S3S2S1S0为10000011，则该程序分频器的分频比N=？,13281631,2019/11/7,6,2组成数字钟计数显示电路,通常数字钟需要一个精确的时钟信号，一般采用石英晶体振荡器产生，经分频后得到周期为1秒的脉冲信号CP。,图5-41 数字钟“秒”计数、译码、显示电路,个位十进制十位六进制六十进制加法计数器,进位信号,BCD-七段显示译码器7448，输出为高电平有效 。,选共阴型数码管BS201。,仿真,2019/11/7,7,5.5 中规模时序逻辑电路的分析,5.5.1 MSI时序逻辑电路的分析步骤,可以采用与分析MSI组合逻辑电路类似的划分功能块方法。 划分的功能块既有组合逻辑电路功能块，又有时序逻辑电路功能块。 如有必要，在对整个电路进行整体功能分析时，可以画出电路的工作波形。,图5-42 分析MSI时序逻辑电路的流程图,2019/11/7,8,（1）将电路按功能划分成3个功能块,5.5.2 分析举例,例5-2 分析图5-43所示电路的逻辑功能。设输出逻辑变量R、Y、G分别为红、黄和绿灯的控制信号，时钟脉冲CP的周期为10 S。,计数器,译码器,门电路,（2）分析各功能块电路的逻辑功能,8进制计数器,反码输出的数据分配电路,输出译码电路,2019/11/7,9,图5-44 例5-2电路的工作波形,（3）分析总体逻辑功能,画出电路的工作波形。,在CP作用下，计数器循环计数，输出信号R持续30S，Y持续10S，G持续30 S，Y持续10S，周而复始。总体电路逻辑功能为交通灯控制电路。,该电路只是原理性的，与实用的电路有较大差距。实际的交通灯，黄灯（Y）通常只亮12秒，而红灯（R）和绿灯（G）通常要亮60秒左右，故其控制电路要复杂一些。读者可自行设计实际的交通灯控制电路。,2019/11/7,10,例5-3 分析图5-45所示电路的逻辑功能。,（1）将电路按功能划分成3个功能块, 分析各功能块电路的逻辑功能,4位二进制数值比较器,门级组合电路,双时钟输入4位二进制可逆计数器,电路I：把输入的二进制数DA与标准值DB比较,电路：时钟输入控制电路。 若YAB =0，CPCPU，加法计数； 若YAB =1，CPCPD，减法计数； 若YA=B =1，CP被封锁，停止计数。,电路：可逆计数器。在CR脉冲的作用下每7个CP计数器复零。,2019/11/7,11,（3） 分析电路的总体逻辑功能,设在CR作用下，计数器起始状态为0000。 以后，在每一个CP脉冲到来时， 若DADB，计数器加1； 若DADB，计数器减1； 若DA=DB，CP被封锁，计数器处于保持状态。,分析结果： 该电路是数字误差检测电路。电路可以在规定的时间内，检测输入的二进制数码与标准值的正负误差是否在规定的范围内。,2019/11/7,12,若从计数器清0开始到7个时钟脉冲过后，一直有DADB，计数器做加法，从0001计到0111状态，则计数器输出Q3 Q2Q1Q0为0111； 反之，若一直有DADB，计数器做减法，从1111计到1001状态，则计数器输出为1001( 1001状态是7的补码)。 7个脉冲过后，CR信号使计数器清0，准备下一次比较。 在7个脉冲的作用期间，计数器输出的正常值应在一77之间变化。,例如，需要在一段时间内多次测量恒温室的温度误差是否在规定的范围内。,2019/11/7,13,本章小结,时序电路任何时刻的输出不仅与当时的输入信号有关，而且还和电路原来的状态有关。从电路的组成上来看，时序逻辑电路一定含有存储电路（触发器）。 时序逻辑电路的功能可以用状态方程、状态转换表、状态转换图或时序图来描述。 数码寄存器是用触发器的两个稳定状态来存储0、1数据，一般具有清0、存数、输出等功能。 移位寄存器除具有数码寄存器的功能外，还有移位功能。由于移位寄存器中的触发器一定不能存在空翻现象，所以只能用主从结构的或边沿触发的触发器组成。移位寄存器还可实现数据的串行-并行转换、数据处理等。,2019/11/7,14,对各种集成寄存器和计数器，应重点掌握它们的逻辑功能，对于内部电路的分析，则放在次要位置。现在已生产出的集成时序逻辑电路品种很多，可实现的逻辑功能也较强，应在熟悉其功能的基础上加以充分利用。,计数器是一种非常典型、应用很广的时序电路，不仅能统计输入时钟脉冲的个数，还能用于分频、定时、产生节拍