第21章 计数器2.ppt

21 3计数器 计数器是电子计算机和数字逻辑系统中的基本部件之一 它能累计输入的脉冲数目 以进行求和或作为判断的依据 计数器分类 1 按计数数值变化分 加法计数器 减法计数器 可逆计数器 2 按进制 计数器的模数 分 二进制 十进制 十六进制计数器等 3 按计数器各触发器状态变化先后次序分 同步计数器 异步计数器 1 异步二进制加法计数器 所谓异步 是指当多位触发器发生状态变化时 在时间上不同步 其原因是各触发器的时钟脉冲端没有连接在一起 这一点可从下面的异步方式四位二进制加法计数器的工作原理中加深体会 Q3 Q2 Q1 Q0 J J J J K K K K 计数脉冲C RD清零 Q Q Q Q 例 2 同步二进制加法计数器 Q2 Q3 Q1 Q0 J J J J K K K K 清零 计数脉冲 J0 K0 1 J1 K1 Q0 J2 K2 Q1Q0 J3 K3 Q2Q1Q0 F0 F1 F2 F3 返回 关于计数器的几点说明 1 所谓n进制 就是 逢n进1 例如2进制 它只有0和1两个数码 每当本位是1 再加1时 本位便变为0 而向高位进位 使高位加1 0 1 1 1 1 10 壹零 2 一个双稳态触发器可以表示一位二进制数 因为双稳态触发器有 1 和 0 两个状态 故要表示n位二进制数 就得用n个双稳态触发器 3 构成计数器时 采用不同的触发器有不同的逻辑电路 即使用同一种触发器也可得出不同的逻辑电路 1 四位二进制加法计数器的状态表 2 四位异步二进制加法计数器 四位异步二进制加法计数器 J K端悬空 相当于 1 一 二进制计数器 工作波形图 二分频 四分频 八分频 十六分频 3 四位同步二进制加法计数器 说明 J K输入端自带与门 对于第四位触发器来说 只有当前三位均为 1 即时 再来一个脉冲才翻转 故 J0 K0 1 若来一个脉冲可翻转 同理可得等的表达式 对主从型J K触发器 74LS161型四位同步二进制计数器 a 外引线排列图 b 逻辑符号 一 分析步骤 1 先列写控制端的逻辑表达式 J2 K2 Q1Q0 J1 K1 Q0 J0 K0 1 Q0 来一个CP 它就翻转一次 Q1 当Q0 1时 它可翻转一次 Q2 只有当Q1Q0 11时 它才能翻转一次 例 分析如图电路的逻辑功能 说明其用途 设初态为 000 2 再列写状态转换表 分析其状态转换过程 2001001111010 1000000011001 3010000011011 4011111111100 5100000011101 6101001111110 7110000011111 8111111111000 3 还可以用波形图显示状态转换表 1 写出控制端的逻辑表达式 J2 Q1Q0 K2 1 J1 K1 1 例2 分析如图电路的逻辑功能 说明其用途 设初态为 000 2 再列写状态转换表 分析其状态转换过程 1000011111001 2001011111010 3010011111011 4011111111100 5100011101000 如前所述 右图电路为异步五进制加法计数器 3 还可以用波形图显示状态转换表 略 1 什么是十进制 十进制当然是 逢十进一 但构成计数器的每一位触发器依然只有 0 1 两个状态 不会出现 2 9 这样的数字 所以 我们给高位 大于1 付以一定的权值 用某一高位的状态值乘以其相应的权值 便是该位所代表的十进制数 我们采用前面所说的 8421 八四二么 码 例如 0101代表0 8 1 4 0 2 1 1 5 二 十进制计数器 分析 对于前面介绍的四位二进制计数器 当第十个计数脉冲到来时 第二位由 0 翻转为 1 第四位保持不变 而对于十进制计数器则刚好相反 2 十进制同步加法计数器的状态表 因此修改左图第二 四位的翻转条件即可 因为Q1的第9个状态为0 而要保持这个 0 态不变 只要J1为 0 即可 所以第二位的翻转条件可以改为 考虑Q3的翻转条件 可使 左图为74LS290型异步2 5 10进制计数器 从C0输入计数脉冲 从Q0输出 为二进制计数器 从C1输入计数脉冲 从Q0Q0Q0输出 为五进制计数器 将C1与Q0相连 从C0输入计数脉冲 从Q3Q2Q1Q0输出 为十进制计数器 3 异步十进制计数器 管脚图及功能表 利用具有直接 异步 置位和复位控制功能的计数器 可以构成小于芯片模数的任意进制计数器 左图是利用所谓 复位法 构成的 加法计数器 还可以用 置数法 构成计数器 七进制 若构成 六进制 计数器 可将复位电路改为 当输出态为 110 时进行复位 二片74LS290构成100以内的计数器 例1 二十四进制计数器 0010 2 0100 4 十位 个位 两位十进制计数器 100进制 例2 六十进制计数器 个位为十进制