计数器的应用ppt课件

22 04 2020 1 1 组成数字钟计数显示电路 补充1 中规模集成计数器及其应用 一 计数器的应用实例 补充2 中规模时序逻辑电路的分析 一 MSI时序逻辑电路的分析步骤 二 分析举例 本章小结 返回 结束放映 22 04 2020 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 一 计数器的应用实例 返回 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 22 04 2020 4 表5 1474LS161的功能表 同步并行置数 CO Q3Q2Q1Q0CTT CP上升沿有效 清零功能最优先 22 04 2020 5 返回 1 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 22 04 2020 6 中规模时序逻辑电路的分析 一 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 返回 22 04 2020 7 1 将电路按功能划分成3个功能块 二 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10S 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 返回 22 04 2020 8 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30S 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1 2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 22 04 2020 9 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YA B 0 CP CPU 加法计数 若YA B 1 CP CPD 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 22 04 2020 10 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DA DB 计数器加1 若DA DB 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 22 04 2020 11 若从计数器清0开始到7个时钟脉冲过后 一直有DA DB 计数器做加法 从0001计到0111状态 则计数器输出Q3Q2Q1Q0为0111 反之 若一直有DA DB 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一7 7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 22 04 2020 12 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 返回 22 04 2020 13 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 产生节拍脉冲等 计数器的类型很多 按计数器时钟脉冲引入方式和触发器翻转时序的异同 可分为同步计数器和异步计数器