《电子技术基础》课件9-3

第9章:时序逻辑电路

时序逻辑电路（sequentiallogic）触发器（flip-flop）寄存器（registers）

计数器（counters）§9.4-1计数器（counters）

计数器对时钟脉冲进行计数，完成分频、定时、节拍及运算等功能。计数器也是由触发器和控制电路组成。计数器的分类：

计数方式：异步计数器和同步计数器异步：无统一计数脉冲，各触发器状态的变化不是同时发生；同步：有统一计数脉冲，各触发器状态的变化同时发生。

计数进制：二进制计数器和N进制计数器二进制：按二进制方式计数，计数长度N=2n，n为二进制代码位数；

N进制：按N进制编码方式计数，计数长度N<2n，n为触发器个数。增减趋势：递增计数器、递减计数器和可逆计数器递增（Up）：加法计数器；递减（Down）：减法计数器；可逆（Reversible）：加法计数和减法计数均可。9.4计数器§9.4-2二进制计数器（binarycounters）异步二进制递增计数器（asynchronousupbinarycounters）

二进制加法计数规则：某位为0，经计数脉冲后变为1；某位为1，经计数脉冲后变为0，同时向高位产生进位。

异步二进制计数器一般由下降沿触发的JK触发器构成：JQK/Q

将JK两端连接在一起（T型），

J=K=0时：Qn+1=QnJ=K=1时：Qn+1=/Qn（T’型）9.4计数器0TJQK/Q1T’

采用T’型触发器组成3位二进制加法计数器时钟方程状态方程（CP下降沿触发）（Q0下降沿触发）（Q1下降沿触发）9.4计数器1清零计数脉冲N

电路时序图：状态转移图：Q2Q1Q0000001010011111110101100CP0Q0(CP1)Q1(CP2)Q2二分频四分频八分频9.4计数器

异步二进制递增计数器（asynchronousupbinarycounters）

异步二进制递减计数器（asynchronousdownbinarycounters）

二进制减法计数规则：某位为1，经计数脉冲后变为0；某位为0，经计数脉冲后变为1，同时向高位产生借位。9.4计数器1置位计数脉冲N

异步二进制递减计数器（asynchronousdownbinarycounters）CP0Q0/Q0(CP1)Q1/Q1(CP2)Q2Q2Q1Q00000010100111111101011009.4计数器

电路时序图：状态转移图：

同步二进制递增计数器（synchronousupbinarycounters）

异步二进制计数器：实现简单，计数时间长（多个触发器传输延迟时间）；同步二进制计数器：实现复杂，计数时间短（一个触发器传输延迟时间）。

同步二进制递增计数：开始时即确定各T触发器的输入。多位二进制数增1时，第i位以下皆为1时，该位则翻转，因此，第i位T触发器的输入为：9.4计数器时钟方程：驱动方程9.4计数器清零计数脉冲N&&状态方程CPQ0Q1Q2Q3Q3Q2Q1Q000000001001000110100010101100111111111101101110010111010100110009.4计数器

同步二进制递增计数器（synchronousupbinarycounters）

电路时序图：状态转移图：

同步二进制递减计数器（synchronousdownbinarycounters）

多位二进制数减1时，第i位以下皆为0时，该位则翻转。

第i位T触发器的输入为：9.4计数器置位计数脉冲N&&

同步二进制递减计数器（synchronousdownbinarycounters）Q3Q2Q1Q00000000100100011010001010110011111111110110111001011101010011000CPQ0Q1Q2Q39.4计数器

电路时序图：状态转移图：

同步二进制可逆计数器（synchronousreversiblebinarycounters）JK/Q1CPQ0Q1Q2Q3JK/Q≥1&&JK/Q≥1&&JK/Q≥1&

X=1：增=0：减

当X=1时：，递增计数；当X=0时：，递减计数。9.4计数器&QQQQ

由同步二进制递增和递减计数器，以及控制电路组成§9.4-3N进制计数器（moduleNcounters）

异步十进制计数器（asynchronousdecimalcounters）4位二进制计数过程中跳过1010到1111这6个状态。从0000开始计数，前7个CP与二进制计数器相同，在Q0下降沿时，

J3=0，故Q3=0；第8个CP时，J3=1，Q3=1，输出为1000；第9个CP时，J1=0,Q1=0,Q2=0，输出为1001；第10个CP时，Q0=0,J1=0,Q1=0,J3=0，Q3=0，状态返回00009.4计数器清零计数脉冲N&1CO进位输出

异步十进制计数器（asynchronousdecimalcounters）9.4计数器1234561178910

同步十进制计数器（synchronousdecimalcounters）时钟方程：驱动方程输出方程：状态方程9.4计数器清零计数脉冲&1CO进位输出状态计算000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111100010010001101000101011001111000100100001011010011010100111100000000000001010101状态转换图00000001001000110100010101100111111111101101110010111010100110000000~1001称为有效状态；

1010~1111称为无效状态；由无效状态可以进入有效状态称：电路可自启动。9.4计数器

同步十进制计数器（synchronousdecimalcounters）

*设计同步3进制计数器（divided-by-3counter）采用JK触发器：00011011011000000100010

1卡诺图：卡诺图：得到驱动方程：JK/QJKCPFF0FF1Q0Q19.4计数器1000010

1/QD/QD/QCPFF0FF1Q0Q1≥1CPQ0Q19.4计数器采用D触发器：000110011000010X010

1卡诺图：卡诺图：100X010

1§9.4-4集成计数器及应用二进制异步计数器：分频电路；定时电路；看门狗电路；………9.4计数器Synchronous4-bitbinarycounterwithasynchronousclearABCD:parallelinputsENP/ENT:enableportRCO:carryoutputBCDdecadeSynchronousup/downcounterP0~P3:parallelinputs/ENP/ENT:enableportRCO:carryoutputU/D:up/down9.4计数器任意进制计数器的构成—6进制：CP/CR/LDPTABCDQaQbQcQdX0XXXXXXX10XXABCDX110XXXXXX11X0XXXX1111XXXX0000ABCD保持保持计数74LS161功能表：