一位及多位计数锁存译码驱动器.ppt

第三章 一位及多位计数/锁存/译码/驱动器,数字化测量课件,授课内容,综 述 典型产品分类 双BCD同步加法计数器 应用举例,综 述,计数器能对输入脉冲进行计数，完成计数、分频、数控、数据处理等功能 锁存器对数据进行锁存或选通 译码器则是进行码制变换，将一种数码转换成另一种数码 驱动器可驱动各种数字显示器,计数器,锁存器,译码器,驱动器,显示器 LED LCD,LED指示灯驱动原理,LED数码管驱动原理,LED数码管段码,共阴极数码管段码构成 a b c d e f g dp “0”：1 1 1 1 1 1 0 0 “1”：0 1 1 0 0 0 0 0,计数器典型产品分类,基本原理: 是计算输入信号中脉冲的数目。它用电路的不同状态来表示输入脉冲的个数，计数器所能计算的脉冲数目的最大值（即电路所能表示状态数目的最大值）称为模。 构成：计数器是由触发器和逻辑控制电路构成的时序电路， 分类：根据触发器的级联方式可分为同步计数器（速度快，工作频率高，电路复杂） 和异步计数器（速度低，工作频率低，电路简单）,计数器典型产品分类,异步计数器：计数脉冲只加到部分触发器的时钟脉冲输入端上，而其它触发器的触发信号则由电路内部提供，应翻转的触发器状态更新有先有后的计数器，称作异步计数器。 同步计数器：计数脉冲同时加到所有触发器的时钟信号输入端，使应翻转的触发器同时翻转的计数器，称作同步计数器。,同步,异步,计数器典型产品分类,按计数进制分 二进制计数器：按二进制数运算规律进行计数的电路称作二进制计数器。 十进制计数器：按十进制数运算规律进行计数的电路称作十进制计数器。 任意进制计数器：二进制计数器和十进制计数器之外的其它进制计数器统称为任意进制计数器。,二进制计数器是结构最简单的计数器，但应用很广。,计数器典型产品分类,按数字的增减分 加法计数器：随着计数脉冲的输入作递增计数的电路称作加法计数器。 减法计数器：随着计数脉冲的输入作递减计数的电路称作减法计数器。 加/减计数器：在加/减控制信号作用下，可递增计数，也可递减计数的电路，称作加/减计数器，又称可逆计数器。,(1)二进制计数器是 计数器的模N 等于 2n的计数器； (2)任意进制计数器是 计数器的模N 不等于 2n的计数器。,译码器典型产品分类,双BCD同步加法计数器,CD4518的引脚说明：,CD4518是常用的计数器电路，内部包含两个二-十进制同步加法计数器。,双BCD同步加法计数器,CD4518的内部框图：,双BCD同步加法计数器,CD4518的真值表：,双BCD同步加法计数器,CD4518的内部功能图：,Q1=1,Q4=0,Q1=1,Q2=1,Q1=1,Q3=1,Q2=1,Q4=1,T触发器,双BCD同步加法计数器,CD4518的工作原理：,Q1的翻转条件是有效的计数脉冲沿,双BCD同步加法计数器,CD4518的工作原理：,Q2的翻转条件是有效的计数脉冲沿 且Q1=1,双BCD同步加法计数器,CD4518的工作原理：,Q3的翻转条件是有效的计数脉冲沿 且Q1=1、Q2=1,双BCD同步加法计数器,CD4518的工作原理：,Q4的翻转条件是有效的计数脉冲沿 且Q1=1、Q2=1、Q3=1 有效的计数脉冲沿或Q4=1,CD4518的DC电气特性,CD4518的交流电气特性,传输延迟时间,上升，下降时间,输出转换时间,最小低、高脉冲宽度,输入电容,CD4518的应用,多级串行计数,CD4518的应用,指轮开关应接计数器的输出端。 隔离二极管VD4VD1的负极分别接Q4Q1端。 该电路可等效于一个四端与门。 仅当计数值与设定值相符时才能输出符合信号，最终完成译码功能。,与指轮开关组成译码电路,计数器产品,天津太阳精仪科技有限公司QJT9计时器,计数器产品,上海寅创工控系统科技有限公司的KCN-6SR-C计数器,可编程计数器,综 述 MC14522的工作原理 可编程分频器的电路设计,综 述,可编程计数器亦称可预置1/N计数器。 它具有两种功能： 第一、完成可编程减法运算； 第二、完成1/N计数或分频（相当于做除法）。,MC14522的工作原理,UDD：正电源输入引脚,USS： 电源参考地,R： 复位引脚 =1复位,CP：时钟脉冲输入端有效(/EN=0),PE： 预置允许端 =1置数,Q4Q1：BCD码输出端,D4D1：预置数输入端,OC：全零信号输出端 计数器=0且CF=1时，OC=1 其它时为0,MC14522的逻辑图,MC14522的功能表,异步 复位,减计数 禁止,减计数,MC14522的工作原理,MC14522逻辑控制关系如下： R端享有第一优先权，只要R1，不管其他输入端状态如何，计数器立即复位。 PE端享有第二优先权，只要R0且PE1，就完成置数功能。 仅当R0（不复位）、PE0（也不置数）时，CP端的时钟脉冲才起作用。,可编程分频器的电路设计,一级可编程分频器电路设计,无前级,置数电路的特点,指轮开关与计数器构成置数电路时有以下特点： （1）指轮开关应接计数器的置数端D4D1， 以便将设定值置入计数器中。 （2）置数端应接下拉电阻，以防止当D4D1 端悬空时输出电平不确定。 （3）Q4Q1端不需要接隔离二极管。 （4）该电路适用于频率合成器,两级可编程分频器电路,多级循环周期可编程分频器的设计,多级级联时应遵循以下原则： 高位计数器的OC端要接相邻低位计数器的CF端，最高位计数器的CF端接UDD； 全部计数器的PE端要接个位计数器的OC端； 输入信号从最低位计数器的CP端输入； 低位计数器的Q4输出端接相邻高位计数器的CP端； 最低位（注意，不是最高位！）计数器的OC端作为整个分频电路的输出端。,分频系数N的表达式为： 式中，N1、N2、N3Nn分别表示个、十、百位n位计数器的分频系数。,多级循环周期可编程分频器,多级循环周期可编程分频器,(百位),分频过程,（1）复位脉冲过后，计数器全零，个位OC1，又使PE1， 于是将N1、N2分别置入个位和十位计数器中。 （2）个位计数器开始做减法，每输入一个CP脉冲计数器就减1，从N1一直减到0。因N15，故需减5次。当个位计数器减成零时，由于十位OC0，使个位的CF0，因此个位OC端仍保持低电平。当第6个CP脉冲来到时，个位计数器从0直接变成9，Q4端产生正跳变，向十位计数器的CP端发出一个借位信号，从十位计数器借1，这里的1相当于个位的10；此时个位计数器已变成9，这可理解成个位刚借到的10在第6个CP脉冲来到时又被减去了1。因为N65，所以个位计数器需连续减56次，才能使十位计数器为0。其OC1，个位CF也变成1。然后再减9次，个位也为0，此时个位OC1。 （3）个位计数器的OC1，又使两个计数器的PE1，于是重新置入65，进入下一个减法周期。除刚开始时要复位一次，以后电路就能自动复位。,多级循环周期可编程分频器,最后再说明几点： 第一，上述电路能周而复始地循环工作，故称之为“循环周期”。这种电路可应用于频率合成器中； 第二，使用两片MC14522的分频系数范围是1N99；使用三片则为1N999，依次类推； 第三，若个位计数器的OC端不接两个PE端，而是改接个位的EN端，再给PE端加置数脉冲，则当个位OC1时，EN非1，禁止对CP脉冲计数，分频周期时就结束了，不能自动转入下一周期，这就变成了单周期可编程分频器。,课堂小结,典型产品分类 CD4518 CD4522的引脚说明 CD4518 CD4522的内部框图 CD4518 CD4522的工作原理 CD4518的直流及交流电气特性 CD4518 CD4522 的典型应用 课后作业：49页习题三的1、2题 32页习题二的3、5题,