计数器的应用

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,9/29/2024,1,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？,9/29/2024,2,一、,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,f,I,与输出信号频率,f,O,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。,表,5-14 74LS161,的功能表,同步并行置数,C,O,=,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,CT,T,CP,上升沿有效,清零功能最优先,9/29/2024,4,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,9/29/2024,5,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,逻辑电路图,划分功能块,分析各块功能,分析整体功能,9/29/2024,6,（,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,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,返回,9/29/2024,7,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,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。,9/29/2024,8,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,D,A,与标准值,D,B,比较,电路,：时钟输入控制电路。,若,Y,AB,=0,，,CPCP,U,，加法计数；,若,Y,AD,B,，计数器加,1,；,若,D,A,D,B,，计数器做加法，从,0001,计到,0111,状态，则计数器输出,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,为,0111,；,反之，若一直有,D,A,D,B,，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。,9/29/2024,11,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,9/29/2024,12,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；按计数体制的异同，可分为二进制计数器、二,十进制计数器和任意进制计数器；按计数器中数字的变化规律的异同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。,9/29/2024,13,