数字电路与系统设计第六章4课件

*,第六章 时序逻辑电路,*,章目录,6.5 计数器,1.计数器的概念,4.分类,一、二进制计数器,2.,3.基本结构,1.,同步计数器（由SSI构成）,(2),减法计数器,(1),加法计数器,11/11/2024,1,第六章 时序逻辑电路,整 体 概 述,THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW,PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT,第一部分,2.,异步计数器（由SSI构成）,(1),加法计数器,(1)74 LS161,(2)74 LS163,(2),减法计数器,3.,MSI二进制计数器,二、十进制计数器,1.,74LS90,2.,74LS160,作业,11/11/2024,3,第六章 时序逻辑电路,6.5 计数器,1.计数器的概念,2.,应用(如,频率计,),3.基本结构,(1)按模值,4.分类,二进制计数器,十进制计数器,任意进制计数器,显示,设备,计数,器,&,C,u,I,u,O,u,I,u,O,C,1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,20,节目录,11/11/2024,4,第六章 时序逻辑电路,n个触发器,组合电路,CP,计数脉冲,进位输出,Q,1,Q,2,Q,n,Z,图6.5.1 计数器的基本结构框图,节目录,11/11/2024,5,第六章 时序逻辑电路,(3)按逻辑功能,(2)按存储器的状态变,化是否同时进行,同步计数器,异步计数器,加法计数器,可逆计数器,减法计数器,节目录,11/11/2024,6,第六章 时序逻辑电路,(1),加法计数器,基本结构,一、二进制计数器,1.,同步计数器（由SSI构成）,b.TFF形式,a.CP,1,=CP,2,=CP,n,=CP,模值M=2,n,，,计数范围：02,n,-1,c.,T,1,=1，,d.,电路实例,节目录,11/11/2024,7,第六章 时序逻辑电路,例1 分析,图6.5.2,所示电路的逻辑功能。,分析电路结构,写出三组方程,a.,各触发器的激励方程,J,3,=K,3,=,Q,1,n,Q,2,n,J,2,=K,2,=,Q,1,n,J,1,=K,1,=1,节目录,11/11/2024,8,第六章 时序逻辑电路,CP,=,Q,1,n+1,Q,1,n,Z=,Q,2,n,Q,1,n,Q,3,n,b.,各触发器的次态方程,c.,电路的输出方程,CP,=,Q,3,n+1,Q,2,n,Q,1,n,Q,3,n,Q,2,n,Q,1,n,Q,3,n,CP,=,Q,2,n+1,Q,2,n,Q,1,n,Q,2,n,Q,1,n,节目录,11/11/2024,9,第六章 时序逻辑电路,作状态,转移表,、,状态转移图,或,波形图,电路的逻辑功能描述,该电路是一个同步模8加法计数器电路（或3位二进制同步加法计数器）。,节目录,11/11/2024,10,第六章 时序逻辑电路,(2),减法计数器,基本结构,b.TFF形式,a.CP,1,=CP,2,=CP,n,=CP,c.,T,1,=1，,d.,节目录,11/11/2024,11,第六章 时序逻辑电路,2.,异步计数器（由SSI构成）,(1),加法计数器,基本结构,a.TFF形式,c.,Q,i-1,下降沿触发,b.CP,1,=CP，,CP,i,=,Q,i-1,上升沿触发,(i=2,3,n),电路实例,节目录,11/11/2024,12,第六章 时序逻辑电路,例2 用DFF构成的3位二进制异步加法计数器电路，如图6.5.5所示。,图6.5.5 用DFF构成的3位二进制异步加法计数器,节目录,11/11/2024,13,第六章 时序逻辑电路,(2),减法计数器,基本结构,a.TFF形式,Q,i-1,下降沿触发,b.CP,1,=CP，,CP,i,=,Q,i-1,上升沿触发,(i=2,3,n),c.,节目录,11/11/2024,14,第六章 时序逻辑电路,(1)74 LS161,逻辑电路,3.,MSI二进制计数器,图6.5.6 74161 逻辑符号,L,D,：同步置数控制端,(c)简化符号,P、T：工作模式控制端,CR：异步清0控制端,节目录,11/11/2024,15,第六章 时序逻辑电路,功能表,表6.5.2 74161 的功能表,=0,0,1,1,保持,1,0,1,1,计数,0000 1111,1,1,1,1,同步并入,d,0,d,1,d,2,d,3,d,0,d,1,d,2,d,3,0,1,异步清除,0,0,0,0,0,功能,D,0,D,1,D,2,D,3,CP,T(S,2,),P(S,1,),L,D,CR,Q,3,n,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,Q,CC,n,Q,3,n,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,Q,CC,n,Q,3,n+1,Q,2,n+1,Q,1,n+1,Q,0,n+1,Q,CC,=Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,T,节目录,11/11/2024,16,第六章 时序逻辑电路,74 LS163,同步清0；,74 LS161,异步清0,(2)74 LS163,74163 简化符号,节目录,11/11/2024,17,第六章 时序逻辑电路,二、十进制计数器,1.,74LS90,(1)逻辑电路及状态转移表,节目录,11/11/2024,18,第六章 时序逻辑电路,(2)逻辑框图,图6.5.7 7490 (b)框图,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,R,01,R,02,S,91,S,92,CP,0,CP,1,M,5,M,2,节目录,11/11/2024,19,第六章 时序逻辑电路,(3)构成模10计数器的方案,8421BCD,:CP,0,=CP,CP,1,=Q,0,5421BCD,:CP,0,=Q,3,CP,1,=CP,节目录,11/11/2024,20,第六章 时序逻辑电路,(4)功能表,表6.5.7 7490功能表,输 入,输 出,功 能,CP,0,CP,1,R,01,R,02,S,91,S,92,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,1,0,0,0,0,0,异步置“0”,1,1,0,0,1,异步置“9”,CP,Q,0,0,0,0000 1001,8421 BCD计数,Q,3,CP,0,0,Q,0,Q,3,Q,2,Q,1,0000 1100,5421 BCD计数,节目录,11/11/2024,21,第六章 时序逻辑电路,2.,74LS160,74LS160 模10，,Q,CC,=Q,3,Q,0,T，,Q,CC,=Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,T,74LS161 模16，,节目录,11/11/2024,22,第六章 时序逻辑电路,图6.5.11 74160的逻辑符号,节目录,11/11/2024,23,第六章 时序逻辑电路,表6.5.8 74160的功能表,保持 Q,CC,=0,0,1,1,保持 Q,CC,1,0,1,1,8421BCD计数,0 0 0 0 1 0 0 1,1,1,1,1,同步并入,d,0,d,1,d,2,d,3,0,1,异步清0,0,0,0,0,1,0,功 能,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CP,T,P,L,D,CR,Q,n,Q,0,Q,1,n,Q,2,n,Q,3,n,n+1,n+1,n+1,n+1,n,Q,n,Q,0,Q,1,n,Q,2,n,Q,3,n,节目录,11/11/2024,24,第六章 时序逻辑电路,作业题,6.12(1),6.17,11/11/2024,25,第六章 时序逻辑电路,图6.5.2 用JKFF构成的3位二进制同步加法计数器,11/11/2024,26,第六章 时序逻辑电路,表6.5.1 图6.5.2电路的状态转移表,CP的个数,S(t),Z=Q,3,Q,2,Q,1,Q,3,Q,2,Q,1,0,0,0,0,0,1,0,0,1,0,2,0,1,0,0,3,0,1,1,0,4,1,0,0,0,5,1,0,1,0,6,1,1,0,0,7,1,1,1,1,11/11/2024,27,第六章 时序逻辑电路,图6.5.3 图6.5.2电路的状态转移图,Q,3,Q,2,Q,1,010,/0,/0,/0,/1,/0,/0,X/Z,有效循环,000,001,011,100,101,110,111,/0,/0,/0,11/11/2024,28,第六章 时序逻辑电路,图6.5.4 图6.5.2电路的工作波形图,CP,Q,1,Q,2,Q,3,Z,1,2,3,4,5,6,7,8,0,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,2分频,4分频,8分频,逢八进一,11/11/2024,29,第六章 时序逻辑电路,Q,3,Q,2,Q,1,0 0 0,0 0,1,0 1 0,0,1 1,1 0 0,Q,3,Q,2,Q,1,1 1 1,1 1,0,1 0 1,1,0 0,0 1 1,同步加法计数器状态转移表,同步减法计数器状态转移表,11/11/2024,30,第六章 时序逻辑电路,Q,3,Q,2,Q,1,0 0 0,0 0,1,0 1 0,0,1 1,1 0 0,异步加法计数器状态转移表,11/11/2024,31,第六章 时序逻辑电路,Q,3,Q,2,Q,1,1 1 1,1 1,0,1 0 1,1,0 0,0 1 1,异步减法计数器状态转移表,11/11/2024,32,第六章 时序逻辑电路,图6.5.7 7490 (a)逻辑电路,11/11/2024,33,第六章 时序逻辑电路,图6.5.7 7490 (d)简化符号,11/11/2024,34,第六章 时序逻辑电路,表6.5.3 FF,0,的状态转移表,CP,0,的个数,Q,0,0,0,1,1,2,0,11/11/2024,35,第六章 时序逻辑电路,表6.5.4 7490 Q,3,Q,2,Q,1,的状态转移表,CP,1,的个数,Q,3,Q,2,Q,1,0,0,0,0,1,0,0,1,2,0,1,0,3,0,1,1,4,1,0,0,5,0,0,0,11/11/2024,36,第六章 时序逻辑电路,图6.5.8 7490用作8421BCD计数器时的接法,Q,0,R,01,R,02,S,91,S,92,Q,1,Q,3,Q,2,CP,1,M,5,CP,0,M,2,Q,1,Q,3,Q,2,Q,0,CP,11/11/2024,37,第六章 时序逻辑电路,图6.5.8 7490用作8421BCD计数器时的接法,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,R,01,R,02,S,91,S,92,8,4,2,1,CP,0,7490,CP,1,CP,11/11/2024,38,第六章 时序逻辑电路,表6.5.5 7490作8421BCD计数时的状态转移表,0,0,0,0,1,10,1,0,0,1,9,0,0,0,1,1,8,1,1,1,0,7,0,1,1,0,1,6,1,0,1,0,5,0,0,1,0,1,4,1,1,0,0,3,0,1,0,0,1,2,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,Q,0,CP个数,11/11/2024,39,第六章 时序逻辑电路,图6.5.9 7490用作5421BCD计数器时的接法,Q,0,R,01,R,02,S,91,S,92,CP,0,M,2,Q,0,CP,Q,1,Q,3,Q,2,CP,1,M,5,Q,1,Q,3,Q,2,11/11/2024,40,第六章 时序逻辑电路,Q|A,您的问题是？,善于提问,勤于思考,问答环节,结束语,CONCLUSION,感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边，来自于您的声音是对我们最大的鼓励和帮助，大家在填写评估表的同时，也预祝各位步步高升，真心期待着再次相会！,最后、感谢您的到来,讲师：,XXXX,时间：,202X.XX.XX,