数字电路技术基础5.ppt

4、计数器容量的扩展 异步计数器一般没有专门的进位信号输出端，通常可以用本级的高位输出信号驱动下一级计数器计数，即采用串行进位方式来扩展容量。 100进制计数器 60进制计数器 64进制计数器 同步计数器有进位或借位输出端，可以选择合适的进位或借位输出信号来驱动下一级计数器计数。同步计数器级联的方式有两种，一种级间采用串行进位方式，即异步方式，这种方式是将低位计数器的进位输出直接作为高位计数器的时钟脉冲，异步方式的速度较慢。另一种级间采用并行进位方式，即同步方式，这种方式一般是把各计数器的CP端连在一起接统一的时钟脉冲，而低位计数器的进位输出送高位计数器的计数控制端。 12位二进制计数器（慢速计数方式） 12位二进制计数器（快速计数方式） 在此种接线方式中，只要片1的各位输出都为1，一旦片0的各位输出都为1，片2立即可以接收进位信号进行计数，不会像基本接法中那样，需要经历片1的传输延迟，所以工作速度较高。这种接线方式的工作速度与计数器的位数无关。 本节小结： 　　计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除用于计数、分频外，还广泛用于数字测量、运算和控制，从小型数字仪表，到大型数字电子计算机，几乎无所不在，是任何现代数字系统中不可缺少的组成部分。 　　计数器可利用触发器和门电路构成。但在实际工作中，主要是利用集成计数器来构成。在用集成计数器构成N进制计数器时，需要利用清零端或置数控制端，让电路跳过某些状态来获得N进制计数器。 5.3 时序逻辑电路的分析与设计方法 5.3.1 时序逻辑电路概述 退出 5.3.2 时序逻辑电路的分析方法 5.3.3 时序逻辑电路的设计方法 5.3.1 时序逻辑电路概述 1、时序电路的特点 时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。 2、时序电路逻辑功能的表示方法 时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态图、时序图和逻辑图6种方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。 逻辑表达式有： 输出方程 状态方程 激励方程 双4位集成二进制同步加法计数器CC4520 ①CR=1时，异步清零。 ②CR=0、EN=1时，在CP脉冲上升沿作用下进行加法计数。 ③CR=0、CP=0时，在EN脉冲下降沿作用下进行加法计数。 ④CR=0、EN=0或CR=0、CP=1时，计数器状态保持不变。 4位集成二进制同步可逆计数器74LS191 U/D是加减计数控制端；CT是使能端；LD是异步置数控制端；D0～D3是并行数据输入端；Q0～Q3是计数器状态输出端；CO/BO是进位借位信号输出端；RC是多个芯片级联时级间串行计数使能端，CT＝0，CO/BO＝1时，RC＝CP，由RC端产生的输出进位脉冲的波形与输入计数脉冲的波形相同。 4位集成二进制同步可逆计数器74LS193 CR是异步清零端，高电平有效；LD是异步置数端，低电平有效；CPU是加法计数脉冲输入端；CPD是减法计数脉冲输入端； D0～D3是并行数据输入端；Q0～Q3是计数器状态输出端； CO是进位脉冲输出端；BO是借位脉冲输出端；多个74LS193级联时，只要把低位的CO端、BO端分别与高位的CPU、CPD连接起来，各个芯片的CR端连接在一起，LD端连接在一起，就可以了。 2、二进制异步计数器 3位二进制异步加法计数器 状态图 选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。 输出方程： 时钟方程： 时序图 FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次， FF1在Q0由1变0时翻转， FF2在Q1由1变0时翻转。 3个JK触发器都是在需要翻转时就有下降沿，不需要翻转时没有下降沿，所以3个触发器都应接成T＇型。 驱动方程： 电路图 3位二进制异步减法计数器 状态图 选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。 输出方程： 时钟方程： 时序图 FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次， FF1在Q0由0变1时翻转， FF2在Q1由0变1时翻转。 3个JK触发器都是在需要翻转时就有下降沿，不需要翻转时没有下降沿，所以3个触发器都应接成T＇型。 驱动方程： 电路图 二进制异步计数器级间连接规律 4位集成二进制异步加法计数器74LS197 ①CR=0时异步清零。 ②CR=1、CT/LD=0时异步置数。 ③CR=CT/LD=1时，异步加法计数。若将输入时钟脉冲CP加在CP0端、把Q0与CP1连接起来，则构成4位二进制即16进制异步加法计数器。若将CP加在CP1端，则构成3位二进制即8进制计数器，FF0不工作。如果只将CP加在CP0端，CP1接0或1，则形成1位二进制即二进制计数器。 选用4个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2 、FF3表示。 5.2.2