(精选)第六节 脉冲计数和显示教学课件.pptVIP

* 第六节 脉冲计数和显示 在医学研究和应用领域，常常需要利用自动计算脉冲个数的装置。如在核医学中自动计算γ射线的脉冲数；临床检验中自动计算红细胞数；在很多医学仪器中需要计算时间，其实就是计算一个固定频率的振荡器发出的脉冲个数。这种装置就是计数器(counter)。 在逻辑电路中，逻辑值以电势的高和低来代表，分别对应于逻辑代数中的数码1和0。因此在数字电路中很自然都采用二进制，它只需要0和1两个数码。如十进制中的609.75在二进制中表示为： 1001100001.11=1×29+0×28+0×27+1×26+1×25+0×24+0×23+0×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2 由于人们已经习惯于十进制，在数字电路中也可以用二进制来表示十进制：每四位二进制数表示一个十进制的数码，并且放在十进制计数法的相应位置上，称为二-十进制。 如十进制数609.75在二-十进制中表示为： 每四位二进制数能够表示一个0~15的十进制数，下面为它们的对照表。 一切算术运算规律的基础是两个一位数加法运算规律，包括进位规律。在二进制中非常简单： 0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10 最后的算式即逢二进一。而在二-十进制中，加法运算的进位规律要复杂一些：在每组四个二进制数码内部按着二进制加法进位规律进位，但当加到1010时，需向前一组数进位，并同时将本组数码清为0000。 由于二进制和二-十进制都只使用0、1两个数码，这与逻辑代数相同，所以一切数学运算都可用能够进行逻辑代数运算的逻辑电路来完成，也正因如此才产生了电子计算机。 二. 二进制计数器 计数器是一种能够计算脉冲个数的逻辑电路，是数字电路中最常用的逻辑部件之一。计数器的种类很多，如按其计数制来分：有二进制计数器和十进制计数器等；按其计数的增减趋势分：有加法计数器、减法计数器和可逆计数器；按计数脉冲引入的方式来分：有异步计数器和同步计数器两种。 计数器的应用很广，可以说在每一种数字设备中，几乎都有计数器。计数器同时也可以作分频器，其功能是每输入n个脉冲就发出一个脉冲(n为任何自然数)。频率极低的振荡器不易制作，而且也不易整形成方波，使用分频器便可解决这一问题。如在心脏起搏器和其他一些医学仪器中，都会使用分频器从较高频率的振荡器中获得低频方波。 1. 异步二进制加法计数器 按照二进制的加法法则，在组成二进制加法计数器时，构成计数器的各触发器应满足：①每输入一个脉冲，触发器应翻转一次。②当低位触发器由1状态变为0状态时，应输出一个进位信号加到高位触发器的计数输入端。 由四个JK触发器构成的四位异步二进制计数器。 计数脉冲CP由最低位触发器F0的C0端输入，即C0=CP。各触发器的J、K端均悬空，相当于接高电平，即J=K=1。故每输入一个CP脉冲后，Q0就翻转一次，而各触发器之间均为低位的Q端与高位的C端相连，即C1=Q0,C2=Q1,C3=Q2，因此每当低位触发器由1态变为0态，就有一个进位信号使高位触发器翻转一次。 从表中可以看出，计数器四个输出端的组合Q3Q2Q1Q0恰好是表示15以内十进制输入脉冲数的四位二进制数。若要计算更多的脉冲数则需要计数器包含有更多的计数型触发器；如要计算0~63范围内的脉冲数则需要6个计数型触发器(设这种触发器个数为N，则能记录的脉冲数为2N)。 *