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1、6.5、常用時序邏輯功能器件本章介紹兩種主要的時序邏輯功能器件－－計數(shù)器、寄存器。計數(shù)器：累計脈沖個數(shù)，并可用于分頻、定時、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖信號等。寄存器：能存儲二進制數(shù)碼信息，實現(xiàn)數(shù)碼的寄存、移位、傳輸?shù)炔僮鳌?.5.1、計數(shù)器分類：按時鐘脈沖的輸入方式：同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。按進位體制：二進制計數(shù)器和非二進制計數(shù)器。按計數(shù)過程中數(shù)的增長趨勢：加計數(shù)、減計數(shù)和可逆計數(shù)。一、二進制計數(shù)器由n個觸發(fā)器可組成n位二進制計數(shù)器，計數(shù)模數(shù)為2n，計數(shù)范圍為0~2n-1。000Q2Q1Q0001010011100101110111狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：二進制計數(shù)器的狀態(tài)變遷：根據(jù)狀態(tài)變遷圖可知
2、：每來一個脈沖最低位的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；而最低位的狀態(tài)從1變?yōu)?，導(dǎo)致次低位的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)；同樣次低位的狀態(tài)從1變?yōu)?，導(dǎo)致次高位的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)；次高位的狀態(tài)從1變?yōu)?，導(dǎo)致最高位的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。1、二進制異步計數(shù)器（1）、二進制異步加計數(shù)器②、電路工作原理1D RC1FF0Q0Q01D RC1FF0Q1Q11D RC1FF0Q2Q2計數(shù)脈沖CP清零脈沖CR根據(jù)D觸發(fā)器的特性方程：Qn+1＝D（上升沿觸發(fā)）。①、電路結(jié)構(gòu)特征：每個觸發(fā)器都接成計數(shù)器的形式，低位的狀態(tài)變遷信號作為相鄰高位的觸發(fā)脈沖信號。由于D觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)，所以從Q端取狀態(tài)變遷信號。1D RC1FF0Q0Q01
3、D RC1FF1Q1Q11D RC1FF2Q2Q2計數(shù)脈沖CP清零脈沖CR根據(jù)電路圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖得時序圖：CPQ0Q1Q21td2td3td從時序圖可知：Q0、Q1、Q2的周期分別是計數(shù)脈沖周期的2倍、4倍、8倍。即Q0、Q1、Q2分別對CP脈沖進行二分頻，四分頻，八分頻。因此計數(shù)器也可以作分頻器。若脈沖信號的頻率一定，則周期一定（設(shè)為T秒），則計n個脈沖可達到定時nT秒目的。＊作節(jié)拍信號產(chǎn)生器：如每隔3個CP脈沖產(chǎn)生一個節(jié)拍脈沖信號。＊作定時器：＊作分頻器：問題：用J－K觸發(fā)器怎么構(gòu)成二進制異步計數(shù)器？（2）、二進制異步減計數(shù)器000Q2Q1Q01111101011
4、00011010001狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：1D RC1FF0Q0Q01D RC1FF1Q1Q11D RC1FF2Q2Q2計數(shù)脈沖CP清零脈沖CR小結(jié)＊n位異步二進制計數(shù)器由n個處于計數(shù)狀態(tài)的觸發(fā)器組成(對于D觸發(fā)器Di=Qi,對于J-K觸發(fā)器使J＝K＝1）。各觸發(fā)器的連接方式由觸發(fā)器的觸發(fā)信號類型及加、減計數(shù)方式?jīng)Q定。＊二進制異步計數(shù)器的高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必須在低位產(chǎn)生進位信號或借位信號之后才能實現(xiàn)。因此稱為串行計數(shù)器。其計數(shù)速度較低。2、二進制同步計數(shù)器電路結(jié)構(gòu)特點：各觸發(fā)器的CP脈沖端連接在一起。當(dāng)計數(shù)脈沖到來后，應(yīng)該翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)。這種計數(shù)器稱為并行計數(shù)器。（
5、1）、二進制同步加計數(shù)器a、電路結(jié)構(gòu)：b、電路工作原理：J0＝K0＝1J1＝K1＝Q0J2＝K2＝Q1Q0J3＝K3＝Q2Q1Q0000Q2Q1Q0001010011100101110111狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：110111+1111000&&RC1&&RC1&&RC1&&RC1CPCR‘1’FF0FF1FF2FF3Q0Q1Q2Q31K 1J1K 1J1K 1J1K 1Jc、時序圖1tdCPQ0Q1Q3Q4根據(jù)時序圖可知：每個觸發(fā)器的延時均為1td。因此同步計數(shù)器的工作速度比異步計數(shù)器的工作速度快。同理若使：J0＝K0＝1J1＝K1＝Q0J2＝K2＝Q1Q0J3＝K
6、3＝Q2Q1Q0則構(gòu)成同步減1計數(shù)器。（2）、二進制同步可逆計數(shù)器設(shè)置一個控制端X，當(dāng)X為0時作減計數(shù)器，當(dāng)X為1時作加計數(shù)器。J0＝K0＝1J1＝K1＝XQ0＋XQ0J2＝K2＝XQ1Q0＋XQ1Q0J3＝K3＝XQ2Q1Q0＋XQ2Q1Q0R1KC11JR1KC11JR1KC11JR1KC11J&≥1&≥1&≥1FF3FF2FF1FF01‘1’XCPCRQ3Q2Q1Q0二、非二進制計數(shù)器不是按二進制計數(shù)規(guī)則計數(shù)的計數(shù)器，最常用的是十進制計數(shù)器。下面從設(shè)計的角度介紹8421碼十進制同步加計數(shù)器：（1）、狀態(tài)圖、0000Q3Q2Q1Q0000100100011010001
7、0101100111十進制計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：10001001（2）、狀態(tài)表及驅(qū)動表計數(shù)脈沖CP的順序現(xiàn)態(tài)次態(tài)驅(qū)動信號D3D2D1D00000000010001100010010001020010001100113001101000100401000101010150101011001106011001110111701111000100081000100110019100100000000其它××××××××××××（3）、求驅(qū)動方程01010101××××00××D310011001××××10××D300000010×××
