第七章 常用MSI时序逻辑器件ppt课件.ppt

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1、第七章常见MSI时序逻辑电器件7.1计数器7.2数码寄存器与移位寄存器7.3器件应用计数器的功能：计数（用以统计输入脉冲CP的个数）、分频、定时等。7.1计数器计数器的分类：（2）按数字的增减趋势可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。（1）按计数进制可分为二进制计数器和非二进制计数器(例十进制计数器)（3）按计数器中触发器翻转是否与计数脉冲同步分为同步计数器和异步计数器。一、二进制计数器1．二进制异步计数器（1）二进制异步加法计数器（4位）工作原理：4个JK触发器都接成T’触发器。每当Q2由1变0，FF3向相反的状态翻转一次。每来一个CP的下降沿

2、时，FF0向相反的状态翻转一次；每当Q0由1变0，FF1向相反的状态翻转一次；每当Q1由1变0，FF2向相反的状态翻转一次；用“观察法”作出该电路的时序波形图和状态图。由时序图可以看出，Q0、Ql、Q2、Q3的周期分别是计数脉冲(CP)周期的2倍、4倍、8倍、16倍，因而计数器也可作为分频器。（2）二进制异步减法计数器用4个上升沿触发的D触发器组成的4位异步二进制减法计数器。工作原理：D触发器也都接成T’触发器。由于是上升沿触发，则应将低位触发器的Q端与相邻高位触发器的时钟脉冲输入端相连，即从Q端取借位信号。它也同样具有分频作用。二进制异步减法计数器

3、的时序波形图和状态图。在异步计数器中，高位触发器的状态翻转必须在相邻触发器产生进位信号（加计数）或借位信号（减计数）之后才能实现，所以工作速度较低。为了提高计数速度，可采用同步计数器。2．二进制同步计数器（1）二进制同步加法计数器由于该计数器的翻转规律性较强，只需用“观察法”就可设计出电路：因为是“同步”方式，所以将所有触发器的CP端连在一起，接计数脉冲。然后分析状态图，选择适当的JK信号。计数脉冲序号电路状态等效十进制数Q3Q2Q1Q0012345678910111213141516000000010010001101000101011001111

4、0001001101010111100110111101111000001234567891011121314150分析状态图可见：①FF0：每来一个CP，向相反的状态翻转一次。所以选：J0=K0=1②FF1：当Q0=1时，来一个CP，向相反的状态翻转一次。所以选：J1=K1=Q0③FF2：当Q0Q1=1时，来一个CP，向相反的状态翻转一次。所以选：J2=K2=Q0Q1④FF3：当Q0Q1Q2=1时，来一个CP，向相反的状态翻转一次。所以选：J3=K3=Q0Q1Q2（2）二进制同步减法计数器分析4位二进制同步减法计数器的状态表，很容易看出，只要将各触

5、发器的驱动方程改为：将加法计数器和减法计数器合并起来，并引入一加/减控制信号X便构成4位二进制同步可逆计数器，各触发器的驱动方程为：就构成了4位二进制同步减法计数器。（3）二进制同步可逆计数器①当控制信号X=1时，FF1～FF3中的各J、K端分别与低位各触发器的Q端相连，作加法计数。作出二进制同步可逆计数器的逻辑图：实现了可逆计数器的功能。②当控制信号X=0时，FF1～FF3中的各J、K端分别与低位各触发器的端相连，作减法计数。3．集成二进制计数器举例（1）4位二进制同步加法计数器74161QDR∧ETEP74161DRCO33QD21QL00QDC

6、PDD12①异步清零。74161具有以下功能：③计数。②同步并行预置数。RCO为进位输出端。④保持。01111RD清零×0111LD预置××××0××011EPET使能×↑××↑CP时钟××××d3d2d1d0××××××××××××D3D2D1D0预置数据输入0000d3d2d1d0保持保持计数Q3Q2Q1Q0输出工作模式异步清零同步置数数据保持数据保持加法计数74161的功能表（2）4位二进制同步可逆计数器741910111LD预置×100EN使能××01D/U加/减控制××↑↑CP时钟d3d2d1d0××××××××××××D3D2D1D0预置

7、数据输入d3d2d1d0保持计数计数Q3Q2Q1Q0输出工作模式异步置数数据保持加法计数减法计数74191的功能表二、非二进制计数器（N进制计数器又称模N计数器）①当N=2n时，就是前面讨论的n位二进制计数器；②当N≠2n时，为非二进制计数器。非二进制计数器中最常用的是十进制计数器。1．8421BCD码同步十进制加法计数器用前面介绍的同步时序逻辑电路分析方法对该电路进行分析。（1）写出驱动方程：然后将各驱动方程代入JK触发器的特性方程，得各触发器的次态方程:（2）转换成次态方程：先写出JK触发器的特性方程（3）作状态转换表。设初态为Q3Q2Q1Q0=

8、0000，代入次态方程进行计算，得状态转换表。现态次态Q3nQ2nQ1nQ0nQ3n+1Q2n+1Q1n+1