数字逻辑电路设计之计数器ppt课件.ppt

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1、1.掌握计数器的基本概念及分类;2.学会通过功能表了解计数器的逻辑功能；3.灵活运用中规模计数器模块分析设计任意模计数电路。本节的重点6.2常用时序逻辑电路：计数器一、计数器的概念用来计算输入脉冲数目的时序逻辑电路。它是用电路的不同状态来表示输入脉冲的个数。计数器计数器的模计数器所能计算的脉冲数目的最大值（即电路所能表示状态数目的最大值）电路作用：分频、定时、产生脉冲序列、数字运算等；二、计数器的分类按触发器的翻转次序，分为同步和异步计数器按进位制，分为模二、模十和任意模计数器按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器按集成度

2、，分为小规模与中规模集成计数器a根据脉冲引入方式：同步计数器异步计数器b根据数字增减：加法计数器减法计数器可逆计数器二进制计数器十进制计数器c按计数进制来分类：任意进制计数器可变进制计数器8421BCD计数器d按计数编码来分类：5421BCD计数器余3码计数器e按集成度来分类：小规模计数器：触发器和门电路中规模计数器：集成器件(一)同步计数器：是将计数脉冲同时引入到各级触发器，当CP计数脉冲触发时，各级触发器的状态同时发生转移。⑴同步二进制计数器。同步二进制加法计数器电路书上（193页图6—2—17）1JCI11KR1JC

3、I21KR＆1JCI31K＆R＆1JCI41K＆R＆ZQ1Q2Q3RDCP同步二进制加法计数器Q4分析：①驱动方程：J1=1，K1=1J2=K2=Q1nJ3=K3=Q2nQ1nJ4=K4=Q3nQ2nQ1n②因此，各级触发器的状态转移方程：Q1n+1=Q1nQ2n+1=Q1nQ2n+Q1nQ2nQ3n+1=Q2nQ1nQ3n+Q2nQ1nQ3nQ4n+1=Q3nQ2nQ1nQ4n+Q3nQ2nQ1nQ4n输出函数表达式Z=Q4nQ3nQ2nQ1n③根据②得到状态转移表n态n+1态序号Q4Q3Q2Q1Q4Q3Q2Q1Z000

4、000001010001001002001000110：：：：1411101111015111100001这种计数器又称为模16计数器，或4位二进制计数器。模8计数器，也称为3位二进制计数器……很明显，计数器从0000开始计数，它的不同状态可以表示已经输入的计数脉冲的数目，具有加法计数的功能。Z为计数器的进位输出信号，即计算到模16时才输出一个高电平。⑵同步二—十进制计数器人们对二进制不如对十进制熟悉，二进制也不便于译码显示输出，因此常用二进制电路完成十进制计数功能。电路如图1JCI11KR＆1JCI31K＆R＆1JCI4

5、1KR＆1JCI21KR＆ZQ1Q2Q3Q4RDCPQ4同步二—十进制加法计数器分析：①驱动方程：J1=K1=1J2=Q4nQ1n,K2=Q1nJ3=Q2nQ1n,K3=Q2nQ1nJ4=Q3nQ2nQ1n,K4=Q1n②状态转移方程：Q1n+1=Q1nQ2n+1=Q4nQ1nQ2n+Q1nQ2nQ3n+1=Q2nQ1nQ3n+Q2nQ1nQ3nQ4n+1=Q3nQ2nQ1nQ4n+Q1nQ4nZ=Q4nQ1n③状态转移表00001001100001110110000100100011010001011010110111

6、00111111101011状态转移图/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/1/1/1/1一共有16种（4位二进制）不同的代码组合，因此有16种不同的状态,其中6种状态是无效状态或偏离状态（即1010，1011，1100，1101，1110，1111）检查自启动特性后发现，若计数器受到某种干扰，错误地进入到偏离状态后，在经过一个或n个计数脉冲作用后，能自动转入到有效序列，具有自启动特性。（4）工作波形CPQ1Q2Q3Q4ZZ信号也可看成是CP信号的十分频,即10fz=fcp因此，模10计数器可以看作是十分频器。各种

7、模值m的计数器均可以看作为m分频器。比如模7模7计数器工作波形：Q1Q2Q3Z12345676.2.1采用小规模集成器件设计同步计数器。例1设计模6同步计数器。解：模6计数器要求有6个记忆状态，且逢6进1。假设令这6个状态为S0=000，S1=001，S2=011，S3=111，S4=110，S5=100。①列出状态转移表和原始状态转移图。n态n+1态Z（t）Q3Q2Q1Q3Q2Q1000001000101100111110111110011010001000001状态转移表S0S1S2S3S4S5原始状态转移图0×100

8、110Q3nQ2nQ1n001111001偏离态做任意项处理Q3n+1=Q2n0×001111Q3nQ2nQ1n001111001Q2n+1=Q1n1×001101Q3nQ2nQ1n001111001Q1n+1=Q3n②次态卡诺图0×01000×Q3nQ2nQ1n00111100