当前位置: www.5614.com > www.947966.com >

则进位信号主Q端引出

更新时间:2019-11-06点击次数:

  范文典范 进修参考 精品材料拾掇 计数器的道理 计数器是数字电中普遍利用的逻辑部件,是时序逻辑电中最主要的逻辑部件之一。计数器除用于对输入脉冲的个数进行计数外,还能够用于分频、按时、发生节奏脉冲等。计数器按计数脉冲的感化体例分类,有同步计数器和异步计数器;按功能分类,有加法计数器、减法计数器和既具有加法又有减法的可逆计数器;按计数进制的分歧,又可分为二进制计数器、十进制计数器和肆意进制计数器。 一、计数器的工做道理 1、二进制计数器 (1)异步二进制加法计数器 图1所示为用JK触发器构成的4位异步二进制加法计数器逻辑图。图中4个触发器F0~F3均处于计数工做形态。计数脉冲从最低位触发器F0的CP端输入,每输入一个计数脉冲,F0的形态改变一次。低位触发器的Q端取高位触发器的CP端相连。每当低位触发器的形态由1变0时,即输出一负跳变脉冲时,高位触发器翻转。各触发器置0端RD并联,做为清0端,清0后,使触发器初态为0000。当第一个计数脉冲输入后,脉冲后沿使F0的Q0由0变1,F1、F2、F3均连结0态,计数器的形态为0001;当 图1 4位异步二进制加法计数器 第二个计数脉冲输入后,Q0由1变为0,但Q0的这个负跳变加至F1的CP端,使Q1由0变为1,而此时F3、F2仍连结0形态,计数器的形态为0010。依此类推,对于F0来说,每来一个计数脉冲后沿,Q0的形态就改变,而对于F1、F2、F3来说,则要看前一位输出端Q能否从1跳到0,即后沿到来时,其输出端的形态才改变,不然Q1、Q2、Q3端的形态同前一个形态一样。如许正在第15个计数脉冲输入后,计数器的形态为1111,第16个计数脉冲输入,计数器恢复为0000。 由上述阐发可知,一个4位二进制加法计数器有24=16种形态,每颠末十六个计数脉冲,计数器的形态就轮回一次。凡是把计数器的形态数称之为计数器的进制数(或称计数器的模),因而,4位二进制计数器也可称之为1位十六进制(模16)计数器。表1所示为4位二进制加法计数器的形态表。计数脉冲和各触发器输出端的波形如图2所示。 图2曲不雅地反映出最低位触发器Q0正在CP脉冲后沿触发,而各高位触发器又是正在相邻低位触发器输出波形的后沿触发。从图中还能够看出每颠末一级触发器,脉冲波形的周期就添加1倍,即频次降低一半,则从Q0引出的脉冲对计数脉冲为两(21)分频,从Q1引出的脉冲对计数脉冲为四(22)分频 ,依此类推,从n位触发器输出端Qn引出的脉冲对计数脉冲为2n分频,因而,计数器能够用于分频电。 对异步二进制加法计数器的特点归纳如下: 1)计数器由若干个计数型触发器所构成,各触发器之间的毗连体例取决于触发器的类型。如由脉冲下降沿触发的触发器构成,则进位信号从Q端引出,如用脉冲上升沿触发的触发器形成计数器,则进位信号从端引出。 2)n个触发器具有2n个形态,其计数容量(即能记住的最大二进制数)为2n-1。 表1 4位异步二进制加法计数器形态表 计数脉冲数四位触发器形态对应的十进制数Q3 Q2 Q1 Q00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 160 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3)图1所示的二进制计数器的CP脉冲只加到最低位触发器,其他列位触发器则由相邻低位触发器的进位脉冲来触发,因而其形态的变换有先有后,是异步的,其计数的速度难以提高。 图2 4位二进制加法计数器工做波形 (2)同步二进制加法计数器 同步二进制计数器是用计数脉冲同时去触发计数器中各触发器的CP端,使各触发器的形态变换取计数脉冲同步,不存正在各触发器之间的进位传输延迟,因此计数速度高。 同步二进制加法计数器取异步二进制加法计数器的形态表和工做波形都不异。若是计数器是由脉冲下降沿触发的四个JK触发器构成,按照表1可得出列位触发器的J、K端的逻辑关系式。 1)第一位触发器F0,每来一个计数脉冲就翻转一次,故J0=K0=1; 2)第二位触发器F1,正在Q0=1时,再来一个计数脉冲才翻转,故J1=K1=Q0; 3)第三位触发器F2,正在Q1=Q0=1时,再来一个计数脉冲才翻转,故J2=K2=Q1Q0; 4)第四位触发器F3,正在Q2=Q1=Q0=1时,再来一个计数脉冲才翻转,故J3=K3= Q2Q1Q0。 由上述逻辑关系式可得出图3所示的4位同步二进制加法计数器的逻辑图。现阐发其工做道理:设触发器初态为0000。正在第一个计数脉冲后沿达到时,F0翻转为1态,因为此时F1~F3的J、K端均为0,故不翻转,计数器输出为0001;正在第二个计数脉冲到来前,因为F1的J1=K1=Q0=1,故正在第二个计数脉冲后沿达到时,F0由1翻转为0,F1由0翻转为1,而此时F2、F3的J、K均为0,不翻转,计数器输出为0010;依此类推,当第十五个计数脉冲后沿达到后,计数器输出为1111。而第十六个计数脉冲到来,因为各触发器J、K端均为1,全数翻转为0,故触发器前往初态0000。 图3 4位同步二进制加法计数器 (3)同步二进制可逆计数器组件简介 同时兼有加法和减法两种计数功能的计数器称为可逆计数器。 中规模集成计数器74LS193是同步4位二进制可逆计数器,它同时具有预置数码、加减可逆计数的同步计数功能以及异步断根功能。图4所示是它的外形及外引线外形及外引线。当断根端(CR)为高电日常平凡,不管计数脉冲(CPD、CPU)形态若何,所有计数输出(QA~QD)均为低电平。当置入节制()为低电日常平凡,QA~QD将随数据输入(D0~D3)一路变化,而取CPD和CPU无关,即它的预置功能也是异步的。该器件的计数是同步的。当一个计数时钟连结高电日常平凡,另一个计数时钟的上升沿能使QA~QD同时变化。此中,CPU为加计数时钟输入端,CPD为减计数时钟输入端。当计数上溢(为9),而且CPD为低电日常平凡,加计数进位输出()发生一个低电平脉冲;当计数下溢(为0),而且CPU为低电日常平凡,减计数借位输出()发生一个低电平脉冲。 表2 74LS193功能表 输 入输 出CR CPU CPD A B C DQA QB QC QD 1 × × × × × × × 0 0 × × d0 d1 d2 d3 0 1 1 × × × × 0 1 1 × × × × 0 0 0 0 d0 d1 d2 d3 加计数 减计数 2、十进制计数器 十进制计数器也称为二-十进制计数器,它是用4位二进制数来暗示十进制数的每一位数。如前所述,一个4位二进制数共有十六种形态,若用来暗示十进制的10个形态,需去掉6种形态,其方案良多,这个问题就是二-十进制编码,简称BCD码。最常用的8421码十进制计数器,它是取4位二进制数前面的0000~1001来暗示十进制的0~9这10个数码,而去掉后面的1010~1111 6个数。 图5所示为由4 个JK触发器构成1位异步十进制加法计数器逻辑图,计数脉冲从最低位触发器的时钟端插手,4个触发器的置0端并联毗连。 图5 8421BCD码异步十进制加法计数器 工做道理:图中3个触发器F0~F2的各J、K规矩在触发器F3翻转(即Q3=1,=0)之前均为1,处于计数工做形态,因而正在第1~7个计数脉冲感化期间,触发器的翻转环境取上述图1所示的异步二进制加法计数器不异,第7个计数脉冲感化后,F3~F0的形态为0111。第8个计数脉冲输入后,F0、F1、F2接踵由1态变为0态,因为Q0同时加到了F3的时钟端,而触发前F3的两个J端均为1,使F3由0态变为1态,即4个觖发器的形态变为1000,此时,Q3=1,=0,因取J1端相连,下一个由F0来的负脉冲触发F1使其翻转。第9个计数脉冲感化后,F0翻转,Q0=1,计数形态为1001。当第10个计数脉冲到来后,F0翻转,Q0又由1变为0,但Q0这个负跳变不克不及使F1翻转,却能间接去触发F3,因为此时F3的两个J端均为0,而K=1,使Q3由1变0,于是使4个触发器跳过1010~1111 6个形态而回复复兴到初始形态0000,向高位触发器送出十进制进位信号,从而完成8421BCD编码十进制计数过程。 十进制加法计数器的波形如图6所示。 图6 异步十进制加法计数器时序图 二、计数器使用实例——用异步计数器74LS290实现二-五-十分频 用计数器构成分频器是计数器的根基使用之一。 74LS290是一种比力常用的TTL电异步计数器,图7所示为其简化道理图。其外形及外引线含有两个的下降沿触发计数器,断根端和置9端两 触发器共用。若以CPA为计数输入,QA为输出,即获得模二计数器(二分频器);若以 图7 74LS290简化道理图 CPB为计数输入,QD为输出,即获得模五计数器(五分频器);模五计数器的输出端由高位到低位顺次为QD、QC和QA。74LS290也能够接成模十计数器(十分频器),其接法有两种:一种是将QA取CPB毗连,CPA为计数输入,输出端挨次为QDQCQBQA时,施行8421BCD编码;另一种是QD和CPA毗连,,CPB为计数输入,输出凹凸位挨次为QAQDQCQB时,执 图8 74LS290外形及外引线BCD码。74LS290当S9(1)·S9(2)=1时,则输出为1001,完成置9功能;当R0(1)·R0(2)=1时,输出为0000,完成置0功能;当S9(1)·S9(2)=0,且R0(1)·R0(2)=0时,施行计数操做。表4所示为74LS290的功能表。 表3 两种常用BCD码 码型 十进制数8421码5421码0 1 2 3 4 5 6 7 8 90000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 10010000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100权84215421 表4 74LS290功能表 CPR0(1)R0(2)S9(1)S9(2)功 能×110×置0×11×0置0×××11置90×0×计数0××0计数×00×计数×0×0计数 图9所示为用一片中规模集成异步计数器74LS290通过分歧的电连线,可构成对输入脉冲进行二分频、五分频和十分频的分频电图。对照74LS290功能表可知,图入彀数器处于计数工做形态,计数脉冲由相关时钟端输入,正在响应的输出端可获得二、五、十分频信号。此中十分频器的8421BCD码计数器和5421BCD码计数器两种毗连体例中,十分频信号别离从QD和QA端输出。 图9 74LS290构成的分频器尝试电 (a)二分频器 (b)五分频器 (c)十分频器(8421BCD计数器) (d) 十分频器(5421BCD计数器)

  1.本坐不应用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而间接下载发生的问题本坐不予受理。

  请盲目恪守互联网相关的政策律例,严禁发布、豪利777手机版网站,、的言论。用户名:验证码:匿名?颁发评论