文档介绍：第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用 计数器 寄存器 移位寄存器型计数器第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用 计数器计数器是一种用途非常广泛的时序逻辑电路, 它不仅可以对时钟脉冲进行计数, 还可以用在定时、分频、信号产生等逻辑电路中。计数器的种类很多, 根据它们的不同特点, 可以将计数器分成不同的类型。典型的分类方法有如下几种: 第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用(1) 按计数器中触发器状态的更新是否同步可分为同步计数器和异步计数器。在同步计数器中, 所有要更新状态的触发器都是同时动作的; 在异步计数器中, 并非所有要更新状态的触发器都是同时动作的。(2) 按计数进制可分为二进制计数器、十进制计数器和 N进制计数器。按照二进制数规律对时钟脉冲进行计数的电路称为二进制计数器。在计数器中, 被用来计数的状态组合的个数称为计数器的计数长度, 或称为计数器的模。在二进制计数器中, 触发器的所有状态组合都被用来计数, 因此,n位二进制计数器的计数长度为 2 n。第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用按照十进制数规律对时钟脉冲进行计数的电路称为十进制计数器。在十进制计数器中, 只有十个状态组合被用来计数,十进制计数器的计数长度为 10。按照 N 进制数规律对时钟脉冲进行计数的电路称为 N 进制计数器。在 N 进制计数器中,有N 个状态组合被用来计数,N进制计数器的计数长度为 N。(3) 按计数过程中的增减规律可以分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。按照递增规律对时钟脉冲进行计数的电路, 称为加法计数器;按照递减规律对时钟脉冲进行计数的电路,称为减法计数器; 第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用 同步计数器 。图 5―1 所示电路是由四个下降沿动作的 JK 触发器构成的四位同步二进制加法计数器。第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用图5―1 四位同步二进制加法计数器 CP0 J0 K0 Q00Q CP1 J1 K1 Q11Q CP2 J2 K2 Q22Q CP & 1 & CP3 J3 K3 Q33Q & C 第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用由图可以写出电路的方程如下:时钟方程: CP 0 =CP 1 =CP 2 =CP 3 =CP 输出方程:驱动方程: n n n n 3 2 1 0 C Q Q Q Q ? 0 0 n 1 1 0 n n 2 2 1 0 n n n 3 3 2 1 0 J K 1 J K Q J K Q Q J K Q Q Q ? ?? ?? ?? ?第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用将驱动方程代入 JK 触发器的特性方程中,得到各个触发器的状态方程为 n n+1 n Q =JQ +KQ n n 1 00 n n n 1 n n n n 1 0 1 0 1 0 1 n n 1 n n n n n n n n 2 2 1 0 1 0 2 1 0 2 n n 1 n n n n n n n n n n n 3 3 2 1 0 2 1 0 3 2 1 0 3 Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q (Q Q ) Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q (Q Q Q ) Q ?????? ???? ???? ???第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用以上状态方程在各个触发器的时钟信号有效时成立。由图 5―1可以看到,各个触发器的时钟信号都连接在 CP 上, 而且四个触发器都是下降沿动作的, 这是一个同步电路, 因此,以上状态方程在 CP 的下降沿到来时同时成立。根据状态方程进行计算, 列出电路的状态转换表如表5―1所示。根据表 5―1,画出状态转换图如图 5―2所示。第5章常用时序逻辑电路及 MSI 时序电路模块的应用图5―2 图5―1所示四位同步二进制加法计数器的状态转换图 0000 0001 0010 0011 0100 0110 0111 1010 1011 1100 1101 1111 0101 1000 1001 1110 Q3 Q2 Q1 Q0 /C /0 /0 /0 /0 /0 /0