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1、1.构成分频器 5.45.4 中规模集成计数器及其应用中规模集成计数器及其应用 2.组成数字钟计数显示电路组成数字钟计数显示电路 5.4.3 5.4.3 计数器的应用实例计数器的应用实例 5.55.5 中规模时序逻辑电路的分析中规模时序逻辑电路的分析 5.5.15.5.1 MSI时序逻辑电路的分析步骤时序逻辑电路的分析步骤 5.5.25.5.2 分析举例分析举例 本章小结本章小结 结束结束结束结束放映放映放映放映3/2/20231复习复习实现同步N进制计数器的级联法?实现同步N进制计数器的脉冲反馈法?3/2/202325.4.3 5.4.3 计数器的应用实例计数器的应用实例 1.构成分频器 分
2、频器可用来降低信号的频率,是数字系统中常用的电路。分频器的输入信号频率fI与输出信号频率fO之比称为分频比N。N进制计数器可实现N分频器。程序分频器是指分频比N随输入置数的变化而改变的分频器。用集成计数器实现的程序分频器,在通信、雷达和自动控制系统中被广泛应用。具有并行置数功能的计数器都可以构成程序分频器。表5-14 74LS161的功能表 同步并同步并行置数行置数 CO=Q3 Q2 Q1 Q0 CTTCPCP上升上升沿有效沿有效 清零功能清零功能最优先最优先 3/2/20234图5-40 程序分频器(分频比N为1256)CC4516为可逆4位二进制计数器 接成减法计数器(U/D0)当高、低位
3、计数器均减为0时 001分频器的输出信号fO 改变预置数的值,可以改变分频比。当前置数值S7S6S5S4S3S2S1S0为为10000011,则该程序分频器的分频比N=?13281631 3/2/202352组成数字钟计数显示电路组成数字钟计数显示电路 通常数字钟需要一个精确的时钟信号,一般采用石英晶体振荡器产生,经分频后得到周期为1秒的脉冲信号CP。图5-41 数字钟“秒”计数、译码、显示电路 个位十进制十位六进制六十进制加法计数器 进位进位信号信号 BCD-七段显示译码器7448,输出为高电平有效。选共阴型数码管BS201。仿真仿真 3/2/202365.55.5 中规模时序逻辑电路的分析
4、中规模时序逻辑电路的分析 5.5.1 5.5.1 MSI时序逻辑电路的分析步骤时序逻辑电路的分析步骤 可以采用与分析MSI组合逻辑电路类似的划分功能块方法。划分的功能块既有组合逻辑电路功能块,又有时序逻辑电路功能块。如有必要,在对整个电路进行整体功能分析时,可以画出电路的工作波形。图5-42 分析MSI时序逻辑电路的流程图 逻辑电路图划分功能块分析各块功能分析整体功能3/2/20237(1)将电路按功能划分成)将电路按功能划分成3个功能块个功能块 5.5.2 5.5.2 分析举例分析举例 例5-2 分析图5-43所示电路的逻辑功能。设输出逻辑变量R、Y、G分别为红、黄和绿灯的控制信号,时钟脉冲
5、CP的周期为10 S。计数器计数器 译码器译码器 门电路门电路(2)分析各功能块电路的逻辑功能)分析各功能块电路的逻辑功能 8进制计数器进制计数器 反码输出的数据分配电路反码输出的数据分配电路 输出译码电路输出译码电路 3/2/20238图5-44 例5-2电路的工作波形(3)分析总体逻辑功能)分析总体逻辑功能,画出电路的工作波形。画出电路的工作波形。在CP作用下,计数器循环计数,输出信号R持续30S,Y持续10S,G持续30 S,Y持续10S,周而复始。总体电路逻辑功能为交通灯控制电路。该电路只是原理性的,与实用的电路有较大差距。实际的交通灯,黄灯(Y)通常只亮12秒,而红灯(R)和绿灯(G
6、)通常要亮60秒左右,故其控制电路要复杂一些。读者可自行设计实际的交通灯控制电路。3/2/20239例5-3 分析图5-45所示电路的逻辑功能。(1)将电路按功能划分成)将电路按功能划分成3个功能块个功能块 分析各功能块电路的逻辑功能分析各功能块电路的逻辑功能 4位二进制数位二进制数值比较器值比较器 门级组门级组合电路合电路 双时钟输入双时钟输入4位二进制可逆位二进制可逆计数器计数器 电路I:把输入的二进制数DA与标准值DB比较 电路:时钟输入控制电路。若YAB=0,CPCPU,加法计数;若YADB,计数器加1;若DADB,计数器做加法,从0001计到0111状态,则计数器输出Q3 Q2Q1Q
7、0为0111;反之,若一直有DADB,计数器做减法,从1111计到1001状态,则计数器输出为1001(1001状态是7的补码)。7个脉冲过后,CR信号使计数器清0,准备下一次比较。在7个脉冲的作用期间,计数器输出的正常值应在一一77之间变化。例如,需要在一段时间内多次测量恒温室的温度误差是否在规定的范围内。3/2/202312本章小结本章小结 时序电路任何时刻的输出不仅与当时的输入信号有关,而且还和电路原来的状态有关。从电路的组成上来看,时序逻辑电路一定含有存储电路(触发器)。时序逻辑电路的功能可以用状态方程、状态转换表、状态转换图或时序图来描述。数码寄存器是用触发器的两个稳定状态来存储0、
8、1数据,一般具有清0、存数、输出等功能。移位寄存器除具有数码寄存器的功能外,还有移位功能。由于移位寄存器中的触发器一定不能存在空翻现象,所以只能用主从结构的或边沿触发的触发器组成。移位寄存器还可实现数据的串行-并行转换、数据处理等。3/2/202313 对各种集成寄存器和计数器,应重点掌握它们的逻辑功能,对于内部电路的分析,则放在次要位置。现在已生产出的集成时序逻辑电路品种很多,可实现的逻辑功能也较强,应在熟悉其功能的基础上加以充分利用。计数器是一种非常典型、应用很广的时序电路,不仅能统计输入时钟脉冲的个数,还能用于分频、定时、产生节拍脉冲等。计数器的类型很多,按计数器时钟脉冲引入方式和触发器翻转时序的异同,可分为同步计数器和异步计数器;按计数体制的异同,可分为二进制计数器、二十进制计数器和任意进制计数器;按计数器中数字的变化规律的异同,可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。3/2/202314作业题作业题5-123/2/202315