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1、第53章 时序逻辑电路第1页，本讲稿共62页反馈反馈13.1 13.1 基本基本基本基本RSRS触发器触发器触发器触发器&2&1基本基本基本基本RSRS触发器电路图触发器电路图触发器电路图触发器电路图称触发器为称触发器为称触发器为称触发器为0 0态态态态，又称，又称，又称，又称复位状态复位状态复位状态复位状态。称触发器为称触发器为称触发器为称触发器为1 1态态态态，又称，又称，又称，又称置位状态置位状态置位状态置位状态。基本基本基本基本RSRS触发器逻辑符号触发器逻辑符号触发器逻辑符号触发器逻辑符号两个输出端两个输出端两个输出端两个输出端两个输入端两个输入端两个输入端两个输入端第2页，本讲稿共
2、62页若原状态11001010输出仍保持输出仍保持&2&1第3页，本讲稿共62页若原状态01111010输出变为：输出变为：&2&1第4页，本讲稿共62页若原状态10101011输出变为：输出变为：&2&1第5页，本讲稿共62页若原状态00110101输出保持：输出保持：&2&1第6页，本讲稿共62页若原状态10111001输出保持原状态：输出保持原状态：&2&1第7页，本讲稿共62页若原状态01110110输出保持原状态：输出保持原状态：&2&1第8页，本讲稿共62页0011输出全是输出全是1触发器应该禁止出现此情况。触发器应该禁止出现此情况。触发器应该禁止出现此情况。触发器应该禁止出现此情
3、况。&2&1第9页，本讲稿共62页 低电平有效的基低电平有效的基本本RS触发器真值表触发器真值表 0 0 0 0 不定状态不定状态 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 Q Qn n表示触发器接收信号之前的状态，称为原态；表示触发器接收信号之前的状态，称为原态；表示触发器接收信号之前的状态，称为原态；表示触发器接收信号之前的状态，称为原态；Q Qn+1n+1表示触发器接收信号之后的状态，称为现态。表示触发器接收信号之后的状态，称为现态。表示触发器接收信号之后的状态，称为现态。表示触发器接收信号之后的状态，称为现态。第10页，本讲稿共62页13.2.1 RS13.2.1
4、 RS触发器触发器触发器触发器&2&1&4&3CPCP时钟信号时钟信号时钟信号时钟信号直接置位端直接置位端直接置位端直接置位端 为协调各触发器的动作，加为协调各触发器的动作，加为协调各触发器的动作，加为协调各触发器的动作，加时钟脉冲信号时钟脉冲信号时钟脉冲信号时钟脉冲信号CPCP。按控。按控。按控。按控制信号的不同，触发器又分成：制信号的不同，触发器又分成：制信号的不同，触发器又分成：制信号的不同，触发器又分成：R R、S S为输入信号为输入信号为输入信号为输入信号13.213.2 钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器第11页，本讲稿共62页1 R SR S 0 0
5、 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 不定状态不定状态不定状态不定状态0 01 1CP=1CP=1时时时时CP=0CP=0时时时时触发器保持原态触发器保持原态触发器保持原态触发器保持原态&2&1&4&3CP13.2.1 RS13.2.1 RS触发器触发器触发器触发器01 1接收输入信号接收输入信号接收输入信号接收输入信号第12页，本讲稿共62页高电位触发高电位触发高电位触发高电位触发RSRS触发器触发器触发器触发器低电位触发低电位触发低电位触发低电位触发RSRS触发器触发器触发器触发器RSRS触发器逻辑符号触发器逻辑符号触发器逻辑符号触发器逻辑符号RSCQ触发方式一：触发方
6、式一：触发方式一：触发方式一：电位电位电位电位触发触发触发触发高电位触高电位触高电位触高电位触发发发发低电位触低电位触低电位触低电位触发发发发CPCP=1=1期间接收输入信期间接收输入信期间接收输入信期间接收输入信号并输出相应的状态号并输出相应的状态号并输出相应的状态号并输出相应的状态CPCP=0=0期间接收输入期间接收输入期间接收输入期间接收输入信号并输出相应的信号并输出相应的信号并输出相应的信号并输出相应的状态状态状态状态高电位触发高电位触发高电位触发高电位触发低电位触发低电位触发低电位触发低电位触发特点：特点：特点：特点：只要只要只要只要CPCP时钟时钟时钟时钟脉冲处于有效，就脉冲处于有
7、效，就脉冲处于有效，就脉冲处于有效，就接收输入信号并输接收输入信号并输接收输入信号并输接收输入信号并输出相应的状态。出相应的状态。出相应的状态。出相应的状态。CQCQ电位触发的符号电位触发的符号电位触发的符号电位触发的符号第13页，本讲稿共62页例例例例1 1 1 1：画出高电平触发的：画出高电平触发的：画出高电平触发的：画出高电平触发的RSRS触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。CPRSQ置置1 1置置0 0保持保持0 01 11 10 00 00 00 00 00 00 0第14页，本讲稿共62页例例例例2 2 2 2：画出高电平触发的：画出高电平触发的
8、：画出高电平触发的：画出高电平触发的RSRS触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。CPRSQCPCP撤去后撤去后输出状态不定输出状态不定第15页，本讲稿共62页例例例例3 3 3 3：画出高电平触发的：画出高电平触发的：画出高电平触发的：画出高电平触发的RSRS触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。CPRSQ一个一个一个一个CPCP时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲内输入信号多次内输入信号多次内输入信号多次内输入信号多次变化，触发器可变化，触发器可变化，触发器可变化，触发器可能出现多次翻转。能出现多次翻转。能出现多次翻转。能出现
9、多次翻转。第16页，本讲稿共62页R2S2CF从S1R1CF主KJ13.2.2 13.2.2 主从主从主从主从JKJK触发器触发器触发器触发器1 1CP=1CP=1主触发器接收信号主触发器接收信号主触发器接收信号主触发器接收信号从触发器保持原态从触发器保持原态从触发器保持原态从触发器保持原态1 10 0CP1 1第17页，本讲稿共62页0=0保持原态J J=K K=0=0时时时时R2S2CF从R1S1CF主CPKJ13.2.2 13.2.2 主从主从主从主从JKJK触发器触发器触发器触发器第18页，本讲稿共62页1=0Q Qn n+1+1=0=0R2S2CF从R1S1CF主CPKJ13.2.2
10、 13.2.2 主从主从主从主从JKJK触发器触发器触发器触发器J J=0,=0,K K=1=1时时时时第19页，本讲稿共62页R2S2CF从R1S1CF主CP0=1KJ13.2.2 13.2.2 主从主从主从主从JKJK触发器触发器触发器触发器J J=1,=1,K K=0=0时时时时第20页，本讲稿共62页1=1R2S2CF从R1S1CF主CPKJ13.2.2 13.2.2 主从主从主从主从JKJK触发器触发器触发器触发器J J=1,=1,K K=1=1时时时时输出翻转输出翻转输出翻转输出翻转第21页，本讲稿共62页功能表功能表功能表功能表逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号CQKJ由此可见，主
11、从触发器一个由此可见，主从触发器一个由此可见，主从触发器一个由此可见，主从触发器一个CPCP脉冲内脉冲内脉冲内脉冲内只能翻转一次。只能翻转一次。只能翻转一次。只能翻转一次。13.2.2 13.2.2 主从主从主从主从JKJK触发器触发器触发器触发器第22页，本讲稿共62页逻辑符号触发方式二：触发方式二：触发方式二：触发方式二：主从主从主从主从触发触发触发触发后沿主后沿主后沿主后沿主从触发从触发从触发从触发前沿主前沿主前沿主前沿主从触发从触发从触发从触发CPCP=1=1时接收信号，时接收信号，时接收信号，时接收信号，CPCP由由由由1 1跳至跳至跳至跳至0 0时输出相应时输出相应时输出相应时输出
12、相应的状态的状态的状态的状态CPCP=0=0时接收信号，时接收信号，时接收信号，时接收信号，CPCP由由由由0 0跳至跳至跳至跳至1 1时输出相应的时输出相应的时输出相应的时输出相应的状态状态状态状态后沿主从后沿主从后沿主从后沿主从JKJK触发触发触发触发CQKJ第23页，本讲稿共62页逻辑符号触发方式二：触发方式二：触发方式二：触发方式二：主从主从主从主从触发触发触发触发后沿主后沿主后沿主后沿主从触发从触发从触发从触发前沿主前沿主前沿主前沿主从触发从触发从触发从触发CPCP=1=1内接收信号，内接收信号，内接收信号，内接收信号，CPCP由由由由1 1跳至跳至跳至跳至0 0时输出相时输出相时输
13、出相时输出相应的状态应的状态应的状态应的状态CPCP=0=0内接收信号，内接收信号，内接收信号，内接收信号，CPCP由由由由0 0跳至跳至跳至跳至1 1时输出相应时输出相应时输出相应时输出相应的状态的状态的状态的状态前沿主从前沿主从前沿主从前沿主从JKJK触发触发触发触发CQKJ第24页，本讲稿共62页主从触发的符号主从触发的符号主从触发的符号主从触发的符号CQCQ前沿主从触发前沿主从触发前沿主从触发前沿主从触发后沿主从触发后沿主从触发后沿主从触发后沿主从触发特点：特点：特点：特点：只在只在只在只在CPCP时钟脉冲处于有效时接收输入信号，并时钟脉冲处于有效时接收输入信号，并时钟脉冲处于有效时接
14、收输入信号，并时钟脉冲处于有效时接收输入信号，并输出相应的状态。输出相应的状态。输出相应的状态。输出相应的状态。第25页，本讲稿共62页后沿主从JK触发器时序图CPKJQ第26页，本讲稿共62页13.2.3 D触发器触发器D&c&d&a&bCP输入端第27页，本讲稿共62页CP=0CP=0时，时，时，时，a a、b b门被堵塞，输出保持原态门被堵塞，输出保持原态门被堵塞，输出保持原态门被堵塞，输出保持原态011保持D&c&d&a&bCP13.2.3 D触发器触发器第28页，本讲稿共62页CPCP=1=1时，时，时，时，a a、b b门被打开，输出由门被打开，输出由门被打开，输出由门被打开，输出
15、由D D决定决定决定决定若若若若D D=0=01011001D&c&d&a&bCP13.2.3 D触发器触发器第29页，本讲稿共62页若若若若D D=1=11100110D&c&d&a&bCPCPCP=1=1时，时，时，时，a a、b b门被打开，输出由门被打开，输出由门被打开，输出由门被打开，输出由D D决定决定决定决定13.2.3 D触发器触发器第30页，本讲稿共62页功能表逻辑符号DCQ13.2.3 D触发器触发器第31页，本讲稿共62页逻辑符号触发方式三：触发方式三：触发方式三：触发方式三：边沿边沿边沿边沿触发触发触发触发上升沿上升沿上升沿上升沿触发触发触发触发下降沿下降沿下降沿下降沿
16、触发触发触发触发CPCP由由由由0 0跳变至跳变至跳变至跳变至1 1时接时接时接时接收输入信号并输出收输入信号并输出收输入信号并输出收输入信号并输出相应的状态相应的状态相应的状态相应的状态CPCP由由由由1 1跳变至跳变至跳变至跳变至0 0时接时接时接时接收输入信号并输出相收输入信号并输出相收输入信号并输出相收输入信号并输出相应的状态应的状态应的状态应的状态上升沿触发上升沿触发上升沿触发上升沿触发D D触发器触发器触发器触发器下降沿触发下降沿触发下降沿触发下降沿触发D D触发器触发器触发器触发器DCQ第32页，本讲稿共62页CPDQ例：画出上升沿触发例：画出上升沿触发D触发器的输出波形。触发器
17、的输出波形。第33页，本讲稿共62页13.2.4 T触发器触发器功能表RDSDCQT逻辑符号第34页，本讲稿共62页后沿触发后沿触发后沿触发后沿触发T T触发器的时序图触发器的时序图触发器的时序图触发器的时序图CPQT第35页，本讲稿共62页1.1.JKJK触发器转换成触发器转换成触发器转换成触发器转换成D D触发器触发器触发器触发器CQQKJCP触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换各种常见双稳态触发器见各种常见双稳态触发器见各种常见双稳态触发器见各种常见双稳态触发器见367367页表页表页表页表13.2.513.2.5。2.2.JKJK触发器转换成
18、触发器转换成触发器转换成触发器转换成T T触发器触发器触发器触发器TCQQKJCPD1 1第36页，本讲稿共62页例：例：例：例：四人抢答电路四人抢答电路四人抢答电路四人抢答电路。四人参加比赛，每人一个按钮，其中最。四人参加比赛，每人一个按钮，其中最。四人参加比赛，每人一个按钮，其中最。四人参加比赛，每人一个按钮，其中最先按下按钮者，相应的指示灯亮；其他人再按按钮不起作用。先按下按钮者，相应的指示灯亮；其他人再按按钮不起作用。先按下按钮者，相应的指示灯亮；其他人再按按钮不起作用。先按下按钮者，相应的指示灯亮；其他人再按按钮不起作用。应用举例应用举例应用举例应用举例CLRD CPQCLRD CP
19、QCLRD CPQCLRD CPQ1Q1D2Q2DGND4Q4D3Q3D时钟时钟请零请零USC共用清零共用清零共用清零共用清零共用时钟共用时钟共用时钟共用时钟74LS17574LS175管管管管脚图脚图脚图脚图可用可用可用可用74LS17574LS175实现实现实现实现第37页，本讲稿共62页+5VD1D2D3D4 CLRCP&1&2&2清零CP赛前先清零赛前先清零赛前先清零赛前先清零0输出为零输出为零输出为零输出为零发光管不亮发光管不亮发光管不亮发光管不亮74LS175第38页，本讲稿共62页CPCP进入进入进入进入D D触发器触发器触发器触发器D1D2D3D4 CLRCP+5V&1&2&2
20、清零CP1反相端都为反相端都为反相端都为反相端都为1 1174LS175第39页，本讲稿共62页D1D2D3D4 CLRCP&1&2&2清零CP+5V若有一按钮被按下，比若有一按钮被按下，比若有一按钮被按下，比若有一按钮被按下，比如第一个钮。如第一个钮。如第一个钮。如第一个钮。=1=000被封被封被封被封再按下其它按钮，因再按下其它按钮，因再按下其它按钮，因再按下其它按钮，因CP CP 被封状态不变被封状态不变被封状态不变被封状态不变1第40页，本讲稿共62页13.3.1 13.3.1 数码寄存器数码寄存器数码寄存器数码寄存器Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0&Q QQ QD D
21、Q QQ QD DQ QQ QD DQ QQ QD DA A0 0A A1 1A A2 2A A3 3CLRCLR取数取数取数取数脉冲脉冲脉冲脉冲接收接收接收接收脉冲脉冲脉冲脉冲(CP)(CP)寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放数据或指令。数据或指令。数据或指令。数据或指令。四位数码寄存器四位数码寄存器四位数码寄存器四位数码寄存器13.313.3 寄存器寄存器寄存器寄存器第41页，本讲稿共62页工作过程：工作过程：工作过程：工作过程：接收脉冲到达后，将待
22、存数据送至各接收脉冲到达后，将待存数据送至各接收脉冲到达后，将待存数据送至各接收脉冲到达后，将待存数据送至各D D触发器，取数脉冲加入触发器，取数脉冲加入触发器，取数脉冲加入触发器，取数脉冲加入后将所存数据送出。后将所存数据送出。后将所存数据送出。后将所存数据送出。Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取数脉冲接收脉冲(CP)A A0 0-A-A3 3：待存数据：待存数据：待存数据：待存数据Q Q0 0-Q-Q3 3：输出数据输出数据输出数据输出数据1 11 10 01 11 11 10 01 1第42页，本讲稿共62页13.3.2 移位寄存器移位寄存器 所谓所谓所谓
23、所谓“移位移位移位移位”，就是将寄存器所存各位数据，在每，就是将寄存器所存各位数据，在每，就是将寄存器所存各位数据，在每，就是将寄存器所存各位数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常把它分成移位方向，常把它分成移位方向，常把它分成移位方向，常把它分成左移寄存器左移寄存器左移寄存器左移寄存器、右移寄存器右移寄存器右移寄存器右移寄存器 和和和和 双向移位寄存器双向移位寄存器双向移位寄存器双向移位寄存器三种：三种：三种：三种：寄存器左移(a)寄
24、存器右移(b)寄存器双向移位(c)第43页，本讲稿共62页 根据移位数据的输根据移位数据的输根据移位数据的输根据移位数据的输入入入入-输出方式，又可输出方式，又可输出方式，又可输出方式，又可将它分为将它分为将它分为将它分为串串串串行输行输行输行输入入入入串串串串行输行输行输行输出出出出、串串串串行输行输行输行输入入入入并并并并行输行输行输行输出出出出、并并并并行行行行输输输输入入入入串串串串行输行输行输行输出出出出和和和和并并并并行输行输行输行输入入入入并并并并行输行输行输行输出出出出四种电路结构：四种电路结构：四种电路结构：四种电路结构：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
25、FFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入并出第44页，本讲稿共62页四位并入四位并入-串串出的左移寄存出的左移寄存器器 设设A3A2A1A0 1011，在存数脉冲作用下，在存数脉冲作用下，并行输入数据，使并行输入数据，使 Q3Q2Q1Q0 1011 。QQDQQDQQDQQD1移位脉冲CP0串行输出3210 下面将重点下面将重点讨论讨论 兰颜色兰颜色的的 那部分那部分电电路路的工作原的工作原理。理。QQDQQDQQDQQD&A0A1A2A3CLRLOAD移位脉冲CP0串行输出数 据 预 置 3210存数脉冲清零脉冲1 10 01 11 1第45页，本讲稿共62页D
26、0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q21 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态：并入初态：并入初态：并入初态：Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0 10111011Q3Q2D1Q0D0移位脉冲CP0串行输出D2
27、D3Q2Q3Q1Q0Q1左移过程第46页，本讲稿共62页用波形图表示如下：用波形图表示如下：1 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2Q1Q0CP110100110011000100000000Q3Q2D1Q0D0移位脉冲CP0串行输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1第47页，本讲稿共62页四位串入-串出的左移寄存器：D D0 0 L LD D1 1 Q Q0 0D D2 2 Q
28、 Q1 1D D3 3 Q Q2 2 “L L”即即需左移的需左移的输入数据输入数据.串行输入LQ3Q2D1Q0D0移位脉冲CP串行输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1数据由数据由Q3串行输出串行输出第48页，本讲稿共62页D1 Q2D2 Q3D3 RD0 Q1四位串入-串出的右移寄存器：QDQQ3DQDQD移位脉冲CP串行输出Q1Q2Q0串行输入R “R”即即需右移的需右移的输入数据输入数据数据由数据由Q0串行输出串行输出第49页，本讲稿共62页构成原理：既能左移又能右移。给移位寄存器设置一个控制端如给移位寄存器设置一个控制端如S S，令，令S S0 0 时左时左移；移；S S1 1时右移即可。
29、时右移即可。集成组件集成组件74LS194就是这样的多功能移位寄存器。就是这样的多功能移位寄存器。双向移位双向移位双向移位双向移位寄存器寄存器寄存器寄存器D0 LD1 Q0D2 Q1D3 Q2左移D1 Q2D2 Q3D3 RD0 Q1右移D0=SL SQ1 D2=SQ1 SQ3 D3=SQ2 SR D1=SQ0 SQ2 双向移第50页，本讲稿共62页VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194右移串行输入右移串行输入右移串行输入右移串行输入左移串行输入左移串行输入左移串行输
30、入左移串行输入并行输入并行输入并行输入并行输入工作方式控制工作方式控制工作方式控制工作方式控制011110 00 11 01 1直接清零直接清零保保 持持右移右移(从从QA向右移动向右移动)左移左移(从从QD向左移动向左移动)并行输入并行输入 CLRCPS1 S0功 能第51页，本讲稿共62页介绍介绍介绍介绍 13.2.3 13.2.3 寄存器应用举例寄存器应用举例寄存器应用举例寄存器应用举例例：数据传送方式变换电路例：数据传送方式变换电路例：数据传送方式变换电路例：数据传送方式变换电路D6D5D4D3D2D1D0并行输入串行输出数据传送方式变换电路1.实现方法实现方法:(1)因为有因为有7位
31、并行输入，故需使用两片位并行输入，故需使用两片74LS194；(2)用最高位用最高位QD2作为它的串行输出端。作为它的串行输出端。第52页，本讲稿共62页2.2.具体电路具体电路具体电路具体电路:&G1S0S1CP1QA1QB1QC1QD1S0S1CP2QA2QB2QC2QD2R1R2A1B1C1D1A2B2C2D2D0D1D2D3D4D5D6+5V+5VCP启动脉冲移位脉冲&G2串行输出并 行 输 入74LS194(1)74LS194(2)第53页，本讲稿共62页寄存器各输出端状态QA1QB1QC1QD1QA2QB2QC2 QD2寄存器工作方式0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 1
32、 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 1 1 1 0 D0 D1 D2 D3 1 1 1 1 0 D0 D1 D2 1 1 1 1 1 0 D0 D1 1 1 1 1 1 1 0 D0 CP并行输入(S1S0=11)并行输入(S1S0=11)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)3.3.工作效果工作效果工作效果工作效果:提醒：在电路中，提醒：在电路中，提醒：在电路中，提醒：在电路中，“右移输入右移输入右移输入右移输入”端接端接端接端接 5V5V。第54页，本讲稿共62页 13.
33、4.1 13.4.1 计数器的功能和分类计数器的功能和分类计数器的功能和分类计数器的功能和分类1.1.1.1.计数器的计数器的计数器的计数器的功能功能功能功能 记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。算等等。算等等。算等等。2.2.2.2.计数器的计数器的计数器的计数器的分类分类分类分类同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。加法计数
34、器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。有时也用计数器的计数循环规律有时也用计数器的计数循环规律有时也用计数器的计数循环规律有时也用计数器的计数循环规律(或称模数或称模数或称模数或称模数)来区分各种不同的计数器，来区分各种不同的计数器，来区分各种不同的计数器，来区分各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器。如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器。如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器。如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器。13.4 13.4 计数器计数器计数
35、器计数器13.4.2 13.4.2 异步计数器的分析异步计数器的分析异步计数器的分析异步计数器的分析Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP计数脉冲各触发器状态变换的时间各触发器状态变换的时间各触发器状态变换的时间各触发器状态变换的时间(即即即即时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲)不一致，不一致，不一致，不一致，称为称为称为称为异步计数器异步计数器异步计数器异步计数器例例例例.三位二进制三位二进制三位二进制三位二进制异步异步异步异步加法计数器。加法计数器。加法计数器。加法计数器。第55页，本讲稿共62页Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2CP计数计数计数计数脉冲脉冲脉冲脉冲Q2Q1Q0 010
36、0 010101010100 010 1011 0 11 1000 0010 11.1.1.1.各触发器间时钟不一致，所以称各触发器间时钟不一致，所以称各触发器间时钟不一致，所以称各触发器间时钟不一致，所以称异步异步异步异步计数器计数器计数器计数器；2.2.2.2.Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0各位间为二进制关系；各位间为二进制关系；各位间为二进制关系；各位间为二进制关系；3.3.3.3.计数从计数从计数从计数从000000000000开始到开始到开始到开始到111111111111结束，然后循环，结束，然后循环，结束，然后循环，结束，然后循环，所以称加法计数。所以称加法计数。所以称加法
37、计数。所以称加法计数。（或叫上行计数）（或叫上行计数）（或叫上行计数）（或叫上行计数）思考题：思考题：思考题：思考题：试设计三位二进制异步减法计数器。试设计三位二进制异步减法计数器。试设计三位二进制异步减法计数器。试设计三位二进制异步减法计数器。优点优点优点优点：电路简单、可靠：电路简单、可靠：电路简单、可靠：电路简单、可靠缺点缺点缺点缺点：速度慢：速度慢：速度慢：速度慢异步计数器的优缺点：异步计数器的优缺点：异步计数器的优缺点：异步计数器的优缺点：结论：结论：结论：结论：第56页，本讲稿共62页 各触发器都受同一时钟脉冲即输入计数脉冲的控制，因此，它各触发器都受同一时钟脉冲即输入计数脉冲的控
38、制，因此，它各触发器都受同一时钟脉冲即输入计数脉冲的控制，因此，它各触发器都受同一时钟脉冲即输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为们状态的更新几乎是同时的，故被称为们状态的更新几乎是同时的，故被称为们状态的更新几乎是同时的，故被称为“同步计数器同步计数器同步计数器同步计数器”。13.4.3 13.4.3 同步计数器的分析同步计数器的分析同步计数器的分析同步计数器的分析例例例例.三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲CP分析步骤分析步骤分析步骤分析步骤:1.
39、1.先列写控制端的逻辑表达式：先列写控制端的逻辑表达式：先列写控制端的逻辑表达式：先列写控制端的逻辑表达式：J J2 2=K=K2 2=Q=Q1 1 Q Q0 0J J1 1=K=K1 1=Q=Q0 0J J0 0=K=K0 0=1=1Q Q0 0：来一个来一个来一个来一个CPCP，翻转一次；，翻转一次；，翻转一次；，翻转一次；Q Q1 1：当：当：当：当Q Q0 01 1时，可随时，可随时，可随时，可随CPCP翻转；翻转；翻转；翻转；Q Q2 2：只有当：只有当：只有当：只有当Q Q1 1Q Q0 01111时，才能随时，才能随时，才能随时，才能随CPCP翻转。翻转。翻转。翻转。第57页，本
40、讲稿共62页2.2.列写状态转换表，分析其状态转换过程。列写状态转换表，分析其状态转换过程。列写状态转换表，分析其状态转换过程。列写状态转换表，分析其状态转换过程。2 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 6 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 7 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0CP Q2 Q1 Q0
41、J2 K2 J1 K1 J01 K01 Q2 Q1 Q0 Q1Q0Q1Q0Q0Q0 原状态 控 制 端 下状态第58页，本讲稿共62页CPQ0Q1Q23.3.用波形图显示状态转换关系。用波形图显示状态转换关系。用波形图显示状态转换关系。用波形图显示状态转换关系。注意注意注意注意:各触发器均在各触发器均在各触发器均在各触发器均在CPCP下降沿翻转下降沿翻转下降沿翻转下降沿翻转Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲三位二进制同步加法计数器CP思考题：思考题：思考题：思考题：试设计一个四位二进制同步加法计数器。试设计一个四位二进制同步加法计数器。试设计一个四位二进制同步加法计数器
42、。试设计一个四位二进制同步加法计数器。第59页，本讲稿共62页CP Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原状态 控 制 端 下状态,1Q22.2.列写状态转换表，分析其状态转换过程：列写状态转换表，分析其状态转换过程：列写状态转换表，分析其状态转换过程：列写状态转换表，分析其状态转换过程：13.4.4 13.4.4 任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP1.1.写出控制端的表达式：写出控制端的表达式：写出控制端的表达式：写出控制端的表
43、达式：J J2 2=Q=Q1 1 Q Q0 0 ，K K2 2 1 1 J J1 1 =K K1 11 1 J J0 0=Q Q2 2 ，K K0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 3 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0第60页，本讲稿共62页 另有三种状态另有三种状态另有三种状态另有三种状态111111111111、110110110110、101101101101不在计数循环内，如果这些状态经若干
44、不在计数循环内，如果这些状态经若干不在计数循环内，如果这些状态经若干不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟脉冲后，能够进入计数循环，称为能够个时钟脉冲后，能够进入计数循环，称为能够个时钟脉冲后，能够进入计数循环，称为能够个时钟脉冲后，能够进入计数循环，称为能够自行启动自行启动自行启动自行启动。结论：结论：结论：结论：1)1)计数循环由计数循环由计数循环由计数循环由000000到到到到100100，为，为，为，为五五五五进制加法计数器进制加法计数器进制加法计数器进制加法计数器2)2)各触发器间各触发器间各触发器间各触发器间CPCP不一致，为不一致，为不一致，为不一致，为异步计数器异步计数器异步
45、计数器异步计数器3.3.还可以用波形图显示还可以用波形图显示还可以用波形图显示还可以用波形图显示状态转换表状态转换表状态转换表状态转换表(略略略略)13.4.4 13.4.4 任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP4.4.检验其能否检验其能否检验其能否检验其能否自动启动自动启动自动启动自动启动？1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0结论：结论：结论：结论：经检验，可以自动启动。经检验，可以自
46、动启动。经检验，可以自动启动。经检验，可以自动启动。CP Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原状态 控 制 端 下状态 1Q2第61页，本讲稿共62页 另有三种状态另有三种状态另有三种状态另有三种状态111111111111、110110110110、101101101101不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟脉冲后，能够进入计数循环，称为能够脉冲后，能够进入计数循环，称为能够脉冲后，能够进入计数循环，称为能够脉冲后，能够进入计数循环，称为能够自行启动自行启动自行启动自行启动。1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0CP Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原状态 控 制 端 下状态 1Q20 0 01 0 00 1 10 0 10 1 00 1 00 1 01 1 15.5.状态转换图状态转换图状态转换图状态转换图第62页，本讲稿共62页