第四讲计数器和寄存器
计数器与寄存器电路设计
计数器与寄存器电路设计在数字电路中,计数器和寄存器是非常重要的组件,它们广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍计数器和寄存器的基本原理,以及如何设计这些电路。
一、计数器计数器是一种能够在给定的条件下进行计数的电路。
它通常由触发器和逻辑门组成。
根据计数器的功能和触发器的类型,计数器可以分为同步计数器和异步计数器。
1. 同步计数器同步计数器是一种能够在同一时钟信号的作用下进行计数的电路。
它的特点是所有的触发器都在同一时钟脉冲上升沿或下降沿触发。
同步计数器的位数取决于触发器的数量。
在设计同步计数器时,需要确定计数器的位数和计数范围,并选择适当的触发器和连接方式。
2. 异步计数器异步计数器是一种能够在独立的时钟信号的作用下进行计数的电路。
它的特点是各个触发器的时钟信号可以是不同的。
异步计数器的位数也由触发器的数量决定。
在设计异步计数器时,需要确定计数器的位数和计数范围,并选择适当的触发器和连接方式。
二、寄存器寄存器是一种能够将数据存储起来并在需要时进行读取和写入的电路。
它可以用于暂存和传输数据。
寄存器的位数取决于需要存储的数据的大小。
在设计寄存器时,需要确定寄存器的位数和写入和读取的时序。
在计数器和寄存器的设计中,还有一些值得注意的问题。
首先是时钟信号的稳定性,计数器和寄存器的工作稳定性受到时钟信号的影响,需要选择稳定性较好的时钟信号源。
其次是电源电压的稳定性,电源电压的波动会对计数器和寄存器的工作产生影响,需要选择电压稳定性较高的电源。
除了计数器和寄存器的基本原理和设计,还有一些常见的应用场景。
例如,计数器可以用于频率计,当输入信号的脉冲数量达到一定值时,计数器输出一个频率计数值;寄存器可以用于数据暂存和传输,当数据需要在不同的电路之间传递时,可以使用寄存器进行缓存。
总结:计数器和寄存器是数字电路中常见的组件,对于数字电路的设计和实现起着重要的作用。
通过合理的设计和选型,可以实现各种功能的计数器和寄存器电路。
寄存器,计数器
寄存器,计数器寄存器是什么
寄存器的功能是存储⼆进制代码,
它是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。
⼀个触发器可以存储1位⼆进制代码,
故存放n位⼆进制代码的寄存器,
需⽤n个触发器来构成。
寄存器是中央处理器内的组成部份。
寄存器是有限存贮容量的⾼速存贮部件,
它们可⽤来暂存指令、数据和位址。
在中央处理器的控制部件中,
包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。
在中央处理器的算术及逻辑部件中,包含的寄存器有累加器(ACC)。
计数器是什么
计数器是⼀种最简单基本的运算,
计数器就是实现这种运算的逻辑电路,
计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进⾏计数,
以实现测量、计数和控制的功能,
同时兼有分频功能,
计数器是由基本的计数单元和⼀些控制门所组成,
计数单元则由⼀系列具有存储信息功能的各类触发器构成,
这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。
计数器在数字系统中应⽤⼴泛,
如在电⼦计算机的控制器中对指令地址进⾏计数,
以便顺序取出下⼀条指令,
在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数,
⼜如在数字仪器中对脉冲的计数等等。
计数器可以⽤来显⽰产品的⼯作状态,
⼀般来说主要是⽤来表⽰产品已经完成了多少份的折页配页⼯作。
它主要的指标在于计数器的位数,常见的有3位和4位的。
很显然,3位数的计数器最⼤可以显⽰到999,4位数的最⼤可以显⽰到9999。
计数器只能作为计数使⽤,寄存器可以存放任何数值,寄存器可以当计数器⽤,反之不能。
汇编语言中寄存器介绍
汇编语言中寄存器介绍寄存器是汇编语言中非常重要的概念,它们用于存储和操作数据。
在本文中,将介绍汇编语言中常用的寄存器,并详细解释它们的功能和用途。
1. 通用寄存器通用寄存器是最常用的寄存器,在汇编语言中使用频率较高。
通常有四个通用寄存器,分别是AX、BX、CX和DX。
这些寄存器既可用于存储数据,也可用于进行算术运算。
例如,将数据从内存加载到通用寄存器中,进行加法或减法运算,然后将结果存回内存。
2. 累加器寄存器累加器寄存器是AX寄存器的别名。
AX寄存器在处理循环和计数时非常有用。
它还可以用于存储需要频繁访问的数据,例如需要进行累加或累减的数值。
3. 基址寄存器基址寄存器是BX寄存器的别名。
它与偏移量配合使用,用于计算内存地址。
通常在存储大量数据的数组或缓冲区中使用。
4. 计数器寄存器计数器寄存器是CX寄存器的别名。
CX寄存器在处理循环时非常有用。
它可以作为循环计数器,用于控制循环的次数。
5. 数据寄存器数据寄存器是DX寄存器的别名。
它可以存储需要进行输入/输出操作的数据,例如从键盘读取的字符或向屏幕输出的字符。
数据寄存器还可以用于存放在算术运算中需要使用的常数。
6. 标志寄存器标志寄存器用于存储处理器运行过程中的状态信息,例如进位标志、零标志、符号标志等。
它们对于程序的条件分支非常重要,可以根据不同的标志位执行相应的操作。
7. 段寄存器段寄存器用于指示在内存中的位置。
在实模式下,由于地址总线的限制,内存地址仅能表示64KB。
因此,通过使用段寄存器,可以将内存地址拓展到1MB甚至更大。
常用的段寄存器有CS(代码段寄存器)、DS(数据段寄存器)、SS(堆栈段寄存器)和ES(附加段寄存器)。
8. 指令寄存器指令寄存器(IP)用于存储当前执行的指令在内存中的地址。
它是程序执行的关键寄存器之一,能够实现指令的顺序执行。
在汇编语言中,寄存器是程序设计中不可或缺的组成部分。
通过合理地使用和操作寄存器,能够提高程序的执行效率和性能。
计数器-寄存器
4.5.3 显示译码器
用来驱动各种显示器件,从而将用二进制代码表示 的数字、文字、符号翻译成人们习惯的形式直观地显示 出来的电路,称为显示译码器。
1、数码显示器abFra bibliotekcda
f
b
g
e
c
d
ef gh (a) 外形图
a b c d e f g h
(b) 共阴极
+VCC a b c d e f g
h (c) 共阳极
0 01 1
0111
00 00
整数部分:高位的 BI / RBO 与低位的RBI 相连
小数部分:低位的 BI / RBO 与高位的RBI 相连
加法计数器
二进制计数器 减法计数器 可逆计数器 加法计数器
同步计数器 十进制计数器 减法计数器
可逆计数器
计
数
N进制计数器
·
器
·
二进制计数器
·
异步计数器 十进制计数器
·
N进制计数器
· ·
计数器是一种应用十分广泛的时序电路,除 用于计数、分频外,还广泛用于数字测量、运算 和控制,从小型数字仪表,到大型数字电子计算 机,几乎无所不在,是任何现代数字系统中不可 缺少的组成部分。
寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两大类。基 本寄存器的数据只能并行输入、并行输出。移位寄存 器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左 移,数据可以并行输入、并行输出,串行输入、串行 输出,并行输入、串行输出,串行输入、并行输出。
寄存器的应用很广,特别是移位寄存器,不仅可 将串行数码转换成并行数码,或将并行数码转换成串 行数码,还可以很方便地构成移位寄存器型计数器和 顺序脉冲发生器等电路。
把代码状态的特定含义翻译出来的过程称 为译码,实现译码操作的电路称为译码器。
计数器和寄存器
指令寄存器(Instruction Register): 用于存储当前正在执行的指令。
程序计数器(Program Counter):用 于存储下一条要执行的指令的地址。
状态寄存器(Status Register):用于存储 CPU的状态信息,如进位标志、零标志等。
03 计数器和寄存器在数字系 统中的应用
分布式部署
将计数器或寄存器进行分布式部署,提高处理能力和可扩展性。
缓存优化
合理利用缓存技术,减少不必要的计算和存储操作,提高性能。
总结:计数器与寄存器在
06 电子信息技术领域的重要 性
对电子信息技术发展的影响
1 2 3
推动数字电路发展
计数器和寄存器作为数字电路的基本组成单元, 对数字电路技术的发展起到了关键作用。
数字系统中计数器应用举例
时钟发生器
在数字系统中,计数器常被用作时钟发生器 ,通过计数器的定时功能产生精确的时序信 号,用于驱动和控制数字电路的各个部分。
定时器
在数字系统中,计数器常被用作定时 器,通过设定计数器的初值和计数范 围,实现精确的延时和定时功能。
频率分频器
计数器还可以作为频率分频器使用,将输 入的高频信号分频为低频信号,以满足数 字系统中不同部分对时钟频率的需求。
作用
在数字系统中,计数器广泛应用 于定时、分频、产生节拍脉冲和 进行数字运算等。
工作原理与分类
工作原理
计数器通过接收输入信号(通常是脉冲信号),并在每个输 入信号的上升沿或下降沿进行计数操作。根据计数器的设计 和配置,它可以实现向上计数、向下计数或双向计数。
分类
根据计数器的功能和结构,可以将其分为同步计数器和异步 计数器。同步计数器在每个时钟周期内只进行一次计数操作 ,而异步计数器则可能在每个时钟周期内进行多次计数操作 。
数字电路中的计数器和移位寄存器
数字电路中的计数器和移位寄存器在数字电路中,计数器和移位寄存器是两个常用的元件,用于实现不同的功能。
计数器可以用于计算输入信号的频率、计数场合和控制电路等。
移位寄存器则用于数据的移位和存储。
本文将详细介绍计数器和移位寄存器的原理、应用以及设计注意事项。
一、计数器计数器是一种重要的数字电路元件,广泛应用于各种电子设备中。
计数器按照工作原理的不同,可以分为同步计数器和异步计数器。
1. 同步计数器同步计数器是一种在时钟信号的控制下进行计数的计数器。
它使用时钟信号来同步所有的触发器,保证在时钟边沿进行计数操作。
同步计数器的输入信号可以是来自外部的信号,也可以是内部产生的。
同步计数器通常由触发器级联构成,每一个触发器代表计数器中的一个位。
当所有的触发器都到达最大计数值时,计数器就会归零重新开始计数。
2. 异步计数器异步计数器是一种不需要时钟信号进行计数的计数器。
它的计数操作是以输入信号的变化边沿触发的。
异步计数器通常由触发器和门电路组成,输入信号的变化会通过门电路产生控制信号,触发器根据控制信号进行计数操作。
异步计数器在工作时需要特别注意输入信号的稳定性和时序关系,以确保计数的准确性。
二、移位寄存器移位寄存器是一种可以实现数据的移位和存储的元件。
移位寄存器可以分为串行移位寄存器和并行移位寄存器两种。
1. 串行移位寄存器串行移位寄存器是一种将数据逐位进行移位操作的寄存器。
它可以将输入数据从一个端口输入,并从另一个端口输出。
串行移位寄存器通常由触发器和移位电路组成,触发器用于存储数据,移位电路用于实现数据的移位操作。
串行移位寄存器的移位操作可以是向左移位或向右移位。
2. 并行移位寄存器并行移位寄存器是一种同时对多个数据位进行移位操作的寄存器。
它可以将输入数据从一个端口输入,并从另一个端口输出。
并行移位寄存器通常由多个触发器构成,每个触发器用于存储一个数据位。
通过控制信号,可以将输入数据同时存储到各个触发器中,并且可以同时从各个触发器中读取数据。
计数器与移位寄存器
计数器与移位寄存器计数器和移位寄存器是数字电路中常用的两种重要组件。
它们在现代电子设备中起到了至关重要的作用。
本文将分别介绍计数器和移位寄存器的基本概念、工作原理及应用。
一、计数器计数器是一种能够记录和累加输入脉冲信号的电子器件。
它通常可以按照规定的时钟信号进行递增或递减操作,并能够实现各种计数模式。
1.1 基本概念计数器由若干个触发器和逻辑门构成。
触发器用于存储并传递数据,逻辑门用于产生控制信号。
计数器的位数决定了能够表示的计数范围,常见的位数有4位、8位、16位等。
1.2 工作原理计数器的工作原理基于二进制数制。
当计数器接收到时钟信号时,触发器根据当前的状态进行状态转移,并输出新的计数值。
计数器的时钟信号可以是连续的,也可以是根据特定条件产生的。
1.3 应用领域计数器广泛应用于各种计数场景中。
在数字电路中,它可以用于频率分割、时序控制等;在计算机中,它可以用于指令计数、内存地址生成等;在工业自动化中,它可以用于计量和控制等。
二、移位寄存器移位寄存器是一种能够在内部存储和移动数据的电子器件。
它可以实现数据的左移、右移、循环移位等操作,常用于数据的串行传输和处理。
2.1 基本概念移位寄存器由若干个触发器和逻辑门组成。
触发器用于存储数据位,逻辑门用于控制数据的传输和移位操作。
移位寄存器的位数决定了能够存储和处理的数据位数,常见的位数有4位、8位、16位等。
2.2 工作原理移位寄存器的工作原理基于串行数据传输的概念。
数据从输入端依次进入移位寄存器,根据控制信号进行移位操作后,最终从输出端读取。
移位寄存器可以实现左移、右移、循环移位等功能,根据应用需求选择不同的操作模式。
2.3 应用领域移位寄存器在各个领域都有重要应用。
在通信领域中,它可以用于串行数据传输、解调调制等;在图像处理领域中,它可以用于像素处理、图像滤波等;在存储器设计中,它可以用于数据缓存、地址生成等。
结语计数器和移位寄存器作为数字电路中重要的组件,为现代电子设备提供了强大的功能支持。
时序逻辑电路(寄存器和计数器)
单向移位寄存器的工作过程
要使寄存的数码D3D2D1D0=1011,一般先对寄存器 清零,然后将被存放数码从高位到低位按移位脉冲节
拍依次送到D0端(称为串行输入方式)。当第一个C
P下降沿到来时,D0=1,则Q3Q2Q1Q0=0001;当
第二个CP下降沿到来时,D0=0,则Q3Q2Q1Q
0=0010,经过4个移位脉冲后,寄存器状态为Q3Q2Q1
转。
同步3位二进制加法计数器波形图
电 路 评价
比较同步3位二进制加法计数器和异步3位二进制加法计数器
的工作波形,它的逻辑状态完全相同。
不同的是:异步计数器各触发器的状态更新是逐级进行的,工
作速度较低,工作频率不能太高;而同步计数器各触发器的
,
,提高了计数器的
工作速度。
05 十进制计数器
十进制计数器的分类
同步十进制加法计数器
十进制 计数器
同步十进制减法计数器 异步十进制加法计数器
异步十进制减法计数器
异步十进制加法计数器电路图
异步十进制加法计数器电路图
构成:由4位二进制计数器 和一个用于计数器清零 的 门电路 组成。 差异:与二进加法计数器 的主要差异是跳过了二进制数码1010~1111的6个状 态。
中,使
中内容不变。
Q3Q2Q1Q0=D3D2 D1D0。
练习
01
有一个左移位寄存器,当预先置入
1011后,其串行输入固定接0,在
CP作用下,四位数据的移位
过程是?
练习
01
有一个左移位寄存器,当预先置入 1011后,其串行输入固定接0,在
CP作用下,四位数 据的移位过程是?(答案)
1011 0110 1100 1000 0000
电路中的计数器与寄存器
电路中的计数器与寄存器在数字电路中,计数器和寄存器都是常见的模块,它们在数字电路设计中扮演着重要的角色。
本文将讨论计数器和寄存器的基本概念、工作原理以及在电路中的应用。
一、计数器计数器是一种电子电路,可以在一定的条件下沿着二进制序列计数。
计数器的输出可以用于控制其它电路模块或作为计数器的结果输出。
计数器的类型有很多种,如二进制计数器、BCD计数器、环形计数器等。
这里以二进制计数器为例。
1.二进制计数器的工作原理二进制计数器是一种递增计数器,其状态在每次时钟脉冲到来时加1。
在二进制计数器中,计数器的输出由一组二进制数字表示。
当计数器的输出超过计数器的最大值时,输出会回到初始值,形成循环计数的效果。
2.二进制计数器的应用二进制计数器常用于控制数字电路中的定时器、驱动器和脉冲发生器等。
例如,在串口通信控制电路中,常用二进制计数器产生波特率时钟。
此外,二进制计数器还可以用于嵌入式系统中的定时器和计数器。
二、寄存器寄存器是一种用于存储和保持数字数据的电子电路。
寄存器通常由多个存储单元构成,每个存储单元都可以存储一个二进制数字。
寄存器可以进行读和写操作,其读写操作可以通过时钟控制以实现同步。
1.寄存器的工作原理寄存器可以看作是一种由存储单元组成的存储器。
寄存器的输入和输出都通过存储单元完成。
寄存器的时钟触发器控制输入数据被存储到指定的存储单元中,同时输出数据从指定的存储单元中读出。
由于时钟控制,输入数据和输出数据的同步可以保证。
2.寄存器的应用寄存器作为一种数据存储器件,在数字电路中被广泛应用。
例如,在CPU中,寄存器用于存储操作数和结果。
在图像处理和音频处理电路中,寄存器用于存储图像和音频数据以及中间结果。
此外,寄存器还可以用于计时器、数据缓存、逻辑控制等方面。
结论计数器和寄存器是数字电路中常见的模块,它们在数字电路设计中扮演着非常重要的角色。
计数器可以逐步计数并产生输出信号,用于控制其它电路模块或输出计数器的结果。
计数器与寄存器原理解析
计数器与寄存器原理解析计数器和寄存器是数字电路中常见的组件,具有重要的作用和原理。
本文将对计数器和寄存器的原理进行解析,并深入探讨其在数字电路中的应用。
一、计数器的原理解析计数器是一种特殊的组合逻辑电路,用于生成一系列连续的数字。
它由触发器和逻辑门组成,其中触发器用于存储和转移数据,而逻辑门用于控制触发器的状态。
计数器的工作原理基于触发器的状态转移。
触发器根据输入信号的变化(如时钟信号),在两个状态之间进行切换。
常见的触发器有D触发器、JK触发器和T触发器等。
计数器根据触发器的状态转移规律实现数字的累加或减少。
当计数器的触发器达到一个特定的状态时,会产生一个输出信号,称为溢出信号。
溢出信号可以用于控制其他电路的工作状态。
二、计数器的应用计数器在数字电路中具有广泛的应用,如频率分频器、时序控制器和计时器等。
1. 频率分频器频率分频器是一种常见的应用,用于将输入信号的频率分频为较低的频率。
通过将计数器的输出信号与输入信号进行比较,当计数器达到预设的值时,输出一个脉冲信号,从而实现频率分频的效果。
2. 时序控制器时序控制器是数字系统中用来控制电路运行顺序的重要组件。
计数器可以用来实现时序控制器,通过控制计数器的工作模式,可以实现不同的时序控制功能。
3. 计时器计时器是用于测量时间间隔的重要设备,如秒表和定时器等。
计数器可以用来实现计时器的功能,通过计数器的工作原理,可以精确计算时间间隔。
三、寄存器的原理解析寄存器是一种存储器件,用于存储和传输数据。
它由多个触发器组成,每个触发器都可以存储一个比特的数据。
寄存器的工作原理基于触发器的状态。
当输入数据进入寄存器时,触发器将数据存储起来,并根据时钟信号的变化,将存储的数据传输到输出端口。
寄存器通常由多个比特组成,例如8位寄存器和16位寄存器等。
不同位数的寄存器可以存储和处理不同位数的数据。
四、寄存器的应用寄存器在数字电路和微处理器中具有广泛的应用,如存储数据、地址和指令等。
程序计数器和指令指针寄存器
程序计数器和指令指针寄存器
CS和IP是8086CPU中两个最关键的寄存器,它们指示了CPU 当前要读取指令的地址。
CS为代码段寄存器,IP为指令指针寄存器,从名称上我们可以看出它们和指令的关系。
在8086PC机中,任意时刻,设CS中的内容为M,IP中的内容为N,8086CPU将从内存M 16+N单元开始,读取一条指令并执行。
也可以这样表述:8086机中,任意时刻,CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行。
x86 系统中自增的是IP,用CS:IP 组合表示正在执行的指令地址,此时 PC 只是一个概念上的说法。
在 ARM 体系中 R15 就是 PC,当然ARM 和 IA-32、x64 都支持高级内存管理,所以「PC」的内容未必是当前指令在内存中的绝对位置。
当计算机系统上电开机或者按了机箱上的复位按钮时,CPU会自动把代码段寄存器CS设置为0XF000,其段基地址则被设置为0XFFFF 0000,段长度设置为64K。
而IP则设置为0XFFF0,因此此时CPU代码指针指向0XFFFF FFF0处,即4G空间的最后一个64K的最后16字节处。
寄存器与计数器最新课件
H
×
× × ×××× L L L L
L
L
×
× ABCDA BCD
L
H
H ××××
加计数
L
H
H
××××
减计数
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49
6.4.2 集成同步非二进制计数器
其产品多以BCD码为主,下面以典型产品 74LS192为例讨论。
寄存器与计数器最新课件
50
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51
74LS192具有以下功能: (1) CLR=1时异步清零,它为高电平有效。 (2) CLR=0(异步清零无效)、LD=0时异步置数。 (3) CLR=0,LD=1(异步置数无效)且减法时钟 CPD=1时,则在加法时钟CPU上升沿作用下,计数 器按照8421BCD码进行递增计数:0000~1001。 (4) CLR=0,LD=1且加法时钟CPU=1时,则在减 法时钟CPD上升沿作用下,按照8421BCD码进行 递减计数:1001~0000。
6.1.1 寄存器
在数字电路中,用来存放二进制数据或代码的
电路称为寄存器 。
1
0
1
0
1
0
1
上述寄存器的寄存时间?
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0
1
集成寄存器74LS175
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2
74LS175真值表
课外查资料:了解集成寄存器74LS373与 74LS374。
寄存器与计数器最新课件
3
6.1.2 移位寄存器
进制);
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56
(4) 计数器为异步清零,R0(1)、R0(2)是清零输入端,且高电 平有效。
因此,74LS93实际上是一个二-八-十六进制异步加法 计数器,采用反馈清零法可构成小于十六的任意进制异步加 法计数器。
集成计数器及寄存器的实验原理
集成计数器及寄存器的实验原理引言集成计数器和寄存器是数字电路中非常重要的组件,它们用于进行数字信号的计数与存储。
在本实验中,我们将探讨集成计数器和寄存器的原理以及它们在实际电路中的应用。
一、集成计数器的原理1.1 什么是集成计数器集成计数器是一种能够计数连续数字信号的电子器件。
它可以根据输入端的时钟信号来完成计数操作,输出端则会按照特定的规律输出计数结果。
1.2 集成计数器的工作原理集成计数器通常是由触发器构成的。
触发器是一种存储单元,它能够存储一个二进制位,并在时钟信号的作用下改变存储状态。
集成计数器的工作原理可以通过以下步骤来理解:1.初始状态下,集成计数器的触发器处于复位状态,输出端的计数值为0。
2.当时钟信号来临时,触发器将存储状态改变为下一个二进制数值,输出端的计数值也随之改变。
3.当再次收到时钟信号时,触发器再次改变存储状态,计数值也相应地改变。
4.不断重复以上步骤,集成计数器可以持续计数,输出端的计数值会随着每个时钟周期递增。
1.3 集成计数器的分类集成计数器可以根据工作模式和计数范围进行分类。
常见的集成计数器包括二进制计数器、十进制BCD计数器、环形计数器等。
二、寄存器的原理2.1 什么是寄存器寄存器是一种能够存储多个二进制数据的器件。
它可以将输入的数据暂时存储起来,并在需要的时候提供给其他电路使用。
2.2 寄存器的工作原理寄存器通常是由多个触发器构成的。
每个触发器能够存储一个二进制位,这样多个触发器组合起来就能够存储更多的二进制数据。
寄存器的工作原理可以通过以下步骤来理解:1.初始状态下,所有触发器处于复位状态,寄存器中的数据为0。
2.当输入信号到达时,触发器将存储状态改变为对应的输入数据。
3.在需要时,寄存器的输出端将提供存储的数据给其他电路使用。
4.如果需要修改寄存器中的数据,可以将新的数据输入到寄存器中,触发器会相应地改变存储状态。
2.3 寄存器的分类寄存器可以根据功能和位数进行分类。
寄存器移位寄存器计数器
6.5.1 寄存器和移位寄存器 6.5.2 计数器
6.5.2 计 数 器
计数器 -- Counter
计数器的逻辑功能
计数器的基本功能是对输入时钟脉冲进行计数。它也 可用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列及进行数字 运算等等。
计数器的分类
• 按脉冲输入方式,分为同步和异步计数器; • 按进位体制,分为二进制、十进制和任意进制计数器; • 按逻辑功能,分为加法、减法和可逆计数器。
8 1D Q C1 Q
R
CR CP
R
DD
0
1
D 2
R
D
R
CEP GND
=
3
&
1
1
1
11
Q0
Q1
Q2
Q3 TC
(2)74LVC161功能
异步清零 ; 同步并行预置数 ; 计数 ; 保持。
CET CR D0 D1 D2 D3
CEP
74LVC161
CP Q0 Q1 Q2 Q3
TC为进位输出端。 TC=CET•Q3Q2Q1Q0
Q3Q2Q1Q0
将最后状态后一状态:Q3Q2Q1Q0 = 1001
0000
中取值为1的输出Q3Q0经与非门译码送到
CR端,当计数到1001时计数器立即清0 。 1001
输出变为0000。之后CR=1,又从0000计
0001 0010
数。故 1001 一闪即消失,不是稳定状态.
1000 0011
CR = Q3Q0
1 PE
CP 1 CR 1
D0
D1
D2
D3
1
1
1
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例:
当X1接通,M8245为ON,计 数器C245作减计数,反之作加计数。
当X14接通,C245当前值立即
复位。根据表4-1,C245还可由外部
输入端X3复位。
因为计数器C245带有外部启
动输入端X7,所以不仅需要X15为
C245一相带启动/复 ON ,同时X7也为ON时,C245才开
位的高速计数器
3. 特殊数据寄存器D8000~D8255共256点
这些数据寄存器供监视PLC中各种元件运行方式 用,其内容在电源接通时写入初始化值(全部先清零, 然后由系统ROM安排写入初始值)。未定义的特殊数 据寄存器,用户不能用。
例:D8000所存放警戒监视时钟的时间是由系统ROM设 定的。要改变时,用传送指令将目的时间送入D8000。 该值在运行变为停止时,保持不变。
(1)单相单计数输入无启动/复位端高速计数器 无启动/复位端高速计数器C235~C240各有一个计
数脉冲输入端,分别是X0~X5。U/D表示每个计数器 可增/减计数,它们的计数方向由对应辅助继电器 M8×××(×××对应计数器编号235~240)决定: M8235~M8240为ON,计数器C235~C240作减计数; M8235~M8240为OFF,计数器C235~C240作增计数。
继电器的触点,不能出现在该高速计数器的线圈电 路上。
(2)高速计数器的当前值达到设定值 时,若要求有立即输出,则要采用 高速计数器的专用比较指令。
• 例:
计数输入X001每驱动C0线圈一次,计数器的 当前值就增加1,在执行第5次的线圈指令时,输 出触点动作,以后即使计数输入X001再动作,计 数器的当前值不变。
高速计数器又称中断计数器,可进行KHz频率的计 数,计数信号来自于PLC的外部。它的计数频率不受 扫描周期的影响,但最高计数频率受输入响应速度和 全部高速计数器处理速度的限制。高速计数器用得越 少,计数频率可越高。
21个高速计数器分如下四种类型,每种类型均为 32位递增/递减型计数器
C235~C240:单相单输入计数无启动/复位端子高速 计数器(6个)
M8002 MOV K250D8000
WDT
4、变址寄存器V0~V7/Z0~Z7
作用:变址寄存器通常在传送、比较指令中用来 修改操作对象的元件编号。
操作方式:V和Z都是16位的数据寄存器,可进行 数据的读/写。当进行32位数据操作时,将V、Z合并使 用,指定Z为低位,V为高位。32位指令中V、Z自动配 对,使用时只需指定Z。
二、常用的PLC单元程序
1、延时程序
(1)多个定时器组合 用FX2N系列PLC实现5000S的延时程序。(注:
FX2N系列PLC的定时器最长定时时间为3276.7S) LD T0 K30000 LD T1 K20000 LD T1 OUT Y0 END
(2)定时器与计数器的组合
要求当X0接通后,延时20000S,输出Y0接通;当 X0断开后,输出Y0断开。
例2:
C250单相双输入有启动/复位端的高速计数器 对于C250,X5为复位输入端,即X5接通,计数器 C250复位,因此,可由之进行计数器的外部复位,而不 必在梯形图使用RST C250指令。
因为X7为C250的启动输入端,在X5为OFF状态 时,只有X7、X13同时为ON时,C250才开始工
作,对来自X3端输入的脉冲作加 计数,对来自X4端输入的脉冲作 减计数。当X7或X13断开时停止计数。
内部信号计数器有16位增计数器和32位增/减双向 计数器,两类计数器都有通用型和断电保持型两种 类型。
1)16位增计数器
通用型:C0~C99,共100点,无断电保持功能,即 线圈断电后重新开始计数。
断电保持型:C100~C199,共100点,具有断电保 持功能。即使断电,计数器的当前值与输出触点的动 作状态或复位状态仍能保持,待通电后继续计数。
(4)双相(A-B相)双计数输入高速计数器
双相(A-B相)双计数输入高速计数器C251~C255 的计数方向(是加计数还是减计数)由A相脉冲信号与 B相脉冲信号的相位关系决定,加/减计数示意图如图3 所示。当A相为ON状态时,若B相输入为OFF→ON,则 计数器作加计数,如图(a)所示;若B相输入 ON→OFF,则计数器作减计数,如图(b)所示。
(2) 单相单计数输入带启动/复位高速计数器
带启动/复位高速计数器C241~C245各有一个计数 脉冲输入端和一个复位输入端R,其中C244、C245还 各有一个启动输入端S。它们的计数方向由对应辅助继 电器M8×××(×××对应计数器编号241~245)决定: M8241~M8245为ON,计数器C241~C245作减计数; M8241~M8245为OFF,计数器C241~C245作增计数。
补充:置位和复位指令(SET和RST)
LD ANI OUT
LD OUT
LD OUT LDI RST END
X0 T0 T0 K1000 T0 C0 K200 C0 Y0 X0 C0
பைடு நூலகம்
(3)两个计数器组合
当X0接通后,延时50000S,输出Y0接通;当X0 断开后,输出Y0断开。
M8013: 1s时钟 脉冲继 电器, PLC上 电后, 自动产 生周期 为1s的 方波。
例:
C235无启 动/复位高 速计数器
当X10接通,M8235为ON, 计数器C235作减计数;反之作加计 数。作递加计数器时,当计数值达
到设定值,输出触点动作并保持; 作递减计数时,到达计数值则复位。
当X11接通,C235当前值立 即复位为0,触点C235断开。
当X12接通,C235开始工作, 对来自X0端子输入的脉冲信号进行 计数。
C0 Y0
(a)8小时 定时 器
C0 Y0
例如:对于C200:当特殊辅助继电器M8200接通 (置1)时,C200为递减计数;当M8200断开(置0)时, C200为递增计数。
递增、递减计数器的梯形图及动作过程如图4-1所示
a)增减计数器梯形图
b)动作过程示意图
使用断电保持计数器时,其当前值和输出触点均 能保持断电时的状态,当电源再次接通后,断电保持 计数器可累计计数。
始计数,计数输入脉冲来自输入端
子X2。
当C245的当前值大于等于设定值时,线圈Y0接通;
当C245的当前值小于设定值时,Y0断开。若启动
开关X7断开,C245停止计数。
注意:外部控制启动X7和复位X3是立即响应的,它不
受程序扫描周期的影响。
(3) 单相双计数输入(双向)高速计数器
单相双计数输入高速计数器C246~C250这种计数 器有两个输入端,一个作递加输入端,一个作递减输 入端。其中几个计数器还具有复位端R和启动端S。
高速计数器的计数频率较高,它们的输入信号的 频率受两方面的限制:一是全部高速计数器的处理时 间,因它们采用中断方式,所以,计数器用的越少, 则可计数频率就越高;二是输入端的响应速度,其中 X0、X2、X3最高频率为10KHZ,X1、X4、X5最高频 率为7KHZ。 注意:
(1)用作某高速计数器外部计数信号输入端的输入
持功能。即使断电,计数器的当前值与输出触点的动 作状态或复位状态仍能保持。
设定值范围:-2147483648~+2147483647。 增/减计数器计数方式设定方法:
32位双向计数器C200~C234是递增型还是递减型 由特殊辅助继电器M8200~M8234设定。对应的特 殊辅助继电器为ON时,计数器为减计数;反之为 增计数。
C241~C245:单相单输入计数带启动/复位端子高速 计数器(5个) C246~C250:单相双计数输入高速计数器(5个) C251~C255:2相2计数输入(A-B相型)高速计数器 (5个)
下表4-1给出了各种类型高速计数器对应输入端子 的名称。表中U表示加法计数,D表示减法计数,A表 示A相输入,B表示B相输入,R表示复位输入,S表示 启动输入。
可变址修正的元件:X、Y、M、S、P、T、C、D、 K、H
例:
X0接通时,(V)=10; X1接通时,(Z)=20。
X2接通时,(D5V)+(D15Z) →(D40Z)就等价于(D15)+ (D35)→(D60)。
M8000接通时,变址寄存器 V=0。
X3接通时,(D1,D0)+ (D3,D2)→(D45,D44),完成 32位的加法运算。
设定值范围:两种计数器的计数值设定范围均为: 1~32767。
计数值设定方法:设定值即可由常数K直接设定,
也可通过数据寄存器的内容间接设定。
16位增计数器编程举例如图4-1a所示,其动作过程 示意图如图4-1b所示。
2)32位双向(增/减)计数器 通用型:C200~C219,共20点,无断电保持功能。 断电保持型:C220~C234,共15点,具有断电保
LD X0 AND M8013 OUT C0
K500 LD C0 OUT C1
K100
LD C1 OUT Y0 LD C0 ORI X0 RST C0 LDI X0 RST C1 END
(4)长延时定时器
X0 RST C0
X0 RST C0
X0 M8013
X0 M8014
C0 K28800
C0 K14400
(a)
(b)
例:
C251双相输入高速计数器
当X12接通时,C251对 X0端输入的A相信号和X1端输 入的B相信号的ON/OFF过程计 数。如果当前值超过设定值, 则Y2为ON;如果当前值小于设 定值,则Y2为OFF。
当X11接通时,C251被复 位。
通过对应的特殊辅助继电
器M8251可知道计数器C251是 加计数还是减计数。Y3接通 (减计数),反之断开(增计 数)。
例1:
C246单相双输入高速计数器 当X10接通,C246复位。 当X11接通时,C246开始工作,使X0、X1输入有 效。如果计数脉冲信号从X0端输入,则C246作递加 计数,即当X0由OFF→ON,C246加1;如果计数 脉冲信号从X1端输入,则C246作递减计数,即当X1