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异步二进制加法计数器课件

异步二制加法数器
• 异步二制加法数器的基 • 异步二制加法数器的用 • 异步二制加法数器的式 • 异步二制加法数器的性能析 • 异步二制加法数器的例
01
异步二制加法数器述
定义与功能
定义
异步二进制加法计数器是一种数字电路，用于对二进制数进行加法运算。
功能
实现二进制数的相加，并输出相加后的结果。
时序优化
通过调整时钟信号的频率和相位，优化触发器的时序逻辑，
提高计数器的响应速度。
低功耗设计
采用低功耗器件和电路结构，降低计数器的运行功耗。
容错技术
通过冗余设计和错误检测与纠正机制，提高计数器的可靠性。
性能测试与评估
测试环境
搭建符合要求的测试平台，包括输入信号源、输出负载、测试仪器等。
测试方法
设计实例三
总结词：成本较高
VS
详细描述：基于FPGA的异步二进制加法计数器虽然具有高度的可编程性和灵活性，但成本相对较高。FPGA 芯片的价格较高，而且需要相应的开发工具和编程环境，增加了设计的成本。此外，由于FPGA的资源有限，设计时需要合理规划资源的使用，避免浪费。
THANKS
感
在数字信号处理中的应用
信号的编码与解码
在数字信号处理中，信号需要进行编码与解码，异步二进制加法计数器可以用于实现信号的编码与解码功能。
数字滤波器
数字滤波器是数字信号处理中的重要元件之一，异步二进制加法计数器可以作为数字滤波器中的关键元件，实现数字信号的滤波功能。
在通信系统中的应用
调制解调
在通信系统中，调制解调技术是实现信号传输的关键技术之一，异步二进制加法计数器可以用于实现调制解调功能。
灵活性

异步计数器

11 11 11 11
11 11 01 11
根据状态转换表可以决定74LS90五分频部分的状态转换顺序是：
[QDQCQB]=000→001→010→011→100→000 （0 → 1 → 2 → 3 → 4 → 0）
如果2分频和5分频级联起来，即QA接到CPB，整个74LS90的态序为BCD8421码：
计数器的时序0~5，是N=6进制计数器。
例2：由74LS93构成的十二进制计数器。
R0(1) R0(2)
CP =CPA CPB
CTR
& CT = 0
+ DIV2
QA
+
DIV8 CT{0
2
QB QC QD
&
译码逻辑为R0(1)=R0(2)= QDQC 计数器的态序为0~12
该电路的波形图如图所示，波形图中从上到下依次为CP、QA、QB、QC、QD。在QC波形中有一个窄的尖峰，是[QDQCQBQA]从 1011→1100时，发生清零，QC的状态0→1→0，所以出现尖峰。
Q1 0 0
1
1
0
0
1
1
0
Q2 0 0
0
0
1
1
1
1
0
图 10.39 二进制异步加法计数器波形图
如果D触发器是下降沿触发的，那么电路工作波形与计数脉冲（在这里就是CP脉冲）的关系如图所示。如果用n表示触发器的级数，那么二进制计数器的计数长度N=24。
动画5_2
2.二进制异步减法计数器
(1)电路结构
数器的例1接：线RR图00((12图)) 示。为用& 74CLTCS=T900R改变为N=6的异步计

二进制计数器

等效十进制数 0 7 6 5 4 3 2 1 0
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15
圆圈内表示Q2Q1Q0
的状态
用箭头表示状态转换的方向
图5-17 3位异步二进制减法计数器的状态转换图
2019/5/2
16
（2）D触发器构成的3位异步二进制减法计数器（用CP脉冲上升沿触发）。
图5-18 由D触发器构成的3位异步二进制减法计数器
N位二进制计数器可以计2N个数，所以又可称为2N进制计数器。
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18
异步二进制计数器的优点：电路较为简单。缺点：进位（或借位）信号是逐级传送的，工作频率不能太高；状态逐级翻转，存在中间过渡状态。状态从111→000的过程？
111→110 →100 → 000
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13
（1）JK触发器组成的3位异步二进制减法计数器（用CP脉冲下降沿触发）。
仿真
图5-16 3位异步二进制减法计数器
2019/5/2
(a)逻辑图 ( b)时序图
14
表5-6 3位二进制减法计数器状态表
CP顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Q2 Q1 Q0 000 111 110 101 100 011 010 001 000
等效十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 0
2019/5/2
8
④ 时序图
图5-13 3位二进制加法计数器的时序图
2019/5/2
9
⑤ 状态转换图
圆圈内表示Q2Q1Q0
的状态
用箭头表示状态转换的方向
图5-14 3位二进制加法计数器的状态转换图
2019/5/2

数字电路实验报告 2n进制异步加法计数器

数字电路实验报告
2n进制异步加法计数器
每一级触发器均组成T’触发器，即Qn+l=Qn，故JK触发器J=K=1；D触发器D=Q n 最低位触发器每来一个时钟脉冲翻转一次，低位由l-0时向高位产生进位，高位翻转。

对下降沿触发的触发器，其高位的CP端应与其邻近低位的原码输出Q端相连，即CPm=Qm-1，；对上升沿触发的触发器，其高位的CP端应与其邻近低位的反码输出Q端相连，即CP=Qm-1。

D触发器构成上升沿触发异步3位二进制加法计数器:
电路图：
结果图：
JK下降沿触发异步3位二进制加法计数器：
电路图：
结果图：
2n进制异步减法计数器
每级触发器仍组成T’触发器。

最低位触发器每来一个时钟脉冲翻转一次，低位由1-0时向高位产生借位，高位翻转。

对下降沿触发的触发器，其高位CP端应与其邻近低位的反码端Q相连，即CP=Qm-1，：对上升沿触发的触发器，其高位CP端应与其邻近低位的原码端Q相连，即CPm=Qm-1,。

D上升沿触发异步3位二进制减法计数器：电路图:
结果图：
JK下降沿触发异步3位二进制减法计数器：电路图：
结果图：
实验总结：
通过本次试验已经掌握2n进制异步加法计数器、2n进制异步减法计数器，这次试验学会了很多其次做实验的正确方法是先画好电路图，按图接线，最后检测，后做实验需要小心谨慎，思维敏捷。

不过过程中有些地方没有搞得很懂，还是问了其他同学后，在他的帮助下才做出来的。

二进制计数器

二进制计数器计数器是数字系统中用得较多的基本逻辑器件。

它不仅能记录输入时钟脉冲的个数，还可以实现分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。

例如，计算机中的时序发生器、分频器、指令计数器等都要使用计数器。

计数器的种类很多。

按时钟脉冲输入方式的不同，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制的不同，可分为二进制计数器和非二进制计数器；按计数过程中数字增减趋势的不同，可分为加计数器、减计数器和可逆计数器。

8.4.1 二进制异步计数器1.二进制异步加计数器(1)电路结构以三位二进制异步加法计数器为例，如图8.4.1所示。

该电路由3个上升沿触发的D触发器组成，具有以下特点:每个D触发器输入端接该触发器Q 端信号，因而Q n＋1＝Q n，即各D触发器均处于计数状态;计数脉冲加到最低位触发器的C端，个触发器的Q 端信号接到相邻高位的C端。

图8.4.1 3位二进制异步加计数器(2)原理分析假设各触发器均处于0态，根据电路结构特点以及D触发器工作特性，不难得到其状态图和时序图，它们分别如图8.4.2和图8.4.3所示。

其中虚线是考虑触发器的传输延迟时间tpd后的波形。

图8.4.2 图8.4.1所示电路的状态图图8.4.3 图8.4.1所示电路的时序图由状态图可以清楚地看到，从初始状态000(由清零脉冲所置)开始，每输入一个计数脉冲，计数器的状态按二进制递增（加1），输入第8个计数脉冲后，计数器又回到000状态。

因此它是23进制加计数器，也称模八（M=8）加计数器。

从时序图可以清楚地看到Q0，Q1,Q2的周期分别是计数脉冲（CP）周期的2倍，4倍、8倍，也就是说Q0,Q1,Q2,分别对CP波形进行了二分频，四分频，八分频，因而计数器也可作为分频器。

需要说明的是，由图8.4.3中的虚线波形可知，在考虑各触发器的传输延迟时间tpd时,对于一个n位的二进制异步计数器来说，从一个计数脉冲（设为上升沿起作用）到来,到n个触发器都翻转稳定,需要经历的最长时间是ntpd ，为保证计数器的状态能正确反应计数脉冲的个数,下一个计数脉冲（上升沿）必须在ntpd后到来，因此计数脉冲的最小周期Tmin＝ntpd。

异步二进制加法计数器

3
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74LS175真值表
课外查资料：了解集成寄存器74LS373与 74LS374。
4
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6.1.2 移人位删寄除。存器
移位寄存器的5种输入输出方式：（a）串行输入/右移/串行输出
0
0
0
1
0
1
2
1
0
3
1
1
4（再循 0 环）
0
计数脉 Q1 Q0 冲
0
00
1
01
2
10
3（再 0 循环）
0
25
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异步3进制加计数器电路如下
计数到
1 11的瞬
0
间就清
零
1
26
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0
0
0
0
0
0
0
10
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（c）第2个CP脉冲之后
0
00
（d）第3个CP脉冲之后
0
11
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（e）第4个CP脉冲之后
1010
12
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例6-1 对于图6-4所示移位寄存器，画出下图所示输入数据和时钟脉冲波形情况下各触发器输出端的波形。设寄存器的初始状态全为0。

异步计数器

ຫໍສະໝຸດ 逻辑电路逻辑符号
单元3 异步计数器
《数字电子技术》
3.4 集成异步计数器
常见的集成异步计数器芯片型号有74LS196/290/293/390/393等几种。下面以二—五—十进制异步加法计数器74LS196为例作介绍。
74LS196功能表
单元3 异步计数器
《数字电子技术》
3.4 集成异步计数器
单元3 异步计数器
课堂练习
《数字电子技术》
1、分析时序逻辑电路，写出电路的驱动方程、状态方程和输
单元3 异步计数器
《数字电子技术》
单元3 异步计数器
3.3 异步十进制计数器
《数字电子技术》
异步十进制加法计数器是在4位异步二进制加法计数器的基础上加以修改而得到的。因为4位二进制加法计数器从 0000到1111可以计数16，即为十六进制计数器，把十六进制计数器变为十进制计数器，关键是解决是如何使4位二进制加法计数器在计数过程中跳过从1010到1111这6个状态。即计数器只能从0000计到1001，当第十个计数脉冲输入后，电路应从1001返回到0000，跳过1010到1111这6个状态，成为十进制计数器。
n位二进制计数器最多能累计的脉冲个数为，这个数称为计数长度或计数容量。3位二进制计数器的计数长度为7。它共有8个状态，即N =8，称计数器的状态总数N为计数器的模，也称为计数器的循环长度。
单元3 异步计数器
3.2 异步二进制减法计数器
《数字电子技术》
分析用下降沿触发的触发器组成的3位二进制减法计数器的工作原理
3.1 异步二进制加法计数器
《数字电子技术》
如果由上升沿触发的触发器组成异步二进制加法计数器，则计数器的级间连接就应从低位的端输出接至高位的CP端。由于高位时钟来自低位的端，当低位的Q端由1→0时（即有进位），端由0→1（为上升沿），才使高位触发器时钟条件（上升沿触发）得到满足，因而翻转。

异步二进制加法计数器

工作速度与功耗分析
工作速度
异步二进制加法计数器的工作速度取决于其内部逻辑门的传输延迟。通常，提高工作时钟频率可以加快计数速度，但同时也会增加功耗。
功耗
异步二进制加法计数器的功耗与其工作速度和位宽密切相关。在高速工作时，计数器的功耗会显著增加。优化设计可以降低功耗，例如采用低功耗逻辑门和时钟分频技术。
06
异步二进制加法计数器的发展趋势与展望
发展趋势
高精度化
随着数字信号处理技术的发展，异步二进制加法计数器的精度越来越高，能够满足更复杂和精确的数字计算需求。
小型化与集成化
随着微电子技术的进步，异步二进制加法计数器的体积逐渐减小，同时其功能越来越强大，集成度越来越高。
低功耗化
随着物联网、移动设备等应用的普及，低功耗设计成为异步二进制加法计数器的重要发展方向，以满足长时间、便携式使用的需求。
03
异步二进制加法计数器的应用
在数字系统中的应用
实现数字逻辑运算
异步二进制加法计数器可以用于实现数字逻辑运算，如二进制数的加法、减法等。
控制电路时序
在数字系统中，异步二进制加法计数器可以作为时序控制电路的一部分，用于产生定时信号和控制电路的时序逻辑。
实现数据比较器
利用异步二进制加法计数器，可以构建数据比较器，用于比较两个二进制数的大小。
可靠性
由于异步计数器采用简单的电路结构，因此具有较高的可靠性。
异步计数器与同步计数器的比较
1 2 3
工作方式
异步计数器在时钟信号触发时立即进行运算，而同步计数器则是在时钟信号的每个周期内进行运算。
时序逻辑
异步计数器不需要时序逻辑电路的支持，而同步计数器则需要时序逻辑电路来保证正确的运算时序。

电工学

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CP
2.列写状态转换表，分析其状态转换过程 CP J2=Q0Q1 K2 =1 J1 = K1 =1 J0 =Q2 K0 =1 Q2 Q1 Q0
0 1 2 3 4 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1
1 1
0 0 0 0 1
0 0 1 1 0
2. 同步二进制加法计数器
同步计数器：计数脉冲同时接到各位触发器，各触发器状态的变换与计数脉冲同步。异步二进制加法计数器线路联接简单。各触发器逐级翻转，因而工作速度较慢。
同步计数器各触发器同步翻转，因此工作速度快。但接线较复杂。
用JK触发器设计同步计数器根据翻转条件, 确定触发器级间连接方式—找出J、K输入端的联接方式。
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用D触发器构成三位二进制异步加法器
Q2
Q Q
Q1
D
Q Q
Q0
D
Q Q RD 清零
D
F2
F1
F0
C
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异
3
4
5
6
7
8
Q0
Q1 Q1 Q2
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二进制减法计数器状态表脉冲数 (C) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
二 Q2 1 1 1 1 0 0 0 0 1 进制数 Q1 Q0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1
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用D触发器构成三位二进制异步减法器
Q2
Q Q
Q1
D
Q Q

第六章_异步计数器

(3) 状态转换表
Q1n +1 = Q3n Q1n ( Q0n ↓ )
n Q3n +1 = Q1nQ2 Q3n ( Q0n ↓ )
n n Q2 +1 = Q2 ( Q1n ↓ )
CP ↓ Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0
(4) 波形图
1 2 3 4
0 0 0 0
0 0 0 1
0 1 1 0
4、逻辑符号、
R01
CP0
R 02
S 91
S 92
74 LS 290
Q1 Q2 Q3
C P1
R01，R02 ⇒
异步清零端异步置9端异步置端异步清零
Q0
S91，S92 ⇒
R01 R01 = 1 S91S91 = 0，Q3Q2Q1Q0 = 0000；，
S91S91 = 1 R01 R01 = 0，Q3Q2Q1Q0 = 1001 异步置，；异步置9 S91S91 = 0，R01 R01 = 0，计数
1 0 1 0
5 6 7 8 9 10
0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0
3、二－五－十进制集成异步计数器—74LS290
CP1
1、逻辑图、
2、逻辑简图、
FF0
Q0
Q1
Q2
Q3
M = 10
CP0
M =2
CP 1
M =5
CP ↓ Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0
0 0
0 0
L
0 0
0 0
1 0
1 0
1 0
19 20
1 0
L

异步计数器

图2
感谢观看
异步二进制减法计数器
按照二进制减法计数规则，若低位触发器已经为0，则再输入一个减法计数脉冲后应翻转为1，同时向高位发出借位信号，使高位翻转。若使用T’触发器构成计数器电路，则只需将低位触发器的Q(或Q)端接至高位触发器的时钟输入端即可实现进位。当低位由0变为1时，Q端的下降沿正好可以作为高位的时钟信号(若采用下降沿触发的T’触发器)，或者Q端的上升沿作为高位的时钟信号(若采用上升沿触发的T’触发器)。
用JK触发器构成的异步十进制计数器
异步十进制加法计数器是在4位异步二进制加法计数器的基础上得到的，具体如图1所示。修改时主要解决的问题是如何使4位二进制计数器在计数过程中跳过1010～1111这6个状态。假定所选用的触发器都是TTL，电路J、 K悬空时相当于逻辑1电平。
图1
如果计数器从Q3Q2Q1Q0-0000开始计数，由图1可知，触发器FF0、FF1和FF2的信号输入端J、K始终为1，即为T’触发器，在输入第8个计数脉冲之前，其工作过程和异步二进制加法计数器相同。在此期间虽然Q0输出的脉冲也送给了触发器FF3，但是由于每次Q的下降沿到达时J3=Q2Q1=0，K3=1，所以触发器FF3一直保持0状态不变。
异步二进制加法计数器
异步二进制计数器在做加法计数时是以从低位到高位逐位进位的方式T作的。因此，其中的各个触发器不是同步翻转的。按照二进制加法计数规则，第i位如果为1，则再加上1时应变为0，同时向高位发出进位信号，使高位翻转。若使用T'触发器构成计数器电路，则只需将低位触发器的Q(或Q)端接至高位触发器的时钟输入端即可实现进位。当低位由1变为0时，Q端的下降沿正好可以作为高位的时钟信号(若采用下降沿触发的T'触发器)，或者Q端的上升沿作为高位的时钟信号(若采用上升沿触发的T'触发器)。

异步二进制计数器课件

异步二进制计数器的应用场景
01
应用场景
02
数字信号处理：在数字信号处理领域，异步二进制计数器被广泛应用于对数字信号进行计数和数据处理。
03
嵌入式系统：在嵌入式系统中，异步二进制计数器常用于实现定时器、计数器等功能。
04
通信系统：在通信系统中，异步二进制计数器可用于对数据信号进行计数和同步处理。
休眠模式
在计数器不工作时，将其置于休眠模式，以降低功耗。
智能唤醒机制
通过采用先进的智能唤醒机制，实现计数器在需要时快速唤醒并
进入工作状态。
集成更多的计数功能
多位计数
通过将多个计数器集成在同一芯片上，实现多位数的计数，提高计数器的容量和性能。
多种计数模式
通过集成多种计数模式，如递增、递减、循环等，实现更灵活的计数应用。
系统集成
说明如何将MCU与其它硬件和软件进行集成，以实现完整的嵌入式系统功能。
感谢您的观看
THANKS
以实现更高速的计数。
降低触发器功耗
通过优化触发器电路结构和操作方式，降低触发器的功耗，实现更高效的能源利用。
提高触发器稳定性
优化触发器的控制电路和反馈机制，提高触发器的稳定性，确保计数的准确性和可靠性。
采用低功耗技术
动态功耗管理
通过动态调整计数器的功耗状态，实现更高效的能源利用，同时
保证计数器的性能。
02
异步二进制计数器的基本结构
触发器结构
触发器结构
异步二进制计数器通常由多个触发器组成，每个触发器都存储一位的二进制数。触发器通过异步方式进行翻转，实现计数器的加1或减1操作。
触发器翻转规则
在异步二进制计数器中，当触发器的输入发生改变时，输出会立即翻转，而不需要等到下一个时钟周期。

异步二进制计数器电路组成及案例说明

异步二进制计数器电路组成及案例说明（1）异步二进制加法计数器图8.44是用四个主从JK触发器组成的四位二进制加法计数器逻辑图。

图8.44 JK触发器组成的异步二进制四位加法计数器图中各触发器的J端和K端都悬空，相当于置1，由JK触发器的真值表知，只要有时钟信号输入，触发器的状态一定发生翻转。

图中低位触发器的Q接至高位触发器的C1端，当低位触发器由1态变为0态时，Q就输出一个下降沿信号，这个信号正好作为进位输出。

R加入负脉冲，使计数器清0。

当计数脉计数器在工作之前，一般通过各触发器的置零端d冲CP输入后，计数器就从Q3Q2Q1Q0=0000状态开始计数。

当第1个CP脉冲下降沿到达时，FF0由0态变为1态，Q0由0变1，Q1、Q2、Q3因没有触发脉冲输入，均保持0态；当第2个CP脉冲下降沿到达时，FF0由1态变为0态，即Q0由1变0，所产生的脉冲负跳变使FF1随之翻转，Q1由0变1。

但Q1端由0变为1的正跳变无法使FF2翻转，故Q2、Q3均保持0态。

依次类推，每输入1个计数脉冲，FF0翻转一次；每输入2个计数脉冲，FF1翻转一次；每输入15个计数脉冲后，计数器的状态为“1111”。

显然，计数器所累计的输入脉冲数可用下式表示：N=Q3×23+Q2×22+Q1×21+Q0×20第16个脉冲作用后，四个触发器均复位到0态。

从第17个CP脉冲开始，计数器又进入新的计数周期。

可见一个四位二进制计数器共有24=16个状态，所以四位二进制计数器可组成一位十六进制计数器。

由于各触发器的翻转时刻不同，所以这种计数器又称为异步计数器。

各触发器状态的变化及计数情况见表8.10所示。

各级触发器的状态可用如图8.45所示的波形图表示。

由图示波形可以看出，每个触发器状态波形的频率为其相邻低位触发器状态波形频率的二分之一，即对输入脉冲进行二分频。

所以，相对于计数输入脉冲而言，FF0、FF1、FF2、FF3的输出脉冲分别是二分频、四分频、八分频、十六频，由此可见N位二进制计数器具有2N分频功能，可作分频器使用。

异步二进制加法计数器共89页

•
29、在一切能够接受法律支配的人类的状态中，哪里没有法律，那里就没有自由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除法律。 ——塞·约财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
异步二进制加法计数器
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的，但是为了生存，我们不得不为自己编织一个笼子，然后把自己关在里面。 ——博莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时间再长，也还是没有制约力的。— —爱·科克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马克罗维乌斯

异步二进制加法计数器

异步二进制加法计数器教学目的：让学生掌握加法计数器的分析方法教学重点：加法计数器的分析方法教学难点：加法计数器的工作原理教学方法：讲授法教学时间：2课时教学过程：一、复习引入：复习JK触发器的逻辑功能。

二、新授：(一)、异步三位二进制加法计数器1、电路组成：由三个无空翻的T型触发器逐级串联组成的异步三位二进制加法器(也可以由无空翻的JK型触发器构成.，书上J与K同时接1就是说J=K也就是T触发器)CR2、结构特点：(1) 每个触发顺为T’型,且带直接复位端.(2) 异步工作方式.因为输入计数脉冲只送至触发器最低位F1的CP1端,因此,各触发器的改变与计数输入脉冲不同步.(3) 输出信号取自各Q 端,即Q 2 、 Q 1 、 Q 0.3、工作原理见波形图(1)、CR 端来低电平时,计数器被清”0”，电路状态为Q 2 Q 1 Q 0=000(2)、随着输入计数脉冲个数的增加,计数器输出端Q 2 Q 1 Q 0的读数从000至111顺序递增,相当于十进制数字从0至7依次递增,所以为加法计数器.(3)、第8个计数脉冲输入后,计数器的状态回到000,这表示了一个循环,以后每输入8 个脉冲,计数器的状态循环一次.三位二进制加法计数器的计数顺序如表6.2.1所示.4、计数与分频.(1) 从波形图可以看出,每经过一级触发器,脉冲的频率就减少一半,因此, 计数器也称为分频电路或分频器.(2) 、对于一级触发器F 1,每两个计数脉冲作用后, F 1复”0”,同时，输出一个进位脉冲信号，所以，F 1能记录12 =2个脉冲。

从波形图看出,每2个CP 产生一个Q 1波形,Q 1信号信号频率是CP 信号频率的1/2,即除2,故将一级(位)二进制计数器又称为2分频电路,也称除2电路.(3) 、对于二级触发器,每四个计数脉冲CP,使电路复原一次,并有并且输出一个进位脉冲信号,所以两级能记录22 =4个计数脉冲.从波形力看出,每4 个CP 产生一个Q 2波形,Q 2信号的频率是CP 频率的1/4,即除4,故将二级二进制计数器又称4分频器. 1 2 3 4 5 6 7 8Q OCP Q 1 Q 2(4)、以此类推,若计数电路由N个触发器组成,那么,可记录n2个计数脉冲，输出进位脉冲的频率是输入计数脉冲频率的1/2 ,又称为n2分频电路5、异步三位二进制加法计数器状态表：练习：把波形图擦掉后再请学生上台画，以检查学生对波形做法掌握的程度小结：计数器波形图的正确做法。

异步二进制加法计数器课件

使用ModelSim进行仿真与验证
ModelSim软件安装与使用
了解ModelSim软件的安装步骤和使用方法，熟悉仿真环境和仿真流程。
二进制加法器仿真
计数器仿真
验证与调试
在ModelSim中加载二进制加法器的Verilog代码，进行仿真，观察输出结果。
在ModelSim中加载计数器的 Verilog代码，进行仿真，观察计数器的运行情况和输出结果。
触发器的种类与工作原理
触发器的种类
基本R-S触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
工作原理
触发器是一种双稳态电路，能够存储二进制数据，并具有翻转特性。输入信号的变化会引起触发器的状态翻转。
触发器之间的连接方式
串行连接
将多个触发器依次串联起来，前一个触发器的输出作为后一个触发器的输入。
高速性能
异步计数器具有较高的时钟频率和较短的延迟时间，可以满足高速性能的需求。
异步二进制加法计数器的实现方法
利用D触发器实现异步复位和加载
01
通过D触发器的异步输入端，实现异步复位和加载操作。
利用JK触发器实现二进制加法计数
02
通过JK触发器的翻转功能，实现二进制加法计数。
利用译码器实现输出控制
使用ModelSim的调试功能，对仿真结果进行验证和调试，确保设计的正确性和可靠性。
使用JTAG进行调试与测试
01
02
03
04
05
JTAG接口介绍
JTAG调试器安装二进制加法器调
与使用
试
计数器调试
测试结果分析
了解JTAG接口的原理和特点，掌握JTAG接口的应用范围和限制。

1-16-5计数器—异步二进制加计数器

1
1CP 1Q0 3
1Q1 4
1Q2 5
2 1CR 1Q3 6
13
2CP 2Q0 11
2Q1 10
2Q2 9
12 2CR 2Q3 8
74HC/HCT393的逻辑符号
1
0 4tpd
Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0
➢异步计数脉冲的最小周期 Tmin=n tpd。（n为位数）
②典型集成电路中规模集成电路74HC/HCT393中集成了两个4位异步二进制计数器在 5V、25℃工作条件下，74HC/HCT393 中每级触发器的传输延迟时间典型值为6ns。
6.5.2 计数器
概述 1、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。 2、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
FF1 Q1
FF2 Q2
FF3 Q3
CP
1
＞C Q0
R
＞C R
Q1
＞C R
Q2
＞C R
Q3
CR 1
1
1
1
1
Q0
Q1
Q2
Q3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 CP
Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0