计数器与分频器—5ppt课件
数字电路说课计数器ppt课件
说教学过程
(二)讲授新课
１精讲环节 （异步计数器（加计数））
“ 1” 1J
CP CP0 C1 1K
“ 1” Q0
1J CP1 C1
1K
(a)
“ 1”
CP
Q1
1J
Q2 Q0
CP2 C1
Q1
1K
Q2
CP1 CP2
(b)
三位二进制异步加法计数器的逻辑图和波形图(下降沿)Ffffff
异步高
频率/MHz 32 32 25 25 25 25
25
Ffffff
说教学过程
(二)讲授新课
１精讲环节 （74LS90）
计数 脉冲 CP
QA CP1 CP2
QB QC QD 74L S90
QA 最低 位 (L S B)
计数脉冲 M＝ 2
CP CP1
CP2
(a)
QB QC QD 最高 位 (MSB)
说教学过程
(二)讲授新课
１略讲环节 （异步计数器（加计数））
CP
1D CP CP0 C1
Q0
1D
CP1 C1 Q0
Q1
1D
CP2
C1
Q1
(a)
Q0
Q2
Q0
Q2
Q1 Q1
Q2
CP1 CP2 (b)
三位二进制异步加法计数器的逻辑图和波形图(下降沿)
Ffffff
说教学过程
(二)讲授新课
１略讲环节 （异步计数器（减计数））
(二)讲授新课
设计环节（74LS90）
QA QB QC QD CP
CP1 74LS90 CP2
S9(1) S9(2) R0(1) R0(2)
计数器及其应用PPT学习教案
会计学
1
三、所需实验设备
1、数字电路实验箱 2、数字万用表 3、芯片74LS00、74LS20各一片、74LS161两 片，
四、导实线验若干原。理
1、测试计数器74LS161的功能 在实验箱上安装电路，74LS161的输出端Q3 ~
Q0接LED指示区插孔，74LS161的CP接单脉冲SP1 （每按单脉冲按钮AN1，给出一个正脉冲），检查 实验电路接线无误之后打开实验箱电源，测试计 数器74LS161的功能。
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VCC QCC Q0 Q1 Q2 Q3 T LD 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS161
1 2 34 5 6 7 8
表6-1 74161功能表
Cr CP D0 D1 D2 D3 P GND
74LS161的外引脚图
输
入
输出
Cr LD P T CP D0 D1 D2 D3
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74LS161复位法实现十二进制计数器
➢器使Q3QC2rQ1QQ0=30Q0200，。当实计现到了Q十3Q二2Q进1Q制0=计11数00。，计数
无CP 0000 0001 0010 0011 0100 0101
1100
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
瞬 CP 1011 1010 1001 1000 0111 0110 时
用74161采用预置端送0置数法构成十二进制计数 器
0000 0001 0010 0011 0100 0101
LD 0
1011 1010 1001 1000 0111 0110 十二进制计数器状态转换图
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在实验箱上安装电路，检查实验电路接线无误
之后打开实验箱电源，测试设计计数器的功能。
计数器课件
04
计数器的常见故障及排除方法
计数器不计数故障及排除方法
电源故障
检查电源插头是否松动 或脱落，电源开关是否
打开。
传感器故障
检查传感器是否松动或 损坏，如有需要更换。
电路故障
检查电路板排线脱落， 芯片是否有烧毁痕迹。
排除方法
重新安装电源插头，打 开电源开关，更换损坏 的传感器，修复或更换
电路板。
计数器计数值不准确故障及排除方法
智能化发展
智能化是计数器技术的重要发展方向。通过与人工智能技 术的结合，计数器能够实现自适应学习、预测等功能，提 高计数的智能化水平。
多样化应用
计数器技术已经广泛应用于各个领域，如工业生产、医疗 保健、交通运输等。未来，计数器技术将进一步拓展应用 领域，满足更多行业的需求。
未来计数器在各个领域的应用前景
计计数器的基本原理 • 计数器的应用场景 • 计数器的常见故障及排除方法 • 计数器的维护与保养 • 计数器的发展趋势与展望
01
计数器概述
定义与作用
定义
计数器是一种用于记录、统计、显示 数字的电子设备。
作用
计数器广泛应用于各个领域，如工业 自动化、商业零售、交通运输等，用 于实现数字的精确记录和统计，提高 工作效率和准确性。
计数器无法清零
检查清零按键是否正常工作， 如有需要更换。
排除方法
更换损坏的显示屏，更换损坏 的清零按键或参数设置按键。
05
计数器的维护与保养
计数器的日常维护
清洁
定期清洁计数器表面，保持干净整洁。
防潮
保持计数器工作环境的干燥，避免潮湿环境导致电路板受潮。
防尘
避免灰尘进入计数器内部，影响计数器的正常工作。
从计数器到分频电路（完结）
从计数器到分频电路（完结） 本⽂介绍常见的电路——计数器，然后我们由计数器电路讲解到分频电路。
⼀、计数器 （1）计数器代码 计数器，顾名思义就是在时钟的节拍下进⾏计数，⼀个简单的N位计数器的代码如下所⽰，这个计数器从0计数到2^N - 1（共计数了2^N个数，也就是N位计数器）：1module count#(parameter N=8)(2input clk,3input clear,4output[N-1:0] cnt_Q5 );6reg[N-1:0] cnt;7assign cnt_Q = cnt;89always@(posedge clk)10if(clear)11 cnt <= 'h0; //同步清 0，⾼电平有效12else13 cnt <= cnt+1'b1; //加法计数1415endmodule上述描述的计数器通过 clear 信号清除计数值，然后下⼀周期开始加 1 计数；当计数器计到能够存储的最⼤数值时，例如本例为 8 个 1，即 8'hff 就会⾃动回到 0，然后开始下⼀轮计数。
综合得带的电路如下所⽰： (2)计数器改进 如果想要实现 0~k 范围内计数，其中k ≠ 2^N ，可以将 always 语句修改为：always@(posedge clk)if(clear)cnt <= 'h0; //同步清 0，⾼电平有效else if(cnt==K)cnt <= 'h0;elsecnt <= cnt+1'b1; //减法计数 前⾯是累加计数，下⾯是⼀个既可以递增也能递减，且具备初始值装载和复位的计数器，代码如下所⽰：1module updown_count#(parameter N=8)(2input clk,3input clear,4input load,5input up_down,6input [N-1:0] preset_D,7output[N-1:0] cnt_Q8 );9reg[N-1:0] cnt;10assign cnt_Q = cnt;1112always@(posedge clk)13if(clear)14 cnt <= 'h0; //同步清 0，⾼电平有效15else if(load)16 cnt <= preset_D; //同步预置17else if(up_down)18 cnt <= cnt+1; //加法计数19else20 cnt <= cnt-1; //减法计数2122endmodule⼆、计数器的⽤途 （1）基本的计数功能与分频 计数器的基本功能顾名思义就是计数了，⽤来计数，产⽣某个信号等等。
《计数器定时器》PPT课件
控制字先锁定，才能读取。
精选PPT
18
9.4 8253/8254的编程命令
编程命令有两类：
① 读出命令； 读计数器计数值 读状态寄存器值（只对8254）
② 写入命令； ▪ 模式设置控制字命令 ▪ 读出控制字(琐存命令) ▪ 设置计数初始值
；计数器0的锁存命令
OUT 76H, AL ；76H为控制口地址，对锁存计数器0的状态和计数值
IN AL, 76H
；从状态口读取计数器0的状态
MOV CL, AL
；将计数器0的状态送到CL
IN AL, 70H
；读取计数器0 的低8位
MOV BL, AL
；将低8位送到BL
IN AL, 70H
；读取计数器0的高8位
相同，但频率较高，多了个别功能。
精选PPT
4
第9章 计数器/定时器和多功能接口芯片
❖ 9.1 可编程计数器/定时器的工作原理 ❖ 9.2 8253/8254的编程结构和外部信号 ❖ 9.3 8253/8254的控制字和状态字 ❖ 9.4 8253/8254的编程命令 ❖ 9.5 8253/8254的工作模式 ❖ 9.6 8253/8254应用举例 ❖ 9.7 32位微型计算机系统中的多功能接口芯片82380
MOV AL, 02H ；计数初值高8位
OUT DX, AL ；计数初值高8位写入计数器0
精选PPT
29
MOV AL, 0BBH ；控制字10111011B，BCD、方式5、 计数器2、先写低8位、后写高8位
MOV DX, 20BH ；控制字寄存器端口地址 OUT DX, AL ；控制字写入控制字寄存器 MOV DX, 20AH ；计数器2端口地址 MOV AL, 12H ；计数初值低8位 OUT DX, AL ；计数初值低8位写入计数器2 MOV AL, 05H ；计数初值高8位 OUT DX, AL ；计数初值高8位写入计数器2
数字逻辑教学课件计数器
控制算法的实现
04
CHAPTER
计数器的实现方式
简单、基础
总结词
通过使用基本的逻辑门电路（如AND、OR、NOT门）来实现计数器的功能。每个门电路都有一定的逻辑功能，通过组合这些门电路可以实现计数器的各种操作，如计数、清零、置数等。这种实现方式虽然简单，但需要大量的门电路，因此只适用于较小的计数器。
计数器的基本原理是利用触发器的翻转特性，对输入信号的脉冲个数进行计数。
当输入信号的脉冲到达时，触发器会翻转状态，从而增加计数值。
计数器可以根据计数的进制数分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器。
此外，根据计数器的功能和结构，还可以分为同步计数器和异步计数器、加法计数器和减法计数器等。
02
详细描述
VS
灵活、可定制
详细描述
可编程逻辑器件（PLD）是一种可以通过编程来实现任意数字逻辑功能的芯片。利用PLD实现计数器，可以通过编程语言（如VHDL或Verilog）编写计数器的逻辑电路，然后将其下载到PLD芯片中实现。这种实现方式具有高度的灵活性和可定制性，可以根据实际需求进行任意规模的计数器设计。同时，PLD还具有可重复编程的优点，可以多次修改和重新编程。
任意进制计数器可以通过组合触发器和门电路实现，其结构和实现方式与十进制计数器类似，但进制的位数和计数的范围可以根据需要进行调整。
任意进制计数器的特点是灵活性高，可以根据实际需求进行定制。
同步计数器的特点是时钟信号的控制下状态变化一致，计数速度快且稳定；异步计数器的特点是触发器的状态变化不同步，可能会产生竞争冒险现象，需要采取措施进行消除。
调制解调
计数器在调制解调过程中用于实现信号的调制和解调，通过对信号的频率和相位进行计数，可以将数字信号转换为模拟信号或反之。
任意数(整数、小数)分频器
任意数（整数、小数）分频器一、分频原理1．1偶数倍分频偶数倍分频通过计数器计数是很容易实现的。
如进行N倍偶数分频,那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数,当计数器从0计数到N/2-1时,输出时钟进行翻转,并给计数器一个复位信号,使得下一个时钟从零开始计数。
以此循环下去。
这种方法可以实现任意的偶数分频。
1．2奇数倍分频奇数倍分频通过计数器也是比较容易实现的,如进行三分频,通过待分频时钟上升沿触发计数器进行模三计数,当计数器计数到邻近值进行两次翻转,比如可以在计数器计数到1时,输出时钟进行翻转,计数到2时再次进行翻转。
即是在计数值在邻近的1和2进行了两次翻转。
这样实现的三分频占空比为1/3或者2/3。
要实现占空比为50%的三分频时钟,可以通过待分频时钟下降沿触发计数,和上升沿同样的方法计数进行三分频,然后下降沿产生的三分频时钟和上升沿产生的时钟进行相或运算,即可得到占空比为50%的三分频时钟。
这种方法可以实现任意的奇数分频。
归类为一般的方法为：对于实现占空比为50%的N倍奇数分频,首先进行上升沿触发进行模N计数,计数选定到某一个值进行输出时钟翻转,然后经过（N-1）/2再次进行翻转得到一个占空比非50%奇数n分频时钟。
与此同时进行下降沿触发的模N 计数,到和上升沿触发输出时钟翻转选定值相同值时,进行输出时钟时钟翻转,同样经过（N-1）/2时,输出时钟再次翻转生成占空比非50%的奇数n分频时钟。
两个占空比非50%的n分频时钟相或运算,得到占空比为50%的奇数n分频时钟。
如图1-1所示，是一个3分频器的仿真时序图。
图1-1 3分频器时序图1．3小数分频小数分频有很多方法，基本原理都是一样，在若干分频周期中，使某几个周期多计或少计一个数，从而在整个周期的总体平均意义上获得一个小数分频比。
设：K为分频系数；N为分频系数的整数部分；X为分频系数的小数部分；M为输入脉冲个数；P为输入脉冲个数；n为小数部分的位数。
《电子测量仪器》第4章电子计数器课件
4.7所示。从图可以看出，t 1 ～ t 2 为计数阶段；t 2 ～ t 3 为显示阶段；t3～t5为复原阶段；t5～t6为等待阶 段。在t 3 ～ t 5 阶段内，t 3 ～ t 4 为复原脉冲抺去原计数， 并恢复到“0”状态的阶段；t 4 ～ t 5 为闭锁延迟阶段，
3
4.1.1 电子计数器的分类
电子计数器是一种多功能的仪器，按其测试功能 可以分为下列几种。
1.通用计数器 2.频率计数器 3.计算计数器 4.特种计数器
4
4.1.2 电子计数器的主要技术指标
1.频率测量范围 2.周期测量范围 3.晶体振荡器的频率稳定度 4.输入灵敏度 5.输入阻抗 6.闸门时间和时标 7.显示及工作方式
期Tx内开启。晶振的输出信号经过整形后形成窄脉冲，再
对其分频或倍频，得到一系列的标准时钟脉冲，即为时标
信号。在闸门开启的时间Tx内，时标信号进入计数器。令 时标信号周期为f 0 ， 经k分频输出频率为f s 、周期为Ts的时
标脉冲；时标脉冲在主门开启的时间进入计数器，计数器
读数N，被测周期为Tx=NTs 式中：N——通过主门的脉冲个数； Tx——被测信号的周期； Ts——标准晶振分频后形成的时标的周期。
4.1 概 述
1. 电子计数器的分类 2. 电子计数器的主要技术指标
2. 电子计数器的工作原理
1. 电子计数器的测频原理 2. 电子计数器的测周原理 3. 电子计数器的测时间间隔 4. 电子计数器的控制逻辑 5. 电子计数器的使用方法
1
• 本章要点
• ·电子计数器测频的工作原理、组成框图和误差分析 • ·电子计数器测周的工作原理、组成框图 • ·电子计数器测时间间隔的工作原理、组成框图 • ·电子计数器的控制逻辑 • 本章难点 • ·掌握数字测频的基本工作原理，电子计数器的组成框图
计数器、分频器、定时器
clkout
当时钟上升沿到来， 计数器+1； clr上升沿有效; 此处计数值不用输出。
module frq_dvd(clkin,clr,clkout) input clkin,clr; output reg clkout; integer qout; //定义变量qout暂存对输入时钟的计 数值，当计满所需次数后，令clkout翻 转
例1: 111…序列检测器
回顾:计数器的电路
4-bit计数器典型电路：异步串行和同步并行 计数器 1
T Q Q Q Q Q Q Q Q
Q0 (LSB)
CLK 1
CLK T
(LSB ) Q1
CLK
1
T CLK
Q2
1
T CLK
(MSB) Q3 (MSB)
4-bit计数器的时序波形与分频
前述两电路均为升序计数器，时序波形：
• State assignment.（choose a set of state variables）
• Substitute the state-variable combination into a state/output table to create a transition/output table • Choose a flip-flop type for the state memory. • Construct an excitation table ,get excitation equation and output equation.
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
#100; resetn = 1; x = 0; clock = 0; #10; clock = 1; #10; clock = 0; x = 1; #10; clock = 1; #10; clock = 0; x = 1; #10; clock = 1; #10; clock = 0; x = 0; #10; clock = 1; #10; clock = 0; x = 1; #10; clock = 1; #10; clock = 0; x = 0; #10; clock = 1; #10; 。。。。。。。。。。
计数器与分频器—5.
即： SM-1=（0100）2。
2019/2/21
卢庆莉
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预测输出波形：
2019/2/21
卢庆莉
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3、设计一个 “10101”的序列信号发生器，观 察并记录时钟和输出波形。（P194 实验3） 常规的分析方法通常是：
①先分析序列长度，即：序列长度=5；
②再根据序列长度确定计数器的模长，M=5。
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卢庆莉
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7、用示波器显示TTL电平时，其输入耦合方式选择 DC（直流）(DC（直流）、AC（交流）、GND（接地）)； 当双踪显示频率相同、幅度分别为5mv和1V的两个正弦波形 时，触发信源选择幅度为1V 的那一路。当频率不同，但 两路波形的频率具有整数倍关系时，选择周期 长 (长、短) 的那一路作触发信源。
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卢庆莉
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设计步骤：
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卢庆莉
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预测输出波形：
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卢庆莉
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例4.试用MUX产生1110010序列信号，用示波 器双踪观察并记录时钟和序列信号波形。
（P177 实验内容3） 设计思路：计数器+数据选择器 设计分析：
①分析序列码码长M=7；
②确定计数器的模长M=7；
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卢庆莉
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首先讨论： 清“0”法，根据74161的功能表可知，它为 异步清零则反馈函数应按M书写。用清“0”法实 现M=7的计数器必须要考虑可靠清“0”的问题， 这样就会使电路要多增加两个与非门和一些连 线，导致电路复杂不可取。 其次讨论： 置“0”法，根据74161的功能表可知，它为 同步置数则反馈函数按M-1书写。用置“0”法实 现M=7的计数器的优点在于它少用门和连线,它是 实现M=7计数器首选的电路。
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2、设计一个分频比N=5的整数分频电路，观 察并记录时钟和输出波形。（P194 实验2 选做）
解：① 搞清分频的概念。
首先分频是一个大的概念，它可以用加法计 数器实现，也可以用减法计数器实现。但通常 人们习惯于用加法计数器实现分频。
根据M=7计数器的分析设计，本题也就是用 置“0‘法设计M=5的加法计数器。则其反馈 函数按SM-1状态书写：
分频器是加法计数器和减法计数器的统称。
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二、所用芯片的功能表的简介
本次实验所用的芯片为74161,了解74161芯 片的功能是实验之前必须做的工作。
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三、实验内容介绍
1、用74161芯片设计M=7的计数器，测试并 记录CP、Q0、Q1、Q2、Q3各点波形。（P194 实验1）
解：① 确定设计方案
用74161芯片设计M=7的设计方案有两种：
清“0”法和置“0”法
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首先讨论： 清“0”法，根据74161的功能表可知，它为
异步清零则反馈函数应按M书写。用清“0”法 实现M=7的计数器必须要考虑可靠清“0”的问 题，这样就会使电路要多增加两个与非门和一些 连线，导致电路复杂不可取。
M – 1=5 –1= 6 =(0100)2;
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即： SM-1=（0100）2。
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预测输出波形：
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3、设计一个 “10101”的序列信号发生器， 观察并记录时钟和输出波形。（P194 实验3）
常规的分析方法通常是：
①先分析序列长度，即：序列长度=5；
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74161为同步置数方式，反馈状态为： M – 1=7 –1= 6 =(0110)2;
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预测输出波形：
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用示波器画输出波形：
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用示波器画输出波形：Biblioteka 15.06.2020.
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用示波器画输出波形：
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其次讨论：
置“0”法，根据74161的功能表可知，它为
同步置数则反馈函数按M-1书写。用置“0”法
实现M=7的计数器的优点在于它少用门和连线,
它是实现M=7计数器首选的电路。
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通过以上分析，采用置零法实现M=7计数 器，则其反馈函数按SM-1写，
即： SM-1=（0110）2。
②再根据序列长度确定计数器的模长，M=5。
③ 选择74151数据选择器实现序列码。 设计思路：
① 74161用置“0”法设计一个M=5的加法计
数器;
② 采用74151芯片，实现“10101”序列码。
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本实验项目根据所列出的真值表设计方案可 以简化为方案一：
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本实验项目根据所列出的真值表可以有以下 设计方案二：（置最小数）
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设计步骤：
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预测输出波形：
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计数器与分频器实验的讲课课件
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主要授课内容：
一、计数器与分频电路的简介 二、所用芯片的功能表的简介
三、实验内容介绍
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一、计数器与分频电路的简介
计数器是数字系统中一种用得最多的时 序逻辑部件，他的基本功能是记录输入脉冲 的个数，可用于分频、定时、产生顺序脉冲 和序列码以及数值运算等。