第六章 计数器3
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认识计数器和计算课件
示为0.5。
03
根号键
用于计算平方根。
04
指数键
用于计算指数。
计算器的使用技巧
快速输入数字
连续按下数字键，无需每次按一 个数字后再按"="键。
连续运算
按下第一个数字和运算符后，直 接输入第二个数字，再按"="键
即可得到结果。
使用存储功能
在计算过程中，可以将中间结果 存储在存储器中，以便后续使用
。
计算器的常见问题及解决方法
计算器的工作原理
计算器是一种电子设备，用于执行数学运算，如加、减、 乘、除等。
计算器通常采用微处理器和存储器来实现运算和控制功能 ，用户通过键盘输入数字和运算符，计算器内部电路执行 相应的运算并显示结果。
03
计数器的应用
在日常生活中的应用
购物时计算找零
在超市或商店购物时，使 用计数器可以快速计算出 需要找回的零钱数量。
显示屏不亮
检查电源是否正常，如正常则可能是显示屏损坏，需要更换。
按键失灵
可能是按键接触不良或按键损坏，需要更换按键或整个计算器。
结果不正确
可能是由于输入错误或计算器故障，需要重新输入或检查计算器是 否正常工作。
05
计算器的发展历程
计算器的历史背景
早期的计算工具
01
算盘、滑珠计算器等，这些工具在古代中国、古希腊等文明中
机械计数器通常由一系列齿轮组成， 当计数器被触发时，齿轮会转动并带 动其他齿轮转动，从而记录数字。
机械计数器通常具有较大的体积和重 量，但价格相对较低，适用于需要简 单计数的场合。
电子计数器的工作原理
电子计数器通常采用集成电路和电子元件来实现计数功能， 通过传感器检测事件并触发计数器。
03
根号键
用于计算平方根。
04
指数键
用于计算指数。
计算器的使用技巧
快速输入数字
连续按下数字键，无需每次按一 个数字后再按"="键。
连续运算
按下第一个数字和运算符后，直 接输入第二个数字，再按"="键
即可得到结果。
使用存储功能
在计算过程中，可以将中间结果 存储在存储器中，以便后续使用
。
计算器的常见问题及解决方法
计算器的工作原理
计算器是一种电子设备，用于执行数学运算，如加、减、 乘、除等。
计算器通常采用微处理器和存储器来实现运算和控制功能 ，用户通过键盘输入数字和运算符，计算器内部电路执行 相应的运算并显示结果。
03
计数器的应用
在日常生活中的应用
购物时计算找零
在超市或商店购物时，使 用计数器可以快速计算出 需要找回的零钱数量。
显示屏不亮
检查电源是否正常，如正常则可能是显示屏损坏，需要更换。
按键失灵
可能是按键接触不良或按键损坏，需要更换按键或整个计算器。
结果不正确
可能是由于输入错误或计算器故障，需要重新输入或检查计算器是 否正常工作。
05
计算器的发展历程
计算器的历史背景
早期的计算工具
01
算盘、滑珠计算器等，这些工具在古代中国、古希腊等文明中
机械计数器通常由一系列齿轮组成， 当计数器被触发时，齿轮会转动并带 动其他齿轮转动，从而记录数字。
机械计数器通常具有较大的体积和重 量，但价格相对较低，适用于需要简 单计数的场合。
电子计数器的工作原理
电子计数器通常采用集成电路和电子元件来实现计数功能， 通过传感器检测事件并触发计数器。
教案范例(计数器)
教案范例（计数器）第一章：认识计数器1.1 教学目标让学生了解计数器的概念和基本功能。
学会使用计数器进行基本的数学运算。
1.2 教学内容计数器的定义和作用。
计数器的组成部分。
计数器的使用方法。
1.3 教学步骤1. 引入计数器的概念，让学生观察并描述计数器的外观和功能。
2. 讲解计数器的使用方法，示范如何进行加减乘除等基本运算。
3. 让学生分组讨论并尝试使用计数器进行计算。
1.4 作业布置第二章：计数器的进制转换2.1 教学目标让学生了解计数器在不同进制下的使用方法。
学会将十进制数转换为其他进制数。
2.2 教学内容不同进制数的概念和表示方法。
计数器在不同进制下的使用方法。
十进制数与其他进制数之间的转换方法。
2.3 教学步骤1. 讲解不同进制数的概念，介绍二进制、八进制、十六进制等。
2. 示范如何在计数器上进行不同进制数的转换。
3. 让学生分组讨论并尝试使用计数器进行不同进制数的转换。
2.4 作业布置请学生使用计数器将十进制数255 转换为二进制、八进制和十六进制。
第三章：计数器的程序设计3.1 教学目标让学生了解计数器的基本编程方法。
学会使用计数器编写简单的程序。
3.2 教学内容计数器的编程语言和语法。
计数器的编程方法和技巧。
计数器编程实例。
3.3 教学步骤1. 讲解计数器的编程语言和语法，介绍常用的指令和操作符。
2. 示范如何使用计数器编写简单的程序。
3. 让学生分组讨论并尝试使用计数器编写简单的程序。
3.4 作业布置请学生使用计数器编写一个程序，实现计算1到100的所有整数之和的功能。
第四章：计数器的扩展应用4.1 教学目标让学生了解计数器在其他领域的应用。
学会使用计数器解决实际问题。
4.2 教学内容计数器在科学、工程、商业等领域的应用。
计数器解决实际问题的方法和技巧。
4.3 教学步骤1. 讲解计数器在不同领域的应用实例，如测量时间、计数物品数量等。
2. 示范如何使用计数器解决实际问题。
3. 让学生分组讨论并尝试使用计数器解决实际问题。
数字电子技术基础-第六章_时序逻辑电路(完整版)
T0 1
行修改，在0000 时减“1”后跳变 T1 Q0 Q0(Q3Q2Q1)
为1001，然后按
二进制减法计数
就行了。T2 Q1Q0 Q1Q0 (Q1Q2Q3 )
T3 Q2Q1Q0
50
能自启动
47
•时序图 5
分 频
10 分 频c
0
t
48
器件实例：74 160
CLK RD LD EP ET 工作状态 X 0 X X X 置 0（异步） 1 0 X X 预置数（同步） X 1 1 0 1 保持（包括C） X 1 1 X 0 保持（C=0） 1 1 1 1 计数
49
②减法计数器
基本原理：对二进 制减法计数器进
——74LS193
异步置数 异步清零
44
（采用T’触发器，即T=1）
CLKi
CLKU
i 1
Qj
j0
CLKD
i 1
Qj
j0
CLK0 CLKU CLKD
CLK 2 CLKU Q1Q0 CLK DQ1Q0
45
2. 同步十进制计数器 ①加法计数器
基本原理：在四位二进制 计数器基础上修改，当计 到1001时，则下一个CLK 电路状态回到0000。
EP ET 工作状态
X 0 X X X 置 0（异步）
1 0 X X 预置数（同步）
X 1 1 0 1 保持（包括C）
X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数
39
同步二进制减法计数器 原理：根据二进制减法运算 规则可知：在多位二进制数 末位减1，若第i位以下皆为 0时，则第i位应翻转。
Y Q2Q3
(电气控制与PLC)第六章S7-1200的指令
2021/1/13
福州大学电气工程与自动化学院
16
定时器指令——定时器的输入输出参数
TP、TON 和 TOF 定时器具有相同的输入和 输出参数
TONR 定时器具有附加的复位输入参数 R
2021/1/13
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17
定时器指令——定时器的输入输出参数
参数 IN从0变为1将启动TP、TON 和 TONR，从 1变0 将启动 TOF
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14
提纲
1. 位逻辑指令 2. 定时器指令 3. 计数器指令 4. 数据处理指令
2021/1/13
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15
定时器指令
S7-1200 PLC有4种定时器： ➢ TON：接通延迟定时器 (ON) ➢ TONR：保持型接通延迟定时器 (ON+Reset) ➢ TOF：关断延迟定时器 (OFF) ➢ TP： 脉冲定时器 (Pulse)
避免循环扫描导致指令重复执行
触点下面的M4.3为边缘存储位，用来存储上一个扫描周期时 I0.6的状态，通过比较输入信号的当前状态和上一个扫描周期的 状态来检测信号的边沿
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位逻辑指令——乒乓电路设计
用位逻辑指令实现以下功能： 按一次按钮I0.0，输出Q4.0亮，再按一次按钮，输出Q4.0灭； 重复以上。
44
用比较和计数指令编写开关灯程序 要求灯控按钮I0.0按下一次，灯Q4.0亮，按下两次， 灯Q4.0，Q4.1全亮，按下三次灯全灭，如此循环。
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45
灯控按钮 I0.0 按 下一次，灯 Q4.0 亮，按下两次，灯 Q4.0，Q4.1 全亮， 按下三次灯全灭， 如此循环。
《计数器》教案
现秒、分、时的计时功能。
频率测量
将待测频率的信号输入到计数 器中，通过计数器的计数值和 计数时间计算出待测频率的大 小。
脉冲计数
利用计数器对输入的脉冲信号 进行计数，常用于工业自动化 控制中的脉冲量采集和测量。
数字信号处理
在数字信号处理中，计数器常 用于实现采样频率的控制、数
据位数的计数等功能。
03
评价方法介绍
Hale Waihona Puke 静态测试在特定条件下对计数器 的各项性能指标进行测 试，如计数范围、准确
度等。
动态测试
模拟实际工作条件，对 计数器的性能进行实时 测试，如计数速度、稳
定性等。
对比测试
将不同型号或不同厂家 的计数器进行性能对比
，以评价其优劣。
长时间运行测试
对计数器进行长时间连 续工作测试，以检验其
稳定性和可靠性。
情感目标
培养学生对计数器的兴趣 和好奇心，激发其探索未 知领域的欲望。
教学内容与方法
教学内容
计数器的基本原理、分类、性能指标 、选型与使用、维护与故障排除等。
教学手段
使用多媒体课件、实验设备、仿真软 件等教学手段，提高教学效果和学生 的学习兴趣。
教学方法
采用理论讲授、案例分析、实践操作 等多种教学方法相结合的方式，使学 生能够全面深入地掌握计数器的相关 知识。
05
计数器性能指标及评价方 法
性能指标概述
01
02
03
04
计数范围
指计数器能够计数的最大值和 最小值范围，通常与计数器的
位数相关。
计数速度
指计数器在单位时间内能够完 成的计数次数，通常以赫兹（
Hz）为单位表示。
准确度
频率测量
将待测频率的信号输入到计数 器中，通过计数器的计数值和 计数时间计算出待测频率的大 小。
脉冲计数
利用计数器对输入的脉冲信号 进行计数，常用于工业自动化 控制中的脉冲量采集和测量。
数字信号处理
在数字信号处理中，计数器常 用于实现采样频率的控制、数
据位数的计数等功能。
03
评价方法介绍
Hale Waihona Puke 静态测试在特定条件下对计数器 的各项性能指标进行测 试，如计数范围、准确
度等。
动态测试
模拟实际工作条件，对 计数器的性能进行实时 测试，如计数速度、稳
定性等。
对比测试
将不同型号或不同厂家 的计数器进行性能对比
，以评价其优劣。
长时间运行测试
对计数器进行长时间连 续工作测试，以检验其
稳定性和可靠性。
情感目标
培养学生对计数器的兴趣 和好奇心，激发其探索未 知领域的欲望。
教学内容与方法
教学内容
计数器的基本原理、分类、性能指标 、选型与使用、维护与故障排除等。
教学手段
使用多媒体课件、实验设备、仿真软 件等教学手段，提高教学效果和学生 的学习兴趣。
教学方法
采用理论讲授、案例分析、实践操作 等多种教学方法相结合的方式，使学 生能够全面深入地掌握计数器的相关 知识。
05
计数器性能指标及评价方 法
性能指标概述
01
02
03
04
计数范围
指计数器能够计数的最大值和 最小值范围，通常与计数器的
位数相关。
计数速度
指计数器在单位时间内能够完 成的计数次数，通常以赫兹（
Hz）为单位表示。
准确度
人教版一年级数学上册 6-3 计数器表示11~20(课件)
14
20
知识运用
写一写，读一读。
十位 8
知识运用
根据数字拨一拨计数器。
十位 个位
19
十位 个位
3
十位 个位
14
知识运用
十一写作（11011）（ × ）
二十写作（ 220 ）（ × ）
你们真细心！我来说
1几7个4和1个个数1，一9十十中你和和六们间15来个的个写十数一，
看谁最认真。
课堂游戏
幸运转盘
通过按可以控制转盘开始转动
或停止转动。当转盘停止转动时，
请读一读指针指向的数字，并用
计数器拨一拨。
ON/OFF
课堂游戏
零食一份
免作业一次
+5分
课堂小结
读数
个位：右数第一位，表示几个一。 十位：右数第二位，表示几个十。
写数
先写十位，再写个位； 对应几个珠就写几。
谢谢观看！
人教版 一年级上册
计数器表示11～20
学习目标
认识计数器，会拨计数器；
通过动手操作初步感知十进制，初步认识“十位”和 “个位” ； 培养学生认真观察、积极动手操作和乐于思考的好习惯。
复习旧知
数一数，说一说。
1到从从2六0一之数数间到到的十二双九十数。。。
复习旧知
读一读，说说数的组成。
15 13 11 18 20
探究新知
个位：右数第一位，表示几个一。 十位：右数第二位，表示几个十。
十位 个位
11
个位和十先位拨的一“拨1，” 意思一样再吗写？一写。
新课讲解
摆一摆，拨一拨
十位 个位
15
十位 个位
20
新课讲解
根据计数器写数
数电第六章时序逻辑电路
• 根据简化的状态转换图，对状态进行编码，画出编码形式 的状态图或状态表
• 选择触发器的类型和个数 • 求电路的输出方程及各触发器的驱动方程 • 画逻辑电路图，并检查电路的自启动能力 EWB
典型时序逻辑集成电路
• 寄存器和移位寄存器 – 寄存器 – 移位寄存器 –集成移位寄存器及其应用 • 计数器 – 计数器的定义和分类 – 常用集成计数器 • 74LVC161 • 74HC/HCT390 • 74HC/HCT4017 – 应用 • 计数器的级联 • 组成任意进制计数器 • 组成分频器 • 组成序列信号发生器和脉冲分配器
– 各触发器的特性方程组：Q n1 J Q n KQ n CP
2. 将驱动方程组代入相应触发器的特性方程,求出各触发器 的次态方程,即时序电路的状态方程组
n n FF0：Q0 1 Q 0 CP n n n FF1：Q1 1 A Q0 Q1 CP
同步时序逻辑电路分析举例(例6.2.2C)
分析时序逻辑电路的一般步骤
• 根据给定的时序电路图写方程式 – 各触发器的时钟信号CP的逻辑表达式(同步、异步之分) – 时序电路的输出方程组 – 各触发器的驱动（激励）方程组 • 将驱动方程组代入相应触发器的特性方程,求出各触发器 的次态方程,即时序电路的状态方程组 • 根据状态方程组和输出方程组,列出该时序电路的状态 表,画状态图或时序图 • 判断、总结该时序电路的逻辑功能
• 电路中存在反馈
驱动方程、激励方程: E F2 ( I , Q )
状态方程 : Q n1 F3 ( E , Q n ) • 电路状态由当前输入信号和前一时刻的状态共同决定
• 分为同步时序电路和异步时序电路两大类
什么是组合逻辑电路?
单片机定时器,计数器
第六章定时器/计数器第一节概述8051内部提供两个十六位的定时器/计数器T0和T1，它们既可以用作硬件定时，也可以对外部脉冲计数。
1．计数功能：所谓计数功能是指对外部脉冲进行计数。
外部事件的发生以输入脉冲下降沿有效，从单片机芯片T0(P3.4)和T1(P3.5)两个引脚输入，最高计数脉冲频率为晶振频率的1/24。
2．定时功能：以定时方式工作时，每个机器周期使计数器加1，由于一个机器周期等于12个振荡脉冲周期，因此如单片机采用12MHz晶振，则计数频率为12MHz/12=1MHz。
即每微秒计数器加1。
这样就可以根据计数器中设置的初值计算出定时时间。
第二节定时器/计数器的基本结构、工作方式及应用一、定时器/计数器基本结构定时器/计数器的基本结构如图6－1。
T0由TH0和TL0两个八位二进制加法计数器组成十六位二进制加法计数器；T1由TH1和TL1两个八位二进制加法计数器组成十六位二进制加法计数器。
图6－1 定时器／计数器基本组成110二、定时器/计数器控制寄存器1．定时器方式控制寄存器TMOD定时器方式控制寄存器地址89H，不可位寻址。
TMOD寄存器中高4位定义T1，低4位定义T0。
其中M1，M0用来确定所选工作方式如表6—1：定时／计数器T1 定时／计数器T0111定时器控制寄存器TCON地址88H，可以位寻址，TCON主要用于控制定时器的操作及中断控制。
有关中断内容在第四章已说明。
此处只对定时控制功能加以介绍。
表6—2给出了TCON有关控制位功能：系统复位时，TMOD和TCON寄存器的每一位都清零。
112113三、工作方式及应用用户可通过编程对专用寄存器TMOD 中的M1，M0位的设置，选择四种操作方式。
（一）方式0（以T0为例）在此方式中，定时寄存器由TH0的8位和TL0的5位（其余位不用）组成一个13位计数器。
当GATE=0时，只要TCON 中的TR0为1，13位计数器就开始计；当GATE=1以及TR0=1时，13位计数器是否计数取决于INT0引脚信号，当INT0由0变1时开始计数，当INT0由1变为0时停止计数。
数电 第6章时序电路
' 2 ' 3 ' 1 ' 3 ' 0 ' (Q1Q0 )Q2 (Q3' (Q1Q0 )' )Q2
J2
* 1 ' 1 ' 0
K '2
' 1 ' 0
Q Q Q0 Q1Q Q0Q Q Q1
J1
* ' ' ' Q0 Q3' Q0 Q2 Q0 ' 3 ' 2 ' 0 '
' K1
0 0 1 1 0 1 1 0
0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 1 0 1 0 0 0
1 0 1 0 1 0 1 0
6.4 同步时序逻辑电路的设计方法
逻辑电路设计:给定设计要求(或者是一段文字描叙,或 者是状态图),求满足要求的时序电路. 设计步骤:
1、进行逻辑抽象,建立电路的状态转换图(状态转换表)。 在状态表中未出现的状态将作为约束项 2、选择触发器,求时钟方程、输出方程和状态方程； 时钟:若采用同步方案,则CP1=CP2=CPn； 如果采用异步方案, 则需根据状态图先画出时序图,然后从翻转要求出发,为各个 触发器选择合适的时钟信号； 输出：输出与现态和输入的逻辑关系； 状态：各触发器的次态输出方程。
这三组方程反映的电路中各个变量 之间的逻辑关系。
3、进行计算:从输出方程和状态方程，不能看出电路 状态的变化情况。还需要转换成状态转换表和状态转 换图。
状态转换表：把任一组输入变量的值和电路的初态值代入状态 方程和输出方程，得到电路的次态和输出值；把得到的次态作 为新的初态，和现在的输入变量值再代入状态方程和输出方程， 得到电路新的次态和输出值。如此继续下去，把每次得到的结 果列成真值表的形式，得到状态转换表。
J2
* 1 ' 1 ' 0
K '2
' 1 ' 0
Q Q Q0 Q1Q Q0Q Q Q1
J1
* ' ' ' Q0 Q3' Q0 Q2 Q0 ' 3 ' 2 ' 0 '
' K1
0 0 1 1 0 1 1 0
0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 1 0 1 0 0 0
1 0 1 0 1 0 1 0
6.4 同步时序逻辑电路的设计方法
逻辑电路设计:给定设计要求(或者是一段文字描叙,或 者是状态图),求满足要求的时序电路. 设计步骤:
1、进行逻辑抽象,建立电路的状态转换图(状态转换表)。 在状态表中未出现的状态将作为约束项 2、选择触发器,求时钟方程、输出方程和状态方程； 时钟:若采用同步方案,则CP1=CP2=CPn； 如果采用异步方案, 则需根据状态图先画出时序图,然后从翻转要求出发,为各个 触发器选择合适的时钟信号； 输出：输出与现态和输入的逻辑关系； 状态：各触发器的次态输出方程。
这三组方程反映的电路中各个变量 之间的逻辑关系。
3、进行计算:从输出方程和状态方程，不能看出电路 状态的变化情况。还需要转换成状态转换表和状态转 换图。
状态转换表：把任一组输入变量的值和电路的初态值代入状态 方程和输出方程，得到电路的次态和输出值；把得到的次态作 为新的初态，和现在的输入变量值再代入状态方程和输出方程， 得到电路新的次态和输出值。如此继续下去，把每次得到的结 果列成真值表的形式，得到状态转换表。
第六章 时序逻辑电路计数器
EP ET
CLK Q0 Q1 Q2
C LD LD R D RD Q3
（b）功能表
图6.3.9 4注：74161和74LS161只是内部电路结构有些区别。74LS163 也是4位二进制加法计数器，但清零方式是同步清零
01
01
0
6.3.2 计数器
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
Ti Qi 1Qi 2 ...Q0 T0 1
T 触发器
1.定义： 凡在时钟信号作用下，具有表5.6.3所示功能的触 发器称为T 触发器 表5.6.3
在数字电路中，凡在 CP 时钟脉冲 控制下，根据输入信号T取值的不 同，具有保持和翻转功能的电路 ，即当 T=0 时能保持状态不变 ， T=1 时一定翻转的电路，都称为 T 触发器。 2.特性方程： 由特性表可得
(a)逻辑图形符号 （b）功能表 图6.3.12 同步十六进制可逆计数器74LS193的图形符号及功能表
6.3.2 计数器
2. 同步十进制计数器：
①加法计数器 基本原理：在四位二 进制计数器基础上修 改，当计到1001时， 则下一个CLK电路状 态回到0000。
T1 Q0 Q0Q3
6.3.2 计数器
K1 ＆ T3 J Q3 6 7 8 9 10 11 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 3 2 1 0 9 0 0 0 1 0
C K1
6.3.2 计数器
其逻辑电路如图6.3.15所示
驱动方程：
T0 1 (Q3 Q2 Q1 ) T1 Q0 Q0 (Q1 Q2 Q3 ) T2 Q1 Q1 Q0 T3 Q2
数字逻辑教学课件计数器
自动化生产线的控制
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。
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。
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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。
计算机组成原理第六章
指令周期的基本概念
节拍的宽度取决于CPU完成一次基本的微操作的时 间，如：ALU完成一次正确的运算，寄存器间的一 次数据传送等。
不同的指令，可能包含不同数目的机器周期。 一个机器周期中，包含若干个时钟周期（节拍脉冲
或T脉冲）。 CPU周期规定，不同的计算机中规定不同
2. 每条指令的指令周期不同
➢译码器经过对指令进行分析和解释，产生相应的控 制信号提供给时序控制信号形成部件。
机器周期、工作节拍、脉冲及启停控制线路
➢由脉冲源产生一定频率的脉冲信号作为整个机器的 时钟脉冲
时序控制信号形成部件
➢时序控制信号形成部件又称微操作信号发生器，真 正控制各部件工作的微操作信号是由指令部件提供 的操作信号、时序部件提供的时序信号、被控制功 能部件所反馈的状态及条件综合形成的。
2. 微操作：是微命令的操作过程。
– 微命令和微操作是一一对应的。 – 微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令的操作过程。 – 微操作是执行部件中最基本的操作。
由于数据通路的结构关系，微操作可分为相容的和互斥：
1. 互斥的微操作，是指不能同时或不能在同一个节拍内并行执行的 微操作。可以编码
2. 相容的微操作，是指能够同时或在同一个节拍内并行执行的微操 作。必须各占一位
联合控制方式
– 大部分指令在固定的周期内完成，少数难以确定的操作采 用异步方式
– 机器周期的节拍脉冲固定，但是各指令的机器周期数不固 定（微程序控制器采用）
微程序控制原理
1. 微命令：控制部件向执行部件发出的各种控制命令叫作 微命令，它是构成控制序列的最小单位。
– 例如：打开或关闭某个控制门的电位信号、某个寄存器的打入脉 冲等。
读写时序信号的译码逻辑表达式
计算机组成原理(第六章)
第六章 中央处理器 (1)
• • • • 中央处理器（CPU）由运算器和控制器组成。 运算器主要用来完成各种算术和逻辑运算功能； 寄存器：用来存放中间结果、缓冲作用 控制器是全机的指挥中心，在在它的控制下，计算机总是遵循“取指令， 执行指令，取下条指令，执行下条指令…”这样周而复始地工作直到停机 为止。 控制器对指令的执行过程的控制有三种方式： – 同步控制方式
• 现代计算机系统广泛采用的方式 • 基本思想：将每个指令周期分成多个机器周期，每个机器周期中再分成 多个节拍，于是各条指令可取不同的机器周期数作为各自的指令周期。 如简单指令包含一个机器周期，复杂指令可包含多个机器周期。 • 这种方式不浪费很多时间，控制上又不十分复杂。
二、控制器的功能与组成 1、控制器的功能
WE M
RD M
RD M
ZF＝1？
IR(ADR)→PC
写入操作
读出操作
AC+MDR→AC
读出操作
AC∩MDR→AC
0→启停逻辑
第六章 中央处理器 (10)
四、时序部件
– 指令的执行过程严格按照指令操作流程图所规定的时序定时； – 时序部件用来产生必要的时序信号为机器周期和节拍信号定时； – 根据组成计算机各部件的器件特性，时序信号通常采用“电位－脉 冲”制。 – 时序部件的构成
C0～C31
译码器
Hale Waihona Puke XXXXX 控制字段源部件地址
目标部件地址
地址字段
第六章 中央处理器 (19)
(2)、微指令的地址字段 – 微程序有两种不同的顺序控制方式：断定方式和增量方式。两种方 式下地址字段的设置不同。 – 断定方式
• 微指令在CM可不顺序存放 • 外部测试条件的考虑
• • • • 中央处理器（CPU）由运算器和控制器组成。 运算器主要用来完成各种算术和逻辑运算功能； 寄存器：用来存放中间结果、缓冲作用 控制器是全机的指挥中心，在在它的控制下，计算机总是遵循“取指令， 执行指令，取下条指令，执行下条指令…”这样周而复始地工作直到停机 为止。 控制器对指令的执行过程的控制有三种方式： – 同步控制方式
• 现代计算机系统广泛采用的方式 • 基本思想：将每个指令周期分成多个机器周期，每个机器周期中再分成 多个节拍，于是各条指令可取不同的机器周期数作为各自的指令周期。 如简单指令包含一个机器周期，复杂指令可包含多个机器周期。 • 这种方式不浪费很多时间，控制上又不十分复杂。
二、控制器的功能与组成 1、控制器的功能
WE M
RD M
RD M
ZF＝1？
IR(ADR)→PC
写入操作
读出操作
AC+MDR→AC
读出操作
AC∩MDR→AC
0→启停逻辑
第六章 中央处理器 (10)
四、时序部件
– 指令的执行过程严格按照指令操作流程图所规定的时序定时； – 时序部件用来产生必要的时序信号为机器周期和节拍信号定时； – 根据组成计算机各部件的器件特性，时序信号通常采用“电位－脉 冲”制。 – 时序部件的构成
C0～C31
译码器
Hale Waihona Puke XXXXX 控制字段源部件地址
目标部件地址
地址字段
第六章 中央处理器 (19)
(2)、微指令的地址字段 – 微程序有两种不同的顺序控制方式：断定方式和增量方式。两种方 式下地址字段的设置不同。 – 断定方式
• 微指令在CM可不顺序存放 • 外部测试条件的考虑
《大班数学按群计数》课件讲义
《大班数学按群计数》课件讲义一、教学内容本节课我们将在《大班数学》教材的第六章“计数”中，深入学习群计数的方法。
具体内容包括：理解群计数的概念，掌握按群计数的基本方法，以及运用此方法解决实际问题。
二、教学目标1. 理解并掌握群计数的基本概念和方法。
2. 能够运用按群计数的方法，解决生活中的实际问题。
3. 培养学生的观察、分析、归纳能力，提高数学思维能力。
三、教学难点与重点难点：理解群计数的概念，并能灵活运用。
重点：掌握按群计数的基本方法，解决实际问题。
四、教具与学具准备教具：PPT课件、计数器、小棒、小球等。
学具：学生每人准备一张白纸、铅笔。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用PPT展示一些小动物图片，让学生数一数每种动物的数量，引导学生发现可以按群计数的规律。
2. 群计数概念讲解（10分钟）讲解群计数的基本概念，引导学生理解按群计数的意义。
3. 例题讲解（10分钟）出示例题，通过讲解和示范，让学生掌握按群计数的方法。
4. 随堂练习（10分钟）分组让学生进行随堂练习，巩固所学知识。
5. 知识拓展（10分钟）引导学生思考群计数在生活中的应用，讨论如何运用群计数解决实际问题。
六、板书设计1. 板书大班数学按群计数2. 主要内容：群计数概念按群计数方法例题解析七、作业设计1. 作业题目：（1）数一数家里有多少个玩具，按群计数并记录下来。
（2）在公园里找一找，哪些地方可以用群计数的方法来统计。
2. 答案：（1）玩具数量按群计数结果。
（2）公园里可以用群计数的地方及计数结果。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对群计数的概念和方法掌握情况，以及教学过程中的不足之处。
2. 拓展延伸：让学生课后观察生活中还有哪些地方可以用到群计数，将所学知识运用到实际生活中。
重点和难点解析1. 实践情景引入的理解和运用。
2. 群计数概念的讲解和掌握。
3. 例题讲解的深度和广度。
4. 随堂练习的设计和实施。
5. 作业设计的针对性和实际应用。
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1 0
0 0 0 0
Q0 Q1
1 0
0 0 0 0
Q2
Q3 C1
0
1
低 位
Q2
Q3 C1
0
1
高位 Q0 …
1
1
高位 Q0 …
0
1
第9个CP过后，电路输出 （1 ，1001），出错。
若用非门连接，则正常输出。
例
Y
电路如图，试分析电路为几进制计数器， 两片之间是几进制。
0 0 0 0 0 0 0 1 & C Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS161 EP LD （2） RD D3 D2 D1 D0 ET Y′ & C Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS161 EP LD （1） RD D3 D2 D1 D0 ET 0 0 0 0 0 1 0 0 CP
例：用两片74LS161级联成五十进制计数器 0010 0011
十进制数50对应的二进制数为（0011 0010）B=50
例：利用两片74LS290构成23进制加法计数器。
先将两片接成 8421BCD 码十进制的 CT74LS290 级联组成 10×10=100进制异步加法计数器。 再将状态“0010 0011”通过反馈与门输出至异步置0端，从 而实现23进制计数器。
并行进位法
串行进位法
为何用非门？
例
试用两片74LS160构成百进制计数器。 为何用非门？
1、连接线路 Y C Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS160 EP LD （2） RD D3 D2 D1 D0 ET
1
C Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS160 EP LD （1） RD D3 D2 D1 D0 ET
例：用74161接成60进制(用后196~256数)
196
197
…
254
255
256-60=(196)D=11000100B
例 试用74LS290用置0法设计M=7的计数器。
先构成8421BCD码的10进制计数器；CP1与Q0连接 再用脉冲反馈法，令R0B＝Q2Q1Q0实现。 当计数器出现0111状态时，计数器迅速复位到0000状态，然 后又开始从 0000 状态计数，从而实现 0000 ～ 0110 七进制计数。 74LS290为异步置0方式
例：用74161接成60进制(用进位置数)
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1111
1110
1101
1100
1011
1010
1001
构成10 进制
1000
构成6进制
例：用74161接成60进制(用前0~59数) …
0
1
58
59
十进制数59对应的二进制数为（0011 1011）B=59
1
1
1
解： 1、连接方式与特点 异步CP方式。（1）片Y’端的进位信号是（2）片的时钟。 （1）片是10进制， （即：两片之间是10进制）。 当两片计数到0001、0010状态时，电路整体清零。 Y 端是此计数器的进位输出端，进位信号为Y=0。 M = 10 + 2 = 12 。
① M可分解：M=N1×N2 举例:用两片74161设计一个M=56的计数器。161为同步预置数 解：用预置“0”法，M=N1· N2=8×7=56 即： N1 = 8 ， N2= 7
例：用74160接成二十九进制（BCD码）
整体置零
（异步）
整体置数 （同步） 九进制（BCD码） 二进制（BCD码）
考虑能否用十进制数29对应的二进制数为0001 1101 清0?
用两片CT74LS161级联成16×16进制同步加法计数器
低位片
高位片
在计到1111以前，CO1＝0，高位片保持原状态不变 在计到1111时，CO1＝1，高位片在下一个CP加一 ② 再用脉冲反馈法
① 异步级联（串行进位方式） M=100
② 同步级联（并行进位方式） M=100
同步
例：用74160接成一百进制
CLK R LD D EP ET
工作状态
X
X
0
1 1
X
0 1
X
X 0
X
X 1
置 0（异步）
预置数（同步） 保持（包括C）
X
1
1
1
1
X
1
0
1
保持（C=0）
计数
例：用两片74160接成一百进制计数器
CP0
100进制计数器
【例】用74161实现模7计数器。
模 7 计数器的四种实现方法:
&
Q Q Q Q P A B C D T 7 41 61 OC CP Cr A B C D LD
&
Q Q Q Q P A B C D T 7 41 61 OC CP Cr A B C D LD 1 Q Q Q Q P A B C D OC T 7 41 61 CP Cr A B C D LD 1 1 0 0 1 (b) ( c) Q Q Q Q P A B C D OC T 7 41 61 CP Cr A B C D LD 1 0 1 0 0 (d)
0000 0111
0001 0110
0010 0101
0011 0100
两片74LS90按异步级联方式组成的 10×10=100进制计数器。
Q0 Q1 Q2 Q3 CP1 CP CP0 S9A S9B R0A R0B CP1
Q0 Q1 Q2 Q3
74LS90(个位) N1 =10
74LS90(十位) N2 =10 S9A S9B R0A R0B
②M不可分解
采用整体置零和整体置数法： 先用两片接成 M’> M 的计数器 然后再采用置零或置数的方法
例：用74160接成二十九进制
CLK R LD D EP ET
工作状态
X
X
0 1
1
X 0
1
X X
0
X 置 0（异步） X 预置数（同步）
1 保持（包括C）
X
1 1
1 1
X 1
0 保持（C=0） 1 计数
2. N < M 当所要求设计的计数器的模值M超过原MSI计数器的模值N时， 应首先把多个计数器级联，然后将级联后的计数器采用整体清零 或置数的方式构成M进制的计数器。
计数器级联的基本方法有两种：同步级联和异步级联
① M可分解：M=N1×N2 先用前面的方法分别接成N1和N2两个计数器。 ②M不可分解
CP
1
2、连接方式与特点 1）异步CP方式。低位的进位信号是高位的时钟。 2）两片的EP、ET恒为1，都处于计数状态。 3、进制 M 高位、低位各自能输出10个稳定状态：M = 10×10 = 100 高位的C 端是此计数器的进位输出端，进位信号为Y=1。
例 两片之间用非门连接的原理
74LS160是CP↑作用的计数器，若片间连接不用非门，则： 9 10 9 10 CP … CP … Q0 Q1 低 位
1）采用整体置零和整体置数法： 2）先用两片接成 M’> M 的计数器 3）然后再采用置零或置数的方法
பைடு நூலகம்
级联方式（N1和N2间的连接有两种方式）：
a.并行进位方式：用同一个CLK，低位片的进位输出作为高位片的 计数控制信号（如74160的EP和ET） b.串行进位方式：低位片的进位输出作为高位片的CLK，两片始终 同时处于计数状态
1
1 CP
1 CP
1 CP
1 1 CP
(a)
异步清 0 法
同步置0法
OC置数法
中间任意状态计数
选用 0000~0110 共七个状态 选用1001~1111共七个状态
选用 0010~1000 共七个状态
0 0 0 0
Q0 Q1
1 0
0 0 0 0
Q2
Q3 C1
0
1
低 位
Q2
Q3 C1
0
1
高位 Q0 …
1
1
高位 Q0 …
0
1
第9个CP过后，电路输出 （1 ，1001），出错。
若用非门连接，则正常输出。
例
Y
电路如图，试分析电路为几进制计数器， 两片之间是几进制。
0 0 0 0 0 0 0 1 & C Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS161 EP LD （2） RD D3 D2 D1 D0 ET Y′ & C Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS161 EP LD （1） RD D3 D2 D1 D0 ET 0 0 0 0 0 1 0 0 CP
例：用两片74LS161级联成五十进制计数器 0010 0011
十进制数50对应的二进制数为（0011 0010）B=50
例：利用两片74LS290构成23进制加法计数器。
先将两片接成 8421BCD 码十进制的 CT74LS290 级联组成 10×10=100进制异步加法计数器。 再将状态“0010 0011”通过反馈与门输出至异步置0端，从 而实现23进制计数器。
并行进位法
串行进位法
为何用非门？
例
试用两片74LS160构成百进制计数器。 为何用非门？
1、连接线路 Y C Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS160 EP LD （2） RD D3 D2 D1 D0 ET
1
C Q3 Q2 Q1 Q0 CP 74LS160 EP LD （1） RD D3 D2 D1 D0 ET
例：用74161接成60进制(用后196~256数)
196
197
…
254
255
256-60=(196)D=11000100B
例 试用74LS290用置0法设计M=7的计数器。
先构成8421BCD码的10进制计数器；CP1与Q0连接 再用脉冲反馈法，令R0B＝Q2Q1Q0实现。 当计数器出现0111状态时，计数器迅速复位到0000状态，然 后又开始从 0000 状态计数，从而实现 0000 ～ 0110 七进制计数。 74LS290为异步置0方式
例：用74161接成60进制(用进位置数)
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1111
1110
1101
1100
1011
1010
1001
构成10 进制
1000
构成6进制
例：用74161接成60进制(用前0~59数) …
0
1
58
59
十进制数59对应的二进制数为（0011 1011）B=59
1
1
1
解： 1、连接方式与特点 异步CP方式。（1）片Y’端的进位信号是（2）片的时钟。 （1）片是10进制， （即：两片之间是10进制）。 当两片计数到0001、0010状态时，电路整体清零。 Y 端是此计数器的进位输出端，进位信号为Y=0。 M = 10 + 2 = 12 。
① M可分解：M=N1×N2 举例:用两片74161设计一个M=56的计数器。161为同步预置数 解：用预置“0”法，M=N1· N2=8×7=56 即： N1 = 8 ， N2= 7
例：用74160接成二十九进制（BCD码）
整体置零
（异步）
整体置数 （同步） 九进制（BCD码） 二进制（BCD码）
考虑能否用十进制数29对应的二进制数为0001 1101 清0?
用两片CT74LS161级联成16×16进制同步加法计数器
低位片
高位片
在计到1111以前，CO1＝0，高位片保持原状态不变 在计到1111时，CO1＝1，高位片在下一个CP加一 ② 再用脉冲反馈法
① 异步级联（串行进位方式） M=100
② 同步级联（并行进位方式） M=100
同步
例：用74160接成一百进制
CLK R LD D EP ET
工作状态
X
X
0
1 1
X
0 1
X
X 0
X
X 1
置 0（异步）
预置数（同步） 保持（包括C）
X
1
1
1
1
X
1
0
1
保持（C=0）
计数
例：用两片74160接成一百进制计数器
CP0
100进制计数器
【例】用74161实现模7计数器。
模 7 计数器的四种实现方法:
&
Q Q Q Q P A B C D T 7 41 61 OC CP Cr A B C D LD
&
Q Q Q Q P A B C D T 7 41 61 OC CP Cr A B C D LD 1 Q Q Q Q P A B C D OC T 7 41 61 CP Cr A B C D LD 1 1 0 0 1 (b) ( c) Q Q Q Q P A B C D OC T 7 41 61 CP Cr A B C D LD 1 0 1 0 0 (d)
0000 0111
0001 0110
0010 0101
0011 0100
两片74LS90按异步级联方式组成的 10×10=100进制计数器。
Q0 Q1 Q2 Q3 CP1 CP CP0 S9A S9B R0A R0B CP1
Q0 Q1 Q2 Q3
74LS90(个位) N1 =10
74LS90(十位) N2 =10 S9A S9B R0A R0B
②M不可分解
采用整体置零和整体置数法： 先用两片接成 M’> M 的计数器 然后再采用置零或置数的方法
例：用74160接成二十九进制
CLK R LD D EP ET
工作状态
X
X
0 1
1
X 0
1
X X
0
X 置 0（异步） X 预置数（同步）
1 保持（包括C）
X
1 1
1 1
X 1
0 保持（C=0） 1 计数
2. N < M 当所要求设计的计数器的模值M超过原MSI计数器的模值N时， 应首先把多个计数器级联，然后将级联后的计数器采用整体清零 或置数的方式构成M进制的计数器。
计数器级联的基本方法有两种：同步级联和异步级联
① M可分解：M=N1×N2 先用前面的方法分别接成N1和N2两个计数器。 ②M不可分解
CP
1
2、连接方式与特点 1）异步CP方式。低位的进位信号是高位的时钟。 2）两片的EP、ET恒为1，都处于计数状态。 3、进制 M 高位、低位各自能输出10个稳定状态：M = 10×10 = 100 高位的C 端是此计数器的进位输出端，进位信号为Y=1。
例 两片之间用非门连接的原理
74LS160是CP↑作用的计数器，若片间连接不用非门，则： 9 10 9 10 CP … CP … Q0 Q1 低 位
1）采用整体置零和整体置数法： 2）先用两片接成 M’> M 的计数器 3）然后再采用置零或置数的方法
பைடு நூலகம்
级联方式（N1和N2间的连接有两种方式）：
a.并行进位方式：用同一个CLK，低位片的进位输出作为高位片的 计数控制信号（如74160的EP和ET） b.串行进位方式：低位片的进位输出作为高位片的CLK，两片始终 同时处于计数状态
1
1 CP
1 CP
1 CP
1 1 CP
(a)
异步清 0 法
同步置0法
OC置数法
中间任意状态计数
选用 0000~0110 共七个状态 选用1001~1111共七个状态
选用 0010~1000 共七个状态