电工电子技术基础 计数器

B代表二进制数
(Binary)
=8 1+4 0+2 1+1 0 D代表十进制数
=10D
(Decimal)
二进制数所表示数的范围: 4位二进制表示的最大数为:
1111B=8+4+2+1=15D= 24 1
8位二进制表示的最大数为:
11111111B= 28 1 255D
16位二进制表示的最大数为:
CP Q3 Q2 Q1 Q0 91001
每来一个CP，Q0翻转 一次
10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 16 0 0 0 0
(2) Q1的翻转: Q0=1时,再来一个CP , Q1翻转一次
(3) Q2的翻转: Q1Q0=11时,再来一个 CP,Q2翻转一次
Q3
Q2
Q1
Q0
进位脉冲
QQ
R
S
JK
QQ
R
S
JK
QQ
R
S
JK
QQ
R
S
JK
R 清0脉冲
CP 计数脉冲
4位异步二进制加法
计数器时序图
R
Q3
QQ
R
S
JK
Q2
QQ
R
S
JK
Q1
QQ
R
S
JK
Q
0
QQ
R
S
JK
CP
CP Q0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1
0
0
0
1 0
第11章 时序逻辑电路 11.1 触发器 11.1.3 J-K触发器
11.3 计数器
11.1.3 J-K触发器
1. 维持—阻塞型J-K触发器（边沿触发）— 类型及符号 有2种类型:
Q
Q
R
S
CP
J
K
Q
Q
R
S
CP
J
K
CP上升沿触发
CP下降沿触发
维持—阻塞型J-K触发器 (续) R、S端功能
Q
Q
R
S
CP
JK 00 01 10 11
Qn+1 Qn 0 1 Qn
有多个J、K控制端的J-K触发器
Q
Q
R
S
J
K
& CP
&
J1 J2 J=J1•J2
K1 K2
K=K1•K2
触发器课堂练习
题目:时钟CP及输入信号D 的波形如图所示,试画
出各触发器输出端Q的波形,设各输出端Q的
初始状态=0. D
J Q Q2
CP
CP的上升沿 Q0翻转 Q0的上升沿
Q1
1 00
0
1
Q1翻转
0 Q1的上升沿
Q2 0 0 0
0
1
Q3 0 0 0
1
Q2翻转
0
1
Q2的上升沿
0 Q3翻转
异步: 各触发器不同时翻转, 从低位到高位依次翻转
4位异步二进制加法计数器状态转换表
CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000
1K
D
JQ
Q3
CP
1K
触发器课堂练习(续)
D
J Q Q2CP
CP
1K
D
维-阻型J-K触发器 (J)
K
D
J Q Q3
CP
Q2
1K
Q3 主从型J-K触发器
J=0、K=1时，CP Q=0 J=1、K=0时，CP Q=1
11. 3 计数器
11.3.1 二进制计数器
二进制数: 用0和1两个数字表示, 加1计数,逢2进1
CP Q3 Q2 Q1 Q0
91001
每
10 1 0 1 0
16
11 1 0 1 1
个
CP
12 1 1 0 0
13 1 1 0 1
循 环
14 1 1 1 0
一
15 1 1 1 1
周
16 0 0 0 0
2. 同步二进制加法计数器 同步: 每个触发器都用同一个CP触发，要翻转时同时
翻转
J-K触发器真值表
(4) Q3的翻转: Q2Q1Q0=111时,再来一个CP,Q3翻转一次
同步二进制加法计数器设计 用维—阻型J-K触发器
要求: 每来一个CP,计数器加1
1. 异步二进制加法计数器 用触发器组成计数器
例: 用维—阻型J-K触发器组成异步二进制加法计数器
J K Qn+1
Q
Q
0 0 Qn 01 0
R
S
10 1
J
K
CP上升沿触发
1 1 Qn 由JK=11控制触发器 翻转计数
用4个维—阻型J-K触发器组成
4位异步二进制加法计数器
J K Qn+1 0 0 Qn 01 0 10 1 1 1 Qn
设计方法: 用低位的Q控制高位的J、K，
决定其翻转还是不翻转。 JK＝00时，不翻转(保持原状) JK＝11时，翻转
分析状态转换表，找出控制规律：(1) Q0的翻转：
CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000
J
K
R复位端 S置位端 R=0,S=1时Q=0 R=1,S=0时Q=1
正常工作时 R=1,S=1
CP下降沿触发的J-K触 发器的R、S功能相同
维持—阻塞型J-K触发器(续)
J、K控制端的功能
Q
Q
R
S
CP
J
K
J K CP Q n+1 说明
00
Q n 保持
01
0 清0
10
1 置1
11
Q n 翻转
0,1 Q n
J
K
R
S
CP
J
K
CPwk.baidu.com
F2Q = FCP/4
CP 4 2Q
用CP下降沿触发的J-K触发器构成2分频器
当JK=11时，在CP下降沿翻转
Q
Q
CP
R
S
CP
J
K
CP
Q0
1
Q
2. 主从型J-K触发器 符号
Q
Q
R
S
CP
J
K
CP
在CP上升沿时,接收J、K 信息,Q不变化
在CP下降沿时,根据接收 到的J、K信息，Q变化
0000 +) 1
0001 +) 1
001 0
第0位的1相当于十进制的1 第1位的1相当于十进制的2
二进制数
4位二进制数: Q3 Q2 Q1 Q0 位数: 3 2 1 0
权重: 23 22 21 20
8421 相当于十进制数: 8Q3+4Q2+2Q1+1Q0
8421码
例: Q3Q2Q1Q0=1010B
CP 下降沿触发的J-K触发器J、K
CP上升沿触发 功能相同，只是在CP下降沿触发
用J-K触发器构成2分频器 当JK=11时，在CP上升沿翻转
Q
Q
CP
R
S
CP
J
K
Q0
1
Q CP
RS,JK甩空或通过
C4P.7k的电阻2接高电平Q
FQ = FCP/2
2个2分频器级联组成4分频器
1Q
2Q
Q
Q
Q
Q
R
S
CP
216 1 65535D
4位二进制加法计数器状态转换表
CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000
CP Q3 Q2 Q1 Q0 91001 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 16 0 0 0 0