第七章 常用时序逻辑功能器件—1

集
CP0 NC
成
Q0 Q3 GND
Q1 Q2
Q0 Q3 Q1 Q2
十
14 13 12 11 10 9 8
CP0
进
74LS90
1234567
CP1
制
74LS90
异 步
CP1 R0A R0B NC VCC S0A S0B (a) 引脚排列图
S0A S0B R0A R0B (b) 逻辑功能示意图
计 数 器 74 LS
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0 Q1 Q2 Q3
CP1
CP CP0
74LS90(个位) N1=10
S9A S9B R0A R0B
CP1
74LS90(十位)
N2=10
CP0
S9A S9B R0A R0B
100进制计数器
选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、 FF2表示。
时钟方程： CP0 CP1 CP2 CP
输出方程： B Q2nQ1nQ0n
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
FF0每输入一个时钟脉 冲翻转一次 FF1在Q0=0时，在下一个CP 触发沿到来时翻转。 FF2在Q0=Q1=0时，在下一个 CP触发沿到来时翻转。
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
电 路1 图
&
FF0
FF1
FF2
C
1J
Q0 1J
Q1
& 1J
Q2
C1
C1
C1
1K CP
1K Q0
& 1K
Q1
Q2
由于没有无效状态， 电路能自启动。
推广到 n位二 进制同 步加法
驱动方程
J0 K0 1
J1
K1
Q0n
J
2
K2
Q1nQ0n
J n1 Kn1 Qnn2Qnn3 Q1nQ0n
用74LS161来构成一个十二进制计数器。
用异步清零端CR 归零 用同步置数端LD 归零
SN＝S12＝1100
SN-1＝S11＝1011
CR Q3nQ2n
Q0 Q1 Q2 Q3
LD Q3nQ1nQ0n
Q0 Q1 Q2 Q3
&
&
1
1
CTT CTP
74LS161
CO 1
LD
CTT CTP
CO 74LS161
& ≥1
1
FF0
1J
Q0
FF1 1J
C1
C1
1K CP
1K Q0
& ≥1
FF2
Q1
1J
C1
1K Q1
& ≥1 C/B
Q2
Q2
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
74LS161
VCC RCO QA Q B Q C QD ET LD T
16 15 14 13 12 11 10 9
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二、 十进制计数器
1、十进制同步计数器
十进制同步 加法计数器
状 排列顺序：
态 图
Q3nQ2nQ1nQ0n /C
/0 /0 /0 /0 0000→0001→0010→0011→0100
/1↑
↓/0
1001←1000←0111←0110←0101 /0 /0 /0 /0
CP
1
1
同步级联
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&
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0 Q1 Q2 Q3
1 CTT
CR
1 CTP 74LS161 (1) CO
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
Q4 Q5 Q6 Q7
Q0 Q1 Q2 Q3
CT T
CR
CTP 74LS161 (2) CO
1 0000
???
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用74LS161实现60进制计数
00
…
59
&
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0 Q1 Q2 Q3
1 CTT
CR
1 CTP 74LS161 (1) CO
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
CP
1
Q4 Q5 Q6 Q7
/1↓
↑/0
1001→1000→0111→0110→0101 /0 /0 /0 /0
Q3nQ2n
Q1nQ0n
00 01 11 10
00 1 0 × 0
01 0 0 × 0
11 0 0 × ×
10 0 0 × ×
B 的卡诺图
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Q0 Q1 Q2 Q3
Q4 Q5 Q6 Q7
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0 Q1 Q2 Q3
1 CTT
CR 1 1 CTT
CR 1
1 CTP 74LS161 (1) CO
1 CTP 74LS161 (2) CO
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
CP 0 0 0 0
Q3nQ2n
Q1nQ0n
00 01 11 10
00 0 0 × 0
01 0 0 × 1
11 0 0 × ×
10 0 0 × × C 的卡诺图
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十进制同步减法计数器
排列顺序：
状 态 图
Q3nQ2nQ1nQ0n /B
0000←/0 0001←/00010←/0 0011/←0 0100
Q0 Q1 Q2 Q3
1 CTT
CR 1
1 CTP 74LS161 (2) CO
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
1
也可以考虑用同步级联，但是CO端都没有输出
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Chapt7 常用时序逻辑功能器件
用1片74LS161实现模M=9的计数器 1) 用清零法实现 2) 用置数法实现，状态为
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
Chapt7 常用时序逻辑功能器件
教 学 内
1.熟悉计数器的不同分类 和具体实现电路；
1.熟悉不同寄存器的工作 原理；
容 2.熟悉集成计数器的功能， 与 掌握其应用电路的分析和
要 设计。－74161 求
7.1 计数器
2.熟悉74194的功能，掌握 其基本应用电路。
7.2 寄存器
ET
74LS161
EP
12345678
CP
QA QB QC QD
74LS161
RCO
LD
RD CP A B C D EP GND (a) 引脚排列图
RD A B C D (b) 逻辑功能示意图
功能描述
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具体应用，引出课本实例讲解
输
入
R0A R0B S0A S0B CP0 CP1 1 10××× 1 1× 0 × × ××1 1 × × × 0× 0 ↓ 0 ×00× 0 ↓
输
出
Q0n1 Q1n1 Q2n1 Q3n1
0 0 0 0 (清零)
0 0 0 0 (清零)
1 0 0 1 (置 9)
二进制计数
五进制计数
90
0 × × 0 ↓ Q0
同步计数器 十进制计数器 减法计数器
计 数 器
异步计数器
脉冲输入方式
可逆计数器
N进制计数器
·
·
二进制计数器
·
十进制计数器
·
N进制计数器
· ·
进位体制
数字增减趋势
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一、 二进制计数器
1、二进制同步计数器
3位二进制同步加法计数器
J0 K0 1
J1
K1
U
/
D
Q0n
U
/
D
Q0n
J2 K2 U / D Q1nQ0n U / D Q1nQ0n
输出方程
C / B U / D Q0nQ1nQ2n U / D Q0nQ1nQ2n
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电路图
1 U/D
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
CP
1
1
清零法（异步），设置过渡状态
这里也可以采用置数法，由于置数是同步的，不用设置过渡状态
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Q0 Q1 Q2 Q3
Q4 Q5 Q6 Q7
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0 Q1 Q2 Q3
J0 K0 1
J1 K1 Q0n J 2 K2 Q1nQ0n
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电1 路 图
CP
FF0
FF1
1J
ห้องสมุดไป่ตู้
Q0
1J
C1
C1
1K
1K
Q0
FF2
Q1
& 1J
C1
& 1K Q1
& B
Q2
Q2
由于没有无效状态， 电路能自启动。
J0 K0 1
排列顺序：
状 态
Q2nQ1nQ0n /C
图
000→/0 001/→0 010→/0 011
/1↑
↓/0
111←110←101←100 /0 /0 /0
选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别 用FF0、FF1、FF2表示。
时钟方程：
CP0 CP1 CP2 CP
输出方程：
C Q2nQ1nQ0n
3. 用2片74LS161实现60进制、24进制的8421BCD码计数
00~59
00~23
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4、计数器容量的扩展
异步计数器一般没有专门的进位信号输出端，通常可以用 本级的高位输出信号驱动下一级计数器计数，即采用串行 进位方式来扩展容量。
LD
CP
CR
CP
1 CR
D0 D1 D2 D3 (a) 用异步清零端 CR 归零
D0 D1 D2 D3 (b) 用同步置数端 LD 归零
D0～D3可随意处理
D0～D3必须都接0
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M>16的任意进制计数器的设计（2片74LS161级联） M=（147）10=（10010011）2
基本功能是统计时钟 脉冲的个数，即实现 计数操作，也可用于 分频、定时、产生节 拍脉冲等。
基本功能是存储或传 输用二进制数码表示 的数据或信息，即完 成代码的寄存、移位、 传输操作。
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7.1 计数器
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
8421 码十进制计数
0 浙×江万0里学院×电信Q学1 院 ↓钱裕禄 0405-52421 码十进制计数
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三、 N进制计数器
利用集成计数器的清零端和置数端实现归零，从而构成按自然 态序进行计数的N进制计数器的方法。
1、用同步清零端或置数 端归零构成N进置计数器
2、用异步清零端或置数 端归零构成N进置计数器
J1
K1
Q0n
推广到 n位二 进制同 步减法
驱动方程
J
2
K2
Q1nQ0n
J n 1
K n 1
Qnn
Qn
2 n3
Q1nQ0n
计数器
B Q Q Q Q 输出方程 浙江万里学院电信学院
nn n钱裕1 禄n04205-2
nn 10
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3位二进制同步可逆计数器
设用U/D表示加减控制信号，且U/D＝0时作加计数，U/D ＝1 时作减计数，则把二进制同步加法计数器的驱动方程和U/D相 与，把减法计数器的驱动方程和U/D相与，再把二者相加，便 可得到二进制同步可逆计数器的驱动方程。
计数器
输出方程 C Qnn1Qnn2 Q1nQ0n 浙江万里学院电信学院 钱裕禄 0405-2
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3位二进制同步减法计数器
排列顺序：
状
Q2nQ1nQ0n /B
000←/0001←/0 010←/0011
态
/1↓
↑/0
图
111→110→101→100
/0 /0 /0
00000000
…
10010010
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0 Q1 Q2 Q3
1 CTT
CR 1
1 CTP 74LS161 (1) CO
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
Q4 Q5 Q6 Q7
Q0 Q1 Q2 Q3
CT T
CR 1
CTP 74LS161 (2) CO
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
1 CTT
CR 1 1 CTT
CR 1
1 CTP 74LS161 (1) CO
1 CTP 74LS161 (2) CO
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
CP D 0 D 1 D 2 D 3 LD
1
CP
1
1
异步级联
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&
（1）写出状态SN-1的二进 制代码。 （2）求归零逻辑，即求同 步清零端或置数控制端信 号的逻辑表达式。 （3）画连线图。
（1）写出状态SN的二进制 代码。 （2）求归零逻辑，即求异 步清零端或置数控制端信 号的逻辑表达式。 （3）画连线图。
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FF0每输入一个时钟脉 冲翻转一次 FF1在Q0=1时，在下一个CP 触发沿到来时翻转。 FF2在Q0=Q1=1时，在下一个 CP触发沿到来时翻转。
J0 K0 1
J1 K1 Q0n J 2 K2 Q1nQ0n
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