第6章时序逻辑电路

1 0
,
触发器保持，CO
0
第一片计满值CO＝1,第二片才开始计数。当第二片计满值，第三片就可
以计数。
高位片必须等到低位片计满值，才可以计
★ 串连计数器的缺点： 数。级联级数越多，计数频率越低，所以
工作速度低。
☆ 片间CO快速传递
1
CTPLD D3D2D1D0
CTT 74161(1) CO
CR
Q3Q2Q1Q0
CP
CTPLD D3D2D1D0
CTT 74161(2) CO
CR
Q3Q2Q1Q0
CTPLD D3D2D1D0
CTT 74161(3) CO
CR Q3Q2Q1Q0
第一片仍接计数状态，进位输出CO直接接到 高位片CTP端,当片1CO=0，片2、片3的CTP=0, 高位片保持。只要第一片计满值，进位输出C0＝ 1，高位片进入计数状态。计数速度比较快。
第6章 时序逻辑电路
6.4 计数器
6.4.3 集成计数器
中规模集成电路计数器种类较多，应用非常广泛。
★ ☆
集成计数器分类 按计数脉冲输入方式分：
同步计数器 异步计数器
二进制计数器
☆ 按计数方式分为：
二－十进制计数器 可逆计数
☆ 按预置和清零功能分为： 同步预置，异步预置 同步清零，异步清零
☆ 中规模集成计数器功能完善，具有自扩展特性，所以 通用性很强。
1、反馈置0法 反馈置0法的基本思想是： 计数器从全0状态S0开始计数，计满M个状态产生置0信 号，使计数器恢复到初态S0,然后再重复前面过程。
☆ 选择模M计数器的计数范围，确定初态和末态。
☆ 确定产生置0或置数信号的译码状态，然后根据译码 状态设计译码反馈电路，是计数器产生清0或置数信号。
☆ 画出实现模N计数器的逻辑电路。
要求：看懂功能表，熟练应用集成电路，内部电路不 做要求。
4位二进制同步计数器 74161、74160
1、逻辑符号
CR 异步清零端 LD 置数控制端
CTT、CTP 计数控制端 CP 计数脉冲输入端
2、功能表
CTPLD D3D2D1D0
CTT 74161 CO
CR
Q3Q2Q1Q0
CO 进位输出端 D3~D0数据输入端 Q3~Q0数据输出端
1 0 保持CO=CTTQ3Q2Q1Q0
D3
CTT
d3
01
G4
&
01
C10TP 1
01 & G8
≥1
& G16 G9
G5
& G10
&
≥1
& G17 G11
FF0
& J Q d00Q0
&KQ
FF1
& J Q d01 Q1
&KQ
G6 &
& G12
≥1
FF2
& J Q d02Q2
& G18
&KQ
G13
G7 &
G5 &
G6 &
G7 &
& G 12
1
&
G8
G 13
& G 14
1
&
G9
G 15
& G 16
1
&
G 10
G 17
& G 18
1
&
G wenku.baidu.com1
G 19
74160
FF 0
& 1J
Q0
C1 R
& 1K
FF 1
& 1J
Q1
C1 R
& 1K
FF 2
& 1J
Q2
C1 R
& 1K
FF 3
& 1J
Q3
C1 R
& 1K
G 20
集成计数器可以加适当反馈电路后构成任意模值M计数器。 任意模值M计数器设计原理：
设：计数器的最大计数模值为M,若要得到一个模值为N(<M)的计数器， 则只要在M进制计数器的顺序计数过程中，设法跳过（M-N)个状态，只在 N个状态循环计数，就可以得到计数模值不大于M的任意模值计数器。
通常中规模集成计数器都有清0、置数等多个控制端，因此实现任意 M计数的基本方法有两种：反馈清0法、反馈置数法。
TP TT
1 0
,
触发器保持，CO
0
1
C C
TP TT
0 1
,
触发器保持，CO
Q0 Q3
计1 数1条件1 ↑ X X X X
计数
1 0 X X X X X X 保持，C0=0
1 1 0 X X X X X 保持CO=Q0~Q3
M＝16二进制计数器 逢十六进一
内部逻辑电路图
中 规模集 成电 路由四 级 JK 触发器和若干门电路组成，其内 部电路如图所示。
00 01 00 10
用CR 0实现反馈置0。
☆ 选择初态为0，0~9为有效状态，10~15为无效状态。
&
CO
每用片747146116组1是成4十位二二位进二制进数制计逢同数1步6，进计十一数二器位需3片74161逢256进一
⑴ 多级计数器的级联的方法有两种： ☆ 各片CO逐位传递 1
正常计数条件：
C R,L D, C TT , C TP均 ＝ 1
而且在CP↑计数
CTP LD D3D2D1D0
CTT 74161(1)CO
LD 10 1 G1 D0 d0
CR 0 Q3Q2Q1Q0 0
CR 1、LD 0
将预置数d3d2d1d0在CP↑ 作用下置入输出端。
D1 d1 CP 1
G2
当CR,LD,CTT,CTP 1 计数器执行M16计数
当CR,LD 1
D2 d2 CR 01 1
G3
CTTCTP
0 X 保持,CO 0
具有计数、保持、预置、和清零功能。
CR LD CTT CTP CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3
异步置0 0 X X X X X X X X 0 0 0 0
同步送数
1 0 X X ↑ d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3
CTT、CTP只要有一个是0 1
，停止计数。
1
C C
CR CP Q3Q2Q1Q0
CP
CTP LD D3D2D1D0
CTT 74161(2)CO
CRCP Q3Q2Q1Q0
CTP LD D3D2D1D0
CTT 74161(3)CO
CRCP Q3Q2Q1Q0
利用进位输出C0 和功能控制端CTT串联，共同决定高位逢片40是96否进可一以计数。
C C
TP TT
& G14
01 FF3 & J Q d03 Q3
≥1
& G19
&KQ
G15
C & G20
O
内部逻辑电路图
控制逻辑电路保 证74160为M10计数 器，即逢十进一。
74160功能表和 74161 功 能 表 完 全 一样。
LD
&
G1
D0
D1
CP
1
计数脉冲G 2
D2
CR
1
G3
D3
G4
CT P
&
CT T
74161是M16二进制计数器，只能实现M16以下任意进制数。
例、用74161组成十进制(N=10)计数器
解： 先将74161接成M16计数器， CR,LD,CTT,CTP均＝1
然后作跳过六个状态（M-N =16-10=6）的十进制计数器，将模M计数
器变为模N计数器。
Q3Q2Q1Q0 00 00
最后通过异步反馈置0法，使/CR=0,强制计数器 返回到初始状态。