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任意进制计数器构成以及时序逻辑电路设计
故若由74LS161构成53进制计数器, 先要将53化成二进制数码, 再根据整体置数法或整体置零法实现53进制。
例:
(53)D=( 11 0101 )B
转换过程: 2 53 余 1 K0
2 26 余 0 K1
2 13 余 1 K2
2 6 余 0 K3
2 3 余 1 K4
(1)选定S0 0000000作 0 为初态
1
CLK 计数输入
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1 CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1 CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
进位输出
6.3.2 计数器
注意!
【例】试利用置零法和置数法由两片74LS161构成53进 制加法计数器。
解:用整体法先将两片74LS161构成256进制(16×16 进制),该256进制计数器实际为二进制计数器(28),
(1)整体置零法实现53进制。(M=53)
R DS 53 ( 000 11 1 ) B 01
利用整体置零法由74LS161构成53进制加法计数器如图
所示。
R DS53 ( 000 11 1 ) B 01
1010
1100
十进制数53对应的二进制数为0011 0101 实现从0000 0000到0011 0100的53进制计数器
1
CLK 计数输入
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1 CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1 CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
进位输 出CO
【例】用74160实现63进制计数器。
整体置零法 M=63,在SM=S63=0110 0011 处反馈清零。
【 】 内容 回顾
暂态
异步清零
a. 置零法(复位法)
【 】 内容 回顾
基本思想是:计数器从全0状态S0开始计数,计满M个
状态后产生清零信号,使计数器恢复到初态S0,然后
再重复上述过程。
异步清零
SM状态进行译码产生置 零信号并反馈到异步清
零端( RD),使计数器立
即返回S0状态。
10ns
左右
SM状态只在极短的瞬间 出现,通常称它为“过
为什么进位端要加一个反相器?不加会有什么结果? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131415 161718 19 20 21
CLK
C
C
【例】用74160实现24进制计数器。 整体置零法 M=24,在SM=S24=0010 0100 处反馈清零。
1
CLK 计数输入
EP D0 ET
渡态”。
暂态
利用异步复位端RD ,跳过多余状态,实现任意进制计数。
异步复位法①计数到M时,清0, (异步置零) ②写SM=( )2,全部Q为1的端相与非R→D
适用于异步清0的集 成计数器,当满足清0 条件时,立即清0。
【 】 内容 回顾
【例】用74160实现7进制计数器。
置零法,M=7,在SM=S7=0111处反馈清零。
RD(Q2Q1Q0)
1
EP D 0 D 1 D 2 D 3 C
1
ET
74160
LD
CLK 计数输入
CLK
R
Q0 Q1 Q2 Q3 D
进位输出
【例】用74161实现12进制计数器。 置零法,M=12,在SM=S12=1100处反馈清零。
RD(Q3Q2)
1
EP D 0 D 1 D 2 D 3 C
1
ET
1
CLK 计数输入
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1 CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1 CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
进位输 出CO
【例】用74160实现24进制计数器。 整体置数法 i=2, M=24,在Si+M-1=S25=0010 0101 处反馈置零。 1
74161
LD
CLK 计数输入
CLK
R
Q
0
QQQ
1
2
3
D
进位输出
6.3.2 计数器
注:由于清零信号随着计数器被清零而立即消失,其持续 的时间很短,有时触发器可能来不及动作(复位),清零 信号已经过时,导致电路误动作,故置零法的电路工作可 靠性低。为了改善电路的性能,在清零信号产生端和清零 信号输入端之间接一基本RS触发器,如图所示。
ET CLK
Q0
74160 Q1 Q2
LD R Q3 D
1
6.3(.以2 具计有数同器步预置数端 LD的集成计数器为例)
置数法的应用可以分三种情况: (现有N进制计数器,构成M进制)
取前M种状态 取后M种状态 取中间M种状态
取(i)2——(i+M-1)2 共M个状态
取中间M种状态
同步预置数法 :
处反馈置零。
1
CLK 计数输入
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1 CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1 CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
进位输出
【例】用74160实现63进制计数器。
整体置数法 1
i=6, M=63,在Si+M-1=S68=0110 1000 处反馈置零。
C
【例】用74160实现100进制计数器。 (2) 串行进位,M=100=10*10。
1
1
EP D0 D1 D2 D3 C
CLK
ET
74160 LD
CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
计数输入
1
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
1
?思考:为 不加什会么有进位什么端结要果加一?个反相器?
方法。
作业:
P349思考题和习题
6-12题、6-13题、6-14题、6-16题
2. M>N的情况
如果要求实现的进制M超过单片计数器的计数范围时, 必须将多片计数器级联,才能实现M进制计数器。
串行进位方式 并行进位方式
整体清0方式 整体置数方式
(1)M=M1•M2,即M分解为M1 ×M2 ,可采用串行进位方式/ 并行进位方式。(以两片级联为例)
6.3.2 计数器
1. M<N的情况
【 】 内容 回顾
在N进制计数器的顺序计数过程中,若设法使之跳 过(N-M)个状态,就可以得到M进制计数器了,其 方法有置零法(复位法)和置数法(置位法)。
置零法
置数法
6.3.2 计数器
a. 置零法:
置零法适用于有置 零(有异步和同步)输 入端的计数器,如异步 置零的有74LS160、161、 191、190、290,同步置 零的有74LS163、162, 其工作原理示意图如图 所示。
6.3.2 计数器 【例】试利用置零法和置数法由两片74LS161构 成53进制加法计数器。
解:若由74LS161构成53进制计数器,其构成的256进 制实际为二进制计数器(28),故先要将53化成二进制数码
(53)D=(110101)B =(0011 0101)B
(2)整体置数法实现53进制。(M=53)
6.3(.以2 具计有数同器步预置数端 LD的集成计数器为例)
置数法的应用可以分三种情况: (现有N进制计数器,构成M进制)
取前M种状态
置 零
取前M种状态
取0000——(M-1)2 个状态
【例】用74160实现7进制计数器(置数法)。
(1)置数法(取前M种状态), M=7,在SM-1=S6=0110处反馈置零。
串行进位方式 : 以低位片的进位输出信号作为高位片的时 钟输入信号。两片始终同时处于计数状态.
并行进位方式 : 以低位片的进位输出信号作为高位片的控 制信号(使能),两片的CLK同时接计数输入。
(2)当M为素数时,不能分解为M1和M2,采用整体 清0/整体置数方式。
首先将两片N进制计数器按串行进位方式或并行进 位方式联成N×N > M 进制计数器,再按照M<N的置零 法和置数法构成M进制计数器。此方法适合任何M进制 (可分解和不可分解)计数器的构成。
1
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1
CLK
CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
计数输入
EP D0 D1 D2 D3 C
ET
74160 LD
1
CLK
Q0
Q1
Q2
Q3 RD
进位输出
【例】用74160实现63进制计数器。 整体置数法 i=0, M=63,在Si+M-1=S62=0110 0010
00 0
1
0
0
1 0
1 01
6.3.2 计数器
b. 置数法: 有预置数功能的计数器可用此方法构成M进制计数
器。但注意74LS161(160)为同步预置数,74LS191(190) 为异步预置数。