同步计数器的相关例子————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：一、用触发器设计同步加法计数器（2）状态分配，列状态转换编码表。

(1）根据设计要求，设定状态，画出状态转换图。

该状态图不须化简。

S 0S 1S 2S 3S 4例：设计一个同步5进制加法计数器次态卡诺图（3）选择触发器。

选用JK 触发器确定选用多个JK 触发器：共5种状态，所以状态变量的个数n 满足2n ≥5＝> n=3 共需要3个触发器Q 2Q 1Q 0使用同一个CP （4）求各触发器的驱动方程和进位输出方程。

列出JK 触发器的驱动表，画出电路的次态卡诺图。

Q Q 10n n2Q n 100001000×××Q n Q n+1Q n+1 =Q 2n+1Q 1n+1Q 0n+11110001010100011Q n 1Q 0n2Q n10J 200××××Q n n Q 102=J 0001111010nQ 12nQ Q n 02K ×××K =20010110101××××11Q Q 10n n 2Q n 10001111000100×××根据次态卡诺图和JK 触发器的驱动表可得各触发器的驱动卡诺图：Q 2n+1Q Q 10n n 2Q n 100001111001010×××nQ 112nQ Q n 01J 0×××nQ 0J =10010110101011000××21×1n0×Q Q 1nQ 00n 1K 11×0×××0n=Q 1K nQ 12nQ Q n 00J ×××0010110101011000××21×1n×Q Q 1nQ 0n 0K 11110××××12n=Q 0J K 0=1Q Q 10n n 2Q n 100001111010010×××Q 1n+1Q 0n+1（5）将各驱动方程与输出方程归纳如下：（6）画逻辑图。

100111Y Q 01Q ×Q 0n n ××1n 20010000QC1C1Q1K1J∧1J 1J∧1K1KC1Q ∧&2Q 0Q Q 1CPY 进位输出再画出输出卡诺图可得电路的输出方程：（7）检查能否自启动可见，如果电路进入无效状态101、110、111时，在CP 脉冲作用下，分别进入有效状态010、010、000。

所以电路能够自启动。

Q Q 1Q 2/Y 000001010011100/0/0/0/0/1/1101/1110111/1利用逻辑分析的方法画出电路完整的状态图。

二、用触发器设计同步可逆计数器例2：设计一个同步可逆计数器•不要求自启动•要求提供输出Y 。

•X 为控制端，–X=0时，为三进制加法计数器，Y 为进位输出–X=1时，为三进制减法计数器，Y 为借位输出•设计要求：（1）设计并安装电路。

（2）静态检查并记录之。

（3）动态检查。

（4）完成实验报告。

1、设定状态，画出状态转换图。

根据题目要求，状态转移表：其状态转换图应为：X=0X=1Q Q 1X/Y0/00010010/00/1CP X Q 1 Q 0Q 1n+1 Q 0n+1Y1 0 0 0 0 1 02 0 0 1 1 0 03 0 1 0 0 0 14 0 1 1 ×××5 1 0 0 1 0 16 1 0 1 0 0 07 1 1 0 0 1 08 1 1 1 ×××1/00010011/01/12、选择触发器•选用JK 触发器•确定选用多少个JK 触发器：3种状态，所以状态变量的个数n 满足2n ≥3＝> n=2 共需要2个触发器Q 1Q 0•次态／输出卡诺图：Q Q 10n nX100001111001/010/0×00/110/100/0×01/0Q 1n+1Q 0n+1/Y次态卡诺图：Q 1的次态卡诺图：3、求各触发器的驱动方程和进位输出方程Q Q 10n n X10000111100110×001000×01Q Q 10n n100001111001×01×0Q 1n+1XK =11XQ n 1Q 0n×1J 10×1××0001111010X 1nQ Q n 01K ××10010110101×××1×nn Q X Q X J 001+=Q Q10n nX10001111010×000×1Qn+1Q Q10n n10001111000×110×0YXK0=1X1nQ Qn0J××100101101110××X011000××111×QQ1nnK11××1nn XQQXJ111+=nnn QXQQXY11+=3Q 2Q ET CPD 1D 2D 3D RCO1Q 0Q 7416041235671516CP D 0D 1D 2GNDQ 3Q 2Q 1Vcc 74160891011121413R D 3D DL EP ET Q 0RCO ∧EPR D D L （1）8421BCD 码同步加法计数器74160一、集成十进制计数器例：用集成计数器74160和与非门组成的6进制计数器。

Q D Q 1∧074160Q 32Q 3D ET Q 10Q 211CPL D 31D Q EPQ 计数脉冲RCO20D R D &（1）异步清零法异步清零法适用于具有异步清零端的集成计数器。

二、用集成计数器组成任意进制计数器Q 0Q 0000Q 00010100001100102011001011Q 3当输出Q 3Q 2Q 1Q 0=0110时，使R D ＝0，则立即(与CP 无关)将Q 3Q 2Q 1Q 0清为0000，使之不输出0110，因此R D ＝Q 2Q 10000 －> 0101Q D R ∧ET EP74163D RCO33Q D 211Q L 01Q D CPD D 1计数脉冲2&132Q Q Q Q 3Q 001000000011Q 0001Q 1Q 010020101同步清零法适用于具有同步清零端的集成计数器。

例：用集成计数器74163和与非门组成的6进制计数器。

（2）同步清零法当输出Q 3Q 2Q 1Q 0=0101(最大计数值)时，使R D ＝0，使下一个CP 到来时，输出Q 3Q 2Q 1Q 0清为0000（前一个CP 仍输出0101，因此R D ＝Q 2Q 074163具有同步清零端11001101001101002Q 11011Q Q Q 3010101111001011010001010异步预置数法适用于具有异步预置端的集成计数器。

例：用集成计数器74191和与非门组成的余3码10进制计数器。

（3）异步预置数法LD3Q 2Q D/U EN CP0D 1D 2D 3D RCO MAX/MIN 1Q 0Q 74191∧计数脉冲&Q 30Q Q 21Q 11计数到最大值1100时，下个CP 到来，计数值为1101，此时L D ＝Q 3Q 2Q 0 ＝0为有效信号置数Q 3Q 2Q 1Q 0=D 3D 2D 1D 0=0011191的L D 是异步置位端，输入0时，立即置位Q D R ∧ET EP 74160D RCO33Q D 211Q L 010Q D CPD D 1计数脉冲200111Q 30Q Q 21Q 3Q 0101000110111Q 0100Q 1Q 1000210010110同步预置数法适用于具有同步预置端的集成计数器。

例：用集成计数器74160和与非门组成的7进制计数器。

（4）同步预置数法L D ＝RCO ＝0有效时Q 3Q 2Q 1Q 0=D 3D 2D 1D 0=0011160的L D 是同步置位端，输入0时，要等下个CP 才置位160是十进制同步加法器，输出最大值为1001，下个CP ，回0000，RCO 输出1Q D R ∧ETEP 74160D RCO33Q D 211Q L 010Q D CPD D 1计数脉冲20111Q 30Q Q 21Q 0 0&第2种做法用集成计数器74160和与非门组成的7进制计数器。

当Q 3Q 2Q 1Q 0=0110时，将输出置为0000L D ＝Q 2Q 1＝0有效时，Q 3Q 2Q 1Q 0=D 3D 2D 1D 0=0000160的L D是同步置位端，输入0时，要等下个CP 才置位计数值设为0000－>01103Q 010100110111Q 0100Q1Q 10002100101100000000100100011010001010110先将两芯片采用同步级联方式连接成100进制计数器（一片“个位”十进制计数，一片“十位”十进制计数），然后再用异步清零法组成了48进制计数器。

解：因为N ＝48，而74160为8421十进制计数器，所以要用两片74160构成此计数器。

例：用74160组成48进制计数器——异步清零法实现3Q 2Q ET CPD 1D 2D 3D RCO1Q 0Q 74160(1)∧EP R D D L D 13D D 3D CPQ Q 0∧0RCO74160(2)L 21ET Q D Q R 2D EP 1计数脉冲&1174160为8421码十进制计数器，最大计数值为1001（9）。

采用异步清零法组成了48进制计数器，所以当计算到48时，R D 应得048 = ( 0100 1000)BCD3122Q Q R D =例：用74160组成48进制计数器——同步置数法实现74160为8421码十进制计数器，最大计数值为1001（9）。

同步置数法组成了48进制计数器，所以当计算到47时，L D 应得0，将输出置为000047 = ( 0100 0111)BCD01112122Q Q Q Q L D =3Q 2Q ET CPD 1D 2D 3D RCO1Q 0Q 74160(1)∧EP R D D L D 13D D 3D CPQ Q 0∧0RCO74160(2)L 21ET Q D Q R 2D EP 1计数脉冲&11解：因为N ＝48，而74191为4位同步计数器，所以要用两片74191构成此计数器(异步清0端)。