任意进制计数器
1. 已知已有计数器的模为N ，要构成的任意进制计数器的模为M ，且M<N 。
原理：从原来电路的N 个状态中选择出M 个构成新的有效循环。
置数法
复位法复位法/
/清零法
例：利用74160构成六进制计数器。
(M=6,N=10)步骤：
1. 清楚所用器件的时序逻辑特点
2. 根据控制端选择编码选择方案/0 /0 /0/0/0 /0/0/1 /0/0 /0/0 /0 /0/0/0 /0
/0/C
•
进位信号
方案一、异步清零R ’D
进位信号可以从Q 输出端中选择，也可以构造进位信号。
特点:1. 进位信号周期T C 为计数循环的周期,即T C =N ×T CLK ；
2.
2. 一个计数周期内只有一次变化。
4位二进制加法计数器时序图
标准进位信号
1. 在时序逻辑的最后一个状态(最大状态)为特殊电平(高/低电平)
2. 特殊电平只持续1个脉冲周期
•
改进电路
4位二进制加法计数器时序图
复位信号作用时间短，清零不可靠
仿真图
改进电路
延长清零信号长度到半个脉冲周期
改进电路仿真图
方案二、同步置零法LD
LD’’
/0
/0 /0/0/0
/0/0
/1 /0
/0 /0 /0
/0 /0/0/0
/0/0/C
仿真图
方案三、同步置数法LD
LD’’
优点：
可以利用原来电路的进位输出端
/0
/0 /0/0/0
/0/0
/1 /0
/0 /0 /0
/0 /0/0/0
/0/0/C
2. 若M>N 如何处理
方法：用多片N 进制计数器级联成模大于M 的计数器N ′(1)并行进位法（同步工作）
注意此处连接方式
在此时刻发生进位
此时进位信号必须是标准进位信号！
此行说明ET功能优先EP ，即同时有信号输入ET起作用
高低为进位都为
标准进位信号
高位进位信号为非标准进位信号
即特殊电平持续宽度不为一个脉冲周期
(2)串行进位法（异步工作）
注意非门的使用对进位信号没有特殊要求！
构建M>N计数器原理和过程：
1. 级联构造计数器容量N′>M
2. 按照M<N的方法构建
例:构成29进制计数器（M<N
M<N′′和M<N方法相同）(1) RD
(1) RD’’端整体清零/复位法
构造的标准进位信号
(2) LD
(2) LD’’端整体置数法
标准进位信号
M=M1**M2级联的方法
3. 用M=M1
M1=10 ，M2= 6 , M=60 。
注意两种进位方式。
四、移位寄存器型计数器
1. 环形计数器
可自启动的状态图
可自启动的环形计数器
环形计数器状态利用率低
2. 扭环形计数器
五、自锁：计数器一次计数动作后停止工作。
如74LS160计数满一次后就停止工作。
计数1111保持（C=0）0X 1
1X 保持（包括C ）101
1X 置数（同步）
X X 01置 0（异步）
X X X 0X 工作状态
ET EP D L R CLK D ′′
同步时序逻辑电路的设计方法
设计步骤设计步骤:
:1.1.逻辑抽象逻辑抽象逻辑抽象::确定I/O 变量变量,,用字母表示用字母表示,,并进行逻辑赋值(组合部分组合部分))； 确定逻辑状态状态((步骤步骤))的数量和意义的数量和意义,
, 建立原始状态图(时序部分时序部分))；2.2.状态化简状态化简状态化简::合并等价状态(三同条件三同条件),),),尽量减少状态数量；尽量减少状态数量；3.3.状态分配状态分配状态分配//编码编码::确定编码位数确定编码位数,
,2n-1<M ≤2n ；用代码代替符号表示状态用代码代替符号表示状态,,编码方案不同编码方案不同,,电路结构不同；4.4.求出三组方程求出三组方程求出三组方程::根据状态图直接求输出输出和状态方程,选定 触发器类型触发器类型触发器类型,
,并推导出驱动方程；5.5.画出
画出逻辑图:通过输出方程和驱动方程画出时序逻辑电路图；6.6.验证能否
验证能否自启动:检查无效状态是否形成无效循环。
分析分析: : : 逻辑图逻辑图逻辑图→→三组方程三组方程→→通过计算通过计算→→状态转换表状态转换表→
→状态转换图或时序图
“111111”
”序列检测器
X Y
CLK
例. 设计一个串行数据检测器。
要求：连续输入三个或三个以上1时
输出为
1,其他情况下输出为0。
三、状态分配
取n=2，令Q 1Q 0的00、01、10为S 0S 1S 2
011XQ XQ Q +=*0
10Q Q X Q ′′=*1
XQ Y =
四、选用JK 触发器，求方程组
11011011Q X Q XQ Q Q XQ XQ Q )()()
(*′′+′=′++=00
10
101Q Q Q X Q Q X Q ′+′′=′′=)(*0
11XQ XQ
Q +=*01
0Q Q X Q ′′=*1
XQ Y =101,J X Q K X ′
==010,1
J X Q K ==五、画逻辑图
六、检查电路能否自启动将状态“1111”” 代入状态方程和输出方程，分别求X=0/1下的次态和现态下的输出，得到：
1
10100000101======Y Q Q X Y Q Q X ，时，，时，****经检验此电路可以自启动
11001()()D X Q Q X Q Q ′′=+='010
D X Q Q ′′=0
11XQ XQ Q +=*01
0Q Q X Q ′′=*1
XQ Y =如选择DFF ，求驱动方程更简单！
习 题
题[题]时序逻辑电路分析
00
01
10
11
A/Y
1/01/0
1/0
1/1
0/00/0
0/1
Q 2Q 1
见注释
四进制加减计数器
[题]
译9，置数3。
为7进制。
[题]
译10，异步清零。
为10进制。
[题] 试用74161接成12进制计数器。
步骤：
1.分析74161的逻辑功能，以及特点
2.决定采用同步端，还是异步端
3.选取状态，连接电路
[题]
M=0,8进制；M=1,6进制。
A=0,10进制A=1,12进制
[题]
[题]
(53)16=5
+3**160=83 =5**161+3
[题]
[题]
7*9=63 10
10**3=30
[题]使用74160构成365进制计数器
进位这样连接也可以
[题]时序电路的分析
0 0 0 0
1 0 0 1
1 0 0 0
0 1 1 1
0 1 1 0
0 1 0 1
0 1 0 0
0 0 1 1
0 0 1 0
0 0 0 1
8
00170106100511141003010200110000绿黄红CLK [题]用常用的时序逻辑电路设计，要求可以自启动。
计数器仅仅起提供合适的时序的作用，计数作用不明显了。
74161ET
EP D 3D 0D 1D 2LD R D
Q 0Q 1Q 2Q 3CP C A 0A 1A 2Y 0
Y 1
Y 2
Y 3
Y 4
Y 5
Y 6
Y 7
S 2S 3S 174138
&&&
R
G Y
1
CP 用74161的低三位产生8个循环的状态。
用R,G,Y 分别表示
红，绿，黄灯。
由真值表求出：
R=∑(1,4,7)G=∑(3,4,5)Y=∑(2,4,6)
可用3-8线译码器74138和与非门实现
1
[题]答案一
[题]答案二
用数据选择器实现组合逻辑部分
[题]用JK触发器设计7进制(加法)计数器(带进位输出)
由卡诺图或者将111状态编码代入状态方程，可求出其次态为000, 因此经检验此电路可自启动。
*()''*'''*''⎧⎪
⎨⎪⎩12312121323
1232323
Q =Q Q Q Q =Q Q +Q Q Q Q =Q Q Q +Q Q
C =Q Q 223
3()'('')'=⎧⎪
=⎨⎪=⎩12311
13122
J Q Q K =1
J Q K =Q Q J Q Q K =Q。