二进制计数器ppt课件.ppt

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1、二进制计数器5.2计数器(Counter)5.2.1计数器的特点和分类一、计数器的功能及应用1.功能：对时钟脉冲CP的个数进行计数。2.应用：分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、进行数字运算等。二、计数器的特点1.输入信号：一般只有计数脉冲即时钟CP。2.电路组成：时钟触发器及必要的门电路。计数结果由触发器记忆和表示；计满之后自动归0。在CP作用下，周而复始地循环工作。三、计数器的分类按计数进制分二进制计数器十进制计数器N进制(任意进制)计数器按计数方式分加法计数器减法计数器可逆计数器(Up-DownCounter

2、)按触发器翻转是否同时分同步计数器(Synchronous)异步计数器(Asynchronous)按开关元件分TTL计数器CMOS计数器5.2.2二进制计数器一、二进制同步计数器1.二进制同步加法计数器(1)从分析角度讨论3位二进制同步加法计数器CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF2&&CQ0Q1Q2Q0Q1Q2时钟方程：输出方程：驱动方程FF0：FF1：FF2：状态方程计算状态表CP现态次态输出C1234567800000101001110010111011100101001110010

3、111011100000000010功能分析：单位看，逢2进1，共3位。整体看，逢8进1，可视为1位。------3位二进制同步加法计数器------1位8进制同步加法计数器画状态图和时序图000001/0010/0011/0100/0101/0110/0111/0/1/C12345678CPQ2Q0Q1C二分频四分频八分频计数状态图三位二进制同步加法计数器CPCarry计数脉冲向高位的进位000001/0010/0011/0100/0101/0110/0111/0/1(1)从分析角度讨论3位二进制同步加法计数器1

4、.二进制同步加法计数器(2)从设计角度讨论3位二进制同步加法计数器逢2进1，计满为止------向高位进位，同时归0，重新计数。选用JK触发器时钟方程：由卡诺图确定输出方程和状态方程：0001111001C001001001000011010101100000111100010011111110000由状态方程可求驱动方程：FF0：FF1：FF2：CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF2&&CQ0Q1Q2Q0Q1Q2画电路图(3)n位二进制同步加法计数器级联规律：FF0：FF1：FF2：……FF

5、i：连乘符号T触发器4位同步二进制加法计数器T0=J0=K0=1T1=J1=K1=Q0T2=J2=K2=Q1Q0T3=J3=K3=Q2Q1Q02．同步二进制减法计数器（1）设计思想：①所有触发器的时钟控制端均由计数脉冲CP输入。②将触发器接成T触发器。当低位不向高位借位(够减）时，令高位触发器的T＝0，触发器状态保持不变；当低位向高位借位（不够减）时，令高位触发器的T=1，触发器翻转，计数减1。（2）触发器的翻转条件：当低位触发器的Q端全0时再减1，则低位向高位借1。10－1＝1100－1＝111000－1＝111

6、‥‥‥CPQ2Q1Q0B01234567000111110101100011010001100000003位二进制减法计数器状态表0001111001B11110000010000100110100011001010B=Q2nQ1nQ0n选用JK触发器，确定各方程式：T0=1T1=Q0nT2=Q1nQ0nCP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF1&&BQ0Q1Q2Q0Q1Q23位二进制减法计数器逻辑图FF0：FF1：FF2：B=Q2nQ1nQ0n状态图和时序图/B000001/0010/0011/

7、0100/0101/0110/0111/0/112345678CPQ0Q1Q2Bn位二进制同步减法计数器级联规律综上：构成同步二进制计数器的触发器有两种状态------保持和翻转，因而相当于T触发器。各触发器之间连接规律，计数时没有无效状态。计数容量、长度或模：通常把计数器能够记忆输入脉冲的数目，即电路的有效状态数M称为计数器的计数容量、长度或模。n位二进制同步加法计数器的模长为3.3位二进制同步可逆计数器(1)单时钟输入二进制同步可逆计数器加/减控制端加计数T0=1、T1=Q0n、T2=Q1nQ0n减计数T0=1

8、、T1=Q0n、T2=Q1nQ0nCPQ01J1KC1FF01Q0Q21J1KC1FF2Q2Q11J1KC1FF1Q1U/D1&1C/B&1&1(2)双时钟输入二进制同步可逆计数器加计数脉冲减计数脉冲CP0=CPU+CPDCP1=CPU·Q0n+CPD·Q0nCP2=CPU·Q1nQ0n+CPD·Q1nQ0nCPU和CPD互相排斥CPU=CP时，CPD=0C