第五章時序邏輯電路

5.3計數器主講人：黃麗亞1.計數器的作用

記憶輸入脈沖的個數；用于定時、分頻、產生節拍脈沖及進行數字運算等等。2.計數器的分類按工作方式分：同步計數器和異步計數器。按功能分：加法計數器、減法計數器和可逆計數器。按計數器的計數容量(或稱模數)來分：各種不同的計數器，如二進制計數器（M=2n）、十進制計數器(M=10)、任意進制計數器等等。5.3計數器圖5.3.1計數器的基本結構框圖摩爾型（Moore）電路n個觸發器組合電路CP計數脈沖進位輸出Q1Q2Qn…Z同步計數器的特點：在同步計數器內部，各個觸發器都受同一時鐘脈沖——輸入計數脈沖的控制，因此，它們狀態的更新幾乎是同時的，故被稱為“同步計數器”。5.3.1同步計數器的分析同步計數器的分析：根據電路圖，說明計數器的功能：計數模長、計數編碼、自啟動性等。①分析電路結構②寫出三組方程a.各觸發器的激勵方程b.各觸發器的次態方程c.電路的輸出方程③作狀態轉移表、狀態轉移圖或波形圖④電路的邏輯功能描述同步計數器的分析步驟：例：試分析下面的同步計數器。

Q1

Q1

Z

FF1FF2FF3CP

Q2

Q2Q3

Q31J

C1

1K

11J

C1

11K

1J

C1

1K

&1

&①分析電路結構②寫出三組方程a.各觸發器的激勵方程J3=K3=Q1nQ2nJ2=K2=Q1nJ1=K1=1例：試分析下面的同步計數器。J3=K3=Q1nQ2nJ2=K2=Q1nJ1=K1=1b.各觸發器的次態方程Q3n+1=[(Q1nQ2n)

Q3n]·CP

Q2n+1=[Q1n

Q2n]·CP

Q1n+1=[

Q1n]

·CP

Q1

Q1

Z

FF1FF2FF3CP

Q2

Q2Q3

Q31J

C1

1K

11J

C1

11K

1J

C1

1K

&1

&例：試分析下面的同步計數器。c.電路的輸出方程Z=Q1nQ2nQ3n

Q1

Q1

Z

FF1FF2FF3CP

Q2

Q2Q3

Q31J

C1

1K

11J

C1

11K

1J

C1

1K

&1

&Z=Q1nQ2nQ3n③作狀態轉移表、狀態轉移圖或波形圖0000001001001001000110110100Q3n+1=[(Q1nQ2n)

Q3n]·CP

Q2n+1=[Q1n

Q2n]·CP

Q1n+1=[

Q1n]

·CP

1001010Z=Q1nQ2nQ3n③作狀態轉移表、狀態轉移圖或波形圖Q3n+1=[(Q1nQ2n)

Q3n]·CP

Q2n+1=[Q1n

Q2n]·CP

Q1n+1=[

Q1n]

·CP

表5.3.2圖5.3.2電路的狀態轉移表CP↓的個數S(t)Z=Q3Q2Q1Q3Q2Q10000010010201003011041000510106110071111圖5.3.3狀態轉移圖010/0/0/0/1/0/0有效循環000001011100101110111/0/0/0Q3Q2Q1X/Z④電路的邏輯功能描述該電路是一個同步模8加法計數器電路（或3位二進制同步加法計數器）。總結規律：Q1是一個TFF,且T=1。Q2是一個TFF，且T=Q1n。Q3是一個TFF，且T=Q1nQ2n。Z=Q1nQ2nQ3n二進制同步加法計數器的結構特點a.n位二進制計數器需要n個TFFb.T1=1，d.c.DFF如何實現？QQCP1D

C1

QQCP1D

C1

=1T

1

2345678CPQ1010101010Q201100110