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文档简介
2019/11/7,1,1. 构成分频器,5.4 中规模集成计数器及其应用,2. 组成数字钟计数显示电路,5.4.3 计数器的应用实例,5.5 中规模时序逻辑电路的分析,5.5.1 MSI时序逻辑电路的分析步骤,5.5.2 分析举例,本章小结,2019/11/7,2,复习,实现同步N进制计数器的级联法 ? 实现同步N进制计数器的脉冲反馈法?,5.4.3 计数器的应用实例,1. 构成分频器,分频器可用来降低信号的频率,是数字系统中常用的电路。 分频器的输入信号频率fI与输出信号频率fO之比称为分频比N。N进制计数器可实现N分频器。 程序分频器是指分频比N随输入置数的变化而改变的分频器。用集成计数器实现的程序分频器,在通信、雷达和自动控制系统中被广泛应用。具有并行置数功能的计数器都可以构成程序分频器。,2019/11/7,4,表5-14 74LS161的功能表,同步并行置数,CO= Q3 Q2 Q1 Q0 CTT,CP上升沿有效,清零功能最优先,2019/11/7,5,图5-40 程序分频器(分频比N为1256 ),CC4516为可逆4位二进制计数器,接成减法计数器(U/D0),当高、低位计数器均减为0时,0 0,1,分频器的输出信号fO,改变预置数的值,可以改变分频比。,当前置数值S7S6S5S4S3S2S1S0为10000011,则该程序分频器的分频比N=?,13281631,2019/11/7,6,2组成数字钟计数显示电路,通常数字钟需要一个精确的时钟信号,一般采用石英晶体振荡器产生,经分频后得到周期为1秒的脉冲信号CP。,图5-41 数字钟“秒”计数、译码、显示电路,个位十进制十位六进制六十进制加法计数器,进位信号,BCD-七段显示译码器7448,输出为高电平有效 。,选共阴型数码管BS201。,仿真,2019/11/7,7,5.5 中规模时序逻辑电路的分析,5.5.1 MSI时序逻辑电路的分析步骤,可以采用与分析MSI组合逻辑电路类似的划分功能块方法。 划分的功能块既有组合逻辑电路功能块,又有时序逻辑电路功能块。 如有必要,在对整个电路进行整体功能分析时,可以画出电路的工作波形。,图5-42 分析MSI时序逻辑电路的流程图,2019/11/7,8,(1)将电路按功能划分成3个功能块,5.5.2 分析举例,例5-2 分析图5-43所示电路的逻辑功能。设输出逻辑变量R、Y、G分别为红、黄和绿灯的控制信号,时钟脉冲CP的周期为10 S。,计数器,译码器,门电路,(2)分析各功能块电路的逻辑功能,8进制计数器,反码输出的数据分配电路,输出译码电路,2019/11/7,9,图5-44 例5-2电路的工作波形,(3)分析总体逻辑功能,画出电路的工作波形。,在CP作用下,计数器循环计数,输出信号R持续30S,Y持续10S,G持续30 S,Y持续10S,周而复始。总体电路逻辑功能为交通灯控制电路。,该电路只是原理性的,与实用的电路有较大差距。实际的交通灯,黄灯(Y)通常只亮12秒,而红灯(R)和绿灯(G)通常要亮60秒左右,故其控制电路要复杂一些。读者可自行设计实际的交通灯控制电路。,2019/11/7,10,例5-3 分析图5-45所示电路的逻辑功能。,(1)将电路按功能划分成3个功能块, 分析各功能块电路的逻辑功能,4位二进制数值比较器,门级组合电路,双时钟输入4位二进制可逆计数器,电路I:把输入的二进制数DA与标准值DB比较,电路:时钟输入控制电路。 若YAB =0,CPCPU,加法计数; 若YAB =1,CPCPD,减法计数; 若YA=B =1,CP被封锁,停止计数。,电路:可逆计数器。在CR脉冲的作用下每7个CP计数器复零。,2019/11/7,11,(3) 分析电路的总体逻辑功能,设在CR作用下,计数器起始状态为0000。 以后,在每一个CP脉冲到来时, 若DADB,计数器加1; 若DADB,计数器减1; 若DA=DB,CP被封锁,计数器处于保持状态。,分析结果: 该电路是数字误差检测电路。电路可以在规定的时间内,检测输入的二进制数码与标准值的正负误差是否在规定的范围内。,2019/11/7,12,若从计数器清0开始到7个时钟脉冲过后,一直有DADB,计数器做加法,从0001计到0111状态,则计数器输出Q3 Q2Q1Q0为0111; 反之,若一直有DADB,计数器做减法,从1111计到1001状态,则计数器输出为1001( 1001状态是7的补码)。 7个脉冲过后,CR信号使计数器清0,准备下一次比较。 在7个脉冲的作用期间,计数器输出的正常值应在一77之间变化。,例如,需要在一段时间内多次测量恒温室的温度误差是否在规定的范围内。,2019/11/7,13,本章小结,时序电路任何时刻的输出不仅与当时的输入信号有关,而且还和电路原来的状态有关。从电路的组成上来看,时序逻辑电路一定含有存储电路(触发器)。 时序逻辑电路的功能可以用状态方程、状态转换表、状态转换图或时序图来描述。 数码寄存器是用触发器的两个稳定状态来存储0、1数据,一般具有清0、存数、输出等功能。 移位寄存器除具有数码寄存器的功能外,还有移位功能。由于移位寄存器中的触发器一定不能存在空翻现象,所以只能用主从结构的或边沿触发的触发器组成。移位寄存器还可实现数据的串行-并行转换、数据处理等。,2019/11/7,14,对各种集成寄存器和计数器,应重点掌握它们的逻辑功能,对于内部电路的分析,则放在次要位置。现在已生产出的集成时序逻辑电路品种很多,可实现的逻辑功能也较强,应在熟悉其功能的基础上加以充分利用。,计数器是一种非常典型、应用很广的时序电路,不仅能统计输入时钟脉冲的个数,还能用于分频、定时、产生节拍
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