同步十进制计数器
一般,按计数器的最大计数容量命名计数器时,最大计数容量为N时,就称为N进制计数器。当N=2n时,即是前面评论的n位二进制计数器;当N≠2n时,为非二进制计数器。非二进制计数器中最常用的是十进制计数器,下面评论同步十进制计数器。
图1所示为由4个降低沿触发的JK触发器构成的同步十进制加法计数器的逻辑电路。用前面介绍的同步时序逻辑电路剖析办法对该电路进行剖析。
图1 同步十进制加法计数器 |
1、列些驱动方程
(1) |
2、列些触发器的状况方程
写出JK触发器的特性方程,然后将各驱动方程带入JK触发器的特性方程,得各触发器的次态方程为
(2) |
3、列些输出方程
(3) |
4、列些状况改换表
设初态为Q3Q2Q1Q0=0000,带入次态方程和输出方程进行核算,得状况改换表如表1所示。
表1 图1所示电路的状况表 |
脉冲序号 | Q3 | Q2 | Q1 | Q4 | C | 十进制数 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 3 |
4 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 4 |
5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 5 |
6 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 6 |
7 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 7 |
8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 |
9 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 9 |
十 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
由表1可见,图1所示同步十进制计数器,当CP端来十个计数脉冲时,计数器电路中的触发器状况就循环一次,进位输出端C给出一个进位高电平,并且触发器的状况所对应的十进制数即是所计数的脉冲个数。
咱们知道,4个触发器共有16(24)种状况组合,但表1中只呈现了十种状况组合(有用状况),但别的6种状况组合(无效状况)在电路中任然有或许呈现。为了研讨图1所示电路完好的逻辑功用,有必要思考当触发器的次态状况,直至状况改换表中包括一切的状况组合,如表2所示。
表2 图2所示电路完好的状况表 |
从表2中能够看出,当以无效状况作为初始状况时,通过几个计数脉冲效果后,触发器的状况都进入了有用状况。如当触发器的初始状况为十十,通过2个计数脉冲后,触发器的状况变为0十0,这个状况为有用状况。
在实践作业中,当因为某种要素,使计数器进入无效状况时,假如能在时钟信号效果下,终究进入有用状况,就称该电路具有自发动才干。
5、作状况图及时序图
依据状况改换表作出电路的状况如如图3所示,时序图如图4所示。由状况表、状况图或时序图可见,该电路为十进制加法计数器。
图3的状况图 |
图4 的时序图 |
图5所示为中计划集成的同步十进制加法计数器74160。
图5 同步十进制加法计数器74160的符号 |
该集成核算器电路除了有底子的加法核算器功用以外,还添加了预置数、异步置零和坚持的功用。图中各输入端的功用与图5所示集成二进制核算器逻辑图中相应输入端一样,74160的功用表与74161的功用表也相似,不一样的是74161的是二进制,而74160是十进制。表3所示为74160的功用表。
表3 74160的功用表 |
清零 | 预置 | 使能 | 时钟 | 预置数据输入 | 输出 | 作业办法 | |||||||
EP | ET | CP | D3 | D2 | D1 | D4 | Q3 | Q2 | Q1 | Q4 | |||
0 | × | × | × | × | × | × | × | × | 0 | 0 | 0 | 0 | 异步清零 |
1 | 0 | × | × | ↑ | d3 | d2 | d1 | d4 | d3 | d2 | d1 | d4 | 同步置数 |
1 | 1 | 0 | × | × | × | × | × | × | 坚持 | 数据坚持 | |||
1 | 1 | × | 0 | × | × | × | × | × | 坚持 | 数据坚持 | |||
1 | 1 | 1 | 1 | ↑ | × | × | × | × | 十进制计数 | 加法计数 |
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