《寄存器与计数器》PPT课件.ppt
四个D锁存器或触发器构成的四位寄存器,3.3.2 移位寄存器,而所谓“移位”，就是将寄存器所存各位数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常用的有三种：,寄存器有七种：并入并出、右移、左移、循环右移、循环左移、并入右移、右移并出,并行输出,4位右移移位寄存器,时钟方程：,状态方程：,1单向移位寄存器,并行输出,4位左移移位寄存器,时钟方程：,状态方程：,2、双向移位寄存器,M=0时右移,M=1时左移,3、集成双向移位寄存器74LS194,3.4 计数器,计数器的功能和分类,1.计数器的作用,记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。,2.计数器的分类,按工作方式分：同步计数器和异步计数器。,按计数功能分：加法计数器、减法计数器和可逆计数器。,按计数器的计数容量(或称模数)来分：各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、N进制计数器等等。,3.4.1 同步二进制计数器,同步计数器的特点：在同步计数器内部，各个触发器都受同一时钟脉冲输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为“同步计数器”。,例：三位二进制同步加法计数器。,1 用计数方法同步二进制计数器,分析步骤:,1.先列写控制端的逻辑表达式：,J2=K2=Q1Q0,J1=K1=Q0,J0=K0=1,Q0：来一个CP，它就翻转一次；,Q1：当Q01时，它可翻转一次；,Q2：只有当Q1Q011时，它才能翻转一次。,2.再列写状态转换表，分析其状态转换过程。,2 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0,1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1,3 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1,4 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0,5 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1,6 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0,7 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1,8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0,3.还可以用波形图显示状态转换表。,思考题：试用D触发器设计一个M=8的二进制同步加法计数器电路。,Q0的输出的波形的频率是CP的1/2。Q1的输出的波形的频率是CP的1/4。Q2的输出的波形的频率是CP的1/8。,2 用移位寄存器构成同步二进制计数器 环形计数器,结构特点,即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输入端D0。,工作原理,根据起始状态设置的不同，在输入计数脉冲CP的作用下，环形计数器的有效状态可以循环移位一个1，也可以循环移位一个0。即当连续输入CP脉冲时，环形计数器中各个触发器的Q端，将轮流地出现矩形脉冲。,结构特点,状态图,扭环形计数器,能自启动的4位扭环形计数器,3.4.2 异步计数器,异步计数器的特点：在异步计数器内部，有的触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟脉冲，因此各个触发器状态变换的时间先后不一，故被称为“异步计数器”。,例：三位二进制异步加法计数器。,1010101010,0 0,1,0 1,0,1,1 0,1,1 1,0,0,0 0,0,1,0 1,作业：试画出三位二进制异步减法计数器的电路图，并分析其工作过程。,异步计数器优点：电路简单、可靠。,异步计数器缺点：速度慢。,选用4个CP上升沿触发的D触发器，分别用FF0、FF1、FF2、FF3表示。,2、十进制异步计数器,状态图,输出方程：,十进制异步加法计数器,时序图,时钟方程,选择时钟脉冲的一个基本原则：在满足翻转要求的条件下，触发沿越少越好。,中规模集成计数器及其应用,同步四位二进制计数器74LS161,返回,74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，它可以灵活地运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能；,同步四位二进制计数器74LS161,图3-35 74LS161的外引线图,状态输出,图3-36 74LS161的逻辑符号,并行输入,CP输入,74LS161的功能表,CP上升沿有效,异步清0功能最优先,同步并行置数,CO=Q3 Q2 Q1 Q0 CTT,任意进制计数器,任意进制计数电路的构成1反馈归零法(1)六进制的构成输出QC和QB经过与非门又返回74LS161的清零端,构成六进制计数器,74LS161,QC,QD,QA,QB,六进制,74LS161,QC,QD,QA,QB,十二进制,与非门,与非门,2、反馈预置数法构成十进制计数器 输出QD和QA经过与非门又返回74LS161的置数端,构成十进制计数器,1,3,2,5,4,6,7,14,12,13,10,11,9,8,74LS161,CP,16,A,B,C,D,P,地,Vcc,QA,QC,QB,QD,T,B,A,D,C,8,接共阳极数码管,与非门,CP,+5v,74LS161构成六十进制计数器,作业:1任意进制计数电路构成有哪些方法，其工作过程如何实现？274LS161有几种功能，如何实现？如果置数端为0，输入分别为1100、0011，当CP到来时，输出状态如何？3画出九进制计数器（用反馈预置数法）和五十进制计数器（用反馈归零法）的电路图。,
