电子技术基础—数字部分康光华主编课件.ppt

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1、2023/5/27,1,1.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,2023/5/27,2,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

2、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。,2023/5/27,4,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,2023/5/27,5,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,00,1,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=？,13281631,2023/5/27,6,

3、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,2023/5/27,7,5.5 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5-4

4、2 分析MSI时序逻辑电路的流程图,2023/5/27,8,（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,2023/5/27,9,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

5、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。,2023/5/27,10,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。

6、在CR脉冲的作用下每7个CP计数器复零。,2023/5/27,11,（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。,2023/5/27,12,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

7、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。,2023/5/27,13,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

8、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。,2023/5/27,14,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、产生节拍脉冲等。计数器的类型很多，按计数器时钟脉冲引入方式和触发器翻转时序的异同，可分为同步计数器和异步计数器；按计数体制的异同，可分为二进制计数器、二十进制计数器和任意进制计数器；按计数器中数字的变化规律的异同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。,