第53章 时序逻辑电路精选文档.ppt

第53章 时序逻辑电路本讲稿第一页，共六十二页反馈反馈13.1 13.1 基本基本基本基本RSRS触发器触发器触发器触发器&2&1基本基本基本基本RSRS触发器电路图触发器电路图触发器电路图触发器电路图称触发器为称触发器为称触发器为称触发器为0 0态态态态，又称，又称，又称，又称复位状态复位状态复位状态复位状态。称触发器为称触发器为称触发器为称触发器为1 1态态态态，又称，又称，又称，又称置位状态置位状态置位状态置位状态。基本基本基本基本RSRS触发器逻辑符号触发器逻辑符号触发器逻辑符号触发器逻辑符号两个输出端两个输出端两个输出端两个输出端两个输入端两个输入端两个输入端两个输入端本讲稿第二页，共六十二页若原状态若原状态11001010输出仍保持输出仍保持&2&1本讲稿第三页，共六十二页若原状态若原状态01111010输出变为：输出变为：&2&1本讲稿第四页，共六十二页若原状态若原状态10101011输出变为：输出变为：&2&1本讲稿第五页，共六十二页若原状态若原状态00110101输出保持：输出保持：&2&1本讲稿第六页，共六十二页若原状态若原状态10111001输出保持原状态：输出保持原状态：&2&1本讲稿第七页，共六十二页若原状态若原状态01110110输出保持原状态：输出保持原状态：&2&1本讲稿第八页，共六十二页0011输出全是输出全是1触发器应该禁止出现此情况。触发器应该禁止出现此情况。&2&1本讲稿第九页，共六十二页 低电平有效的基低电平有效的基本本RS触发器真值表触发器真值表 0 0 0 0 不定状态不定状态 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 Q Qn n表示触发器接收信号之前的状态，称为原态；表示触发器接收信号之前的状态，称为原态；表示触发器接收信号之前的状态，称为原态；表示触发器接收信号之前的状态，称为原态；Q Qn+1n+1表示触发器接收信号之后的状态，称为现态。表示触发器接收信号之后的状态，称为现态。表示触发器接收信号之后的状态，称为现态。表示触发器接收信号之后的状态，称为现态。本讲稿第十页，共六十二页13.2.1 RS触发器触发器&2&1&4&3CP时钟信号时钟信号直接置位端直接置位端 为协调各触发器的动作，加为协调各触发器的动作，加时钟脉冲信号时钟脉冲信号CP。按。按控制信号的不同，触发器又分成：控制信号的不同，触发器又分成：R R、S S为输入信号为输入信号为输入信号为输入信号13.2 钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器本讲稿第十一页，共六十二页1 R SR S 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 不定状态不定状态不定状态不定状态0 01 1CP=1CP=1时时时时CP=0CP=0时时时时触发器保持原态触发器保持原态触发器保持原态触发器保持原态&2&1&4&3CP13.2.1 RS13.2.1 RS触发器触发器触发器触发器01 1接收输入信号接收输入信号接收输入信号接收输入信号本讲稿第十二页，共六十二页高电位触发高电位触发高电位触发高电位触发RSRS触发器触发器触发器触发器低电位触发低电位触发低电位触发低电位触发RSRS触发器触发器触发器触发器RSRS触发器逻辑符号触发器逻辑符号触发器逻辑符号触发器逻辑符号RSCQ触发方式一：触发方式一：触发方式一：触发方式一：电位电位电位电位触发触发触发触发高电位触高电位触高电位触高电位触发发发发低电位触低电位触低电位触低电位触发发发发CPCP=1=1期间接收输入信期间接收输入信期间接收输入信期间接收输入信号并输出相应的状态号并输出相应的状态号并输出相应的状态号并输出相应的状态CPCP=0=0期间接收输入期间接收输入期间接收输入期间接收输入信号并输出相应的信号并输出相应的信号并输出相应的信号并输出相应的状态状态状态状态高电位触发高电位触发高电位触发高电位触发低电位触发低电位触发低电位触发低电位触发特点：特点：特点：特点：只要只要只要只要CPCP时钟时钟时钟时钟脉冲处于有效，就接脉冲处于有效，就接脉冲处于有效，就接脉冲处于有效，就接收输入信号并输出相收输入信号并输出相收输入信号并输出相收输入信号并输出相应的状态。应的状态。应的状态。应的状态。CQCQ电位触发的符号电位触发的符号电位触发的符号电位触发的符号本讲稿第十三页，共六十二页例例例例1 1 1 1：画出高电平触发的：画出高电平触发的：画出高电平触发的：画出高电平触发的RSRS触发器的输出波形。触发器的输出波形。CPRSQ置置1 1置置0 0保持保持0 01 11 10 00 00 00 00 00 00 0本讲稿第十四页，共六十二页例例例例2 2 2 2：画出高电平触发的：画出高电平触发的：画出高电平触发的：画出高电平触发的RSRS触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。CPRSQCPCP撤去后撤去后输出状态不定输出状态不定本讲稿第十五页，共六十二页例例3 3：画出高电平触发的：画出高电平触发的RS触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。触发器的输出波形。CPRSQ一个一个一个一个CPCP时钟脉时钟脉时钟脉时钟脉冲内输入信号多冲内输入信号多冲内输入信号多冲内输入信号多次变化，触发器次变化，触发器次变化，触发器次变化，触发器可能出现多次翻可能出现多次翻可能出现多次翻可能出现多次翻转。转。转。转。本讲稿第十六页，共六十二页R2S2CF从从S1R1CF主主KJ13.2.2 主从主从JK触发器触发器1 1CP=1CP=1主触发器接收信号主触发器接收信号主触发器接收信号主触发器接收信号从触发器保持原态从触发器保持原态从触发器保持原态从触发器保持原态10 0CP1本讲稿第十七页，共六十二页0=0保持原态J J=K K=0=0时时时时R2S2CF从从R1S1CF主主CPKJ13.2.2 13.2.2 主从主从主从主从JKJK触发器触发器本讲稿第十八页，共六十二页1=0Q Qn n+1+1=0=0R2S2CF从从R1S1CF主主CPKJ13.2.2 主从主从JK触发器触发器触发器触发器J J=0,=0,K K=1=1时时时时本讲稿第十九页，共六十二页R2S2CF从从R1S1CF主主CP0=1KJ13.2.2 主从主从JK触发器触发器触发器触发器J J=1,=1,K K=0=0时时时时本讲稿第二十页，共六十二页1=1R2S2CF从从R1S1CF主主CPKJ13.2.2 13.2.2 主从主从主从主从JKJK触发器触发器J J=1,=1,K K=1=1时时时时输出翻转输出翻转输出翻转输出翻转本讲稿第二十一页，共六十二页功能表功能表逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号CQKJ由此可见，主从触发器一个由此可见，主从触发器一个CP脉冲内脉冲内脉冲内脉冲内只能翻转一次。只能翻转一次。只能翻转一次。只能翻转一次。13.2.2 主从主从JK触发器触发器本讲稿第二十二页，共六十二页逻辑符号逻辑符号触发方式二：触发方式二：触发方式二：触发方式二：主从主从主从主从触发触发触发触发后沿主后沿主后沿主后沿主从触发从触发从触发从触发前沿主前沿主从触发从触发CP=1=1时接收信号，时接收信号，时接收信号，时接收信号，CP由由1跳至跳至0时输出时输出相应的状态相应的状态CPCP=0时接收信号，时接收信号，CPCP由由由由0 0跳至跳至跳至跳至1 1时输出相时输出相时输出相时输出相应的状态应的状态应的状态应的状态后沿主从后沿主从后沿主从后沿主从JKJK触发触发触发触发CQKJ本讲稿第二十三页，共六十二页逻辑符号逻辑符号触发方式二：触发方式二：触发方式二：触发方式二：主从主从主从主从触发触发触发触发后沿主后沿主后沿主后沿主从触发从触发从触发从触发前沿主前沿主从触发从触发CPCP=1内接收信号，内接收信号，CPCP由由1跳至跳至0时输出相时输出相应的状态应的状态CP=0=0内接收信号，内接收信号，内接收信号，内接收信号，CP由由由由0 0跳至跳至跳至跳至1 1时输出相时输出相时输出相时输出相应的状态应的状态应的状态应的状态前沿主从前沿主从JK触发触发触发触发CQKJ本讲稿第二十四页，共六十二页主从触发的符号主从触发的符号主从触发的符号主从触发的符号CQCQ前沿主从触发前沿主从触发前沿主从触发前沿主从触发后沿主从触发后沿主从触发特点：特点：特点：特点：只在只在CP时钟脉冲处于有效时接收输入信号，并输时钟脉冲处于有效时接收输入信号，并输出相应的状态。出相应的状态。本讲稿第二十五页，共六十二页后沿主从后沿主从JK触发器时序图触发器时序图CPKJQ本讲稿第二十六页，共六十二页13.2.3 D触发器触发器D&c&d&a&bCP输入端输入端本讲稿第二十七页，共六十二页CP=0CP=0时，时，时，时，a a、b b门被堵塞，输出保持原态门被堵塞，输出保持原态门被堵塞，输出保持原态门被堵塞，输出保持原态011保持保持D&c&d&a&bCP13.2.3 D触发器触发器本讲稿第二十八页，共六十二页CP=1时，时，a、b门被打开，输出由门被打开，输出由D D决定决定决定决定若若若若D D=01011001D&c&d&a&bCP13.2.3 D触发器触发器本讲稿第二十九页，共六十二页若若若若D=11100110D&c&d&a&bCPCP=1=1时，时，时，时，a a、b b门被打开，输出由门被打开，输出由门被打开，输出由门被打开，输出由D决定决定13.2.3 D触发器触发器本讲稿第三十页，共六十二页功能表功能表逻辑符号逻辑符号DCQ13.2.3 D触发器触发器本讲稿第三十一页，共六十二页逻辑符号逻辑符号触发方式三：触发方式三：边沿边沿触发触发上升沿上升沿上升沿上升沿触发触发触发触发下降沿下降沿触发触发CPCP由由0跳变至跳变至1时接时接收输入信号并输出收输入信号并输出相应的状态相应的状态CPCP由由1跳变至跳变至0时接时接收输入信号并输出收输入信号并输出相应的状态相应的状态上升沿触发上升沿触发上升沿触发上升沿触发D D触发器触发器触发器触发器下降沿触发下降沿触发D触发器触发器DCQ本讲稿第三十二页，共六十二页CPDQ例：画出上升沿触发例：画出上升沿触发D触发器的输出波形。触发器的输出波形。本讲稿第三十三页，共六十二页13.2.4 T触发器触发器功能表功能表RDSDCQT逻辑符号逻辑符号本讲稿第三十四页，共六十二页后沿触发后沿触发T触发器的时序图触发器的时序图CPQT本讲稿第三十五页，共六十二页1.1.JKJK触发器转换成触发器转换成触发器转换成触发器转换成D D触发器触发器触发器触发器CQKJCP触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换各种常见双稳态触发器见各种常见双稳态触发器见367页表页表13.2.5。2.2.JKJK触发器转换成触发器转换成触发器转换成触发器转换成T T触发器触发器触发器触发器TCQKJCPD1 1本讲稿第三十六页，共六十二页例：例：例：例：四人抢答电路四人抢答电路。四人参加比赛，每人一个按钮，其。四人参加比赛，每人一个按钮，其中最先按下按钮者，相应的指示灯亮；其他人再按按钮中最先按下按钮者，相应的指示灯亮；其他人再按按钮不起作用。不起作用。应用举例应用举例CLRD CPQCLRD CPQCLRD CPQCLRD CPQ1Q1D2Q2DGND4Q4D3Q3D时钟时钟请零请零USC共用清零共用清零共用清零共用清零共用时钟共用时钟共用时钟共用时钟74LS17574LS175管管管管脚图脚图脚图脚图可用可用可用可用74LS17574LS175实现实现实现实现本讲稿第三十七页，共六十二页+5VD1D2D3D4 CLRCP&1&2&2清零清零CP赛前先清零赛前先清零赛前先清零赛前先清零0输出为零输出为零输出为零输出为零发光管不亮发光管不亮发光管不亮发光管不亮74LS175本讲稿第三十八页，共六十二页CPCP进入进入进入进入D D触发器触发器触发器触发器D1D2D3D4 CLRCP+5V&1&2&2清零清零CP1反相端都为反相端都为反相端都为反相端都为1 1174LS175本讲稿第三十九页，共六十二页D1D2D3D4 CLRCP&1&2&2清零清零CP+5V若有一按钮被按下，比若有一按钮被按下，比若有一按钮被按下，比若有一按钮被按下，比如第一个钮。如第一个钮。如第一个钮。如第一个钮。=1=000被封被封被封被封再按下其它按钮，因再按下其它按钮，因再按下其它按钮，因再按下其它按钮，因CP CP 被封状态不变被封状态不变被封状态不变被封状态不变1本讲稿第四十页，共六十二页13.3.1 13.3.1 数码寄存器数码寄存器Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0&Q QQ QD DQ QQ QD DQ QQ QD DQ QQ QD DA A0 0A A1 1A A2 2A A3 3CLRCLR取数取数取数取数脉冲脉冲脉冲脉冲接收接收接收接收脉冲脉冲脉冲脉冲(CP)(CP)寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放数据或寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放数据或寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放数据或寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放数据或指令。指令。指令。指令。四位数码寄存器四位数码寄存器13.3 寄存器寄存器本讲稿第四十一页，共六十二页工作过程：工作过程：工作过程：工作过程：接收脉冲到达后，将待存数据送至各接收脉冲到达后，将待存数据送至各接收脉冲到达后，将待存数据送至各接收脉冲到达后，将待存数据送至各D D触发器，取数脉冲加入后触发器，取数脉冲加入后触发器，取数脉冲加入后触发器，取数脉冲加入后将所存数据送出。将所存数据送出。将所存数据送出。将所存数据送出。Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取数取数脉冲脉冲接收接收脉冲脉冲(CP)A A0 0-A-A3 3：待存数据：待存数据：待存数据：待存数据Q Q0 0-Q-Q3 3：输出数据输出数据输出数据输出数据1 11 10 01 11 11 10 01 1本讲稿第四十二页，共六十二页13.3.2 移位寄存器移位寄存器 所谓所谓“移位移位移位移位”，就是将寄存器所存各位数据，在每，就是将寄存器所存各位数据，在每，就是将寄存器所存各位数据，在每，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。根据移位个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常把它分成方向，常把它分成方向，常把它分成方向，常把它分成左移寄存器左移寄存器左移寄存器左移寄存器、右移寄存器右移寄存器右移寄存器右移寄存器 和和和和 双向移双向移双向移双向移位寄存器位寄存器位寄存器位寄存器三种：三种：寄存器寄存器左移左移(a)寄存器寄存器右移右移(b)寄存器寄存器双向双向移位移位(c)本讲稿第四十三页，共六十二页 根据移位数据的输根据移位数据的输入入-输出方式，又输出方式，又可将它分为可将它分为串串行输行输行输行输入入串串行输行输出出出出、串串串串行输行输入入并并并并行输行输出出出出、并并行输行输入入串串串串行输行输行输行输出出出出和和并并行输行输入入入入并并并并行行行行输输输输出出出出四种电路结构：四种电路结构：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入并出本讲稿第四十四页，共六十二页四位并入四位并入-串串出的左移寄存出的左移寄存器器 设设A3A2A1A0 1011，在存数脉冲作用下，在存数脉冲作用下，并行输入数据，使并行输入数据，使 Q3Q2Q1Q0 1011 。QQDQQDQQDQQD1移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210 下面将重点下面将重点讨论讨论 兰颜色兰颜色的的 那部分那部分电电路路的工作原的工作原理。理。QQDQQDQQDQQD&A0A1A2A3CLRLOAD移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出数数 据据 预预 置置 3210存数存数脉冲脉冲清零清零脉冲脉冲1 10 01 11 1本讲稿第四十五页，共六十二页D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q21 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态：并入初态：并入初态：并入初态：Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0 10111011Q3Q2D1Q0D0移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1左移过程左移过程本讲稿第四十六页，共六十二页用波形图表示如下：用波形图表示如下：1 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态并入初态Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2Q1Q0CP1 11 10 01 10 00 01 11 10 00 01 11 10 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 0Q3Q2D1Q0D0移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1本讲稿第四十七页，共六十二页四位串入四位串入-串出的串出的左移左移寄存器：寄存器：D D0 0 L LD D1 1 Q0 0D D2 2 Q1 1D D3 3 Q2 2 “L L”即需即需左移的输入左移的输入数据数据.串行串行输入输入LQ3Q2D1Q0D0移位移位脉冲脉冲CP串行串行输出输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1数据由数据由Q3串行输出串行输出本讲稿第四十八页，共六十二页D1 Q2D2 Q3D3 RD0 Q1四位串入四位串入-串出的串出的右移右移寄存器：寄存器：QDQQ3DQDQD移位移位脉冲脉冲CP串行串行输出输出Q1Q2Q0串行串行输入输入R “R”即即需右移的需右移的输入数据输入数据数据由数据由Q0串行输出串行输出本讲稿第四十九页，共六十二页构成原理：既能左移又能右移。构成原理：既能左移又能右移。给移位寄存器设置一个控制端如给移位寄存器设置一个控制端如S S，令，令S S0 0 时左移；时左移；S S1 1时右移即可。时右移即可。集成组件集成组件74LS194就是这样的多功能移位寄存器。就是这样的多功能移位寄存器。双向移位双向移位双向移位双向移位寄存器寄存器D0 LD1 Q0D2 Q1D3 Q2左移左移D1 Q2D2 Q3D3 RD0 Q1右移右移D0=SL SQ1 D2=SQ1 SQ3 D3=SQ2 SR D1=SQ0 SQ2 双向移双向移本讲稿第五十页，共六十二页VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194右移串行输入右移串行输入右移串行输入右移串行输入左移串行输入左移串行输入左移串行输入左移串行输入并行输入并行输入并行输入并行输入工作方式控制工作方式控制工作方式控制工作方式控制011110 00 11 01 1直接清零直接清零保保 持持右移右移(从从QA向右移动向右移动)左移左移(从从QD向左移动向左移动)并行输入并行输入 CLRCPS1 S0功功 能能本讲稿第五十一页，共六十二页介绍介绍介绍介绍 13.2.3 寄存器应用举例寄存器应用举例例：数据传送方式变换电路例：数据传送方式变换电路D6D5D4D3D2D1D0并并行行输输入入串行输出串行输出数数据据传传送送方方式式变变换换电电路路1.实现方法实现方法:(1)因为有因为有7位并行输入，故需使用两片位并行输入，故需使用两片74LS194；(2)用最高位用最高位QD2作为它的串行输出端。作为它的串行输出端。本讲稿第五十二页，共六十二页2.具体电路具体电路:&G1S0S1CP1QA1QB1QC1QD1S0S1CP2QA2QB2QC2QD2R1R2A1B1C1D1A2B2C2D2D0D1D2D3D4D5D6+5V+5VCP启动启动脉冲脉冲移位移位脉冲脉冲&G2串行输出串行输出并并 行行 输输 入入74LS194(1)74LS194(2)本讲稿第五十三页，共六十二页寄存器各输出端状态寄存器各输出端状态QA1QB1QC1QD1QA2QB2QC2 QD2寄存器工作方式寄存器工作方式0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 1 1 1 0 D0 D1 D2 D3 1 1 1 1 0 D0 D1 D2 1 1 1 1 1 0 D0 D1 1 1 1 1 1 1 0 D0 CP并行输入并行输入(S1S0=11)并行输入并行输入(S1S0=11)右移右移(S1S0=01)右移右移(S1S0=01)右移右移(S1S0=01)右移右移(S1S0=01)右移右移(S1S0=01)3.3.工作效果工作效果工作效果工作效果:提醒：在电路中，提醒：在电路中，提醒：在电路中，提醒：在电路中，“右移输入右移输入右移输入右移输入”端接端接端接端接 5V5V。本讲稿第五十四页，共六十二页 13.4.1 13.4.1 计数器的功能和分类计数器的功能和分类计数器的功能和分类计数器的功能和分类1.1.1.1.计数器的计数器的计数器的计数器的功能功能功能功能 记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行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。数字运算等等。数字运算等等。数字运算等等。2.2.2.2.计数器的计数器的计数器的计数器的分类分类分类分类同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。有时也用计数器的计数循环规律有时也用计数器的计数循环规律有时也用计数器的计数循环规律有时也用计数器的计数循环规律(或称模数或称模数或称模数或称模数)来区分各种不同的计数器，如来区分各种不同的计数器，如来区分各种不同的计数器，如来区分各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器。二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器。二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器。二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器。13.4 计数器计数器计数器计数器13.4.2 13.4.2 异步计数器的分析异步计数器的分析异步计数器的分析异步计数器的分析Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP计数计数脉冲脉冲各触发器状态变换的时间各触发器状态变换的时间各触发器状态变换的时间各触发器状态变换的时间(即即即即时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲)不一致，不一致，不一致，不一致，称为称为称为称为异步计数器异步计数器异步计数器异步计数器例例例例.三位二进制三位二进制三位二进制三位二进制异步异步异步异步加法计数器。加法计数器。加法计数器。加法计数器。本讲稿第五十五页，共六十二页Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2CP计数计数计数计数脉冲脉冲脉冲脉冲Q2Q1Q0 010 0 010101010100 010 1011 0 11 1000 0010 11.1.1.1.各触发器间时钟不一致，所以称各触发器间时钟不一致，所以称各触发器间时钟不一致，所以称各触发器间时钟不一致，所以称异异异异步计数器步计数器步计数器步计数器；2.2.2.2.Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0各位间为二进制关系；各位间为二进制关系；各位间为二进制关系；各位间为二进制关系；3.3.3.3.计数从计数从计数从计数从000000000000开始到开始到开始到开始到111111111111结束，然后循环，结束，然后循环，结束，然后循环，结束，然后循环，所以称加法计数。所以称加法计数。所以称加法计数。所以称加法计数。（或叫上行计数）（或叫上行计数）（或叫上行计数）（或叫上行计数）思考题：思考题：思考题：思考题：试设计三位二进制异步减法计数器。试设计三位二进制异步减法计数器。试设计三位二进制异步减法计数器。试设计三位二进制异步减法计数器。优点优点优点优点：电路简单、可靠：电路简单、可靠：电路简单、可靠：电路简单、可靠缺点缺点缺点缺点：速度慢：速度慢：速度慢：速度慢异步计数器的优缺点：异步计数器的优缺点：异步计数器的优缺点：异步计数器的优缺点：结论：结论：结论：结论：本讲稿第五十六页，共六十二页 各触发器都受同一时钟脉冲即输入计数脉冲的控制，因此，它们状态各触发器都受同一时钟脉冲即输入计数脉冲的控制，因此，它们状态各触发器都受同一时钟脉冲即输入计数脉冲的控制，因此，它们状态各触发器都受同一时钟脉冲即输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为的更新几乎是同时的，故被称为的更新几乎是同时的，故被称为的更新几乎是同时的，故被称为“同步计数器同步计数器同步计数器同步计数器”。13.4.3 13.4.3 同步计数器的分析同步计数器的分析同步计数器的分析同步计数器的分析例例例例.三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲CP分析步骤分析步骤分析步骤分析步骤:1.1.先列写控制端的逻辑表达式：先列写控制端的逻辑表达式：先列写控制端的逻辑表达式：先列写控制端的逻辑表达式：J J2 2=K=K2 2=Q=Q1 1 Q Q0 0J J1 1=K=K1 1=Q=Q0 0J J0 0=K=K0 0=1=1Q Q0 0：来一个来一个来一个来一个CPCP，翻转一次；，翻转一次；，翻转一次；，翻转一次；Q Q1 1：当：当：当：当Q Q0 01 1时，可随时，可随时，可随时，可随CPCP翻转；翻转；翻转；翻转；Q Q2 2：只有当：只有当：只有当：只有当Q Q1 1Q Q0 01111时，才能随时，才能随时，才能随时，才能随CPCP翻转。翻转。翻转。翻转。本讲稿第五十七页，共六十二页2.2.列写状态转换表，分析其状态转换过程。列写状态转换表，分析其状态转换过程。列写状态转换表，分析其状态转换过程。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 14 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 0CP Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J01 K01 Q2 Q1 Q0 Q1Q0Q1Q0Q0Q0 原状态原状态 控控 制制 端端 下状态下状态本讲稿第五十八页，共六十二页CPQ0Q1Q23.3.用波形图显示状态转换关系。用波形图显示状态转换关系。用波形图显示状态转换关系。用波形图显示状态转换关系。注意注意注意注意:各触发器均在各触发器均在各触发器均在各触发器均在CPCP下降沿翻转下降沿翻转下降沿翻转下降沿翻转Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器CP思考题：思考题：思考题：思考题：试设计一个四位二进制同步加法计数器。试设计一个四位二进制同步加法计数器。试设计一个四位二进制同步加法计数器。试设计一个四位二进制同步加法计数器。本讲稿第五十九页，共六十二页CP Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原状态原状态 控控 制制 端端 下状态下状态,1Q22.2.列写状态转换表，分析其状态转换过程：列写状态转换表，分析其状态转换过程：列写状态转换表，分析其状态转换过程：列写状态转换表，分析其状态转换过程：13.4.4 13.4.4 任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲CP1.1.写出控制端的表达式：写出控制端的表达式：写出控制端的表达式：写出控制端的表达式：J J2 2=Q=Q1 1 Q Q0 0 ，K K2 2 1 1 J J1 1 =K K1 11 1 J J0 0=Q Q2 2 ，K K0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 3 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0本讲稿第六十页，共六十二页 另有三种状态另有三种状态另有三种状态另有三种状态111111111111、110110110110、101101101101不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟脉冲后，能够进入计数循环，称为能够脉冲后，能够进入计数循环，称为能够脉冲后，能够进入计数循环，称为能够脉冲后，能够进入计数循环，称为能够自行启动自行启动自行启动自行启动。结论：结论：结论：结论：1)1)计数循环由计数循环由计数循环由计数循环由000000到到到到100100，为为为为五进制加法计数器五进制加法计数器五进制加法计数器五进制加法计数器2)2)各触发器间各触发器间各触发器间各触发器间CPCP不一致，不一致，不一致，不一致，为为为为异步计数器异步计数器异步计数器异步计数器3.3.还可以用波形图显示状态还可以用波形图显示状态还可以用波形图显示状态还可以用波形图显示状态转换表转换表转换表转换表(略略略略)13.4.4 13.4.4 任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲CP4.4.检验其能否检验其能否检验其能否检验其能否自动启动自动启动自动启动自动启动？1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0结论：结论：结论：结论：经检验，可以自动启动。经检验，可以自动启动。经检验，可以自动启动。经检验，可以自动启动。CP Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原状态原状态 控控 制制 端端 下状态下状态 1Q2本讲稿第六十一页，共六十二页 另有三种状态另有三种状态另有三种状态另有三种状态111111111111、110110110110、101101101101不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟脉冲后，能够进入计数循环，称为能够脉冲后，能够进入计数循环，称为能够脉冲后，能够进入计数循环，称为能够脉冲后，能够进入计数循环，称为能够自行启动自行启动自行启动自行启动。1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0CP Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原状态原状态 控控 制制 端端 下状态下状态 1Q20 0 01 0 00 1 10 0 10 1 00 1 00 1 01 1 15.5.状态转换图状态转换图状态转换图状态转换图本讲稿第六十二页，共六十二页