18-计算器10-1(精品).ppt

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1、广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF并并行输入行输入并并行输出行输出串串行输入行输入串串行输出行输出串串行输入行输入并并行输出行输出并并行输入行输入串串行输出行输出广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4dod1d2CPQoQ1Q2Q3FF0FF1FF2FF3DoD1D2D3RDIDCIIDCIIDCIIDCId39-2 寄存器寄存器 寄存器是计算机的主要部件之一，它用来寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存

2、放数据或指令暂时存放数据或指令。一、一、数码寄存器数码寄存器广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4二、二、移位寄存器移位寄存器 (shift register)所谓所谓“移位移位”，就是将寄存器所存各位数，就是将寄存器所存各位数据，在每个脉冲的作用下，向左或向右移动一据，在每个脉冲的作用下，向左或向右移动一位。位。根据移位方向根据移位方向，常把它分成三种，常把它分成三种：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)广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳

3、2012014 4CPQoQ1Q2Q3FF0FF1FF2FF3Ds输入输入RDIDCIIDCIIDCIIDCI1.单向移位寄存器单向移位寄存器Do输出输出Qn+1=D广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4CP Q0 Q1 Q2 Q3 CP Q0 Q1 Q2 Q3 1 d3 0 0 00 0 0 0 02 d2 d3 0 0 3 d1 d2 d3 0 4 d0 d1 d2 d3 2.双向移位寄存器双向移位寄存器广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4 n位位单单向向移移位位寄寄存

4、存器器可可以以寄寄存存n位位二二进进制制代代码码。1 1个个CP脉脉冲冲即即可可完完成成并并行行输输入入工工作作，n个个CP脉脉冲冲即即可可完完成成串串行行输输入入工工作作。从从Q0Qn-1端端一一次次可可获获得得并并行行的的n位位二二进进制制数数码码，再再用用n个个CP脉脉冲冲又可实现又可实现串行串行输出数码。输出数码。单向移位寄存器具有以下主要特点单向移位寄存器具有以下主要特点广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 49-3 计数器计数器异步计数器异步计数器、同步计数器、同步计数器分类分类二进制、二进制、十进制和任意进制计数器十进制和

5、任意进制计数器加法加法、减法和可逆计数器、减法和可逆计数器TTL、CMOS广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4一、一、二进制加法计数器二进制加法计数器 三位三位异异步步二二进制进制加加法计数器法计数器广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4电路特点电路特点u 三个相同的三个相同的JK触发器触发器串串联，且输入端联，且输入端J,K同时同时悬空悬空，因此，每，因此，每来一个信号来一个信号输出输出信号信号必然翻转必然翻转，即实现，即实现加法加法的功能。的功能。u下下降沿触发降沿触发

6、u 前前一个触一个触发器的发器的输出输出信号作为信号作为下一下一个个触发器的触发器的触发信号触发信号，是，是异异步控制电路步控制电路。广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4二进制加法计数器电路时序图二进制加法计数器电路时序图分频分频定时定时数字数字运算运算计数计数广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4CP Q2 Q1 Q0 计数脉冲序号计数脉冲序号 电路状态电路状态0 0 0 01 0 0 12 0 1 03 0 1 1 4 1 0 05 1 0 16 1 1 07 1 1

7、18 0 0 0 三位二进制加法计数器状态表三位二进制加法计数器状态表 广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4优点优点：简单、可靠：简单、可靠缺点缺点：速度慢：速度慢 Q2Q1Q0各位间为二进制关系；计数各位间为二进制关系；计数范围范围：000000111111，循环循环计数计数。广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4四位四位异异步步二二进制进制加加法计数器法计数器练习：下列电路是什么计数器练习：下列电路是什么计数器？广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理

8、教研室 张延芳张延芳 2012014 4异步二进制加法计数器电路时序图异步二进制加法计数器电路时序图广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 2 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 16 0 1 1 0 7 0 1 1 18 1 0 0 0 9 1 0 0 110 1 0 1 011 1 0 1 112 1 1 0 013 1 1 0 114 1 1 1 015 1 1 1 116 0 0 0 0二进制加法计数器状态表二进制加法计数器状态表

9、分频分频定时定时数字数字运算运算广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4 三位二进制三位二进制同同步加法计数器步加法计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数计数脉冲脉冲CPT=0,Qn+1=QnT=1,Qn+1=Qn广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4CP Q2 Q1 Q0 计数脉冲序号计数脉冲序号 电路状态电路状态0 0 0 01 0 0 12 0 1 03 0 1 1 4 1 0 05 1 0 16 1 1 07 1 1 18 0 0 0 三位三位同步

10、同步二进制加法计数器状态表二进制加法计数器状态表 广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4CP:16（0-15）Q3Q2Q1Q0:0000-1111四位四位同同步二进制加法计数器步二进制加法计数器T1=Q0nT2=Q0nQ1nT3=Q0nQ1nQ2n电路结构电路结构计数脉冲计数脉冲T0=1练习：下列电路是什么计数器练习：下列电路是什么计数器？广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4同步二进制加法计数器电路时序图同步二进制加法计数器电路时序图广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学

11、院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4CP Q2 Q2 Q1 Q0 计数脉冲序号计数脉冲序号 电路状态电路状态 十进制数表示十进制数表示0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 12 0 0 1 0 23 0 0 1 1 34 0 1 0 0 45 0 1 0 1 56 0 1 1 0 67 0 1 1 1 78 1 0 0 0 8 9 1 0 0 1 9 10 1 0 1 0 1011 1 0 1 1 1112 1 1 0 0 1213 1 1 0 1 1314 1 1 1 0 1415 1 1 1 1 1516 0 0 0 0 16 四位二进制加法计数器状态表四位二进制

12、加法计数器状态表 广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4二、二、二进制二进制减法减法计数器计数器三位三位异步异步二进制减法计数器二进制减法计数器广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4电路特点电路特点u 三个相同的三个相同的JK 触发器触发器串串联，而且输入联，而且输入端端J=K=1，因此，每来一个脉冲，输出信，因此，每来一个脉冲，输出信号必然号必然翻转翻转。清零后第一个脉冲触发所。清零后第一个脉冲触发所有输出状态同时转化为有输出状态同时转化为1，即，即111。每来一。每来一个

13、信号就能实现个信号就能实现减减法。法。u下下降沿触发降沿触发u 前一个触发器的输出前一个触发器的输出逻辑非逻辑非作为下作为下一个触发器的时间脉冲，即一个触发器的时间脉冲，即异异步控制步控制。广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4CP Q2 Q1 Q0 计数脉冲计数脉冲 电路状态电路状态 十进制数十进制数0 0 0 0 01 1 1 1 72 1 1 0 63 1 0 1 54 1 0 0 45 0 1 1 36 0 1 0 27 0 0 1 18 0 0 0 0 9 1 1 1 7 10 1 1 0 6 三位二进制减法计数器状态表三位

14、二进制减法计数器状态表 广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4CP Q2 Q2 Q1 Q0 计数脉冲计数脉冲 电路状态电路状态 十进制数十进制数0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 12 0 0 1 0 23 0 0 1 1 34 0 1 0 0 45 0 1 0 1 56 0 1 1 0 67 0 1 1 1 78 1 0 0 0 8 9 1 0 0 1 9 10 0 0 0 0 0 BCD码十进制加法计数器状态表码十进制加法计数器状态表 三、三、十进制计数器十进制计数器广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理

15、教研室 张延芳张延芳 2012014 4异步十进制加法计数器异步十进制加法计数器J1=Q3J3=Q1Q2异异步步十十进制进制加加法计数器法计数器广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4异步十进制加法计数器异步十进制加法计数器J1=Q3J3=Q1Q2异异步步十十进制进制加加法计数器法计数器广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4电路特点电路特点 四个相同的四个相同的JK 触发器串联，第一触发器串联，第一和第三触发器和第三触发器J0=K0=1=1，因此，每来一因此，每来一个脉冲，输出

16、信号必然翻转；第二和第个脉冲，输出信号必然翻转；第二和第四触发器加入了控制条件四触发器加入了控制条件J1=Q3,J4=Q1Q2。到第到第1010个脉冲来临时四个触发器的所有个脉冲来临时四个触发器的所有输出状态同时强行转为输出状态同时强行转为0 0，即，即00000000，而而不是不是10101010。广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4异步十进制加法计数器电路时序图异步十进制加法计数器电路时序图广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4同同步步十十进制进制加加法法计数计数器器计数脉冲计数脉冲电路结构电路结构广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 4同步十进制加法计数器电路时序图同步十进制加法计数器电路时序图广东医学院信息工程学院物理教研室广东医学院信息工程学院物理教研室 张延芳张延芳 2012014 41.1.三位触发器三位触发器Q2Q1Q0 ，是同步加法计数器是同步加法计数器2.2.分析电路，计数范围是分析电路，计数范围是000-100000-100进行循环进行循环，所以是三位所以是三位同同步步五五进制进制加加法计数器法计数器思考题思考题：所示电路是什么计数器：所示电路是什么计数器？