根据网络搜索结果,这个问题的一个可能的答案是:
用一片74160作为十进制同步计数器,用一片74151作为八选一数据选择器。将74160的四个输出端(Q0~Q3)分别接到74151的八个输入端(I0~I7),并将74160的进位端(C)接到74151的使能端(E)。将74160的异步清零端(R0~R3)接地,并将其预置端(P0~P3)接高电平。将74151的三个选择端(S0~S2)分别接到两个长度为8的序列信号所需的状态码,例如:
序列信号1:00001111
序列信号2:01011010
则选择端可以接如下:
S0 = 1
S1 = 序列信号1
S2 = 序列信号2
这样,当计数器从0000开始计数时,每次输出一个状态码对应的输入端,即I0、I5、I2、I7、I4、I1、I6、I3。这些输入端可以通过外部电路连接到所需的序列信号位,例如:
I0 = 0
I1 = 1
I2 = 0
I3 = 1
I4 = 0
I5 = 1
I6 = 1
I7 = 1
这样,每次输出一个序列信号位,即01011011。当计数器达到1001时,由于E=0,选择器被禁止输出,并且计数器被清零重新开始计数。
计数器的功能:计算输入脉冲的个数。
计数器的“模”:计数器累计输入脉冲的最大数目用M表示。
计数器的分类:
根据计数脉冲的输入方式不同可分:同步计数器、异步计数器。其中同步计数中构成计数器的所有触发器在同一个时刻进行翻转,一般来讲其时钟输入端全连在一起;异步计数器即构成计数器的触发器的时钟输入CP没有连在一起,其各触发器不在同一时刻变化。一般来讲,同步计数器较异步计数器具有更高的速度。
根据按照输出的计数进制不同又可分:二进制计数器、十进制计数器、任意进制计数器。
根据计数过程中计数的增减不同分:加法计数器、减法计数器、可逆计数器。既可能实现加计数又可实现减计数器的称为可逆计数器。
计数器不仅用于计数,还可以用于分频、定时等,是时序电路中使用最广的一种。
一、同步计数器
同步:同步指组成计数器的所有触发器共用一个时钟脉冲,使应该翻转的触发器在时钟脉冲作用下同时翻转,并且该时钟脉冲即输入的计数脉冲。以同步二进制计数器为例说明。
1、图1是3位同步二进制加法计数器电路。该电路是由三个JK触发器接成T触发器的形式组成。
同步二进制计数器是同步时序逻辑电路的一个实例,通过对该电路的分析,学会对此类电路的一般分析方法。
分析步骤如下:
1)写出时钟方程、驱动方程、输出方程。
时钟方程:CP0=CP1=CP2=CP
驱动方程:J0=K0=1 J1=K1=Q0n J2=K2=Q0nQ1n
输出方程:C= Q0nQ1n Q2n
2)求状态方程:JK触发器的特性方程为:Qn+1=J + Qn 。将驱动方程代入相应触发器的特性方程,求得状态方程:
3)进行状态计算,列状态表。
方法是依据设定电路现态Q2n Q1n Q0n ,代入状态方程和输出方程即可求得相应的次态Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 和C。
注意;设定现态时,要依次把全部状态都假设到。例如这里的计数器由三个触发器组成,即n=3,则有23 =8种状态,要把8种状态依次全假设到。一般可从Q2n Q1n Q0n=000开始假设,代入上述各状态方程,计算结果填入状态表1。
4)画出状态转换图(见图2)。由分析可知:该计数器为3位二进制同步加计数器。
000 → 001 → 010 → 011↓
↑111← 101← 110 ← 100
二、异步计数器
异步计数器中,各触发器的时钟端有的受计数输入脉冲控制,有的受其他触发器输出端控制。因此,组成异步计数器的所有触发器的翻转是不同步的,即各触发器的状态变化有先后。这类计数器结构简单,但因各触发器的翻转是不同步的,所以工作速度不易提高。
以异步二进制计数器为例分析:异步二进制计数器一般由T′触发器构成,电路结构简单。
1 异步二进制计数器�
异步三位二进制计数器电路如图2所示。
图2 异步三位二进制计数器
分析步骤如下: �
(1) 写相关方程式。�
时钟方程��
CP0=CP↓CP1=Q0↓CP2=Q1↓
驱动方程
�� J0=1 K0=1�
J1=1 K1=1�
J2=1 K2=1
(2) 求各个触发器的状态方程。JK触发器特性方程为
将对应驱动方程式分别代入特性方程式, 进行化简变换可得状态方程:
(3) 求出对应状态值。 列状态表如表2所示。
画状态图和时序图如图3所示。
计数器状态图和时序图
(4) 归纳分析结果, 确定该时序电路的逻辑功能。 �
由时钟方程可知该电路是异步时序电路。从状态图可知随着CP脉冲的递增, 触发器输出Q2Q1Q0值是递增的, 经过八个CP脉冲完成一个循环过程。 �
综上所述,此电路是异步三位二进制(或一位八进制)加法计数器。 �
2 异步二进制计数器的规律
用触发器构成异步n位二进制计数器的连接规律如表3所示。
三、N进制计数器的组合
利用不同进制计数器的组合,可得到计数容量更大的计数器。例如:将一个五进制计数器和一个二进制计数器组合可得到十进制计数器(见图4)。通常被组合的两组计数器,要么都是同步的,要么都是异步的。
用两片74LS160芯片设计一个同步六十进制计数器可使用同步级联、异步清零方式实现。
其中个位计数为十进制形式。个位与十位计数器之间采用同步及连方式,个位计数器的进位信号连接到十位计数器的使能端EP,或ET,或EP、ET的并联,完成个位对十位计数器的进位控制。十位计数器计数到6时,Q1=Q2=1,用个2与非门连接,以产生清0信号,并连接两个计数器的清0端。
数据位(D0~D3)全部挂低电平,其余计数器的输入端,挂高电平。计数器容量为10×10=100。2个数器同时连接到同一个计数脉冲CP,以低位计数器进位脉冲CO作高位计数器的工作状态控制脉冲EP、ET。经与非门输出空置数端,接成六进制计数形式。当计数器状态为59时,重新置数,并输出一进位到达六十进制。
扩展资料:
在同步清零的计数器电路中,RD‘ 出现低电平后要等下一个CLK信号到达时才能将触发器清零。而在异步清零的计数器电路中,只要RD’ 出现低电平,触发器立即被置零,不受CLK的控制。
计数器主要由触发器构成,按触发器的翻转的次序来分类。在同步计数器中,当计数脉冲输入时所有触发器是同时翻转的。
“同步”输入信号和时钟信号有关,实际上输入信号和时钟信号进行了与运算或者与非运算,输入信号和时钟信号的运算结果是有效的器件的状态才会改变。
同步信号可以过滤掉不正确状态跳变对逻辑的影响,但是需要保证有效输入信号在时钟信号跳变钱完成跳变,否则输入信号就是无效的。
参考资料来源:百度百科——同步计数器
百度百科——异步清零
将四个工作在J=1和K=1条件下的JK触发器级联成的一个四位二进制(M=16)计数器。
同步计数器中,各触发器的翻转与时钟脉冲同步。同步计数器的工作速度较快,工作频率也较高。
为了提高计数速度,可采用同步计数器,其特点是,计数脉冲同时接于各位触发器的时钟脉冲输入端,当计数脉冲到来时,各触发器同时被触发,应该翻转的触发器是同时翻转的,没有各级延迟时间的积累问题。同步计数器也可称为并行计数器。
扩展资料:
计数器按计数过程中数字增减趋势的不同,可分为加计数器、减计数器和可逆计数器。
同步二进制减法计数器
(1)、设计思想 :
①、 所有触发器的时钟控制端均由计数脉冲CP输入,CP的每一个触发沿都会使所有的触发器状态更新。
②、 应控制触发器的输入端,可将触发器接成T触发器。
当低位不向高位借位时,令高位触发器的T=0,触发器状态保持不变;
当低位向高位借位时,令高位触发器的T=1,触发器翻转,计数减1。
(2)、触发器的翻转条件是:当低位触发器的Q端全1时再减1,则低位向高位借位 。
10-1=1
100-1=11
1000-1=111
10000-1=1111
参考资料:
根据计数器的构成原理,必须由四个触发器的状态来表示一位十进制数的四位二进制编码。而四位编码总共有十六个状态。所以必须去掉其中的六个状态,至于去掉哪六个状态,可有不同的选择,这里考虑去掉1010~1111六个状态,即采用8421BCD码的编码方式来表示一位十进制数。
在十进制计数体制中,每位数都可能是0,1,2,9十个数码中的任意一个,且,逢十进一。根据计数器的构成原理,必须由四个触发器的状态来表示一位十进制数的四位二进制编码。
扩展资料:
注意事项:
1、两个TTL与非门相接构成基本RSFF,按顺序在输入端加信号,观察并记录FF的Q 端的状态,将结果填入表中,并说明在各种输入状态下FF的功能。
2、用D触发器构成一个二分频器,并用示波器记录输入输出波形。
3、用EWB软件仿真一个由触发器构成的二倍频器。
4、确定触发级别,有语句级触发器和行级触发器两种。语句级触发器表示SQL语句只触发一次触发器,行级触发器表示SQL语句影响的每一行都要触发一次。
参考资料来源:百度百科-JK触发器
参考资料来源:百度百科-十进制
参考资料来源:百度百科-同步计数器
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