同步二、十进制计数器..30页PPT

根据二进制加法运算规则可知，在一个多位二进制数的末位上加1时， 若其中第 i 位（即任何一位）以下各位皆为1时，则第 i 位应改变状态 （由0变成1，由l变成0）。而最低位的状态在每次加1时都要改变。
由此，当计数器用 T 触发器构成时，第 i 位触发器输入端的逻，n-1) 只有最低位例外，每次输入计数脉冲时它都要翻转，故T0=1
单元4 同步计数器
《数字电子技术》
单元4 同步计数器
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单元4 同步计数器
课堂练习
《数字电子技术》
1、试分析时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状 态方程和输出方程，画出电路状态转换图，检查电路能否 自启动。
R ____
J
____
K
____
F
；
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《数字电子技术》
(2)圆心编程
圆心编程
条件
平面选择
旋转方向 G90时
终点位置 G时
圆心的坐标
指令 G17 G18 G19 G02 G03 X、Y、Z
X、Y、Z I、J、K
说明 圆弧在XY平面上 圆弧在ZX平面上 圆弧在YZ平面上
顺时针方向 逆时针方向 终点数据是工件坐标系中的坐标值
自动倒棱角
在倒棱/倒角过程中有的情况在倒角/倒棱前加“，”； 有的情况下不加
N0010 G91 G01 X100.0，C10.0; N0020 X100.0 Y100.0;
单元4 同步计数器
《数字电子技术》
单元4 同步计数器
2.任意角度倒棱角C/倒圆弧R
R后的数值指令倒圆R的半径值。 N0010 G91 G01 X100.0，R10.0; N0020 X100.0 Y100.0;

一、同步十进制计数器
同步与异 步十进制计数 器的功能和工 作波形相同， 但时钟控制方 式及电路构成 不同。 计数顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 计
Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
数 器 状 Q2 Q1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
本节小结：
计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除 用于计数、分频外，还广泛用于数字测量、运算 和控制，从小型数字仪表，到大型数字电子计算 机，几乎无所不在，是任何现代数字系统中不可 缺少的组成部分。 计数器可利用触发器和门电路构成。但在实 际工作中，主要是利用集成计数器来构成。在用 集成计数器构成N进制计数器时，需要利用清零 端或置数控制端，让电路跳过某些状态来获得N 进制计数器。
Q0高 Q1高 Q2高 Q3高 CTT CT74LS161 CO CTP (高位) CR LD D0 D1 D2 D3 1 1 × ×××
1
1
1 × ×××
讨论
将上图中的“161”换成“160”，则构成几进制计数器？
讨论总结
(1)两个十进制计数器级联构成 100 进制计数器。从高位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出的是十位数，而从低位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出 的是个位数。 (2)两个 4 位二进制计数器级联则构成 8 位二进制计数器， 即 256 进制计数器。从高位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出的是高 4 位 二进制数，而从低位 Q3 Q2 Q1 Q0 读出的是低 4 位二进制
方案 2： 用 “160” 的后七个状态 0011 ~ 1001 实现七进制计数。 计数顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 计 数 器 状 态 进位输出 Q3 Q2 Q1 Q0 CO 0 0 0 0 0 D3D2D1D0=0011 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 LD = Q3 Q0或CO 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0

1.S和M接成“0”电平； 2.把初状态接到D3~D0； 3.把输出端的末状态的下一状态的“1”信 号 通过与非门接到LD端。
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Q3 Q2 Q1 Q0 S M CP 74LS191
C LD
CPD3 DLeabharlann D1 D0下一页返回
“1”
Q3 Q2 Q1 Q0 S M CP 74LS191
C LD
CP
CP RD LD S1 × 0 1 1 1 1 × 0 1 1 1 × × 0 × 1 S2 工作状态 × × 1 0 1 清零 预置数 保持 保持 计数 0 0 × 1
74LS191的功能表
S LD 1 1 0 1 M 0 1 × × × × CP 工作状态 加法计数 减法计数 预置数 保持
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例1:试用置位法将四位同步二进制可逆计数器 试用置位法将四位同步二进制可逆计数器 74LS191接成九进制加法计数器 计数状态为 接成九进制加法计数器.计数状态为 接成九进制加法计数器 计数状态为:
C LD
返回
小结:
• 1.74LS191逻辑电路图 逻辑电路图 • 2. 74LS191功能表 功能表 • 3.用置位法将 用置位法将74LS191接成 进制加法计 接成N进制加法计 用置位法将 接成 数器的步骤 • 4.用置位法将 用置位法将74LS191接成 进制减法计 接成N进制减法计 用置位法将 接成 数器的步骤 • 5.实践应用 实践应用
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Q3 Q2 Q1 Q0 S M 74LS191
C LD
CP
CP
D3 D2 D1 D0
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“1”
+
Q3 Q2 Q1 Q0 S M CP 74LS191

CP0 CP0 CP1 CP3 Q0 CP2 Q1
写驱动方程： J 0 K 0 1
J1 J2
Q3 K2
1
K1
1
J 3 Q1Q2
K3 1
写状态方程：
Q0n1 QQ1n2n11
n
Q0
Q3
n
Q2
n
Q1
（CP0 下降沿动作） （Q0 下降沿动作） （Q1下降沿动作）
Q3n 1
Q1Q2
画时序图： 该电路能够自启动。
5.1.2 异步时序逻辑电路的分析方法
异步时序电路的分析步骤：
① 写时钟方程； ② 写驱动方程； ③ 写状态方程； ④ 写输出方程。
[例5-2]试分析图示时序逻辑电路的逻辑功能，列出状态转换 表，并画出状态转换图。
解：图5-7所示电路为1个异步摩尔型时序逻辑电路。 写时钟方程：
Q3n（Q0
下降沿动作）
列状态转换表：
画状态转换图：
5.2 若干常用的时序逻辑电路 5.2.1寄存器
1. 基本寄存器
图5-2 双2位寄存器74LS75的逻辑图
图5-2所示为双2位寄存器74LS75的逻辑图。当 CPA = 1时，
送到数据输入端的数据被存入寄存器，当CPA =0时，存入
寄存器的数据将保持不变。
2n-1 M 2n
然后给电路的每一种状态分配与之对应的触发器状态组合。
4）确定触发器的类型，并求出电路的状态方程、驱动方程 和输出方程。 确定触发器类型后，可根据实际的状态转换图求出电路的状 态方程和输出方程，进而求出电路的驱动方程。
5）根据得到的驱动方程和输出方程，画出相应的逻辑图。
6) 判断所设计的电路能否自启动。
1.同步计数器 1)同步二进制计数器

性能测试
测试环境
为保证测试结果的准确性和可靠 性，需要搭建一个标准的测试环 境，包括适当的电源、时钟源、
输入信号和输出负载等。
测试方法
按照规定的测试方法，对计数器的 各项性能指标进行测试，如计数范 围、计数速度、功耗和集成度等。
测试数据记录
详细记录测试过程中的各项数据， 如输入信号的频率、电源电压、输 出信号的状态等。
THANK YOU
感谢各位观看
发。
十进制同步加法计数器是一种同步计数 器，它可以在时钟信号的控制下进行加
法运算，并输出十进制数的计数值。
Hale Waihona Puke 02十进制同步加法计数器的工作原理
同步计数器的概念
同步计数器
一种数字逻辑电路，能够按照给 定的时钟信号进行计数操作。
工作原理
在每个时钟周期内，同步计数器 对输入的时钟信号进行检测，并 根据时钟信号的变化进行计数操 作。
05
十进制同步加法计数器的性能分析
性能指标
计数范围
计数速度
计数器的最大计数值和最小计数值，即其 能计数的十进制数的范围。
计数器完成一次计数操作所需的时间，通 常以纳秒或微秒为单位。
功耗
集成度
计数器在工作过程中消耗的电能，通常以 毫瓦或瓦为单位。
计数器内部电路的规模和复杂度，通常以 门电路的数量来表示。
进位输出
当计数器达到9态时，会产生一个 进位输出信号，表示需要将这个 进位值加到更高位的计数器中。
回零操作
在每个时钟周期结束时，计数 器会自动回零，即回到0态，准
备进行下一次计数操作。
03
十进制同步加法计数器的设计
设计步骤
确定计数器的进制

同步十进制加法计数器的电路
输出方程： 驱动方程：
状态方程：
Y Q0nQ3n
J0 K0 1
J1 Q0n Q3n
K1 Q0n
J2 K2 Q0nQ1n
J3 Q0nQ1nQ2n K3 Q0n
Q n 1 0
Q0n
Q n 1 1
Q0n Q1n Q3n
Q0nQ1n
Q n 1 2
Q0nQ1n Q2n
异步二进制计数器级间连接规律 计数器工作前先清零，清零后的状态为 Q3Q2Q1Q0 0000。当第一个时钟脉 冲信号下降沿到时，触发器 翻转，计数器的状态为 Q3Q2Q1Q0 0001 。当第二个 时钟脉冲信号下降沿到时，触发器 翻转，计数器的状态为Q3Q2Q1Q0 0010 。以 此类推，当第15个时钟脉冲信号下降沿到时，计数器的状态为 Q3Q2Q1Q0 1111。 当第16个时钟脉冲信号下降沿到时，计数器的恢复状态为Q3Q2Q1Q0 0000 。
状态转换表如下表所示。 四位二进制异步加法计数器状态转换表
四位异步二进制加法计数器的时序图如下图所示。 四位异步二进制加法计数器的时序图
十进制计数器较二进制计数器更方便、更熟悉。数字系统中常用十进制计数器。 十进制计数器有10个状态，组成它需要四个触发器，如下图所示。四个触发器共有 16种状态，应保留10个状态（称为有效状态，其余六个是无效状态）。十进制计数 器用BCD码表示计数的状态。BCD码有多种，其中最常见的是8421 BCD码。
这里只重点介绍异步二进制计数器。 异步二进制计数器是指计数脉冲不同时加到所有触发器的时钟输入端，各触 发器状态的变换有先有后。
电路如下图所示，外来脉冲CP加到最低位触发器的时钟输入端，而低位触发 器的输出作为相邻高位触发器的时钟脉冲。

» 五级
( 10 )个一百亿是一千亿。
2020/8/16
7
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• 单归击纳此总处结编：辑母版文本样式
– 二级
• 1三．级计数单位所占的位置叫做数位。
– 四级
2．每相» 五邻级两个计数单位之间的进率都是10的 计数方法叫做十进制计数法。
2020/8/16
8
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夯实基础（选题源于教材P72练一练）
• 单1击. 一此百万处里编有辑（母10版）文个十本万样，式一千万里有（ 10）
– 二个级一百万，一亿里有（
• 三级
10 ）个一千万，十亿里
有（– 四10级）个亿。
» 五级
2020/8/16
9
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易错辨析
•
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–2．二判级断。
数级
•
三··级·
亿级
万级
个级
数位
·–··四级千亿
百 亿
十 亿
亿千 位万
百 万
十 万
万 位
千 百十 位 位位
个位
»位五级位 位
位位位
计数
千 百 十 亿千 百 十 万 千百十 个
单位 ··· 亿 亿 亿
万万万
（一）
2020/8/16
4
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– 二级一（个）、十、百、千、万、十万、百万、千
• 单击此处编辑母版文本样式
1–．二把级下面的表格(数位顺序表)填写完整。
• 三级
– 四级 » 五级
千百十 亿亿亿
千百十 万万万
千 百十
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添加标题
添加标题添加标题源自添加标题相邻计数单位之间的进率为10，即 每移动一位，数值增大或减小10倍。
位值制原则，即每个数字在不同的 位置上代表不同的数值。
十进制与其他进制的关系
十进制是最常用的 数制，采用0-9的 数字表示数值
其他进制包括二进 制、八进制和十六 进制等，采用不同 的数字表示方式
不同进制之间可以 相互转换，转换方 法有乘法和除法两 种
十进制计数法的学习 小学一年级数学课件
XX,
汇报人：XX
目录
CONTENTS
01 添加目录标题 02 十进制计数法的基本概念 03 十进制数的位值 04 十进制数的读法 05 十进制数的运算
06 十进制数在日常生活中的应用
单击添加章节标题
第一章
十进制计数法的基本概念
第二章
什么是十进制计数法
定义：十进制计数法是一种基于10个基本数字（0-9）的进位制计数方法。
示200。
添加标题
作用：通过位值 的概念，可以方 便地进行数值的 计算和比较，也 可以更好地理解 不同数制之间的
转换。
添加标题
实例：如十进制 数1234，其中1
在千位上表示 1000，2在百位 上表示200，3在 十位上表示30，4 在个位上表示4， 合起来表示1234。
添加标题
十进制数的位值表示方法
第七章
创设情境，激发兴趣
利用生活中的实例， 如数苹果、数糖果 等，帮助学生理解 十进制计数法的实 际应用。
通过游戏、竞赛等 方式，让学生在轻 松愉快的氛围中学 习十进制计数法。
利用教具、课件等 辅助教学工具，帮 助学生形象化地理 解十进制计数法的 原理。
结合学生的年龄特 点，采用生动有趣 的语言和故事，吸 引学生的注意力， 提高学习兴趣。

2019/11/20
(a) 电路图 （b）时序图
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2．异步二进制减法计数器
必须满足二进制数的减法运算规则：0-1不够减， 应向相邻高位借位，即10-1＝1。
组成二进制减法计数器时，各触发器应当满足： ① 每输入一个计数脉冲，触发器应当翻转一次 （即用T′触发器）； ② 当低位触发器由0变为1时，应输出一个借位信 号加到相邻高位触发器的计数输入端。
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（1）JK触发器组成的3位异步二进制减法计数器 （用CP脉冲下降沿触发）。
仿真
图5-16 3位异步二进制减法计数器
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(a)逻辑图 ( b)时序图
14
表5-6 3位二进制减法计数器状态表
CP顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Q2 Q1 Q0 000 111 110 101 100 011 010 001 000
8
1000
9
1001
10
1010
11
1011
12
1100
13
1101
14
1110
15
1111
16
0000
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图5-19 4位同步二进制加法计数器的时序图
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仿真
图5-20 T40位=同J0步=K二0=进1制加法计数器 T1=J1=K1= Q0
T2=J2=K2= Q1Q0
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器翻转，计数减1。
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（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

EP ET
CLK Q0 Q1 Q2
C LD LD R D RD Q3
（b）功能表
图6.3.9 4注：74161和74LS161只是内部电路结构有些区别。74LS163 也是4位二进制加法计数器，但清零方式是同步清零
01
01
0
6.3.2 计数器
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
Ti Qi 1Qi 2 ...Q0 T0 1
T 触发器
1.定义： 凡在时钟信号作用下，具有表5.6.3所示功能的触 发器称为T 触发器 表5.6.3
在数字电路中，凡在 CP 时钟脉冲 控制下，根据输入信号T取值的不 同，具有保持和翻转功能的电路 ，即当 T=0 时能保持状态不变 ， T=1 时一定翻转的电路，都称为 T 触发器。 2.特性方程： 由特性表可得
(a)逻辑图形符号 （b）功能表 图6.3.12 同步十六进制可逆计数器74LS193的图形符号及功能表
6.3.2 计数器
2. 同步十进制计数器：
①加法计数器 基本原理：在四位二 进制计数器基础上修 改，当计到1001时， 则下一个CLK电路状 态回到0000。
T1 Q0 Q0Q3
6.3.2 计数器
K1 ＆ T3 J Q3 6 7 8 9 10 11 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 3 2 1 0 9 0 0 0 1 0
C K1
6.3.2 计数器
其逻辑电路如图6.3.15所示
驱动方程：
T0 1 (Q3 Q2 Q1 ) T1 Q0 Q0 (Q1 Q2 Q3 ) T2 Q1 Q1 Q0 T3 Q2