2009-8-20 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 分析举例本章小结结束放映
2009-8-20 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。
2009-8-20 4
表 5-14 74LS161的功能表同步并行置数
CO= Q3 Q2 Q1 Q0 CTTCP上升沿有效清零功能最优先
2009-8-20 5图 5-40 程序分频器（分频比 N为 1~256 ）
CC4516为可逆 4位二进制计数器接成减法计数器
（ U/D＝ 0）
当高、低位计数器均减为 0时
0
0 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=？
132＝ 8× 16＋ 3＋ 1
2009-8-20 6
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
2009-8-20 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 5-42 分析 MSI时序逻辑电路的流程图逻辑电路图 划分功能块 分析各块功能 分析整体功能
2009-8-20 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
2009-8-20 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 1～ 2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。
2009-8-20 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⑵ 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 Ⅱ,时钟输入控制电路。
若 YA<B =0,CP→CP U,加法计数；
若 YA<B =1,CP→CP D,减法计数；
若 YA=B =1,CP被封锁,停止计数 。电路 Ⅲ,可逆计数器。在 CR脉冲的作用下每 7个 CP计数器复零。
2009-8-20 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 DA>DB，计数器加 1；
若 DA<DB，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。
2009-8-20 12
若从计数器清 0开始到 7个时钟脉冲过后，一直有 DA>DB，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 DA<DB，计数器做减法，从
1111计到 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 7～＋ 7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。
2009-8-20 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 。
2009-8-20 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。
2009-8-20 15
作业题
5-12
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 分析举例本章小结结束放映
2009-8-20 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。
2009-8-20 4
表 5-14 74LS161的功能表同步并行置数
CO= Q3 Q2 Q1 Q0 CTTCP上升沿有效清零功能最优先
2009-8-20 5图 5-40 程序分频器（分频比 N为 1~256 ）
CC4516为可逆 4位二进制计数器接成减法计数器
（ U/D＝ 0）
当高、低位计数器均减为 0时
0
0 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=？
132＝ 8× 16＋ 3＋ 1
2009-8-20 6
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
2009-8-20 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 5-42 分析 MSI时序逻辑电路的流程图逻辑电路图 划分功能块 分析各块功能 分析整体功能
2009-8-20 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
2009-8-20 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 1～ 2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。
2009-8-20 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⑵ 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 Ⅱ,时钟输入控制电路。
若 YA<B =0,CP→CP U,加法计数；
若 YA<B =1,CP→CP D,减法计数；
若 YA=B =1,CP被封锁,停止计数 。电路 Ⅲ,可逆计数器。在 CR脉冲的作用下每 7个 CP计数器复零。
2009-8-20 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 DA>DB，计数器加 1；
若 DA<DB，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。
2009-8-20 12
若从计数器清 0开始到 7个时钟脉冲过后，一直有 DA>DB，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 DA<DB，计数器做减法，从
1111计到 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 7～＋ 7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。
2009-8-20 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 。
2009-8-20 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。
2009-8-20 15
作业题
5-12
