四、采用中规模集成器件实现任意模值计数器
我们在这里要解决的问题是:
—— 如何用一个中规模 N 进制的计数器,实现一个 M进
制的计数器 ( N>M)?
实际上就是一个 多余的状态如何取掉的问题 。以前
我们曾经讲过一些,有两种方法,清除法 和 置位法
1、清除法
计数器可以计 N个状态,实际只有 M个状态( M<N)
则当第 M+1个状态出现时,我们使清零端有效,强迫计
数器回到最初的 0状态,就可以实现 M进制计数器。
例 7-14 应用 4位二进制同步计数器实现模 10计数
解,直接看图
我们就可以明白
设计方法。
为什么要用一个
基本触发器处理
清零信号?
—— 保证在此次 CP=1期间,一直清零,不会因有的触发
器清零速度快而使清零信号失效,影响其他触发器清零。
例题:利用多个 74LS160实现高位数计数分频
2、置入法
置入法的基本原理是:当计数达到某一特定值时,使
计数器的置位允许端有效(通常为低电平),数据输入端
等于要置入的数据,在下一个时钟沿到来时,置入新数据,
以此跳过多余的状态。
例 7-15 用 4位二进制同步计数器 74LS161,实现模 10
计数分频。
右图实现的是
6 — 15计数,计数
值为 15时,做好置
数准备,下一时钟
上升沿到来时,置
入 6。
置入值 = 2n - M n=4,M=10
例 7-16 用 74LS161设计模 12计数分频,要求包含
0000状态。
书中的电路是在 0000出现后,做好置数准备,置入值
为 5 ( 2n-M+1),即循环 0,5,6,7,8,9,A,B,C、
D,E,F。
前面的方法得到的 12分频输出波形不是对称的,下面
的电路输出的对称方波。
设计思路是将 16进制计数( 0-15),分为两个 8进制
计数( 0-7)和( 8-15),将要求的模值( 12)也分为两
半( 6和 6)。
用置位法,在 0-7中取掉 1,2,在 8-15中取掉 9,10,
构成一个包含 0000 的输出方波的模 12计数分频器。利用
0-7 和 8-15两组只有 Q3Q2Q1Q0中的 Q3不同的特点,可以
方便地改变置入数值( 0011 或 1011)。
如图:
计数值为 0000,此后将置入 0011。
计数值为 1000,此后将置入 1011。
例 7-17 应用 74LS290 二 -五进制异步计数器,实现
模 7计数分频。
解,首先将 LS290接为十
进制计数器。
LS290只有置 0端和置 9
端,都是异步置位,立即
见效。本例利用它的置 9端,
在计数值等于 6的一刹那,
完成置 9 操作,跨过了 6、
7,8三个状态,实现模 7
计数分频。
如果逢 7置 0,也同样
可以实现模 7计数分频。
3、用移位寄存器实现任意模值 M的计数分频(自学)
简要说明:(以 D触发器构成的移位寄存器为例)
移位寄存器中间各级是首尾相连的,如果将最后一
级的 同相输出 Q与第一级的输入 D相连,就称为 环形计数
器 。如果将最后一级的 反相输出 /Q与第一级的输入 D相连,
则构成 扭环计数器 。
无论是环形计数器、还是扭环计数器。它们移动的
内容是由置数方式置入的,置入的数据不同,移动的内
容就不同,反映在各个触发器输出端 QQQQ的状态变换
规律就不同,从而实现不同的计数功能。
注意:移位寄存器实现计数器功能时,相邻状态之
间必须符合移位关系,不是任意的。因此会受到一定限
制。
第六章 作业
2、
3、
11、(用 J-K触发器实现)
28、
32
35、(用清零法)
40、(只考虑左侧三个灯,用移位寄存器)