2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 196页
4.2.3任意进制计数器
N进制计数器是指计数器的状态每经 N个计数脉冲循环一
次, 即输入 N个计数脉冲, 计数器给出一个 （ 进位 ） 输出
脉冲 。 故可作为分频比为 N的分频器使用 。
若 N值为 2n,则 N进制计数器可由二进制计数器级联构成 。
非 2n进制计数器不能由二进制计数器简单地级联构成 。
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 197页
表 4, 9 8,4,2,1 BCD 真值表
二－十进制 十进制
Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
10 0 0 0 0
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 198页
1.十进制同步计数器
从 BCD的编码规律出发设计 8421二－十进制同步计数器
?列出计数器的状态转换表和各触发器的状态转换表
?根据触发器的状态转换表, 列出各触发器的激励表
?根据激励表画出各控制端 （ J,K） 的卡诺图, 写出
逻辑表达式
?画出逻辑图
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 199页
表 4, 10 同步式 BCD 计数器
n 时刻的状态 触发器 D 触发器 C 触发器 B 触发器 A n
Q
D
Q
C
Q
B
Q
A Q D
n
?
Q
D
n +1
J
D
K
D Q C
n
?
Q
C
n +1
J
C
K
C Q B
n
?
Q
B
n +1
J
B
K
B Q A
n
?
Q
A
n +1
J
A
K
A
0 0 0 0 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
1 0 0 0 1 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1
2 0 0 1 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 1 ? 1 ? 0 0 ? 1 1 ?
3 0 0 1 1 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1 1 ? 0 ? 1
4 0 1 0 0 0 ? 0 0 ? 1 ? 1 ? 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
5 0 1 0 1 0 ? 0 0 ? 1 ? 1 ? 0 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1
6 0 1 1 0 0 ? 0 0 ? 1 ? 1 ? 0 1 ? 1 ? 0 0 ? 1 1 ?
7 0 1 1 1 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1 1 ? 0 ? 1 1 ? 0 ? 1
8 1 0 0 0 1 ? 1 ? 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
9 1 0 0 1 1 ? 0 ? 1 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 1 ? 0 ? 1
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 200页
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 0 1 ? ?
01 0 1 ? ?
11 ? ? ? ?
10 0 0 ? ?
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 ? ? 1 0
01 ? ? 1 0
11 ? ? ? ?
10 ? ? ? ?
ADB QQJ ? AB QK ?
1?? AA KJ 触发器 A是每来一个脉冲就翻转一次
BCD不用的六种状态是随意项
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 201页
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 0 0 0 0
01 0 0 1 0
11 ? ? ? ?
10 ? ? ? ?
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 ? ? ? ?
01 ? ? ? ?
11 ? ? ? ?
10 0 1 ? ?
ABCD QQQJ ? AD QK ?
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 0 0 1 0
01 ? ? ? ?
11 ? ? ? ?
10 0 0 ? ?
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 ? ? ? ?
01 0 0 1 0
11 ? ? ? ?
10 ? ? ? ?
ABC QQJ ? ABC
QQK ?
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 202页
图 4.13同步 BCD计数器 逻辑图
计数
脉冲
A B C D
DQ
1J
C1
R
1K
1J
C1
R
1K
& 1J
C1
R
1K
&
&
1J
C1
R
1K
&QA QB Q
C QD
置 0
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 203页
表 4, 10 状态转换表
现在状态 下一个状态
Q
D
n
Q
C
n
Q
B
n
Q
A
n
Q
D
n +1
Q
C
n +1
Q
B
n +1
Q
A
n +1
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 1 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 1 1
0 0 1 1 0 1 0 0
0 1 0 0 0 1 0 1
0 1 0 1 0 1 1 0
0 1 1 0 0 1 1 1
0 1 1 1 1 0 0 0
1 0 0 0 1 0 0 1
1 0 0 1 0 0 0 0
1 0 1 0 1 0 1 1
1 0 1 1 0 1 0 0
1 1 0 0 1 1 0 1
1 1 0 1 0 1 0 0
1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 0 0 0 0
n
D
n
A
n
D
n
A
n
B
n
C
n
DD
n
DD
n
D
n
C
n
A
n
B
n
C
n
A
n
B
n
C
n
A
n
B
n
CC
n
CC
n
C
n
B
n
A
n
B
n
A
n
D
n
BB
n
BB
n
B
n
A
n
AA
n
AA
n
A
QQQQQQ
QKQJQ
QQQ
QQQQQQ
QKQJQ
QQQQQ
QKQJQ
Q
QKQJQ
??
??
??
??
??
??
??
?
??
?
?
?
?
1
1
1
1
)(
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 204页
0000 0001 0010 0011 0100
0101
1110
1111
1001 1000 0111 0110
1011
1101
1100
1010
工作状态
不用状态
图 4.14状态图
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 205页
图 4.15 74160型十进制同步计数器逻辑图
1J 1KC1
?1
R&&
& &
1J 1KC1
?1
R&&
& &
&
1J 1KC1
?1
R&&
& &
&
1J 1KC1
?1
R&&
& &
&
1 1
1
&
&
OCQA
A
QB
B
QC
C
QD
D
CPLD CR P T
&?1
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 206页
表 4, 1 1 74160 的功能表
P T LD CR CP 功能
1 1 1 1 同步计数
? ? 0 1 寄存并行输入数据
0 1 1 1 ? 状 态 保 持,
O C =Q A Q D
? 0 1 1 ? 状态保持,O C =0
? ? ? 0 ? 强迫置 0
如果一个电路可以由不用状态自动转入工作状态, 则称为自行启动的；
只要有一个不用状态始终不能转入工作状态, 则称为非自行启动的；
74160型十进制同步计数器是在同步 BCD计数器的基础上构成的, 增加
了几个输入端和输出端, 其功能与二进制同步计数器 74161的类似 。
ADABCDD QQQQQKJ ???
ABCC QQKJ ??
ADBB QQKJ ??
由 BCD计数器的卡
诺图可证明表达式
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 207页
2.十进制异步计数器
1)在四位二进制异步 计数器的基础上可实现，与用二进制计数器构
成 6分频计数器的方法类似 。在 N=10时，预置计数器为 0。
图 4.16N=10的分频器
&CR
1J
1K
C1 Q
A
A
1J
1K
C1 Q
B
B
1J
1K
C1 Q
C
C
1J
1K
C1
QD
D计数
脉冲
R R R R
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 208页
图 4.17十进制计数器波形图
CR
QD
QC
QB 毛刺
QA
计数脉冲
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 209页
不能可靠置 0的改进方法：加一个基本 RS触发器, 当计数器计到 10时,
触发器置 0,使 CR为低电位, 直到下一个计数脉冲的上升沿到来, 基本
RS触发器翻转, 计数器能够可靠地置 0和计数
图 4.18改进的 N=10的分频器
&
&
&
1
1J
1K
C1 Q
A
A
1J
1K
C1 Q
B
B
1J
1K
C1 Q
C
C
1J
1K
C1
QD
D计数
脉冲
R R R R
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 210页
图 4.19改进的十进制计数器波形图
十进制异步计数器缺点：输出波形上有毛刺；置 0需一
定的时间, 影响了计数速度 。
CR
QD
QC
QB
QA
计数脉冲
11 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 211页
表 4, 12 触发器 B, D 的状态转换表和激励表
n 时刻的状态 触发器 D 触发器 B n
Q
D
Q
C
Q
B Q
n
? Q
n+ 2
J
D
K
D Q
n
? Q
n+ 2
J
B
K
B
0 0 0 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
2 0 0 1 0 ? 0 0 ? 1 ? 0 ? 1
4 0 1 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
6 0 1 1 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1
8 1 0 0 1 ? 0 ? 1 0 ? 0 0 ?
2)阻塞反馈式计数器
从 BCD的编码规律出发设计 8421异步计数器, 表 4.9
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 212页
Q C Q B
Q D
00 01 11 10
0 1 ? ? 1
0 0 ? ? ?
DB QJ ? 1?BK
CBD QQJ ? 1?DK
Q C Q B
Q D
00 01 11 10
0 ? ? ? ?
0 1 ? ? ?
Q C Q B
Q D
00 01 11 10
0 ? 1 1 ?
0 ? ? ? ?
Q C Q B
Q D
00 01 11 10
0 0 0 1 0
0 ? ? ? ?
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 213页
计数脉冲
A B C D
DQ
1J
C1
1K
1J
C1
1K
1J
C1
1K
1J
C1
1K
&QA QB Q
C QD
PI
图 4.20异步阻塞反馈式 BCD计数器
设计验证：由逻辑图写出状态方程
得到的状态转换表和状态图与十进制同步计数器的一样
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 214页
???????
???????
???????
???????
?
?
?
?
D
n
D
n
B
n
CD
n
DD
n
DD
n
D
C
n
CC
n
CC
n
CC
n
C
B
n
B
n
DB
n
BB
n
BB
n
B
A
n
AA
n
AA
n
AA
n
A
CPQQQCPQKQJQ
CPQCPQKQJQ
CPQQCPQKQJQ
CPQCPQKQJQ
)()(
)()(
)()(
)()(
1
1
1
1
???
???
???
???
?
?
?
?
)()(
)()(
)()(
)()(
1
1
1
1
A
n
D
n
B
n
C
n
D
B
n
C
n
C
A
n
B
n
D
n
B
I
n
A
n
A
QQQQQ
QQQ
QQQQ
PQQ
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 215页
图 4.21 74290型二－五－十进制异步计数器
Sd C1 Rd 1J C1
R
?1
Rd
?1 Sd
C1 R
d&
1S
1R
&& CP1 CP2
QA QB QC QD
S9(1) S9(2) R0(2)R0(1)
C1
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 216页
4.2.4移位寄存器
实现移位和寄存功能的逻辑器件，简称移存器
1.由 D触发器构成的移位寄存器
右移操作
D
C1
Q11
D
C1
Q22
D
C1
Q33
D
C1
Q44
移位
脉冲
输入
信号
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 217页
移位脉冲
1 2 3 4 5 6 7 8
图 4.22输入为 1101时的波形图
输入信号
Q1
Q2
Q3
Q4
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 218页
2.由 JK触发器构成的移位寄存器（波形图见图 4.22）
1
1J
C1
R
1K
Q1 1J
C1
R
1K
Q2 1J
C1
R
1K
Q41J
C1
R
1K
Q3
2 3 4
输入
信号
移位脉冲
置 0
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 219页
3.74194型双向移位寄存器 Q
0
1DC1 R
& & &
?1
1D C1 R
& & &
?1
1DC1 R
& & &
?1
1DC1 R
& & &
?1
1
?1
1
1
1 &
?1
Q1 Q2 Q3
CRCP S
R SLS0S1
D0 D1 D2 D3
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 220页
表 4.1 3 74194 功能表
CR S
0
S
1 操作说明
1 0 右移
0 1 左移
1 1 并行送数
1
0 0 保持
0 ? ? 置 0
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 221页
4.2.5移存型计数器
1.环形计数器：将移位寄存器的最后一级输出送回到第一级
的输入，就构成环形计数器
D
C1
QA
A
D
C1
QB
B
D
C1
QC
C D
C1
QD
D
计数
脉冲
启动
R R R
S
不能自启动
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 222页
表 4,1 4 环形计数器计数顺序
计数脉冲 Q D Q C Q B Q A S
0 0 0 0 1 1
1 0 0 1 0 2
2 0 1 0 0 4
3 1 0 0 0 8
1
2
4
8
工作状态
3
6
12
9
7
14
13
11 0
5
10
15
非工作环
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 223页
表 4, 1 5 状态转换表和 D A 激励表
现在状态 下一个状态 状态号
n Q
n
D Q
n
C Q
n
B Q
n
A Q
n +1
D
Q
n +1
C
Q
n +1
B Q
n +1
A
D
n
A
1 0 0 0 1 0 0 1 0 0
2 0 0 1 0 0 1 0 0 0
4 0 1 0 0 1 0 0 0 0
8 1 0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
改进方法
0 1
Q C Q D
Q A Q B
00 01 11 10
00 1 1 ? 0
01 0 ? ? ?
11 ? ? ? ?
10 0 ? ? ?
CBAA QQQD ???
DA的卡诺图
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 224页
图 4.23能自启动的环形计数器
D
C1
QA
A
D
C1
QB
B
D
C1
QC
C
D
C1
QD
D计数
脉冲
&
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 225页
1
2
4
8 9
0
135 10
图 4.24状态图
工作
状态
12
7 14
15
3 6
11
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 226页
2.扭环形计数器（约翰逊计数器）
将移位寄存器的最后一级的反变量输出送回到第一级的输入
而构成的
Rd
D
C1
QA
A
D
C1
QB
B
D
C1
QC
C D
C1
QD
D
计数
脉冲
启动
Rd Rd Rd
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 227页
表 4, 16 扭环计数器计数顺序
计数脉冲 Q D Q C Q B Q A S
0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 1 1
2 0 0 1 1 3
3 0 1 1 1 7
4 1 1 1 1 15
5 1 1 1 0 14
6 1 1 0 0 12
7 1 0 0 0 8
18
312
714
15
0
工作状态
59
114
610
13
2
非工作环
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 228页
能自启动的扭环形计数器
D
C1
QA QB
D
C1
QC
计数
脉冲
&
&D
C1
D
C1
DQ
CQAQ
18
312
714
15
0
工作状态
2 49
613 11 510
4.2.3任意进制计数器
N进制计数器是指计数器的状态每经 N个计数脉冲循环一
次, 即输入 N个计数脉冲, 计数器给出一个 （ 进位 ） 输出
脉冲 。 故可作为分频比为 N的分频器使用 。
若 N值为 2n,则 N进制计数器可由二进制计数器级联构成 。
非 2n进制计数器不能由二进制计数器简单地级联构成 。
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 197页
表 4, 9 8,4,2,1 BCD 真值表
二－十进制 十进制
Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
10 0 0 0 0
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 198页
1.十进制同步计数器
从 BCD的编码规律出发设计 8421二－十进制同步计数器
?列出计数器的状态转换表和各触发器的状态转换表
?根据触发器的状态转换表, 列出各触发器的激励表
?根据激励表画出各控制端 （ J,K） 的卡诺图, 写出
逻辑表达式
?画出逻辑图
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 199页
表 4, 10 同步式 BCD 计数器
n 时刻的状态 触发器 D 触发器 C 触发器 B 触发器 A n
Q
D
Q
C
Q
B
Q
A Q D
n
?
Q
D
n +1
J
D
K
D Q C
n
?
Q
C
n +1
J
C
K
C Q B
n
?
Q
B
n +1
J
B
K
B Q A
n
?
Q
A
n +1
J
A
K
A
0 0 0 0 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
1 0 0 0 1 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1
2 0 0 1 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 1 ? 1 ? 0 0 ? 1 1 ?
3 0 0 1 1 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1 1 ? 0 ? 1
4 0 1 0 0 0 ? 0 0 ? 1 ? 1 ? 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
5 0 1 0 1 0 ? 0 0 ? 1 ? 1 ? 0 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1
6 0 1 1 0 0 ? 0 0 ? 1 ? 1 ? 0 1 ? 1 ? 0 0 ? 1 1 ?
7 0 1 1 1 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1 1 ? 0 ? 1 1 ? 0 ? 1
8 1 0 0 0 1 ? 1 ? 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
9 1 0 0 1 1 ? 0 ? 1 0 ? 0 0 ? 0 ? 0 0 ? 1 ? 0 ? 1
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 200页
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 0 1 ? ?
01 0 1 ? ?
11 ? ? ? ?
10 0 0 ? ?
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 ? ? 1 0
01 ? ? 1 0
11 ? ? ? ?
10 ? ? ? ?
ADB QQJ ? AB QK ?
1?? AA KJ 触发器 A是每来一个脉冲就翻转一次
BCD不用的六种状态是随意项
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 201页
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 0 0 0 0
01 0 0 1 0
11 ? ? ? ?
10 ? ? ? ?
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 ? ? ? ?
01 ? ? ? ?
11 ? ? ? ?
10 0 1 ? ?
ABCD QQQJ ? AD QK ?
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 0 0 1 0
01 ? ? ? ?
11 ? ? ? ?
10 0 0 ? ?
Q B Q A
Q D Q C
00 01 11 10
00 ? ? ? ?
01 0 0 1 0
11 ? ? ? ?
10 ? ? ? ?
ABC QQJ ? ABC
QQK ?
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 202页
图 4.13同步 BCD计数器 逻辑图
计数
脉冲
A B C D
DQ
1J
C1
R
1K
1J
C1
R
1K
& 1J
C1
R
1K
&
&
1J
C1
R
1K
&QA QB Q
C QD
置 0
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 203页
表 4, 10 状态转换表
现在状态 下一个状态
Q
D
n
Q
C
n
Q
B
n
Q
A
n
Q
D
n +1
Q
C
n +1
Q
B
n +1
Q
A
n +1
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 1 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 1 1
0 0 1 1 0 1 0 0
0 1 0 0 0 1 0 1
0 1 0 1 0 1 1 0
0 1 1 0 0 1 1 1
0 1 1 1 1 0 0 0
1 0 0 0 1 0 0 1
1 0 0 1 0 0 0 0
1 0 1 0 1 0 1 1
1 0 1 1 0 1 0 0
1 1 0 0 1 1 0 1
1 1 0 1 0 1 0 0
1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 0 0 0 0
n
D
n
A
n
D
n
A
n
B
n
C
n
DD
n
DD
n
D
n
C
n
A
n
B
n
C
n
A
n
B
n
C
n
A
n
B
n
CC
n
CC
n
C
n
B
n
A
n
B
n
A
n
D
n
BB
n
BB
n
B
n
A
n
AA
n
AA
n
A
QQQQQQ
QKQJQ
QQQ
QQQQQQ
QKQJQ
QQQQQ
QKQJQ
Q
QKQJQ
??
??
??
??
??
??
??
?
??
?
?
?
?
1
1
1
1
)(
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 204页
0000 0001 0010 0011 0100
0101
1110
1111
1001 1000 0111 0110
1011
1101
1100
1010
工作状态
不用状态
图 4.14状态图
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 205页
图 4.15 74160型十进制同步计数器逻辑图
1J 1KC1
?1
R&&
& &
1J 1KC1
?1
R&&
& &
&
1J 1KC1
?1
R&&
& &
&
1J 1KC1
?1
R&&
& &
&
1 1
1
&
&
OCQA
A
QB
B
QC
C
QD
D
CPLD CR P T
&?1
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 206页
表 4, 1 1 74160 的功能表
P T LD CR CP 功能
1 1 1 1 同步计数
? ? 0 1 寄存并行输入数据
0 1 1 1 ? 状 态 保 持,
O C =Q A Q D
? 0 1 1 ? 状态保持,O C =0
? ? ? 0 ? 强迫置 0
如果一个电路可以由不用状态自动转入工作状态, 则称为自行启动的；
只要有一个不用状态始终不能转入工作状态, 则称为非自行启动的；
74160型十进制同步计数器是在同步 BCD计数器的基础上构成的, 增加
了几个输入端和输出端, 其功能与二进制同步计数器 74161的类似 。
ADABCDD QQQQQKJ ???
ABCC QQKJ ??
ADBB QQKJ ??
由 BCD计数器的卡
诺图可证明表达式
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 207页
2.十进制异步计数器
1)在四位二进制异步 计数器的基础上可实现，与用二进制计数器构
成 6分频计数器的方法类似 。在 N=10时，预置计数器为 0。
图 4.16N=10的分频器
&CR
1J
1K
C1 Q
A
A
1J
1K
C1 Q
B
B
1J
1K
C1 Q
C
C
1J
1K
C1
QD
D计数
脉冲
R R R R
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 208页
图 4.17十进制计数器波形图
CR
QD
QC
QB 毛刺
QA
计数脉冲
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 209页
不能可靠置 0的改进方法：加一个基本 RS触发器, 当计数器计到 10时,
触发器置 0,使 CR为低电位, 直到下一个计数脉冲的上升沿到来, 基本
RS触发器翻转, 计数器能够可靠地置 0和计数
图 4.18改进的 N=10的分频器
&
&
&
1
1J
1K
C1 Q
A
A
1J
1K
C1 Q
B
B
1J
1K
C1 Q
C
C
1J
1K
C1
QD
D计数
脉冲
R R R R
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 210页
图 4.19改进的十进制计数器波形图
十进制异步计数器缺点：输出波形上有毛刺；置 0需一
定的时间, 影响了计数速度 。
CR
QD
QC
QB
QA
计数脉冲
11 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 211页
表 4, 12 触发器 B, D 的状态转换表和激励表
n 时刻的状态 触发器 D 触发器 B n
Q
D
Q
C
Q
B Q
n
? Q
n+ 2
J
D
K
D Q
n
? Q
n+ 2
J
B
K
B
0 0 0 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
2 0 0 1 0 ? 0 0 ? 1 ? 0 ? 1
4 0 1 0 0 ? 0 0 ? 0 ? 1 1 ?
6 0 1 1 0 ? 1 1 ? 1 ? 0 ? 1
8 1 0 0 1 ? 0 ? 1 0 ? 0 0 ?
2)阻塞反馈式计数器
从 BCD的编码规律出发设计 8421异步计数器, 表 4.9
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 212页
Q C Q B
Q D
00 01 11 10
0 1 ? ? 1
0 0 ? ? ?
DB QJ ? 1?BK
CBD QQJ ? 1?DK
Q C Q B
Q D
00 01 11 10
0 ? ? ? ?
0 1 ? ? ?
Q C Q B
Q D
00 01 11 10
0 ? 1 1 ?
0 ? ? ? ?
Q C Q B
Q D
00 01 11 10
0 0 0 1 0
0 ? ? ? ?
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 213页
计数脉冲
A B C D
DQ
1J
C1
1K
1J
C1
1K
1J
C1
1K
1J
C1
1K
&QA QB Q
C QD
PI
图 4.20异步阻塞反馈式 BCD计数器
设计验证：由逻辑图写出状态方程
得到的状态转换表和状态图与十进制同步计数器的一样
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 214页
???????
???????
???????
???????
?
?
?
?
D
n
D
n
B
n
CD
n
DD
n
DD
n
D
C
n
CC
n
CC
n
CC
n
C
B
n
B
n
DB
n
BB
n
BB
n
B
A
n
AA
n
AA
n
AA
n
A
CPQQQCPQKQJQ
CPQCPQKQJQ
CPQQCPQKQJQ
CPQCPQKQJQ
)()(
)()(
)()(
)()(
1
1
1
1
???
???
???
???
?
?
?
?
)()(
)()(
)()(
)()(
1
1
1
1
A
n
D
n
B
n
C
n
D
B
n
C
n
C
A
n
B
n
D
n
B
I
n
A
n
A
QQQQQ
QQQ
QQQQ
PQQ
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 215页
图 4.21 74290型二－五－十进制异步计数器
Sd C1 Rd 1J C1
R
?1
Rd
?1 Sd
C1 R
d&
1S
1R
&& CP1 CP2
QA QB QC QD
S9(1) S9(2) R0(2)R0(1)
C1
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 216页
4.2.4移位寄存器
实现移位和寄存功能的逻辑器件，简称移存器
1.由 D触发器构成的移位寄存器
右移操作
D
C1
Q11
D
C1
Q22
D
C1
Q33
D
C1
Q44
移位
脉冲
输入
信号
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 217页
移位脉冲
1 2 3 4 5 6 7 8
图 4.22输入为 1101时的波形图
输入信号
Q1
Q2
Q3
Q4
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 218页
2.由 JK触发器构成的移位寄存器（波形图见图 4.22）
1
1J
C1
R
1K
Q1 1J
C1
R
1K
Q2 1J
C1
R
1K
Q41J
C1
R
1K
Q3
2 3 4
输入
信号
移位脉冲
置 0
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 219页
3.74194型双向移位寄存器 Q
0
1DC1 R
& & &
?1
1D C1 R
& & &
?1
1DC1 R
& & &
?1
1DC1 R
& & &
?1
1
?1
1
1
1 &
?1
Q1 Q2 Q3
CRCP S
R SLS0S1
D0 D1 D2 D3
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 220页
表 4.1 3 74194 功能表
CR S
0
S
1 操作说明
1 0 右移
0 1 左移
1 1 并行送数
1
0 0 保持
0 ? ? 置 0
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 221页
4.2.5移存型计数器
1.环形计数器：将移位寄存器的最后一级输出送回到第一级
的输入，就构成环形计数器
D
C1
QA
A
D
C1
QB
B
D
C1
QC
C D
C1
QD
D
计数
脉冲
启动
R R R
S
不能自启动
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 222页
表 4,1 4 环形计数器计数顺序
计数脉冲 Q D Q C Q B Q A S
0 0 0 0 1 1
1 0 0 1 0 2
2 0 1 0 0 4
3 1 0 0 0 8
1
2
4
8
工作状态
3
6
12
9
7
14
13
11 0
5
10
15
非工作环
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 223页
表 4, 1 5 状态转换表和 D A 激励表
现在状态 下一个状态 状态号
n Q
n
D Q
n
C Q
n
B Q
n
A Q
n +1
D
Q
n +1
C
Q
n +1
B Q
n +1
A
D
n
A
1 0 0 0 1 0 0 1 0 0
2 0 0 1 0 0 1 0 0 0
4 0 1 0 0 1 0 0 0 0
8 1 0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
改进方法
0 1
Q C Q D
Q A Q B
00 01 11 10
00 1 1 ? 0
01 0 ? ? ?
11 ? ? ? ?
10 0 ? ? ?
CBAA QQQD ???
DA的卡诺图
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 224页
图 4.23能自启动的环形计数器
D
C1
QA
A
D
C1
QB
B
D
C1
QC
C
D
C1
QD
D计数
脉冲
&
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 225页
1
2
4
8 9
0
135 10
图 4.24状态图
工作
状态
12
7 14
15
3 6
11
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 226页
2.扭环形计数器（约翰逊计数器）
将移位寄存器的最后一级的反变量输出送回到第一级的输入
而构成的
Rd
D
C1
QA
A
D
C1
QB
B
D
C1
QC
C D
C1
QD
D
计数
脉冲
启动
Rd Rd Rd
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 227页
表 4, 16 扭环计数器计数顺序
计数脉冲 Q D Q C Q B Q A S
0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 1 1
2 0 0 1 1 3
3 0 1 1 1 7
4 1 1 1 1 15
5 1 1 1 0 14
6 1 1 0 0 12
7 1 0 0 0 8
18
312
714
15
0
工作状态
59
114
610
13
2
非工作环
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 228页
能自启动的扭环形计数器
D
C1
QA QB
D
C1
QC
计数
脉冲
&
&D
C1
D
C1
DQ
CQAQ
18
312
714
15
0
工作状态
2 49
613 11 510
