静下心来教书,潜下心来育人,专注电子入门技术,打造电子入门教学启蒙网,提供一站式服务!--刘昆山
科教电子制作
下载中心
电阻
电容
二极管
三极管
集成电路
电工基础
模拟电路
数字电路
高频电路
电子制作工具
芯片资料
电子实验
教学问答
PCB设计
PLC教程
家用电器
电子工艺
电视技术
书籍推荐
电子英语
电子视频教程
教育心理学
教学论文
教研论文
教学理论
教学管理
评语大全
职业教育
教育政策
名家思想
人际关系学
您的位置网站首页>>数字电路>>4.5计算机中常用的时序逻辑电路
责任编辑:刘昆山

一、计数器
  计数器是计算机和数字系统中常见的时序逻辑电路器件,如计算机中的时序发生器、分频器、程序计数器等,都需要用到计数器。其功能是对输入的时钟脉冲个数进行累加,它所能记忆的最大脉冲个数称该计数器的,主要是由触发器组成。
1.分类
 (1)按触发方式可以分为同步计数器异步计数器
  同步计数器中所有触发器的时钟脉冲输入端按统一的时钟脉冲源,而异步计数器中触发器时钟输入端不接统一的时钟脉冲。
 (2)按计数器循环长度(模)分为二进制计数器非二进制计数器
  对于由n个触发器组成的计数器来说,如计数器的模M=2,称为二进制计数器,如模M不等于2,称非二进制计数器。
 (3)按计数器增减规律不同可以分为增量计数器、减量计数器可逆计数器
  前者每来一个脉冲进行加“1”计算;减量计数器每来一个脉冲进行减“1”计算;后者既可作加“1”计算,又可作减“1”计算。

2.同步计数器
(1)二进制增量计数器:
 分析:对于由JK触发器构成的模是8的增量计数器来说,由状态表可知最低位每来一个脉冲状态都要翻转,所以最低的触发器:J0=K0=1;中间位要翻转需要低位是“1”,所以中间的触发器:J1=K1=Q0;高位触发器状态要翻转需要低二位同时是“1”,高位触发器:J2=K2=Q1·Q0。
 下面给出上跳沿触发的同步模8增量计数器的电路图和波形图。 


(2)二进制减量计数器:                          分析:对于由JK触发器构成的模是8的减量计数器来说,由状态表可知最低位每来一个脉冲状态都要翻转,所以最低的触发器:J0=K0=1;中间位要翻转需要低位是“0”,所以中间的触发器:J1=K1=;高位触发器状态要翻转需要低二位同时是“1”,高位触发器:J2=K2=·
  下面给出上跳沿触发的同步模8减量计数器的电路图和波形图。

(3)二进制可逆计数器:
  将增量计数器和减量计数器这两个电路结合起来,加上一个控制信号X,使得x=1时电路作增量计数,x=0时电路作减量计数,这样即可实现同步二进制可逆计数器的功能。

3.异步计数器

(1)二进制增量计数器:
分析:
对于上升沿触发的D触发器,将每个触发器的反相输出端反馈接入它对应的输入端,即,当触发输入端来一个上跳沿时,触发器状态即发生翻转。因为模8的增量计数器最低位每来一个脉冲状态都要翻转,所以;中间位的状态只有当最低位从“1”向“0”跳变时,来一个脉冲才会翻转,所以 ,最高位的状态只有当中间位从“1”向“0”跳变时,来一个脉冲才会翻转,所以
  3位二进制增量计数器电路图如图4-28。

(2)二进制减量计数器:
分析:对于模8的异步减量计数器,它每个触发器的反相输出端同样反馈接入它对应的输入端。与增量不同的是,中间位的状态需要最低位从“0”向“1”的上跳变时才会翻转,所以;最高位的状态只有当中间位从1向0跳变时,来一个脉冲才会翻转,所以。 
  3位二进制减量计数器电路图如图4-29。
(3)二进制可逆计数器
  将异步二进制增量计数器和异步二进制减量计数器这两个电路结合起来,加上一个控制信号x,使得x=1时电路作增量计数,x=0时电路作减量计数,这样即可实现同步二进制可逆计数器的功能。


二、寄存器

  寄存器是用来暂存二进制代码的电路,可分为锁存器、基本寄存器移位寄存器等三类。移位寄存器不但可以暂存数码,还可以使数码在寄存器中左右移动。
  寄存器主要由触发器和门电路组成,它的结构有一定的规则,分析它们的功能可以直接从触发器和门电路的基本功能出发。
1.锁存器
  将若干个电位式触发器的触发输入端连接在一起,由一个公共的时钟信号CP来控制,而每个触发器的数据输入端能独立地接收数据,这种在CP电位控制下能同时存贮多位数据的电路,称为锁存器。其电路如图4-30所示。
   

  解释:当CP为高电平时,触发器接收数据;当CP为低电平时,触发器状态不变。

2.基本寄存器
  指一般的寄存器。n位寄存器一般由n个触发器输入端连在一起的维持-阻塞D触发器构成的。其电路如图4-31所示。
  
  解释:由6个下降沿的D触发器构成,每个触发器带有复位功能,有复位信号=0时,所有触发器复位(置“0”)。

3.移位寄存器

  在时钟信号的控制下,所寄存的数据依次向左或向右移位的寄存器,称移位寄存器。根据移位方向的不同,分为左移寄存器、右移寄存器和双向寄存器。
(1)左移寄存器
  由上升沿触发的维持-阻塞D触发器构成的三位左移寄存器电路,如图4-32所示。
   

 解释:右边的F2设为低位,左边的F0设为高位。F2的输入端D称为左移数据输入端,F0的输出端Q0称为左移数据输出端。其它触发器的输出端连接相邻高位触发器的输入端。这样,在移位脉冲CP的作用下,寄存的数据向左移位。每来3个脉冲,可将外部的三位数据依次移入三个触发器中,原先的三位数据由Q0端移出。
(2)右移寄存器
  由下降沿触发的JK触发器构成的三位右移寄存器电路如图4-33所示。

     

 解释:低位触发器的数据输入端接相邻高位触发器的输出端,最高位(左端)触发器的数据输入端,作为右移寄存输入端,最低位(右端)触发器的输出端,作为右移数据输出端。这样,在移位脉冲CP的作用下,寄存的每位数据依次向右移一位。
  用右移寄存器也可实现数据的串并行数据的相互转换。

(3)移位寄存器的应用  
  
利用移位寄存器可以构成计数器和分频器。
  环形计数器:将移位寄存器的串行输出反馈到它的串行输入端,就构成了模3计数器,因为各触发器的输出信号频率均为CP脉冲频率的1/3,所以它也是一个三分频电路。
  环形计数器的电路如图4-34所示。   

      

   扭环形计数器:将移位寄存器的串行反向输出反馈到它的串行输入端,就构成了模6计数器,又因为各触发器的输出信号频率均为CP脉冲频率的1/6,所以它也是一个六分频电路。
  扭环形计数器的电路如图4-35所示。

      

上一页: 4.4同步时序逻辑电路的设计
下 一页:
4.6时序逻辑电路例题详解
科教电子制作
邮购指南 教师吧淘宝店关于站长关于教师吧免责声明常见问题招聘人才友情链接给我留言
《教师吧》是一家帮助电子初学者快速入门电子技术的公益性教学网站,专门提供电子技术和单片机技术等入门型学习视频教程和电子制作套件。
我们主张电子初学者采用万能板焊接电子制作产品,因为这种“边学边做”的自学模式,不仅能锻炼焊接技术,还能提高识别电路图和分析原理图的能力。
辅以电子视频教程同步学习,必将为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础,帮助您快速跨越电子入门者到电子工程师的门槛。
本站已经获得国家部门认证 国家ICP备案序号: 赣ICP备06004613号 业务客服QQ:56943772 E-mail:56943772@qq.com
电子爱好者群(1):66585281电子爱好者群(2):197874883电子爱好者群(3):29019650 电子爱好者群(4):14454755
版权归刘昆山所有©2005-2025 转载须经本人同意,否则后果自负!本站网址:http://www.jiaoshi8.com
站长:刘昆山 手机:13217080719(刘昆山)副站长:刘星慧  13755545457(刘星慧
欢迎您为本站提供资料,本站资料有的来自网络,如有版权争议,请通知本人,本人将删除之!