同步十进制计数器

时间:2023-03-11作者:佚名

通常,按计数器的最大计数容量命名计数器时,最大计数容量为N时,就称为N进制计数器。当N=2n时,就是前面讨论的n位二进制计数器;当N≠2n时,为非二进制计数器。非二进制计数器中最常用的是十进制计数器,下面讨论同步十进制计数器。

图1所示为由4个下降沿触发的JK触发器组成的同步十进制加法计数器的逻辑电路。用前面介绍的同步时序逻辑电路分析方法对该电路进行分析。

同步十进制计数器
图1 同步十进制加法计数器

1、列些驱动方程

同步十进制计数器 (1)

2、列些触发器的状态方程

写出JK触发器的特性方程同步十进制计数器,然后将各驱动方程带入JK触发器的特性方程,得各触发器的次态方程为

同步十进制计数器 (2)

3、列些输出方程

同步十进制计数器 (3)

4、列些状态转换表

设初态为Q3Q2Q1Q0=0000,带入次态方程和输出方程进行计算,得状态转换表如表1所示。

表1 图1所示电路的状态表
脉冲序号 Q3 Q2 Q1 Q4 C 十进制数
0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 1 0 1
2 0 0 1 0 0 2
3 0 0 1 1 0 3
4 0 1 0 0 0 4
5 0 1 0 1 0 5
6 0 1 1 0 0 6
7 0 1 1 1 0 7
8 1 0 0 0 0 8
9 1 0 0 1 1 9
10 0 0 0 0 0 0

由表1可见,图1所示同步十进制计数器,当CP端来10个计数脉冲时,计数器电路中的触发器状态就循环一次,进位输出端C给出一个进位高电平,而且触发器的状态所对应的十进制数就是所计数的脉冲个数。

我们知道,4个触发器共有16(24)种状态组合,但表1中只出现了10种状态组合(有效状态),但另外6种状态组合(无效状态)在电路中任然有可能出现。为了研究图1所示电路完整的逻辑功能,必须考虑当触发器的次态情况,直至状态转换表中包含所有的状态组合,如表2所示。

表2 图2所示电路完整的状态表
同步十进制计数器

从表2中可以看出,当以无效状态作为初始状态时,经过几个计数脉冲作用后,触发器的状态都进入了有效状态。如当触发器的初始状态为1010,经过2个计数脉冲后,触发器的状态变为0100,这个状态为有效状态。

在实际工作中,当由于某种原因,使计数器进入无效状态时,如果能在时钟信号作用下,最终进入有效状态,就称该电路具有自启动能力。

5、作状态图及时序图

根据状态转换表作出电路的状态如如图3所示,时序图如图4所示。由状态表、状态图或时序图可见,该电路为十进制加法计数器。

同步十进制计数器
图3的状态图
同步十进制计数器
图4 的时序图

图5所示为中规模集成的同步十进制加法计数器74160。

同步十进制计数器
图5 同步十进制加法计数器74160的符号

该集成计算器电路除了有基本的加法计算器功能以外,还添加了预置数、异步置零和保持的功能。图中各输入端的功能与图5所示集成二进制计算器逻辑图中相应输入端相同,74160的功能表与74161的功能表也类似,不同的是74161的是二进制,而74160是十进制。表3所示为74160的功能表。

表3 74160的功能表
清零 预置 使能 时钟 预置数据输入 输出 工作模式
同步十进制计数器 同步十进制计数器 EP ET CP D3 D2 D1 D4 Q3 Q2 Q1 Q4
0 × × × × × × × × 0 0 0 0 异步清零
1 0 × × ↑ d3 d2 d1 d4 d3 d2 d1 d4 同步置数
1 1 0 × × × × × × 保持 数据保持
1 1 × 0 × × × × × 保持 数据保持
1 1 1 1 ↑ × × × × 十进制计数 加法计数

相关阅读

热销商品

12V星空顶筒灯嵌入式阳台卧室客厅氛围迷你呼吸小射灯满天星天花

12V星空顶筒灯是一款专为营造浪漫氛围而设计的迷你嵌入式射灯,适用于阳台、卧室、客厅等空间。采用低功耗LED光源,安全节能,光线柔和均匀,支持呼吸模式与满天星效果,可...
¥ 7.65

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

电位器旋钮电流调节螺帽直流逆变电焊机二保焊送丝机通用旋钮B102

电位器旋钮电流调节螺帽适用于直流逆变电焊机和二保焊送丝机,是一款通用的旋钮B102。该旋钮采用优质材料制造,具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀等特点,能够长时间稳定运行...
¥ 0.7

喜美诺排插插座面板多孔排插家用宿舍接线板插排国标线板延长线

喜美诺排插,一款精心设计的多孔插座面板,专为家庭和宿舍环境而造。它不仅提供便捷的接线体验,更符合国标安全标准,确保使用过程中的安全与稳定。这款排插采用高质量材...
¥ 11.9

O型圈氟橡胶圆条丁腈胶硅胶垫片防水O三元乙丙EPDM密封件骨架油封

O型圈、氟橡胶圆条、丁腈胶、硅胶垫片、三元乙丙(EPDM)密封件及骨架油封是广泛应用于机械、汽车、航空航天及建筑等领域的关键密封元件。氟橡胶耐高温、耐腐蚀,适用...
¥ 1

网站栏目