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电工文库|采用中规模集成器件设计任意模值计数器
2016-03-09  浏览:43
水电之家讯:中规模时序逻辑器件常见的主要包括计数器、锁存器、移位寄存器等。下面重点介绍用中规模集成器件实现任意模值计算(分频)器的方法。

应用N 进制中规模集成器件实现任意模值MMN )计算分频时,主要从N 进制计数器的状态转移表中跳跃(N-M )个状态,从而得到M 个状态转移的M 计数分频器。通常利用中规模集成器件的清除端和置入控制端进行设计。

1.利用清除端的复位法

当中规模N 进制计数器从S0状态开始计数时,计数器输入M 个脉冲后,N 进制计数器处于SM 状态,利用SM 状态产生一个清除信号,加到清除端,使计数器返回到S0状态,这样就跳跃了(N-M )个状态,从而实现模值为M 的计数分频。

2.利用置入控制端的置位法

利用中规模器件的置入控制端,可以置入某一固定二进制数值,从而使N 进制计数器跳跃(N-M )个状态,实现模值为M 的计数分频。

1、 74161的应用

例1 用74161构成九进制加计数器

解:九(N =9)进制计数器有九个状态,而74161在计数过程中有16(M =16)个状态,因此属于M >N 的情况。此时必须设法跳过M -N(=16-9=7)个状态。通常用两种方法实现,即反馈清零法和反馈置数法。

1. 反馈清零法

反馈清零法适用于有清零输入端的集成计数器。74161具有异步清零功能,在其计数过程当中,不管它的输出处于哪一状态,只要在异步清零输入端加一低电平电压,使RD=0,74161的输出会立即从那个状态回到0000状态。清零信号(RD=0)消失后,74161又从0000状态开始重新计数。

图1(a)所示的九进制计数器,就是借助74161的异步清零功能实现的。图1(b)是该九进制计数器的主循环状态图。

图1 用反馈清零法将74161接成九进制计数器(a)逻辑电路图(b)主循环状态图

由图可知,74161从0000状态开始计数,当输入第九个CP 脉冲(上升沿)时,输出QDQCQBQA=1001,通过与非门译码后,反馈给RD0端一个清零信号,立即使QDQCQBQA返回0000状态,接着,RD端的清零信号也随之消失,74161重新从0000状态开始新的计数周期。要说明的是,此电路一进入1001状态后,立即又被置成0000状态,即1001状态仅在极短的瞬间出现,因此,在主循环状态图中用虚线表示。这样就跳过了1001―1111七个状态,获得了九进制计数器。

具有同步清零功能的M 进制集成计数器也可用反馈清零法构成N 进制计数器。

2. 反馈置数法

反馈置数法适用于具有预置数功能的集成计数器。对于具有同步预置数功能的计数器而言,在其计数过程中,可以将它输出的任何一个状态通过译码,产生一个预置数控制信号反馈至预置数控制端,在下一个CP 脉冲作用后,计数器就会把预置数输入端A、B、C、D的状态置入输出端。预置数控制信号消失后,计数器就 从被置入的状态开始重新计数。图2(a)和图3都是借助同步预置数功能,采用反馈置数法,用74161构成九进制计数器的。

图2 用反馈置数法将74161接成九进制计数器(a)逻辑电路图(b)主循环状态图

其中图2(a)的接法是把输出QDQCQBQA=1000状态译码产生预置数控制信号0,反馈至LD 端,在下一个CP 脉冲的上升沿到达时置入0000状态。图2(b)是图2(a)电路的主循环状态图。其中0001―1000这8个状态是74161进行加1计数实现的,0000是由反馈(同步)置数得到的。由此可见,在图2(a)中,反馈置数操作可在74161计数循环状态(0000―1111)中的任何一个状态下进行。例如可将QDQCQBQA=1111状态的译码信号加至LD端,这时预置数据输入端应为0111(=1111―1000)状态。

图3电路的接法是将74161计数到1111状态时产生的进位信号译码后,反馈到预置数控制端。预置数据输入端置成0111状态。

图3 反馈置数法的另外一种电路该电路从0111状态开始加1计数,输入第8个CP 脉冲后到达1111状态,此时RCO=ETQDQCQBQA=1,LD=0 。在第9个CP脉冲作用后,QDQCQBQA被置成0111状态,同时使RCO=0,LD=1。新的计数周期又从0111开始。

具有异步置数功能的M 进制集成计数器也可用反馈置数法构成N 进制计数器。

例2 用74HCT161组成256进制计数器

解:因为N(=256)>M(=16),且256=16×16,所以要用两片74HCT161构成此计数器。每片均接成十六进制。 片与片之间的连接方式有并行进位(低位片的进位信号作为高位片的使能信号)和串行进位(低位片的进位信号作为高位片的时钟脉冲,即异步计数方式)两种。

(a)并行进位方式 (b)串行进位方式

图4 例2的逻辑电路图 图4(a)是以并行进位的方式连接的256进制计数器。两片74HCT161的CP 端均与计数脉冲CP 连接,因而是同步计数器。低位片(片1)的使能端ETEP=1,因而它总是处于计数状态;高位片(片2)的使能端接至低位片的进位信号输出端RCO,因而只有当片1计数至1111状态,使其RCO=1时,片2才能处于计数状态。在下一个计数脉冲作用后,片2计入一个脉冲,片1由1111状态变成0000状态,它的进位信号也变成0,使片2停止计数。

图4(b)是以串行进位的方式连接的256进制计数器。其中,片1的进位输出信号RCO 经反相器反相后作为片2的计数脉冲CP2。显然,这是一个异步计数器。虽然两芯片的使能控制信号都为1,但只有当片1由1111变成0000状态,使其RCO由1变为0,CP2由0变为1时,片2才能计入一个脉冲。其他情况下,片2都将保持原有状态不变。水电之家为您提供最全面的管材,管件,水电,电线,电工,管材水电品牌的装修知识点和各种管材水电的导购与在线购买服务,拥有最便宜的管材水电价格和最优质的售后服务,每天都有秒杀的抢购活动哦!敬请登陆水电之家:http://shuidian.jc68.com/
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