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1、3.3.1 四个D锁存器或触发器构成的四位寄存器 3.3.2 移位寄存器 而所谓“移位”，就是将寄存器所存各位数据，在 每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据 移位方向，常用的有三种： 寄存器 左移 (a) 寄存器 右移 (b) 寄存器 双向 移位 (c) 寄存器有七种：并入并出、右移、左移、循环右移、 循环左移、并入右移、右移并出 并行输出 4位右移 移位寄存器 时钟方程 ： 状态方程： 1单向移位寄存器 并行输出 4位左移 移位寄存器 时钟方程 ： 状态方程： 2、双向移位寄存器 M=0时右移M=1时左移 3、集成 双向移 位寄存 器 74LS194 3.4 计数器 计数器的功能和
2、分类 1. 计数器的作用 记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节拍 脉冲及进行数字运算等等。 2. 计数器的分类 按工作方式分：同步计数器和异步计数器。 按计数功能分：加法计数器、减法计数器和可逆计 数器。 按计数器的计数容量(或称模数)来分：各种不同的 计数器，如二进制计数器、十进制计数器、N进制 计数器等等。 3.4.1 同步二进制计数器 同步计数器的特点：在同步计数器内部，各个 触发器都受同一时钟脉冲输入计数脉冲的 控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的， 故被称为 “ 同步计数器 ”。 例：三位二进制同步加法计数器。 三位二进制同步加法计数器 Q2 Q2J2 K2Q1 Q1J1 K
3、1Q0 Q0J0 K0 & 计数脉冲 CP 1 用计数方法同步二进制计数器 分析步骤: 1. 先列写控制端的逻辑表达式： J2 = K2 = Q1Q0 J1 = K1 = Q0 J0 = K0 = 1 Q0： 来一个CP，它就翻转一次； Q1：当Q01时，它可翻转一次； Q2：只有当Q1Q011时，它才能翻转一次。 三位二进制同步加法计数器 Q2 Q2J2 K2Q1 Q1J1 K1Q0 Q0J0 K0 & 计数脉冲 CP 2. 再列写状态转换表，分析其状态转换过程。 2 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0
4、0 0 1 1 0 1 1 4 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 6 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 7 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 CP Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J01 K01 Q2 Q1 Q0 Q1Q0Q1Q0Q0Q0 原状态 控 制 端 下状态 , , , CP Q0 Q1 Q2 3. 还可以用波形图显示状态转换表。 思考题：试用D触发器设计一个M=8的二进制 同步加法计数器电路。 Q0的输出的波形的频率是CP的1/2
5、。 Q1的输出的波形的频率是CP的1/4。 Q2的输出的波形的频率是CP的1/8。 二分频 四分频 八分频 2 用移位寄存器构成同步二进制计数器 环形计数器 结构特点结构特点 即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输入端D0。 工工 作作 原原 理理 根据起始状态设置的不同，在输入计数脉冲CP的作用下， 环形计数器的有效状态可以循环移位一个1，也可以循环移 位一个0。即当连续输入CP脉冲时，环形计数器中各个触发 器的Q端，将轮流地出现矩形脉冲。 结构特点结构特点 状状 态态 图图 即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输入端D0 。 扭环形计数器 能自启动的4位扭环形计数器 3.4.2 异
6、步计数器 异步计数器的特点：在异步计数器内部，有的 触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器 则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟 脉冲，因此各个触发器状态变换的时间先后不 一，故被称为“ 异步计数器 ”。 Q2 D2 Q1 D1 Q0 D0 Q2Q1 Q0 CP 计数 脉冲 三位二进制异步加法计数器 例：三位二进制异步加法计数器。 Q0Q1Q2 21 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 01 1 0 1 1 1 00 0 0 0 1 0 1 作业：试画出三位二进制 异步减法计数器的电路图 ，并分析其工作过程。 异步计数器优点：电路简单、可靠。 异步计数
7、器缺点：速度慢。 Q2 D2 Q1 D1 Q0 D0 Q2Q1Q0 CP 计数 脉冲 三位二进制异步加法计数器 选用4个CP上升沿触发的D 触发器，分别用FF0、FF1 、FF2 、FF3表示。 2、十进制异步计数器 状 态 图 输出方程： 十进制异步加法计数器 时 序 图 时 钟 方 程 选择时钟脉冲的一个基本原则：在满足选择时钟脉冲的一个基本原则：在满足 翻转要求的条件下，触发沿越少越好。翻转要求的条件下，触发沿越少越好。 中规模集成计数器及其应用中规模集成计数器及其应用 同步四位二进制计数器74LS161 74LS161是常用的四位二进制可预置的同 步加法计数器，它可以灵活地运用在各种
8、数字电路，以及单片机系统种实现分频器 等很多重要的功能； 同步四位二进制计数器74LS161 图3-35 74LS161的外引线图 状态 输出 图3-36 74LS161的逻辑符号 并行 输入 CP输入 74LS161的功能表 CPCP上升上升 沿有效沿有效 异步清异步清0 0功功 能最优先能最优先 同步并同步并 行置数行置数 CO= Q3 Q2 Q1 Q0 CTT 任意进制计数器 任意进制计数电路的构成 1反馈归零法 (1)六进制的构成 输出QC和QB经过与非门又返回74LS161的清零 端,构成六进制计数器 74LS161 QCQDQAQB 六进制 74LS161 QC QDQA QB 十
9、二进制 与非门 与非门 74LS161构成六十进制计数器 12 141213118 74LS161 CP 16 地 VccQAQCQBQD B A DC 8 与非门 CP 7109 P T +5v 低 位 构成十进制计数器 12 141213118 74LS161 CP 16 地Vcc QAQCQBQD BA DC 8 与非门 7109 P T +5v 高 位 构成六进制计数器 作业: 1任意进制计数电路构成有哪些方法，其工 作过程如何实现？ 274LS161有几种功能，如何实现？如果置 数端为0，输入分别为1100、0011，当CP到 来时，输出状态如何？ 3画出九进制计数器（用反馈预置数法）和 五十进制计数器（用反馈归零法）的电路图 。
