1、任意进制计数器的构成
1、常用和特定
因为市面上的进制计数器的种类优先,所以需要特定进制时,只能自己在已有产品的基础上构成需要的特定进制。
2、构成方法
十进制计数器也是通过4位二进制计数器,去掉多余状态所得
根据十进制计数器,可得M进制计数器的特点,即状态数、脉冲数、末状态
2、任意计数器分类
如前面的十进制计数器,就是M<N的情况,但它是通过修改内部电路,在这里不能使用
3、M<N
稳定:没有脉冲到来始终维持该状态 不稳定:一到该状态立马跳到另一个状态,不需要时钟脉冲
状态图可见,跳过6个状态时,需要重新在选定的末状态上输出进位
根据进制数选定多少个稳定状态
此时无法像之前的十进制计数器一样,直接修改逻辑电路,将一个二进制和一个五进制计数器构成十进制计数器
使用置数和置零端,跳过某些状态
1、原理
2、置数和置零
3、置零法
同步置零
异步置零
若M-1为反馈状态,则M-1状态只有一瞬间,该电路稳定状态和脉冲都只有M-1个
此时需要借状态M作为反馈状态,到达状态M后立即跳回,这样M-1到M的脉冲就作为第M个脉冲,而M为不稳定状态,在一瞬间就会跳变回初始状态
4、置数法
5、任意计数器设计流程
6、实例
由于741460有异步和同步端,所以可以采用2种方式设计六进制计数器
6.11、异步置零
进位输出时不再使用C端,而是从Q端接逻辑电路构成进位输出端
该简化本质上是
无关项化简
0110+0111=011x,111x+011x=x11x,其中的0111是7(无关项),111x是14或者15(都是无关项)
图中C是自己组建的进位输出,而不是芯片上的C端
由于0110状态在电路中的产生和消失都是一瞬间,所以时序图体现不出来0110状态,而直接过渡到了初始状态0000
6.12、存在问题及解决-置零
置零信号的存在时间极短,触发器还没完成复位信号就没了,从而出现了中间状态
解决
刚开始处于0101状态时,SR锁存器处于1状态,不触发置零端
上升沿到达,CLK变为1,状态变为0110,则Q端也变为1,触发置零端
置零信号一生效,状态变为000,则SR锁存器就变为双1输入,SR锁存器保持原状态,保持该状态一段时间,即CLK处于高电平这段时间
置零信号在CLK高电平时维持不变
6.21、同步置数
用0000作为初态
这种方式和同步至零类似,把预置数设置为0000
有可能会跳过原本的末状态,需要自己设计进位输出电路
由于是同步,所以不需要不稳定状态作为反馈状态,直接将末状态作为反馈状态即可。
选择任意状态作为初态
任意选择状态可以包含原进位状态,不用自己设计进位输出电路
在
选定的
末状态,需要跳回自己选定的
初始状态。电路
跳转过程几乎和原计数器一样,无缝衔接,因为反馈状态的存在时长是一个完整的脉冲,而信号到来时直接跳回始状态,和原计数器跳转时一样堪称无缝衔接。
4、M>N
5、M=N×N
1、并行
两个芯片的置零和置数端都不生效,共用同一个CLK脉冲
低位片每进位一次,高位片就工作一次
低位片一直处于工作状态
在非反馈状态时,低位片没有进位输出C,高位片的工作状态端不生效,即不工作
在反馈状态时,低位片进位输出,高位片处于工作状态,但低位片处于反馈状态时,没有CLK信号到来,高和低位片的状态都不改变
随后一个CLK到来,低位片反馈状态跳转初状态,同时高位片也状态+1,跳完后高位片又处于不工作状态。
因为CLK到来时,低位片先从9跳到0,随后将C进位输出置为0
而高位片和低位片同时接收到CLK,状态+1的操作先发生了,低位片输出置零还未到达高位片工作状态端(因为得低位片完成状态转变后才置零,有一定延迟),所以在工作状态期间完成状态跳转。
2、串行
通过低位片进位的下降沿作为高位片的CLK脉冲
反相器是为了将进位的下降沿变成上升沿
图中有误,C'端应为101
在
9回归0
的下降沿,触发高位片CLK脉冲,实现高位片状态+16、M>N且M不可分解
1、实例
2、异步置零
3、同步置数
2、分析电路得进制
分析:始 -> 反馈 -> 进位 -> 末
由接LD端,且D端接地,可得初状态为0,而末状态就等于使LD=0的式子
由于是同步置数,所以反馈状态和末状态、进位状态一样
3、设计同步时序电路(暂时跳过)
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