5-9異步計(jì)數(shù)器電子課件教學(xué)版

第五章時(shí)序邏輯電路

5.3計(jì)數(shù)器

5.3.4異步計(jì)數(shù)器的分析和設(shè)計(jì)主講人：黃麗亞1、異步計(jì)數(shù)器的分析特點(diǎn)：各觸發(fā)器的CP脈沖不是同一個(gè)，以至狀態(tài)翻轉(zhuǎn)不在同一時(shí)刻發(fā)生。優(yōu)點(diǎn)：同樣性能的計(jì)數(shù)器，異步計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)比同步計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：分析與設(shè)計(jì)比同步計(jì)數(shù)器復(fù)雜些。計(jì)數(shù)器速度較慢。1Q11J1KC1FF1Q1Q21J1KC1FF2Q21Q31J1KC1FF3Q31ZCP例5.3.6：分析下圖所示的異步計(jì)數(shù)器：解：1）Ji=Ki=1構(gòu)成3個(gè)T’FF。2）Q3n+1=[

Q3n]·Q2n

Q2n+1=[

Q2n]·Q1n

Q1n+1=[

Q1n]·CP

Z=Q3Q2Q13）列狀態(tài)轉(zhuǎn)移表：Q3n+1=[

Q3n]·Q2n

Q2n+1=[

Q2n]·Q1n

Q1n+1=[

Q1n]·CP

Z=Q3Q2Q1000000100100100100011011010010010101CP↓的個(gè)數(shù)S(t)Z=Q3Q2Q1Q3Q2Q10000010010201003011041000510106110071111電路的工作波形圖CPQ1Q2Q3Z123456780101010100110011000011110002分頻4分頻8分頻逢八進(jìn)一（1）由n個(gè)T’FF構(gòu)成。（2）計(jì)數(shù)脈沖CP送至第一級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘CP1。（3）后一級(jí)輸出Qi+1是前一級(jí)輸出Qi的二分頻，且在Qi的下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。M=2n的異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的一般規(guī)律：（1）由n個(gè)T’FF構(gòu)成。

（2）計(jì)數(shù)脈沖CP送至第一級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘CP1。（3）后一級(jí)輸出Qi+1是前一級(jí)輸出Qi的二分頻，且在Qi的下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，因此進(jìn)位信號(hào)Z=Q1Q2…Qn對(duì)于JKFF：Qi

CPi+1

對(duì)于DFF：Qi

CPi+1

用DFF構(gòu)成的3位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器電路圖5.3.27用DFF構(gòu)成的3位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器

1

2345678CPQ1010101010Q2011001100Q3011110000異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的波形圖M=2n的異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的一般規(guī)律：（1）由n個(gè)T’FF構(gòu)成。

（2）計(jì)數(shù)脈沖接第一級(jí)觸發(fā)器的時(shí)鐘CP1。（3）后一級(jí)輸出Qi+1是前一級(jí)輸出Qi的二分頻，且在Qi的上升沿觸發(fā)。進(jìn)位信號(hào)Z=

Q1

Q2…Qn對(duì)于JKFF：Qi

CPi+1

對(duì)于DFF：Qi

CPi+1例5.3.7：分析下圖異步計(jì)數(shù)器的功能111解：1）激勵(lì)方程：

J1=

Q3nK1=1J2=K2=1J3=

Q1n·Q2nK3=

Q1n

Q3Q2Q1解：2）次態(tài)方程

Q1n+1=[

Q3n

Q1n]·CP

Q2n+1=[

Q2n]·

Q1n

=[

Q2n]·Q1n

Q3n+1=[Q2n

Q3n

Q1n+Q1nQ3n]·CP

1111010110100Q3nQ2nQ1nQ3n+1Q1n+12）次態(tài)方程

Q1n+1=[

Q3n

Q1n]·CP

Q2n+1=[

Q2n]·

Q1n

=[

Q2n]·Q1n

Q3n+1=[Q2n

Q3n

Q1n+Q1nQ3n]·CP

0010100011000001Q1n

Q1n

10000111000011010101100偏離狀態(tài)001

000

110

010111

110

010

3）列狀態(tài)轉(zhuǎn)移表：4）該計(jì)數(shù)器為M=5具有自啟動(dòng)性的異步計(jì)數(shù)器。0101101000001101010000011010110100Q3nQ2nQ1n序號(hào)Q3Q2Q101234

2.異步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)在異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)上，用異步復(fù)0法實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1）首先用n個(gè)T’FF實(shí)現(xiàn)M=2n