当前课程知识点：数字电子技术基础 > 第八周 > 6.3.2-1-1-1 计数器概述、同步二进制加法计数器 > Video
对于时序电路来讲
还有一类电路是广泛应用
而且模型性较好的
那就是计数器
计数器在数字电路当中
得以广泛应用
它的主要功能是
计数、分频、定时、产生节拍脉冲
那么从分类上来讲
计数器你可以按时钟来源分
那么这个可以分为同步和异步的
你也可以按照你计数的模式
你说我是加法计数还是减法计数
或者说我这个计数器
是加减均可逆的也行
那么这也是另外一种分类
除此之外计数器
还可以按你状态的编码方式来分
比如说我们常见的
我是二进制的计数
我是十进制的计数
或者是我是循环码的计数
那么除了这个之外
对于计数器来讲
我们经常还会提到一个分类
就是它的容量
这个计数器它整体容量是多少
比方说我们经常能够接触到的
石英钟
那么它的计数你可以想见
在对秒的计数是60进制
对分钟也是60进制
但对时长你可以采用12进制
或者是24进制
那么进制的不同
也代表它的容量的不同
也可以作为它的一个分类
那我们说无论你采用
什么样的进制
无论你采用什么样的分类
你落实到在数字电路
予以实现的时候
你还是采用的是逻辑电路
进行实现
因此我们还是从逻辑电路当中
最根本的二进制开始
为大家分析和介绍
我们的计数器
首先我们看一下同步计数器
同步计数器沿用的同步的概念
是我们前面讲的同步时序电路
那么也就是说
在计数器当中
用于构成计数器的
所有的触发器
它们的时钟源是同一个
那在这种情况下
我们如果来设计同步二进制
加法计数器
我们可以想一想它的规律
对于同步二进制计数器来讲
我们想一下在数数的时候
它的规律是
二进制数数
每一位只有0 1
从0到1 应该再回到0
然后如果是加法计数的话
低位应该向高位进位
那我们看是不是存在
这样一个规律
在二进制加法计数规则中
只有当我多位二进制的末位
加1的时候
如果第i位以下皆为1
那么这一位就可以翻转了
那么也就是说
当我有n位的二进制计数的时候
那每一位决定它要不要
从0到1
或者从1到0翻转
取决于什么呢
取决于这一位以下的低位
是否都计满
如果这一位以下的低位都计满
那么再来脉冲的时候
这一位就应该翻转
那么根据刚才我们的描述
你就可以得出它的一个规律
什么规律呢
我关心的是同步二进制计数器
当中每一位是否翻转
那么对于二进制计数来讲
是否翻转
我要是选用触发器的话
我可能最先想到的
不是RS不是JK也不是D
而是我们前边曾经提到过的
T触发器
那么T触发器有一个特点
当T等于0的时候
它不翻转
T等于1的时候
只要来脉冲它就翻转
那我们如果把这一点
用的比较透
我用T触发器来构成
同步的二进制计数器的话
是不是我们可以进行
这样的一个规律分析
对于低位的
最低位的T0
也就是末位
它始终等于1
因为对于二进制来讲
只要来脉冲
我的低位就应该翻转
我的数数就是01 01
始终在翻转
那高位是否要翻转呢
取决于我高位以下的
所有的这些位是否计满
那所有的这些位是否计满
也就是刚才我们说的
是否皆为1
那我们把这样的描述
用逻辑式进行表达的话
可以表达成Ti等于Qi-1
一直到Q0它们相与
那如果有了这样的一个逻辑抽象
我很容易的就把
这样的一个实现
用电路予以表达
你可以这样表达出来
说我所有的电路实现
都选用了T触发器
我来构成一个四位的二进制计数
那么四位的二进制计数
对于最低位来讲
T0恒等于1
那我们看到T0恒等于1
对于最低位的T0是等于1的
那么对于上一位T1
它应该等于关心的是
Q0是否为1
如果Q0为1的情况下
这个时候来脉冲
它就应该翻转
所以大家看到它的接线是
T1接在了Q0上
那再往下呢
对于T2来讲
它应该关心的是Q1 Q0是否计满
以此类推
那我们看到在这里
我们用到的是JK触发器
来构成T触发器
JK接在一起 接出来
标识成T 就是T触发器
我们看这样的一个
四位二进制计数器
经过实现之后
能够完成一个加法的计数
从0000一直循环计数到1111
再回到0000
当从1111回到0000的时候
它应该给出说
我已经计满 进位
因此在电路设计当中出现了C
我们看到C是等于
从Q0 Q1 Q2 Q3
一直接下来相与之后得到C
如果你要进行下一步的扩展
你可以把这个C再接到
你下一个T触发器的T
那么作为对于高位的一个进位
好 根据刚才我们所讲的
四位二进制的构成原理
也确实有经典的实现
比方说161
161就是一个四位二进制的
加法计数器
那么我们知道了它的构成的
基本原理
我们现在先不看它的内部图
试着来读一下
它的功能表和它的封装图
我们看到了封装图当中
提供了计数器输出Q0到Q3
提供了CLK信号
也就是我的计数脉冲
除此之外还提供了进位信号
这是我们前边在分析
基本原理的时候都有的
那么除了这些之外
我们还看到了其他的端
这些扩展端是干什么的呢
有EP ET 有LD
还有D0到D3还有RD
那我们通过这个表来学习一下
这些信号到底对于芯片的工作
有什么作用
先看RD’和LD’
那么RD’我们看到
当它为零的时候
它无论是否有计数脉冲
也无论其他的信号
接的是高低电平
它把整个的计数器置零
那通过前边的分析我们知道
这一定是一个异步的清零端
再看LD’
LD’说的是当它为0的时候
如果配合CLK上升沿
它可以通过D0到D3
给Q0到Q3进行置数
它与RD’不同的地方在于
它要求RD’此时为1
且它的工作要和CLK的上升沿配合
那么这个置数相较于
刚才的异步置零
就成了一个同步置数
它需要跟时钟配合
那也就是说161具备这样的功能
它可以异步清零
我从零开始计
也可以在CLK的配合下
置入一个计数器的初值
然后在这个基础上再计数
那我们看只有当LD’
和RD’皆不清零
也不置零的时候
也就是它们两个的取值
都为1的时候
我们看下边几行
这个时候才来讨论是否计数
那么大家注意
我计数计的是什么呢
计数计的是上升沿
计的是上升沿的脉冲
那说我有上升沿的时候
我计数
上边这个RD’ LD’
中间这两行灰色的
当它们都为1的时候
无论CLK
无论CLK是什么信号
EPET如果不能为1
不能同为1的话
它也没有办法计数
那通过刚才这样的解读
你也能够推断出来说
EPET在这个时候
是计数允许端
只有当这两个信号都满足
同为1的时候
才能说我这个161
工作的状态是计数状态
否则无论谁为0
刚才我们看到
EPET无论谁为0
这个时候161都会处在
保持的状态
所谓保持就是不响应
CLK上升沿
不进行计数
保持的是什么呢
保持的是你过去Q0到Q3
是什么就是什么
好 对于我们来讲
161如果大家解读完
这样的功能表
和这样的封装图
如果在实验室当中
你就可以动手去用它
如果你还有疑惑
或者是说你觉得说
我想知道它是怎么实现的
那你可以从数据手册当中
调出161的电路图
采用我们前边介绍过的
同步电路的分析方法
对它进行分析
来对所有的这个
我们介绍到的功能进行落实
但是我们说
如果你是从用的角度
你完全可以只了解到说
它的封装和它的功能表的配合
就可以
因为它的内部功能图
一定是按我们所提到的方法
去进行分析和设计的
-0.1 数字量和模拟量
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-0.2 电子技术的发展历程
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-0.3 课程的基本任务
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-1.1 信息与编码
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-1.2 二进制的补码
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-1.3 二进制补码运算的符号位
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-1.4 二进制的编码
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-1.5 用电压来表达信息
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-1.6 电压信号的离散化
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-2.1 逻辑代数概述
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-2.2 逻辑代数的三种基本运算
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-第一周--第一周作业
-2.3 几种常用的复合逻辑运算
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-2.4 逻辑代数的基本公式和常用公式
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-2.5 逻辑代数的基本定理
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-2.6 逻辑函数及其表示方法
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-2.7 逻辑函数形式的变换
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-2.8 逻辑函数的化简
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-2.9 逻辑函数的最小项之和
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-2.10 逻辑函数的最大项之积
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-2.11 最小项和最大项的关系
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-2.12 逻辑函数的卡诺图
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-2.13 卡诺图化简法
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-2.14 具有无关项的逻辑函数及其化简
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-2.15 逻辑函数的机器化化简法
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-第二周--第二周作业
-3.0 门电路概述
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-3.1-1 半导体二极管的开关特性
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-3.1-2 二极管与门
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-3.1-3 二极管或门
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-3.1-4 二极管门电路的缺点
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-3.2-1 MOS管的基本构造和工作原理
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-3.2-2 MOS管的开关特性
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-3.2-3 MOS管的工作特性曲线
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-3.3-1 CMOS反相器的电路结构和工作原理
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-3.3-2 CMOS反相器的电压电流传输特性
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-3.3-3 CMOS反相器的静态输入输出特性
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-3.3-4 CMOS反相器的动态特性
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-3.3-5 CMOS反相器的总功耗
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-第三周--第三周作业
-3.4-1 其他逻辑功能的CMOS门电路
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-3.4-2 带缓冲级的CMOS门电路
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-3.4-3 漏极开路的门电路
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-3.4-4 CMOS传输门和三态门
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-3.5-1-1 双极型三极管的输入输出特性
--Video
-3.5-1-2 双极型三极管的基本开关电路
--Video
-3.5-1-3 双极型三极管的开关等效电路、三极管反相器
--Video
-第四周--第四周作业
-3.5-2-1 TTL反相器的电路结构
--Video
-3.5-2-2 TTL反相器的工作原理
--Video
-3.5-2-3 TTL反相器中的几个 问题和输入噪声容限
--Video
-3.5-3-1 TTL反相器的输入输出特性
--Video
-3.5-3-2 TTL反相器的输入端负载特性
--Video
-3.5-3-3 TTL反相器的扇出系数
--Video
-3.5-4-1 TTL反相器的传输延迟时间
--Video
-3.5-4-2 TTL反相器的交流噪声容限
--Video
-3.5-4-3 电源的动态尖峰电流
--Video
-3.5-5-1 其他逻辑功能的TTL门电路
--Video
-3.5-5-2 集电极开路输出的门电路
--Video
-3.5-5-3 三态输出门
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-实验一：与非门电压传输特性曲线的观测
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-实验二：与非门传输延迟时间的测量
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-第五周--第五周作业
-4.1 组合逻辑电路的特点
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-4.2-1 组合逻辑电路的分析方法
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-4.2-2 组合逻辑电路的设计方法
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-4.3-1-1 若干常用组合逻辑电路：普通编码器
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-4.3-1-2-1 优先编码器
--Video
-4.3-1-2-2 优先编码器的扩展
--Video
-4.3-1-3 二-十进制优先编码器
--Video
-4.3-2-1 译码器
--Video
-4.3-2-2 二进制译码器的扩展
--Video
-4.3-2-3-1 显示译码器
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-4.3-2-3-2 显示译码器附加控制端的作用
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-4.3-2-4 用译码器设计组合逻辑电路
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-4.3-3-1 数据选择器
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-4.3-3-2 用数据选择器设计组合电路
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-4.3-4-1 加法器
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-4.3-4-2 多位加法器
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-4.3-4-3 用加法器设计组合电路
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-4.3-5 数值比较器
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-4.4-1_4.4-2 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象
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-4.4-3 消除竞争-冒险现象的方法
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-第六周--第六周作业
-4.5 可编程器件及EDA1
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-5.0 触发器的由来
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-5.1 门电路与触发器的关系
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-5.2 基本RS锁存器
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-5.3-1 电平触发的SR触发器
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-5.3-2 电平触发的D触发器1
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-5.3-3 电平触发的D触发器2
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-5.4-1-1 脉冲触发的触发器--主从D触发器
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-5.4-1-2 脉冲触发的触发器--主从SR触发器
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-5.4-1-3 脉冲触发的触发器--主从JK触发器
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-5.4-2 脉冲触发方式的动作特点
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-5.5 边沿触发的触发器
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-5.6-1 触发器的逻辑功能及其描述方法--SR触发器
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-5.6-2触发器的逻辑功能及其描述方法--JK触发器、T触发器、D触发器
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-第七周--第七周作业
-5.7-1 触发器的动态特性1
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-5.7-2 触发器的动态特性2
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-5.7-3 触发器的动态特性3
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-6.1-1 时序逻辑电路概述
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-6.1-2 时序电路的一般结构形式与功能描述方法
--Video
-6.1.3 时序电路的分类
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-6.2.1-1 同步时序电路的分析方法1
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-6.2.1-2 同步时序电路的分析方法2
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-6.2.3 异步时序电路的分析方法
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-6.3.1-1 寄存器
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-6.3.1-2 移位寄存器1
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-6.3.1-3 移位寄存器2
--Video
-6.3.1-4 移位寄存器扩展应用
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-6.3.2-1-1-1 计数器概述、同步二进制加法计数器
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-6.3.2-1-1-2 同步二进制减法计数器
--Video
-6.3.2-1-1-3 同步加减计数器
--Video
-6.3.2-1-2-1 同步十进制加法计数器
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-6.3.2-1-2-2 同步十进制减法计数器、十进制可逆计数器
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-6.3.2-2 异步计数器
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-第八周--第八周作业
-6.3.2-3-1-1 任意进制计数器的构成方法
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-6.3.2-3-1-2 任意进制计数器的构成方法--举例(N>M)
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-6.3.2-3-1-3 任意进制计数器的构成方法--举例(N<M)
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-6.3.2-4 计数器应用举例
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-6.4.1-1 时序逻辑电路的设计方法
--Video
-6.4.1-2 时序逻辑电路的设计方法--举例
--Video
-6.4.2 时序逻辑电路的动态特性分析
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-7.0 半导体存储器绪论
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-7.1 半导体存储器概述和分类
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-7.2-1 ROM的结构和工作原理
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-7.2-2 可编程ROM1
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-7.2-3 可编程ROM2
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-7.3 RAM的结构和工作原理
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-7.4-1 存储器容量的扩展-位扩展
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-7.4-2 存储器容量的扩展-字扩展
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-7.5 用存储器实现组合逻辑电路
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-第九周--第九周作业
-8.1 可编程逻辑器件概述
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-8.2-8.3-8.4 可编程逻辑器件-FPLA/PAL/GAL
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-8.5-8.6-8.7 可编程逻辑器件-EPLD/CPLD/FPGA
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-8.8-8.9 可编程逻辑器件-ISPGDS、PLD的使用
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-10.1-1 脉冲波形的产生和整形概述
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-10.1-2-10.2.1 门电路组成的施密特触发器
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-10.2.2 集成施密特触发器
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-10.2.3 施密特触发器的主要特点和应用
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-10.3.1-1-1 积分型单稳态触发器--结构和工作原理
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-10.3.1-1-2 积分型单稳态触发器--性能参数计算
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-10.3.1-2-1 微分型单稳态触发器--结构和工作原理
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-10.3.1-2-2 微分型单稳态触发器--性能参数计算
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-10.3.2 集成单稳态触发器
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-10.4.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器
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-10.4.2 对称式多谐振荡器
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-10.4.3 非对称式多谐振荡器
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-第十周--第十周作业
-10.4.4 环形振荡器
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-10.4.5 石英晶体多谐振荡器
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-10.5 脉冲电路的分析方法
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-10.6.1 555定时器电路的结构与功能
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-10.6.2 用555定时器接成施密特触发器
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-10.6.3 用556定时器接成单稳态触发器
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-10.6.4 用557定时器接成多谐振荡器
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-11.1 数模和模数转换概述
--Video
-11.2.1 权电阻网络D/A转换器
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-11.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器
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-11.2.3 具有双极性输出的电阻网络D/A转换器
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-11.2.4 D/A转换器的转换精度和速度
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-11.3.1 A/D转换的基本原理
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-11.3.2 采样保持电路
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-11.3.3 并联比较型A/D转换器
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-11.3.4-1 反馈比较型A/D转换器--计数型
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-11.3.4-2 反馈比较型A/D转换器--逐次渐进型
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-11.3.5 双积分型和V-F型A/D转换器
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-第十一周--第十一周作业
-I-概述、电路设计及功能仿真
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-II-指定芯片及时序仿真
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-III-选外设（自动化）、锁定引脚并生成下载文件
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-IV-电路扩展设计
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-V-用Verilog描述状态机电路
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