教材：閻石《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第五版） 高等教育出版社

視頻教材：

6.3.2 計(jì)數(shù)器

一、計(jì)數(shù)器：

(1)?功能：時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列以及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等。

(2)?同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器：

①　同步計(jì)數(shù)器：當(dāng)時(shí)鐘脈沖不輸入時(shí)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是同時(shí)發(fā)生的。

②　異步計(jì)數(shù)器：觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)有先有后，不是同時(shí)發(fā)生的。

(3)?加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和加減計(jì)數(shù)器：

①　加法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖不斷輸入而作遞增計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。

②　減法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖不斷輸入而作遞減計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。

③　加減計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖不斷輸入而計(jì)數(shù)可增可減的計(jì)數(shù)器。

(4)?按數(shù)字的編碼形式分類，計(jì)數(shù)器可分成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、二—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、格雷碼計(jì)數(shù)器等。

(5)按計(jì)數(shù)容量來(lái)區(qū)分不同的計(jì)數(shù)器，如十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。

二、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)同步二進(jìn)制加法器

1.?根據(jù)二進(jìn)制加法規(guī)則可知，在一個(gè)多位二進(jìn)制的末位上加1時(shí)，若其中的第i位以下各位皆為1時(shí)，則第i位應(yīng)改變狀態(tài)。而最低位的狀態(tài)在每次加1時(shí)都要改變。

2.?同步計(jì)數(shù)器通常用T觸發(fā)器構(gòu)成。

3.?當(dāng)每次時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)時(shí)，使該翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器輸入端Ti = 1，不該翻轉(zhuǎn)的Ti = 0。

4.?當(dāng)通過(guò)T端的狀態(tài)控制時(shí)，除最低位T0=1外，第i位觸發(fā)器輸入端的邏輯式如圖。

5.?4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程、狀態(tài)方程如圖。

6.?4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器電路圖如圖。

7.?4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如圖。

8.?4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖如圖。

9.?由時(shí)序圖可看出，若計(jì)數(shù)脈沖的頻率為f0，那么Q0、Q1、Q2、Q3輸出脈沖的頻率依次為1/2 f0、1/4 f0、1/8 f0、1/16 f0。因此計(jì)數(shù)器可用作分頻器。

10.?加法器常用的附加控制功能有異步置零、預(yù)置數(shù)、保持等。

11.?4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161的功能表和框圖如圖。

（2）同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

1.?根據(jù)二進(jìn)制加法規(guī)則可知，在一個(gè)多位二進(jìn)制的末位上加1時(shí)，若其中的第i位以下各位皆為1時(shí)，則第i位應(yīng)改變狀態(tài)。而最低位的狀態(tài)在每次加1時(shí)都要改變。

2.?同步計(jì)數(shù)器通常用T觸發(fā)器構(gòu)成。

3.?當(dāng)通過(guò)T端的狀態(tài)控制時(shí)，除最低位T0=1外，第i位觸發(fā)器輸入端的邏輯式如圖。

4. 4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程如圖。

（3）可逆計(jì)數(shù)器

1.?將加法計(jì)數(shù)器和劍法計(jì)數(shù)器的控制電路合并，再通過(guò)一根加/減控制線選擇加法計(jì)數(shù)還是減法計(jì)數(shù)，就構(gòu)成了加/減計(jì)數(shù)器。

2.?常用的附加功能：預(yù)置數(shù)控制、使能控制、進(jìn)位/借位信號(hào)輸出端、串行時(shí)鐘輸出端等。

3.?4位同步四位二進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器74LS191功能表、框圖如圖。

4.?可逆計(jì)數(shù)器有單時(shí)鐘和雙時(shí)鐘兩種結(jié)構(gòu)。