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如何看懂电路图(十)- 计数器、分频器和数字电路读图要点

计数器和分频器

( 1 )计数器

能对脉冲进行计数的部件叫计数器。计数器品种繁多,有作累加计数的称为加法计数器,有作递减计数的称为减法计数器;按触发器翻转来分又有同步计数器和异步计数器;按数制来分又有二进制计数器、十进制计数器和其它进位制的计数器等等。

现举一个最简单的加法计数器为例,见图 9 。它是一个 16 进制计数器,最大计数值是 1111 ,相当于十进制数 15 。需要计数的脉冲加到最低位触发器的 CP 端上,所有的 J 、 K 端都接高电平 1 ,各触发器 Q 端接到相邻高一位触发器的 CP 端上。 J—K 触发器的特性表告诉我们:当 J=1 、 K=1 时来一个 CP ,触发器便翻转一次。在全部清零后, ① 第 1 个 CP 后沿,触发器 C0 翻转成 Q0=1 ,其余 3 个触发器仍保持 0 态,整个计数器的状态是 0001 。 ② 第 2 个 CP 后沿,触发器 C0 又翻转成“ Q0=0 , C1 翻转成 Q1=1 ,计数器成 0010 。 …… 到第 15 个 CP 后沿,计数器成 1111 。可见这个计数器确实能对 CP 脉冲计数。


2 )分频器

计数器的第一个触发器是每隔 2 个 CP 送出一个进位脉冲,所以每个触发器就是一个 2 分频的分频器, 16 进制计数器就是一个 16 分频的分频器。

为了提高电子钟表的精确度,普遍采用的方法是用晶体振荡器产生 32768 赫标准信号脉冲,经过 15 级 2 分频处理得到 1 赫的秒信号。因为晶体振荡器的准确度和稳定度很高,所以得到的秒脉冲信号也是精确可靠的。把它们做到一个集成片上便是电子手表专用集成电路产品,见图 10 。


数字逻辑电路读图要点和举例

数字逻辑电路的读图步骤和其它电路是相同的,只是在进行电路分析时处处要用逻辑分析的方法。读图时要: ① 先大致了解电路的用途和性能。 ② 找出输入端、输出端和关键部件,区分开各种信号并弄清信号的流向。 ③ 逐级分析输出与输入的逻辑关系,了解各部分的逻辑功能。 ④ 最后统观全局得出分析结果。

例 1 三路抢答器

图 11 是智力竞赛用的三路抢答器电路。裁判按下开关 SA4 ,触发器全部被置零,进入准备状态。这时 Q1 ~ Q3 均为 1 ,抢答灯不亮;门 1 和门 2 输出为 0 ,门 3 和门 4 组成的音频振荡器不振荡,扬声器无声。


竞赛开始,假定 1 号台抢先按下 SA1 ,触发器 C1 翻转成 Q1=1 、 Q1=0 。于是: ① 门 2 输出为 1 ,振荡器振荡,扬声器发声; ②HL1 灯点亮; ③ 门 1 输出为 1 ,这时 2 号、 3 号台再按开关也不起作用。裁判宣布竞赛结果后,再按一下 SA4 ,电路又进入准备状态。

例 2 彩灯追逐电路

图 12 是 4 位移位寄存器控制的彩灯电路。开始时按下 SA ,触发器 C1 ~ C4 被置成 1000 ,彩灯 HL1 被点亮。 CP 脉冲来到后,寄存器移 1 位,触发器 C1 ~ C4 成 0100 ,彩灯 HL2 点亮。第 2 个 CP 脉冲点亮 HL3 ,第 3 个点亮 HL4 ,第 4 个 CP 又把触发器 C1 ~ C4 置成 1000 ,又点亮 HL1 。如此循环往复,彩灯不停闪烁。只要增加触发器可使灯数增加,改变 CP 的频率可变化速度。

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