如何看懂數字邏輯電路

計數器和分頻器

?。?1 ）計數器

　　能對脈沖進(jìn)行計數的部件叫計數器。計數器品種繁多，有作累加計數的稱(chēng)為加法計數器，有作遞減計數的稱(chēng)為減法計數器；按觸發(fā)器翻轉來(lái)分又有同步計數器和異步計數器；按數制來(lái)分又有二進(jìn)制計數器、十進(jìn)制計數器和其它進(jìn)位制的計數器等等。

　　現舉一個(gè)最簡(jiǎn)單的加法計數器為例，見(jiàn)圖 9 。它是一個(gè) 16 進(jìn)制計數器，最大計數值是 1111 ，相當于十進(jìn)制數 15 。需要計數的脈沖加到最低位觸發(fā)器的 CP 端上，所有的 J 、 K 端都接高電平 1 ，各觸發(fā)器 Q 端接到相鄰高一位觸發(fā)器的 CP 端上。 J―K 觸發(fā)器的特性表告訴我們：當 J=1 、 K=1 時(shí)來(lái)一個(gè) CP ，觸發(fā)器便翻轉一次。在全部清零后， ① 第 1 個(gè) CP 后沿，觸發(fā)器 C0 翻轉成 Q0=1 ，其余 3 個(gè)觸發(fā)器仍保持 0 態(tài)，整個(gè)計數器的狀態(tài)是 0001 。 ② 第 2 個(gè) CP 后沿，觸發(fā)器 C0 又翻轉成“ Q0=0 ， C1 翻轉成 Q1=1 ，計數器成 0010 。 …… 到第 15 個(gè) CP 后沿，計數器成 1111 ?？梢?jiàn)這個(gè)計數器確實(shí)能對 CP 脈沖計數。

?。?2 ）分頻器

　　計數器的第一個(gè)觸發(fā)器是每隔 2 個(gè) CP 送出一個(gè)進(jìn)位脈沖，所以每個(gè)觸發(fā)器就是一個(gè) 2 分頻的分頻器， 16 進(jìn)制計數器就是一個(gè) 16 分頻的分頻器。

　　為了提高電子鐘表的精確度，普遍采用的方法是用晶體

生 32768 赫標準信號脈沖，經(jīng)過(guò) 15 級 2 分頻處理得到 1 赫的秒信號。因為晶體振蕩器的準確度和穩定度很高，所以得到的秒脈沖信號也是精確可靠的。把它們做到一個(gè)集成片上便是電子手表專(zhuān)用集成電路產(chǎn)品，見(jiàn)圖 10 。

數字邏輯電路讀圖要點(diǎn)和舉例

　　數字邏輯電路的讀圖步驟和其它電路是相同的，只是在進(jìn)行電路分析時(shí)處處要用邏輯分析的方法。讀圖時(shí)要： ① 先大致了解電路的用途和性能。

② 找出輸入端、輸出端和關(guān)鍵部件，區分開(kāi)各種信號并弄清信號的流向。

③ 逐級分析輸出與輸入的邏輯關(guān)系，了解各部分的邏輯功能。

④ 最后統觀(guān)全局得出分析結果。

　　例 1 三路搶答器

　　圖 11 是智力競賽用的三路搶答器電路。裁判按下開(kāi)關(guān) SA4 ，觸發(fā)器全部被置零，進(jìn)入準備狀態(tài)。這時(shí) Q1 ～ Q3 均為 1 ，搶答燈不亮；門(mén) 1 和門(mén) 2 輸出為 0 ，門(mén) 3 和門(mén) 4 組成的音頻振蕩器不振蕩，揚聲器無(wú)聲。

　　競賽開(kāi)始，假定 1 號臺搶先按下 SA1 ，觸發(fā)器 C1 翻轉成 Q1=1 、 Q1=0 。于是： ① 門(mén) 2 輸出為 1 ，振蕩器振蕩，揚聲器發(fā)聲； ②HL1 燈點(diǎn)亮； ③ 門(mén) 1 輸出為 1 ，這時(shí) 2 號、 3 號臺再按開(kāi)關(guān)也不起作用。裁判宣布競賽結果后，再按一下 SA4 ，電路又進(jìn)入準備狀態(tài)。

　例 2 彩燈追逐電路

　　圖 12 是 4 位移位寄存器控制的彩燈電路。開(kāi)始時(shí)按下 SA ，觸發(fā)器 C1 ～ C4 被置成 1000 ，彩燈 HL1 被點(diǎn)亮。 CP 脈沖來(lái)到后，寄存器移 1 位，觸發(fā)器 C1 ～ C4 成 0100 ，彩燈 HL2 點(diǎn)亮。第 2 個(gè) CP 脈沖點(diǎn)亮 HL3 ，第 3 個(gè)點(diǎn)亮 HL4 ，第 4 個(gè) CP 又把觸發(fā)器 C1 ～ C4 置成 1000 ，又點(diǎn)亮 HL1 。如此循環(huán)往復，彩燈不停閃爍。只要增加觸發(fā)器可使燈數增加，改變 CP 的頻率可變化速度。