约翰逊计数器
6页1、环形计数器是由移位寄存器加上一定的反馈电路构成的,用移位寄存器构成环形计数器的一般框图见图23-5-1,它是由一个移位寄存器和一个组合反馈逻辑电路闭环构成,反馈电路的输出接向 移位寄存器的串行输入端,反馈电路的输入端根据移位寄存器计数器类型的不同,可接向移位寄 存器的串行输出端或某些触发器的输出端。图23-5-1移位寄存器型计数器方框图23.5.1环形计数器23.5.1.1电路工作原理图23-5-2为一个四位环形计数器,它是把移位寄存器最低一位的串行输出端。土反馈到最高位的串行输入端(即D触发器的数据端)而构成的,环形计数器常用来实现脉冲顺序分配的功能 (分配器)。假设寄存器初始状态为Q4qQ2Q = 1000,那么在移位脉冲的作用下,其状态将按表23-11中的顺序转换。表Z3-11状态转换表移位脉冲顺序计数器状态a& a a0100010100200103000141000当第三个移位脉冲到来后,O =1,它反馈到。+输入端,在第四个移位脉冲作用下Q =1,回144复到初始状态。表23-11中的各状态将在移位脉冲作用下,反复在四位移位寄存器中不断循环。由上述讲讨论可知,该环形计数的计
2、数长度为N=n。和二进制计数器相比,它有2n-n个状态 没有利用,它利用的有效状态是少的。23.5.1.2状态转换图和工作时序表23-11中是以1000为初始状态的,它所对应的状态转换图见图23-5-3。如果移位寄存器中 的初始状态不同,就会有不同的状态转换图。图23-5-4给出了四位环形计数器可能有的其它几 种状态转换图。图23-5-3状态转换图(a)(b)(c)(d)图23-5-4四位环行计数器其它的状态转换图图23-5-4(a)、(b)、(c)三个状态转换图中各状态是闭合的,相应的时序为循环时序。当计数器 处于图23-5-4(d)所示的状态0000或1111时,计数器的状态将不发生变化。这两个状态称为悬 态或死态。四位环形计数器可能有这么多不同的循环时序,是我们不希望的,只能从这些循环时序中选 出一个来工作,这就是工作时序,或称为正常时序,或有效时序。其它末被选中的循环时序称为 异常时序或无效时序。一般选图23-5-3的时序为工作时序,因为它只循环一个“1”不用经过译 码就可从各触发器的Q端得到顺序脉冲输出,参看图23-5-5。图23-5-5四位环形的计数器的输出波形(正常时序)
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