十进制计数器的实现方案详解

在日常生活中，人们习惯于十进制的计数规则。当利用计数器进行十进制计数时，就必须构成满足十进制计数规则的电路。十进制计数器是在二进制计数器的基础上得到的，因此也称为二—十进制计数器。

用四位二进制代码代表十进制的每一位数时，至少要用四位触发器才能实现。最常用的二进制代码是8421BCD码。8421BCD码取前面的0000～1001来表示十进制的0～9等10个数码，后面的1010～1111这6个二进制数在8421BCD码中称为无效码。因此，采用8421BCD码计数至第十个时钟脉冲时，十进制计数器的输出要从1001跳变到0000，完成一次一位十进制计数循环。下面以十进制同步加计数器为例，介绍这类逻辑电路的工作原理。

1.逻辑电路图

图7.8所示是十进制同步加计数器的电路。电路中含有 “清零”端，因只有CP输入端子，所以为莫尔型时序逻辑电路。

图7.8　同步十进制加计数器的逻辑电路图

2.计数工作原理

图7.7中各位触发器的驱动方程为(www.xing528.com)

电路中各位触发器的次态方程为

将各位触发器的现态代入次态方程，可得到该逻辑电路的次态值。这种逻辑关系可用状态转换真值表7.5和状态转换图7.9进行表述。

从状态转换真值表和状态图都可看出，该电路每来10个时钟脉冲，状态从0000开始，经0001、0010、0011、…、1001，又返回0000形成模10循环计数器。而不在循环内的1010、1011、1100等6个无效状态只是可能在电源刚接通时出现，只要电路一开始工作，由状态转换图可知，电路很快就会进入有效循环体中的某一状态，此后这些无效的非循环状态就不可能再现。因此，图7.8所示的莫尔型模10计数器电路是一个具有自启动能力的十进制同步加计数器。

表7.5　十进制逻辑电路状态转换真值表

所谓自启动能力：指时序逻辑电路中某计数器中的无效状态码，若在开机时出现，不用人工或其他设备的干预，计数器能够很快自行进入有效循环体，使无效状态码不再出现的能力。