授課PPT-4.7中規(guī)模時(shí)序邏輯器件分析與應(yīng)用.ppt

電子電路的分析與應(yīng)用課程教學(xué)資源建設(shè),建設(shè)院校：,主要參與企業(yè)：,金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院,金華市靈聲電子有限公司 浙江省東晶電子有限公司 杭州康芯電子有限公司,學(xué)習(xí)任務(wù)布置,1理解基本概念、查詢其定義及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 計(jì)數(shù)器 加法計(jì)數(shù)器 減法計(jì)數(shù)器 可逆計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)容量、長度、模 同步計(jì)數(shù)器 異步計(jì)數(shù)器 分頻器 序列信號發(fā)生器 2完成相關(guān)作業(yè) 3收集相關(guān)電子書籍、網(wǎng)站、資料、進(jìn)行學(xué)習(xí)交流與總結(jié),脈沖分配器 環(huán)形計(jì)數(shù)器 扭環(huán)形計(jì)數(shù)器 寄存器 移位寄存器 順序脈沖發(fā)生器,教學(xué)過程設(shè)計(jì),學(xué)生學(xué)習(xí)參考資源列表,學(xué)習(xí)參考網(wǎng)站 1/達(dá)普芯片交易網(wǎng) 2/原理圖網(wǎng) 3/電子電路圖 4/電子技術(shù)網(wǎng) 5/中國電子制作 6/ 應(yīng)用電子網(wǎng) 7/ 電子開發(fā)網(wǎng) 8. /info/ 電子天下 9. 各校精品課程網(wǎng)站,學(xué)生學(xué)習(xí)參考資源列表,學(xué)習(xí)參考書 1. 楊志忠，數(shù)字電子技術(shù)，高等教育出版社，2008年11月出版。 2. 吳志榮，電子技術(shù)與實(shí)踐，高等教育出版社，2008年11月出版。 3. 余紅娟，電子技術(shù)基本技術(shù)技能，人民郵電出版社。 4. 余紅娟，電子電路分析與調(diào)試，人民郵電出版社。,學(xué)習(xí)資料 1. 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用 2. 寄存器的分析與應(yīng)用,習(xí)題與試題 1. 例題 2. 作業(yè) 3. 單元測試題,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,目錄,二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析.了解 1.1 二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器 1.2 二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器 1.3 集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 2. 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析了解 2.1 十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器 2.2 十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器 2.3 集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 3. 計(jì)數(shù)器的應(yīng)用.會,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器概述,對時(shí)鐘脈沖 CP 計(jì)數(shù)。,分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列、進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等。,功能,應(yīng)用,分類,按數(shù)制分：,二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 N 進(jìn)制(任意進(jìn)制)計(jì)數(shù)器,按計(jì)數(shù) 方式分：,加法計(jì)數(shù)器 減法計(jì)數(shù)器 可逆計(jì)數(shù) (Up-Down Counter),按時(shí)鐘 控制分：,同步計(jì)數(shù)器 (Synchronous Counter) 異步計(jì)數(shù)器 (Asynchronous Counter),教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)容量、長度或模的概念,計(jì)數(shù)器能夠記憶輸入脈沖的數(shù)目，即電路的有效狀態(tài)數(shù) M 。,3 位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器：,0000,1111,/1,4 位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器：,000,111,/1,n 位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器：,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,集成二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74161,引腳排列圖,邏輯功能示意圖,0 0 1 1,Q3 Q0 = 0000,同步并行置數(shù),異步清零,Q3 Q0 = D3 D0,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,集成二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74161,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,集成二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74161,狀 態(tài) 圖,注 釋,74LS161是典型的4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，異步清除。同于74161。 請問它的模是幾？, 、 、ET和EP均為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，每輸入一個(gè) CP 脈沖，進(jìn)行一次加法計(jì)數(shù)。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,集成二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74163,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,同步和異步的區(qū)別,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,同步和異步的區(qū)別,0,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,同步和異步的區(qū)別,波形圖：,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,集成十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74160,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,集成十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74162,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,集成計(jì)數(shù)器應(yīng)用電路分析,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,集成計(jì)數(shù)器應(yīng)用電路分析,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器7493,74LS93是異步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。,RD1、RD2為清零端，高電平有效。,二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：CP0作同步脈沖，F(xiàn)F0構(gòu)成一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器;,八進(jìn)制計(jì)數(shù)器：CP1作同步脈沖，F(xiàn)F1、FF2、FF3構(gòu)成模 8 計(jì)數(shù)器;,十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器： CP1端與Q0端在外部相連， 構(gòu)成模16計(jì)數(shù)器。,74LS93又稱為二八十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,利用同步清零或置數(shù)端獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)器,思 路：,當(dāng) M 進(jìn)制計(jì)數(shù)到 SN 1 后使計(jì)數(shù)回到 S0 狀態(tài),2. 求歸零邏輯表達(dá)式；,1. 寫出狀態(tài) SN 1 的二進(jìn)制代碼；,3. 畫連線圖。,步 驟：,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,利用同步清零或置數(shù)端獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)器,例 用4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74163 構(gòu)成十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,解：,1.,= 1011,2. 歸零表達(dá)式：,3. 連線圖,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,利用異步清零或置數(shù)端獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)器,思 路：,當(dāng)計(jì)數(shù)到 SN 時(shí)，立即產(chǎn)生清零或置數(shù)信號， 使返回 S0 狀態(tài)。（瞬間即逝）,步 驟：,1. 寫出狀態(tài) SN 的二進(jìn)制代碼；,2. 求歸零邏輯表達(dá)式；,3. 畫連線圖。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,利用異步清零或置數(shù)端獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)器,例 用二-八-十六進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74197構(gòu)成十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,狀態(tài)S12的作用： 產(chǎn)生歸零信號,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的級聯(lián),低位片的進(jìn)位信號作為高位片的時(shí)鐘脈沖 （即異步計(jì)數(shù)方式),串行進(jìn)位：,N = 1616 = 256,計(jì)數(shù)狀態(tài) : 0000 0000 1111 1111,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的級聯(lián),并行進(jìn)位：,直接將低位片的進(jìn)位信號送到高位片的使能端,CP,N = 1616 = 256,計(jì)數(shù)狀態(tài) : 0000 0000 1111 1111,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的級聯(lián),例 試用兩片74161構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器,方法一：,先用兩片74161構(gòu)成256進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再用“同步置數(shù)”法構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的級聯(lián),例 試用兩片74161構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器,方法二：通過串行進(jìn)位的方法構(gòu)成256進(jìn)制計(jì)數(shù)器，再用“同步置數(shù)” 法構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的級聯(lián),例 試用兩片74161構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器,方法三：當(dāng)M可分解成N1和N2時(shí)，可將兩個(gè)計(jì)數(shù)器分別接成N1進(jìn)制計(jì)數(shù)器和N2進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再將兩個(gè)計(jì)數(shù)器級聯(lián)起來。因此，100進(jìn)制計(jì)數(shù)器可由兩個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器級聯(lián)而成。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的應(yīng)用-組成分頻器,0,1,Q,Q0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 1,0 1,1 1,1 1,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的應(yīng)用-組成分頻器,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的應(yīng)用-組成分頻器,通過分頻的方法，利用一個(gè)高穩(wěn)定的信號源產(chǎn)生多種頻率的信號。這是數(shù)字系統(tǒng)中為獲得各種時(shí)鐘脈沖所采用的最普遍的方法。,PCM30/32路基群系統(tǒng)時(shí)鐘框圖,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的應(yīng)用-組成分頻器,例 某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號的頻率為32768Hz，用74161組成分頻器，將其分頻為頻率為1Hz的脈沖信號。,解 因?yàn)?2768=215，經(jīng)15級二分頻，就可獲得頻率為1Hz的脈沖信號。因此將四片74161級聯(lián)，從高位片（4）Q2輸出即可。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的應(yīng)用-用于測量脈沖頻率,固定時(shí)間，求該時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)得到頻率。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的應(yīng)用-用于測量脈沖周期,求待測脈沖一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)通過的固定周期脈沖數(shù)得到周期。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的應(yīng)用-序列信號發(fā)生器,序列信號在時(shí)鐘脈沖作用下產(chǎn)生的一串周期性的二進(jìn)制信號。,其中74161與G1構(gòu)成了一個(gè)模5計(jì)數(shù)器。 ，因此，這是一個(gè)01010序列信號發(fā)生器，序列長度P=5。,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的應(yīng)用-脈沖分配器,教師授課1學(xué)時(shí): 計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用,計(jì)數(shù)器的應(yīng)用-脈沖分配器,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,目錄,數(shù)碼寄存器的分析.了解 2. 移位寄存器的分析.會 2.1 單向移位寄存器 2.2 雙向移位寄存器 2.3 集成移位寄存器 3. 移位寄存器的應(yīng)用了解,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,寄存器概述,概 念,寄存：,把二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼暫時(shí)存儲起來。,寄存器：,具有寄存功能的電路。,特點(diǎn),主要由觸發(fā) 器構(gòu)成,一般不對存儲內(nèi)容進(jìn)行處理。,并行 輸入,并行 輸出,1 0 1 0,1 0 1 0,0,1,0,1,0,1,0,1,串行 輸入,串行 輸出,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,寄存器概述,分類,存儲二進(jìn)制數(shù)碼、運(yùn)算結(jié)果或指令等信息的電路。,數(shù)碼寄存器：,移位寄存器：,不但可存放數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移位。,應(yīng)用,運(yùn)算中存貯數(shù)碼、運(yùn)算結(jié)果。,計(jì)算機(jī)的CPU由運(yùn)算器、控制器、譯碼器、寄存器組成，其中就有數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器、一般寄存器。,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,數(shù)碼寄存器,一個(gè)觸發(fā)器可以存儲 位二進(jìn)制信號,1,CP上升沿,Q =D CP高電平、低電平、下降沿，Q不變,寄存 n 位二進(jìn)制數(shù)碼，需要 個(gè)觸發(fā)器。,n,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,數(shù)碼寄存器,特點(diǎn)：,并入并出，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)。,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,數(shù)碼寄存器-用于計(jì)算機(jī) 并行輸入/輸出接口,D7D0,計(jì)算機(jī)CPU控制信號,計(jì)算機(jī)CPU數(shù)據(jù)總線,輸出接口,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,移位寄存器,所謂“移位”，就是將寄存器所存各位 數(shù)據(jù)，在每個(gè)移位脈沖的作用下，向左或向右移動一位。根據(jù)移位方向，常把它分成三種：,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,移位寄存器,根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入輸出方式，又可將它分為四種：,串行輸入串行輸出 串行輸入并行輸出 并行輸入串行輸出 并行輸入并行輸出,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,右移移位寄存器,時(shí)鐘方程,驅(qū)動方程,狀態(tài)方程,Di,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,右移移位寄存器,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,右移移位寄存器,D3 D2 D1 D0,D3,D3,D3,D3,D2,D2,D1,D2,D1,D0,D2,D1,D0,D1,D0,D0,時(shí) 序 圖,再經(jīng)過4個(gè)CP后，從DI 端串行輸入的數(shù)據(jù)從DO 端串行輸出。 串入串出,從圖中可看出：經(jīng)過4個(gè)CP作用后，從DI 端串行輸入的數(shù)據(jù)從Q0 Q1 Q2 Q3并行輸出。 串入并出,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,左移移位寄存器,Di,左移 輸入,左移 輸出,驅(qū)動方程,狀態(tài)方程,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,循環(huán)移位寄存器,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,集成雙向移位寄存器,R右移串行輸入,L左移串行輸入,A、B、C、D并行輸入,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,集成雙向移位寄存器,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,集成雙向移位寄存器,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,移位寄存器應(yīng)用,環(huán) 形 計(jì) 數(shù) 器,電路簡單，N位移位寄存器可以計(jì)N個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)模N計(jì)數(shù)器。狀態(tài)為1的輸出端的序號等于計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，通常不需要譯碼電路。,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,移位寄存器應(yīng)用,1,扭環(huán)形 計(jì)數(shù)器,一般來說，N位移位寄存器可以組成模2N的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，只需將末級輸出反相后，接到串行輸入端。,教師授課1學(xué)時(shí): 寄存器的分析與應(yīng)用,移位寄存器應(yīng)用-順序正脈沖發(fā)生器