第7章 時序邏輯電路mm

1、第7章 時序邏輯電路7.1 時序邏輯電路的分析方法和設(shè)計思路時序邏輯電路的分析方法和設(shè)計思路7.2 集成計數(shù)器集成計數(shù)器7.3 寄存器寄存器7.4 555定時電路定時電路 了解時序邏輯電路的特點和一般分析方法；了解時序邏輯電路的特點和一般分析方法；熟悉同步、異步時序邏輯電路的特點；掌握計熟悉同步、異步時序邏輯電路的特點；掌握計數(shù)器、寄存器的電路的工作原理分析方法和步數(shù)器、寄存器的電路的工作原理分析方法和步驟，了解其功能、分類及使用方法；掌握常用驟，了解其功能、分類及使用方法；掌握常用標準中規(guī)模移位寄存器、計數(shù)器的邏輯功能與標準中規(guī)模移位寄存器、計數(shù)器的邏輯功能與使用方法；熟悉使用方法；熟悉55

2、5定時器構(gòu)成三種電路的工定時器構(gòu)成三種電路的工作特點、連接方法。作特點、連接方法。 7.1 時序邏輯電路的分析和設(shè)計思路時序邏輯電路的分析和設(shè)計思路 由于觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本單元，因此它在時由于觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本單元，因此它在時序邏輯電路中必不可少，有些類型的時序邏輯電路除了觸序邏輯電路中必不可少，有些類型的時序邏輯電路除了觸發(fā)器，還含有一些組合邏輯門。本章介紹的計數(shù)器、寄存發(fā)器，還含有一些組合邏輯門。本章介紹的計數(shù)器、寄存器與移位寄存器是時序邏輯電路的具體應(yīng)用。器與移位寄存器是時序邏輯電路的具體應(yīng)用。 在數(shù)字電路中，凡任何時刻電路的穩(wěn)態(tài)輸出，不僅和該在數(shù)字電路中，凡任何時刻電路

3、的穩(wěn)態(tài)輸出，不僅和該時刻的輸入信號有關(guān)，而且還取決于電路原來的狀態(tài)者，時刻的輸入信號有關(guān)，而且還取決于電路原來的狀態(tài)者，都可以稱為時序邏輯電路。這就是時序邏輯電路的定義或都可以稱為時序邏輯電路。這就是時序邏輯電路的定義或者說是它的邏輯功能特點。者說是它的邏輯功能特點。1. 時序邏輯電路的特點時序邏輯電路的特點 時序邏輯電路的結(jié)構(gòu)組成可以用圖示的方框圖來表時序邏輯電路的結(jié)構(gòu)組成可以用圖示的方框圖來表示。圖中示。圖中X X代表輸入信號，代表輸入信號，Y Y代表輸出信號，代表輸出信號，Z Z代表存儲電代表存儲電路的輸入信號，路的輸入信號，Q Q代表存儲電路的輸出信號，同時也是組代表存儲電路的輸出信號

4、，同時也是組合邏輯電路的部分輸入。合邏輯電路的部分輸入。 從電路框圖來看，時序邏輯電路均包含作為存儲單元從電路框圖來看，時序邏輯電路均包含作為存儲單元的觸發(fā)器。事實上，時序邏輯電路的狀態(tài)，就是依靠觸發(fā)的觸發(fā)器。事實上，時序邏輯電路的狀態(tài)，就是依靠觸發(fā)器記憶和表示的，時序電路中可以沒有組合邏輯電路，但器記憶和表示的，時序電路中可以沒有組合邏輯電路，但不能沒有觸發(fā)器。不能沒有觸發(fā)器。 時序邏輯電路的種類繁多，在科研、生產(chǎn)、生活中完成時序邏輯電路的種類繁多，在科研、生產(chǎn)、生活中完成各種各樣操作的例子也是千變?nèi)f化、不勝枚舉。通常時序各種各樣操作的例子也是千變?nèi)f化、不勝枚舉。通常時序邏輯電路的類型有：邏

5、輯電路的類型有：2、時序邏輯電路的分類時序邏輯電路的分類（1）按功能可劃分有計數(shù)器、寄存器、移位寄存器、讀）按功能可劃分有計數(shù)器、寄存器、移位寄存器、讀/寫存儲器、順序脈沖發(fā)生器等。寫存儲器、順序脈沖發(fā)生器等。（2）按電路中觸發(fā)器狀態(tài)變化是否同步可分為同步時序電）按電路中觸發(fā)器狀態(tài)變化是否同步可分為同步時序電路和異步時序電路。路和異步時序電路。（3）按輸出信號的特性又可分為米萊型和莫爾型。）按輸出信號的特性又可分為米萊型和莫爾型。（4）按能否編程又有可編程和不可編程時序電路之分。）按能否編程又有可編程和不可編程時序電路之分。（5）按集成度的不同還可分為小規(guī)模（）按集成度的不同還可分為小規(guī)模（S

6、SI）、中規(guī)模）、中規(guī)模（MSI）、大規(guī)模（）、大規(guī)模（LSI）和超大規(guī)模（）和超大規(guī)模（VLSI）之別。）之別。（6）按使用的開關(guān)元件類型可分有）按使用的開關(guān)元件類型可分有TTL型和型和CMOS型。型。驅(qū)動方程驅(qū)動方程 描述時序邏輯電路中輸入變量與邏輯電路現(xiàn)態(tài)之間關(guān)系的描述時序邏輯電路中輸入變量與邏輯電路現(xiàn)態(tài)之間關(guān)系的方程式稱為驅(qū)動方程。方程式稱為驅(qū)動方程。圖示邏輯電路的驅(qū)動方程：圖示邏輯電路的驅(qū)動方程：J0=K0=1 （懸空視為高電平（懸空視為高電平“1”）J1=K1=Q0J2=K2=Q0Q13、時序邏輯電路功能的描述時序邏輯電路功能的描述輸出方程輸出方程 描述時序邏輯電路中輸出變量與輸入

7、變量之間關(guān)系的方程描述時序邏輯電路中輸出變量與輸入變量之間關(guān)系的方程式稱為輸出方程。一般對米萊型電路分析時均需列出輸出方式稱為輸出方程。一般對米萊型電路分析時均需列出輸出方程，而對莫爾型時序電路則常常不需要列輸出方程。圖示電程，而對莫爾型時序電路則常常不需要列輸出方程。圖示電路屬于莫爾型，所以無輸出方程。路屬于莫爾型，所以無輸出方程。次態(tài)方程次態(tài)方程 描述時序邏輯電路輸出次態(tài)與輸入變量、電路現(xiàn)態(tài)之間關(guān)描述時序邏輯電路輸出次態(tài)與輸入變量、電路現(xiàn)態(tài)之間關(guān)系的方程式稱為次態(tài)方程。圖示電路的次態(tài)方程為：系的方程式稱為次態(tài)方程。圖示電路的次態(tài)方程為： n0n00n001n0QQKQJQn10n1n0n1

8、1n111n1QQQQQKQJQn2n1n0n2n1n0n22n221n2QQQQQQQKQJQ 將驅(qū)動方程代入各觸發(fā)器特征方程即可得到次態(tài)方程。將驅(qū)動方程代入各觸發(fā)器特征方程即可得到次態(tài)方程。 以圖示時序邏輯電路為例說明分析步驟和方法：以圖示時序邏輯電路為例說明分析步驟和方法：Q0JKQQF1CQ2JKQQF0CRDJKQQF2CQ1“1”確定時序邏輯電路的類型確定時序邏輯電路的類型1 時序邏輯電路中如果除時序邏輯電路中如果除CP時鐘脈沖外，無其它輸入信時鐘脈沖外，無其它輸入信號，就屬于莫爾型，若有其它輸入信號時為米萊型；各位號，就屬于莫爾型，若有其它輸入信號時為米萊型；各位觸發(fā)器的時鐘脈沖

9、共用同一個觸發(fā)器的時鐘脈沖共用同一個CP脈沖時稱同步時序邏輯電脈沖時稱同步時序邏輯電路，若不是用同一個路，若不是用同一個CP作為脈沖觸發(fā)則稱為異步時序邏輯作為脈沖觸發(fā)則稱為異步時序邏輯電路。顯然，圖示電路是電路。顯然，圖示電路是時序邏輯電路時序邏輯電路。4、 時序邏輯電路的基本分析方法時序邏輯電路的基本分析方法Q0JKQQF1CQ2JKQQF0CRDJKQQF2CQ1“1”寫出電路相應(yīng)方程式：寫出電路相應(yīng)方程式：2 對莫爾型電路而言，只需寫出對莫爾型電路而言，只需寫出時鐘方程時鐘方程、驅(qū)動方程驅(qū)動方程和和次次態(tài)方程態(tài)方程。驅(qū)動方程：驅(qū)動方程： 1 1 1221100KJKJKJ時鐘方程：時鐘方

10、程： n12QCPCPCP0n01QCP Q0JKQQF1CQ2JKQQF0CRDJKQQF2CQ1“1” 次態(tài)方程：次態(tài)方程： n22n221n2QKQJQn00n001n0QKQJQn11n111n1QKQJQ 把驅(qū)動方程代入次態(tài)方程式中，可得到各位觸發(fā)器的把驅(qū)動方程代入次態(tài)方程式中，可得到各位觸發(fā)器的次態(tài)方程的最簡形式：次態(tài)方程的最簡形式：n21n2n11n1n01n0 QQQQQQ，Q0JKQQF1CQ2JKQQF0CRDJKQQF2CQ1“1” 計數(shù)器計數(shù)前都要清零，讓三位觸發(fā)器均處于計數(shù)器計數(shù)前都要清零，讓三位觸發(fā)器均處于“ ”態(tài)時開態(tài)時開始始計數(shù)。由所得次態(tài)方程可知，各位觸發(fā)器每

11、來一次計數(shù)脈沖計數(shù)。由所得次態(tài)方程可知，各位觸發(fā)器每來一次計數(shù)脈沖狀態(tài)都要翻轉(zhuǎn)一次，其工作情況可用時序波形圖來描述：狀態(tài)都要翻轉(zhuǎn)一次，其工作情況可用時序波形圖來描述：Q0Q1Q2實現(xiàn)了二分頻實現(xiàn)了二分頻實現(xiàn)了四分頻實現(xiàn)了四分頻實現(xiàn)了八分頻實現(xiàn)了八分頻電路工作情況顯電路工作情況顯然是從三位二進然是從三位二進制數(shù)制數(shù)000計至計至111，共計共計8次完成一次完成一個循環(huán)。個循環(huán)。3 無論是時序波形圖還是狀態(tài)轉(zhuǎn)無論是時序波形圖還是狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表，都反映了該計數(shù)器是換真值表，都反映了該計數(shù)器是從狀態(tài)從狀態(tài)000開始計數(shù)，每來一個開始計數(shù)，每來一個計數(shù)脈沖，二進制數(shù)值便加計數(shù)脈沖，二進制數(shù)值便加1，輸入

12、第輸入第8個計數(shù)脈沖時個計數(shù)脈沖時。作為整體，該電路可稱為作為整體，該電路可稱為加加計數(shù)器計數(shù)器 、或、或加計數(shù)器。加計數(shù)器。作狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表作狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表 異步計數(shù)器總是用低位輸出推動相鄰高位觸發(fā)器，因此異步計數(shù)器總是用低位輸出推動相鄰高位觸發(fā)器，因此3個觸發(fā)器的狀態(tài)只能依次翻轉(zhuǎn)，不能同步。異步計數(shù)器結(jié)個觸發(fā)器的狀態(tài)只能依次翻轉(zhuǎn)，不能同步。異步計數(shù)器結(jié)構(gòu)簡單，但計數(shù)速度較慢。構(gòu)簡單，但計數(shù)速度較慢。nnnQQQ012作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖4111110101100000001010011表示各位觸發(fā)器表示各位觸發(fā)器輸出數(shù)字的排序輸出數(shù)字的排序各位觸發(fā)器輸出各位觸發(fā)器輸出二進制數(shù)的順序二進

13、制數(shù)的順序稱為稱為 從狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中又可直觀地看到計數(shù)器計數(shù)的順序及從狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中又可直觀地看到計數(shù)器計數(shù)的順序及“”數(shù)。由于該計數(shù)器循環(huán)體中的數(shù)。由于該計數(shù)器循環(huán)體中的8個二進制數(shù)就是三位觸發(fā)器輸個二進制數(shù)就是三位觸發(fā)器輸出組合的全部，因此在計數(shù)開始前不清零就工作時，也可以出組合的全部，因此在計數(shù)開始前不清零就工作時，也可以由任何一個狀態(tài)進入有效循環(huán)體。我們把這種由任何一個狀態(tài)進入有效循環(huán)體。我們把這種能夠在啟動后能夠在啟動后自動進入有效循環(huán)體的能力稱為自動進入有效循環(huán)體的能力稱為。 由此可判斷出，該時序邏輯電路為一個具有自啟動能力的由此可判斷出，該時序邏輯電路為一個具有自啟動能力的模模8加計

14、數(shù)器。加計數(shù)器。歸納時序邏輯電路的分析步驟歸納時序邏輯電路的分析步驟 從上述例子可以歸納出時序邏輯電路的一般分析步驟：從上述例子可以歸納出時序邏輯電路的一般分析步驟：確定時序邏輯電路的類型。確定時序邏輯電路的類型。根據(jù)電路中各位觸發(fā)器是否根據(jù)電路中各位觸發(fā)器是否采用同一個時鐘脈沖采用同一個時鐘脈沖CP進行觸發(fā)，可判斷電路是同步時序進行觸發(fā)，可判斷電路是同步時序邏輯電路還是異步時序邏輯電路；根據(jù)時序邏輯電路除邏輯電路還是異步時序邏輯電路；根據(jù)時序邏輯電路除CP端子外是否還有輸入信號判斷電路是米萊型還是莫爾型端子外是否還有輸入信號判斷電路是米萊型還是莫爾型。寫出已知時序邏輯電路的各相應(yīng)方程。寫出已

15、知時序邏輯電路的各相應(yīng)方程。包括驅(qū)動方程、包括驅(qū)動方程、次態(tài)方程、輸出方程次態(tài)方程、輸出方程(莫爾型電路不包含輸出方程莫爾型電路不包含輸出方程)。當所分。當所分析電路屬于析電路屬于異步異步時序邏輯電路時，還需寫出各位觸發(fā)器的時序邏輯電路時，還需寫出各位觸發(fā)器的時鐘方程。時鐘方程。繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。依據(jù)是第依據(jù)是第2步所寫出步所寫出的各種方程。的各種方程。指出時序邏輯電路的功能。指出時序邏輯電路的功能。主要根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表或主要根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的結(jié)果。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的結(jié)果。對圖示時序邏輯電路對圖示時序邏輯電路進行分析，寫出其功進行分析，寫

16、出其功能真值表。能真值表。 你能正確判斷出什你能正確判斷出什么是米萊型時序邏輯么是米萊型時序邏輯電路和莫爾型時序邏電路和莫爾型時序邏輯電路嗎？輯電路嗎？ 如何區(qū)分同步時序如何區(qū)分同步時序邏輯電路和異步時序邏輯電路和異步時序邏輯電路？邏輯電路？ 試述時序邏輯電試述時序邏輯電路的分析步驟？路的分析步驟？ 計數(shù)器的種類很多。按其工作方式可分為同步計數(shù)器和計數(shù)器的種類很多。按其工作方式可分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器；按其進位制可分為二進制計數(shù)器、十進制計異步計數(shù)器；按其進位制可分為二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器和任意進制計數(shù)器；按其功能又可分為加法計數(shù)器、數(shù)器和任意進制計數(shù)器；按其功能又可分為加法計數(shù)器、減

17、法計數(shù)器和加減法計數(shù)器和加/減可逆計數(shù)器等。減可逆計數(shù)器等。 計數(shù)器中的計數(shù)器中的“”是用觸發(fā)器的狀態(tài)組合來表示的是用觸發(fā)器的狀態(tài)組合來表示的，在，在計計數(shù)脈沖作用下使一組觸發(fā)器的狀態(tài)逐個轉(zhuǎn)換成不同的狀態(tài)數(shù)脈沖作用下使一組觸發(fā)器的狀態(tài)逐個轉(zhuǎn)換成不同的狀態(tài)組合來表示數(shù)的增加或減少，即可達到計數(shù)的目的。計數(shù)組合來表示數(shù)的增加或減少，即可達到計數(shù)的目的。計數(shù)器在運行時，所經(jīng)歷的器在運行時，所經(jīng)歷的狀態(tài)是周期性的，總是在有限個狀狀態(tài)是周期性的，總是在有限個狀態(tài)中循環(huán)態(tài)中循環(huán)，通常將一次循環(huán)所包含的狀態(tài)總數(shù)稱為計數(shù)器，通常將一次循環(huán)所包含的狀態(tài)總數(shù)稱為計數(shù)器的的“”。7.2 集成計數(shù)器集成計數(shù)器 當時序

18、邏輯電路的觸發(fā)器位數(shù)為當時序邏輯電路的觸發(fā)器位數(shù)為n，電路狀態(tài)按二進制數(shù)，電路狀態(tài)按二進制數(shù)的自然態(tài)序循環(huán)，經(jīng)歷的自然態(tài)序循環(huán)，經(jīng)歷2n個獨立狀態(tài)時，稱此電路為二進個獨立狀態(tài)時，稱此電路為二進制計數(shù)器。制計數(shù)器。Q0JKQQF1CQ2JKQQF0CRDJKQQF2C上圖所示中，三個上圖所示中，三個JK觸發(fā)器構(gòu)成一個觸發(fā)器構(gòu)成一個“模模8”二進制計數(shù)器。二進制計數(shù)器。觸發(fā)器觸發(fā)器F0用時鐘脈沖用時鐘脈沖CP觸發(fā)，觸發(fā)，F(xiàn)1用用Q0觸發(fā)，觸發(fā)，F(xiàn)2用用Q1觸發(fā)；觸發(fā)；三位三位JK觸發(fā)器均接成觸發(fā)器均接成觸發(fā)器觸發(fā)器讓輸入端恒為讓輸入端恒為；計數(shù)器計數(shù)狀態(tài)下清零端應(yīng)懸空為計數(shù)器計數(shù)狀態(tài)下清零端應(yīng)懸空

19、為“ ”。Q1“1”1、二進制計數(shù)器、二進制計數(shù)器 Q0 Q1 Q2 Q3 CP D C D C D C D C Q Q Q Q Q Q Q Q F0 F1 F2 F3 RD CP Q0 Q1 Q2 Q3 圖中各位觸發(fā)器均為上升沿觸發(fā)的圖中各位觸發(fā)器均為上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器。由于各觸發(fā)器。由于各位位D觸發(fā)器的輸入觸發(fā)器的輸入D端與它們各自輸出的端與它們各自輸出的非非聯(lián)在一起，所以，聯(lián)在一起，所以，F(xiàn)0在每一個時鐘脈沖上升沿到來時翻轉(zhuǎn)一次。在每一個時鐘脈沖上升沿到來時翻轉(zhuǎn)一次。 F1在在Q0由由1變變0時時翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)， F2在在Q1由由1變變0時翻轉(zhuǎn)，時翻轉(zhuǎn)， F3在在Q2由由1變變0時翻轉(zhuǎn)。時

20、翻轉(zhuǎn)。用用D觸發(fā)器構(gòu)成的異步四位二進制加計數(shù)器觸發(fā)器構(gòu)成的異步四位二進制加計數(shù)器 CP J C K J C K J C K & 1 & Q Q Q Q Q Q Q0 Q1 Q2 F0 F1 F2 RD 三個三個JK觸發(fā)器都接成觸發(fā)器都接成T觸發(fā)器，連接同一個觸發(fā)器，連接同一個CP，且前，且前一級輸出作為后一級輸入，試分析電路功能。一級輸出作為后一級輸入，試分析電路功能。 各位觸發(fā)器共用一個各位觸發(fā)器共用一個CP，因此是同步時序邏輯電路；該，因此是同步時序邏輯電路；該電路除電路除CP端子沒有其他端子，因此是莫爾型時序電路，結(jié)端子沒有其他端子，因此是莫爾型時序電路，結(jié)論：同步的莫爾型時序邏輯電路。

21、論：同步的莫爾型時序邏輯電路。判斷該時序邏輯電路的類型判斷該時序邏輯電路的類型1寫出電路的驅(qū)動方程和次態(tài)方程寫出電路的驅(qū)動方程和次態(tài)方程2驅(qū)動方程：驅(qū)動方程：100 KJ011QKJ0122QQKJ驅(qū)動方程代入各位觸發(fā)器特征方程可得次態(tài)方程為：驅(qū)動方程代入各位觸發(fā)器特征方程可得次態(tài)方程為：n01n0QQ10101n1QQQQQ2012011n2QQQQQQQ根據(jù)次態(tài)方程填寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表根據(jù)次態(tài)方程填寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表3CPQ2Q1Q0Q2n+1Q1n+1Q0n+110000012001010301001140111005100101610111071101118111000根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表畫

22、出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖nnnQQQ012111110101100000001010011 由狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表可判由狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表可判斷出該電路是一個斷出該電路是一個同步模同步模8的二進制的二進制加加計數(shù)器。計數(shù)器。指出電路功能指出電路功能4 日常生活中人們習慣于十進制的計數(shù)規(guī)則，當利用計數(shù)日常生活中人們習慣于十進制的計數(shù)規(guī)則，當利用計數(shù)器進行十進制計數(shù)時，就必須構(gòu)成滿足十進制計數(shù)規(guī)則的器進行十進制計數(shù)時，就必須構(gòu)成滿足十進制計數(shù)規(guī)則的電路。十進制計數(shù)器是在二進制計數(shù)器的基礎(chǔ)上得到的，電路。十進制計數(shù)器是在二進制計數(shù)器的基礎(chǔ)上得到的，因此也稱為因此也稱為二二十進制計數(shù)器十進制

23、計數(shù)器。2、十進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器 用用四位二進制代碼可以表示一位十進制數(shù)四位二進制代碼可以表示一位十進制數(shù)，如最常用的，如最常用的8421BCD碼碼。8421BCD碼對應(yīng)十進制數(shù)時只能從碼對應(yīng)十進制數(shù)時只能從0000取到取到1001來表示十進制的來表示十進制的09十個數(shù)碼，而后面的十個數(shù)碼，而后面的10101111六六個個8421BCD代碼則在對應(yīng)的十進制數(shù)中不存在，稱它們?yōu)榇a則在對應(yīng)的十進制數(shù)中不存在，稱它們?yōu)?。因此，采用。因此，采?421BCD碼計數(shù)時，計至第十個時鐘碼計數(shù)時，計至第十個時鐘脈沖時，十進制計數(shù)器的輸出應(yīng)從脈沖時，十進制計數(shù)器的輸出應(yīng)從“1001”跳變到跳變到“00

24、00”，完成一次十進制數(shù)的，完成一次十進制數(shù)的。以十進制同。以十進制同步加計數(shù)器為例，下面介紹這類邏輯電路的工作原理。步加計數(shù)器為例，下面介紹這類邏輯電路的工作原理。 Q0 Q1 Q2 Q3 1 CP J C K J C K J C K & & J C K & & Q Q Q Q Q Q Q Q F0 F1 F2 F3 RD Q0 Q1 Q2 Q3 1 CP J C K J C K J C K & & J C K & & Q Q Q Q Q Q Q Q F0 F1 F2 F3 RD 圖示同步十進制計數(shù)器由四位圖示同步十進制計數(shù)器由四位JK觸發(fā)器及四個與門所構(gòu)觸發(fā)器及四個與門所構(gòu)成。成。首先由電

25、路結(jié)構(gòu)寫出各位觸發(fā)器的驅(qū)動方程和次態(tài)方首先由電路結(jié)構(gòu)寫出各位觸發(fā)器的驅(qū)動方程和次態(tài)方程如下：程如下：驅(qū)動方程驅(qū)動方程03012301220103100,1QKQQQJQQKJQKQQJKJ次態(tài)方程次態(tài)方程30321013210210121013011010QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQnnnn由次態(tài)方程可寫出同步十進制計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：由次態(tài)方程可寫出同步十進制計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：100000001200010010300100011400110100501000101601010110701100111801111100910001001101001回零進位無效碼10

26、1010111011010011001101110101001110111111110100由狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表可畫出該計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下：由狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表可畫出該計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下：1010101111011100000000010010001101001111100110000111011001011110Q3Q2Q1Q0有效循環(huán)體無效碼無效碼無效碼 觀察狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知，該計數(shù)器如果在計數(shù)開始時處在觀察狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知，該計數(shù)器如果在計數(shù)開始時處在無效碼狀態(tài)，可自行進入有效循環(huán)體，具有無效碼狀態(tài)，可自行進入有效循環(huán)體，具有。 重述自啟動能力：指時序邏輯電路中某計數(shù)器中的無效重述自啟動能力

27、：指時序邏輯電路中某計數(shù)器中的無效狀態(tài)碼，若在開機時出現(xiàn)，不用人工或其它設(shè)備的干預，狀態(tài)碼，若在開機時出現(xiàn)，不用人工或其它設(shè)備的干預，計數(shù)器能夠很快自行進入有效循環(huán)體，使無效狀態(tài)碼不再計數(shù)器能夠很快自行進入有效循環(huán)體，使無效狀態(tài)碼不再出現(xiàn)的能力。出現(xiàn)的能力。 計數(shù)器在控制、分頻、測量等電路中應(yīng)用非常廣泛，所計數(shù)器在控制、分頻、測量等電路中應(yīng)用非常廣泛，所以具有計數(shù)功能的集成電路種類較多。常用的集成芯片有以具有計數(shù)功能的集成電路種類較多。常用的集成芯片有74LS161、74LS90、74LS197、74LS160、74LS92等。我們等。我們將以將以74LS161、74LS90為例，介紹集成計數(shù)

28、器芯片電路的為例，介紹集成計數(shù)器芯片電路的功能及正確的使用方法功能及正確的使用方法。3、集成制計數(shù)器及其應(yīng)用、集成制計數(shù)器及其應(yīng)用 CPB R01 R02 NC UCC S91 S92 14 13 12 11 10 9 8 7 4 L S 9 0 1 2 3 4 5 6 7 CPA NC QA QD GND QB QC 集成計數(shù)器集成計數(shù)器74LS90共有共有14個管個管腳。其中管腳腳。其中管腳1和和14是五進制計數(shù)是五進制計數(shù)器的時鐘脈沖輸入端；管腳器的時鐘脈沖輸入端；管腳2和和3是是直接清零端；管腳直接清零端；管腳 6和和7是直接置是直接置1端；管腳端；管腳4和和13是空腳；管腳是空腳；管

29、腳5是電是電源端；管腳源端；管腳10是是“地地”端；管腳端；管腳12是二進制輸出端；管腳是二進制輸出端；管腳8、9、11是是由低位到高位排列的五進制計數(shù)器由低位到高位排列的五進制計數(shù)器的輸出端。的輸出端。 集成計數(shù)器集成計數(shù)器74LS90構(gòu)成構(gòu)成2-5-10進制計數(shù)器的方法如下：進制計數(shù)器的方法如下：1腳腳CPB作為時鐘脈沖輸入端，作為時鐘脈沖輸入端，QD、QC、QB作為輸出端，有效作為輸出端，有效狀態(tài)為狀態(tài)為000、001、010、011、100，可構(gòu)成一個，可構(gòu)成一個 S91S92QCCPACPBR01R02UCC5VQBQDQA空GND空構(gòu)成構(gòu)成的方法有兩種：的方法有兩種：14腳作為腳作

30、為CP輸入端時，輸輸入端時，輸出端由高到低的排列順序為出端由高到低的排列順序為QDQA，構(gòu)成一個，構(gòu)成一個二二十進制計數(shù)器；十進制計數(shù)器；1腳作為腳作為CP輸入端，輸出為輸入端，輸出為QAQD時可構(gòu)成一個時可構(gòu)成一個二二十進制計數(shù)器。如下圖所示：十進制計數(shù)器。如下圖所示： S91S92QCCPACPBR01R02UCC5VQBQDQA空GND空14腳腳CPA作為時鐘脈沖輸入端，作為時鐘脈沖輸入端，12腳腳QA作為輸出端，可構(gòu)成作為輸出端，可構(gòu)成一個一位一個一位60進制計數(shù)器進制計數(shù)器 CP 74LS90(個位) 74LS90(十位) S91 S92 R01 R02 S91 S92 R01 R0

31、2 QA QB QC QD QA QB QC QD CPA CPB CP1 CPB CP 74LS90(個位) 74LS90(十位) QA QB QC QD QA QB QC QD S91 S92 R01 R02 S91 S92 R01 R02 CPA CPA CPB CPB 1 & 集成計數(shù)器集成計數(shù)器74LS90的功能擴展：的功能擴展：1099任意計數(shù)任意計數(shù)64進制計數(shù)器進制計數(shù)器利用兩片利用兩片74LS90構(gòu)成個位片和十位片，采用預置數(shù)法和構(gòu)成個位片和十位片，采用預置數(shù)法和(上圖示上圖示)(下圖示下圖示)可構(gòu)成可構(gòu)成1099任意進制計數(shù)器任意進制計數(shù)器74LS90集成電路芯片的功能真值

32、表集成電路芯片的功能真值表RO1 RO2 S91 S92 CPA CPBQD QC QB QA1 1 0 0 0 0 01 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0二進制計數(shù)二進制計數(shù) 0 0 0 五進制計數(shù)五進制計數(shù)0 0 Q08421BCD碼十進制計數(shù)碼十進制計數(shù)0 0 Q1 5421BCD碼十進制計數(shù)碼十進制計數(shù)74LS161是是16腳的集成二進制同步計數(shù)器，具有以下功能：腳的集成二進制同步計數(shù)器，具有以下功能：2、同步并行預置數(shù)；、同步并行預置數(shù)；3、計數(shù)；、計數(shù)；4、保持；、保持；1、異步清零；、異步清零；其中其中CO為進位輸出端。為進位輸出端。01111Cr清清

33、零零0111LD預預 置置 0 01 1P T使使 能能CP時時 鐘鐘 d3 d2 d1 d0 D C B A預置數(shù)據(jù)輸入預置數(shù)據(jù)輸入0 0 0 0d3 d2 d1 d0保保 持持保保 持持計計 數(shù)數(shù)QD QC QB QA輸輸 出出工作模式工作模式異步清零異步清零同步置數(shù)同步置數(shù)數(shù)據(jù)保持數(shù)據(jù)保持數(shù)據(jù)保持數(shù)據(jù)保持加法計數(shù)加法計數(shù)41235671516CP ABCGNDQDQCQBUcc891011121413CrDDLPTQACO 74LS161利用利用清零端清零端或或置數(shù)端置數(shù)端可構(gòu)成可構(gòu)成N進制計數(shù)器進制計數(shù)器。下。下圖所示為用一片圖所示為用一片74LS161構(gòu)成構(gòu)成12進制計數(shù)器的兩種方法

34、：進制計數(shù)器的兩種方法： 1 1 & 1 (a) 用用異異步步清清零零端端 CR 歸歸零零 (b) 用用同同步步置置數(shù)數(shù)端端 LD 歸歸零零 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP CP & 1 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP CP 將狀態(tài)將狀態(tài)1100反饋到清零端反饋到清零端將狀態(tài)將狀態(tài)1011預置到清零端預置到清零端 上述兩種方法的比較：上述兩種方法的比較： CP Q0 Q1 Q2 Q3 CP Q0 Q1 Q2 Q3 (a) 用用異異步步歸歸零零法法構(gòu)構(gòu)成

35、成的的十十二二進進制制計計數(shù)數(shù)器器的的波波形形 (b) 用用同同步步歸歸零零法法構(gòu)構(gòu)成成的的十十二二進進制制計計數(shù)數(shù)器器的的波波形形 異步歸零異步歸零構(gòu)成十二構(gòu)成十二進制計數(shù)器，從狀態(tài)進制計數(shù)器，從狀態(tài)0000開始計數(shù)，計到開始計數(shù)，計到狀態(tài)狀態(tài)1011時，再來一時，再來一個個CP計數(shù)脈沖，電路計數(shù)脈沖，電路不是立即歸零，而是不是立即歸零，而是先轉(zhuǎn)換到狀態(tài)先轉(zhuǎn)換到狀態(tài)1100，借助借助1100的譯碼使電的譯碼使電路歸零，因此這種歸路歸零，因此這種歸零方法存在一個極短零方法存在一個極短暫的過渡狀態(tài)暫的過渡狀態(tài)1100。 同步歸零同步歸零構(gòu)成的十構(gòu)成的十二進制計數(shù)器，從狀二進制計數(shù)器，從狀態(tài)態(tài)00

36、00開始計數(shù)，計開始計數(shù)，計到狀態(tài)到狀態(tài)1011時，再來時，再來一個一個CP計數(shù)脈沖，電路立即歸零。顯然，這種歸零方法不存在過計數(shù)脈沖，電路立即歸零。顯然，這種歸零方法不存在過渡狀態(tài)渡狀態(tài)1100。用用74LS161構(gòu)成構(gòu)成256進制進制計數(shù)器進制進制計數(shù)器 低位片由于低位片由于CTT、CTP、清零端和置數(shù)端均為、清零端和置數(shù)端均為1而在而在CP脈沖脈沖到來時開始計數(shù)，計數(shù)到到來時開始計數(shù)，計數(shù)到1111時，由時，由CO端輸出一個高電平，使端輸出一個高電平，使高位片的高位片的CTT、CTP同時為同時為1，這時高位片計數(shù)一次。之后低位，這時高位片計數(shù)一次。之后低位片歸零，重新從片歸零，重新從00

37、00開始計數(shù)，而進位端開始計數(shù)，而進位端CO不再有進位致使不再有進位致使高位片的高位片的CTT、CTP為零，高位片不會計數(shù)，直到低位片又計滿為零，高位片不會計數(shù)，直到低位片又計滿進位時才會重新推動高位片再計數(shù)一次，依此類推，直至計數(shù)進位時才會重新推動高位片再計數(shù)一次，依此類推，直至計數(shù)至至256，兩片計數(shù)器同時歸零，開始第二個循環(huán)計數(shù)。，兩片計數(shù)器同時歸零，開始第二個循環(huán)計數(shù)。 1 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP CP 1 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP C

38、P 1 1 1 256 進進制制計計數(shù)數(shù)器器 1616=256用用74LS161構(gòu)成構(gòu)成60進制計數(shù)器進制計數(shù)器 低位片計數(shù)至低位片計數(shù)至1111時推動高位片計數(shù)一次，當時推動高位片計數(shù)一次，當CP脈沖計數(shù)脈沖計數(shù)至第至第60次時，高位片計數(shù)至次時，高位片計數(shù)至0011為為316=48、低位片計數(shù)至、低位片計數(shù)至1100等于等于12，高位片和低位片數(shù)據(jù)輸出端的四個，高位片和低位片數(shù)據(jù)輸出端的四個1送入與非門，送入與非門，與非門與非門“全全1出出0”，給兩芯片的清零端同時送入一個低電平，給兩芯片的清零端同時送入一個低電平，使兩片計數(shù)器同時清零，重新開始第二個循環(huán)計數(shù)。使兩片計數(shù)器同時清零，重新開

39、始第二個循環(huán)計數(shù)。 1 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP CP 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP 1 1 & 60 進制計數(shù)器進制計數(shù)器 1 74LS161(個位) Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP CP 74LS161(十位) Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP 1 8421 碼碼 60 進進制制計計數(shù)數(shù)器器 & & 1 用用74LS161構(gòu)成構(gòu)成8

40、421碼碼60進制計數(shù)器進制計數(shù)器 個位片計數(shù)至個位片計數(shù)至1010時異步歸零，從時異步歸零，從0開始第二個循環(huán)計數(shù)，開始第二個循環(huán)計數(shù)，第二個循環(huán)計數(shù)開始時個位片的清零端由于第二個循環(huán)計數(shù)開始時個位片的清零端由于“有有0出出1”而對十而對十位片的位片的CP端產(chǎn)生一個上升沿，因此推動十位片計數(shù)一次；當端產(chǎn)生一個上升沿，因此推動十位片計數(shù)一次；當個位片計數(shù)至第個位片計數(shù)至第20次、次、30次、次、40次、次、50次時，均會推動十位片次時，均會推動十位片計數(shù)一次，當?shù)谟嫈?shù)一次，當?shù)?0個時鐘脈沖到來時，個位片計至個時鐘脈沖到來時，個位片計至1010，十位，十位片計至片計至0110，它們將同時清零，

41、重新第二個循環(huán)計數(shù)。，它們將同時清零，重新第二個循環(huán)計數(shù)。 1 74LS161(個位) Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP CP 74LS161(十位) Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP 1 1 & 8421 碼碼 24 進進制制計計數(shù)數(shù)器器 & & 用用74LS161構(gòu)成構(gòu)成8421碼碼24進制計數(shù)器進制計數(shù)器 個位片計數(shù)至個位片計數(shù)至1010時異步歸零，從時異步歸零，從0開始第二個循環(huán)計數(shù)，開始第二個循環(huán)計數(shù)，第二個循環(huán)計數(shù)開始時個位片的清零端由于第二個循環(huán)計數(shù)開始時個位片的清零端由于

42、“有有0出出1”而對十而對十位片的位片的CP端產(chǎn)生一個上升沿，因此推動十位片計數(shù)一次；當端產(chǎn)生一個上升沿，因此推動十位片計數(shù)一次；當個位片計數(shù)至第個位片計數(shù)至第20次時，又會推動十位片計數(shù)一次，當?shù)诖螘r，又會推動十位片計數(shù)一次，當?shù)?4個個時鐘脈沖時鐘脈沖CP到來時，個位片計至到來時，個位片計至0100，十位片計至，十位片計至0010，這，這兩個兩個1同時送入與非門，使兩片同時清零，重新第二個循環(huán)計同時送入與非門，使兩片同時清零，重新第二個循環(huán)計數(shù)。數(shù)。 何謂計數(shù)器的何謂計數(shù)器的“自啟動自啟動”能力能力？ 試用試用74LS90集成計數(shù)器集成計數(shù)器構(gòu)成一個十二進制計數(shù)構(gòu)成一個十二進制計數(shù)器，要求

43、用反饋預置數(shù)器，要求用反饋預置數(shù)法實現(xiàn)。法實現(xiàn)。 試用試用74LS161集成集成計數(shù)器構(gòu)成一個計數(shù)器構(gòu)成一個六十進制計數(shù)器六十進制計數(shù)器，要求用反饋清，要求用反饋清零法實現(xiàn)。零法實現(xiàn)。 數(shù)字電路中用來數(shù)字電路中用來存放二進制數(shù)代碼存放二進制數(shù)代碼的電路稱為寄存器。的電路稱為寄存器。 寄存器是計算機的重要部件，通常由具有存儲功能的多位寄存器是計算機的重要部件，通常由具有存儲功能的多位觸發(fā)器組合起來構(gòu)成。單獨一位觸發(fā)器可存儲觸發(fā)器組合起來構(gòu)成。單獨一位觸發(fā)器可存儲1個二進制代個二進制代碼，存放碼，存放n個二進制代碼的寄存器，需用個二進制代碼的寄存器，需用n位觸發(fā)器來構(gòu)成。位觸發(fā)器來構(gòu)成。 按照功能

44、的不同，可將寄存器分為按照功能的不同，可將寄存器分為數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器和和移位寄移位寄存器存器兩大類。數(shù)碼寄存器只能并行送入數(shù)據(jù)，需要時也只兩大類。數(shù)碼寄存器只能并行送入數(shù)據(jù)，需要時也只能并行輸出。移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在移位脈沖作用下能并行輸出。移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在移位脈沖作用下依次逐位右移或左移，數(shù)據(jù)既可以并行輸入、并行輸出，依次逐位右移或左移，數(shù)據(jù)既可以并行輸入、并行輸出，也可以串行輸入、串行輸出，還可并行輸入、串行輸出，也可以串行輸入、串行輸出，還可并行輸入、串行輸出，串行輸入、并行輸出，應(yīng)用十分靈活，用途也很廣。串行輸入、并行輸出，應(yīng)用十分靈活，用途也很廣。7.3 寄存器寄存器

45、012310111213DDDDQQQQnnnn異步復位端為異步復位端為低電平時，寄低電平時，寄存器清零。存器清零。D觸發(fā)器構(gòu)成的四位寄存器觸發(fā)器構(gòu)成的四位寄存器D2 Q3D3 D1 D0CPQ2Q1Q0R異步復位端為異步復位端為高電平時：無高電平時：無CP脈沖到來脈沖到來寄存器保持原寄存器保持原態(tài)，態(tài)，CP上升上升沿到來后存入沿到來后存入數(shù)碼。數(shù)碼。 即：無論寄存器中原來的內(nèi)容是什么，只要送數(shù)控制時即：無論寄存器中原來的內(nèi)容是什么，只要送數(shù)控制時鐘脈沖鐘脈沖CP上升沿到來，加在并行數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)上升沿到來，加在并行數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)D3D0將立即被送入進寄存器中，有：將立即被送入進寄存器中，

46、有：輸出不變輸出不變1、數(shù)碼寄存器、數(shù)碼寄存器2、 移位寄存器移位寄存器 在存數(shù)操作之前，先將各個觸發(fā)器清零。當出現(xiàn)第在存數(shù)操作之前，先將各個觸發(fā)器清零。當出現(xiàn)第1個移個移位脈沖位脈沖CP時，待存數(shù)碼的最高位和時，待存數(shù)碼的最高位和4個觸發(fā)器的數(shù)碼同時個觸發(fā)器的數(shù)碼同時右移右移1位，即待存數(shù)碼的最低位存入位，即待存數(shù)碼的最低位存入Q0，而寄存器原來所存，而寄存器原來所存數(shù)碼的最高位從數(shù)碼的最高位從Q3輸出；出現(xiàn)第輸出；出現(xiàn)第2個移位脈沖時，待存數(shù)碼個移位脈沖時，待存數(shù)碼的次低位和寄存器中的的次低位和寄存器中的4位數(shù)碼又同時右移位數(shù)碼又同時右移1位。依此類推位。依此類推，在，在4個移位脈沖作用下

47、，寄存器中的個移位脈沖作用下，寄存器中的4位數(shù)碼同時右移位數(shù)碼同時右移4次次，待存的，待存的4位數(shù)碼便可存入寄存器。位數(shù)碼便可存入寄存器。 1D C 1D C 1D C 1D C FF0 FF1 FF2 FF3 Q Q Q Q Q0Q1Q2Q3串行輸入端串行輸入端串行輸出端串行輸出端 1D C 1D C 1D C 1D C FF0 FF1 FF2 FF3 Q0Q1Q2Q3QCrQCrQCrQCr雙向移位寄存器右移移位工作過程演示雙向移位寄存器右移移位工作過程演示右移輸入端右移輸入端右移輸出端右移輸出端雙向移位寄存器右移移位狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表雙向移位寄存器右移移位狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表 1D C 1D C

48、1D C 1D C FF0 FF1 FF2 FF3 Q0Q1Q2Q3QCrQCrQCrQCr雙向移位寄存器左移移位工作過程演示雙向移位寄存器左移移位工作過程演示左移輸出端左移輸出端左移輸入端左移輸入端雙向移位寄存器左移移位狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表雙向移位寄存器左移移位狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表常用的寄存器芯片有四位雙穩(wěn)鎖存器常用的寄存器芯片有四位雙穩(wěn)鎖存器74LS77、CC4042和和CC40194；八位雙穩(wěn)鎖存器；八位雙穩(wěn)鎖存器74LS100；六位寄存器；六位寄存器74LS174等。其中鎖存器屬于等。其中鎖存器屬于，在送數(shù)狀態(tài)下，輸入端送，在送數(shù)狀態(tài)下，輸入端送入的數(shù)據(jù)電位不能變化，否則將發(fā)生入的數(shù)據(jù)電位不能變化

49、，否則將發(fā)生“空翻空翻”。下圖所示。下圖所示是四位雙向移位寄存器是四位雙向移位寄存器CC40194的管腳引線排列圖：的管腳引線排列圖：41235671516DSRD0D1D2VSSQ3Q2VDD891011121413D3S0DSLS1Q1Q0Cr移位寄存器不僅具移位寄存器不僅具有普通寄存器存儲有普通寄存器存儲二進制代碼的功能，二進制代碼的功能，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行與并行之間的串行與并行之間的相互轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)處理提供一個合適處理提供一個合適的傳輸方式的傳輸方式 CC40194雙雙向移位寄存器向移位寄存器內(nèi)部有四個雙內(nèi)部有四個雙穩(wěn)觸發(fā)器，共穩(wěn)觸發(fā)器，共用一個時鐘脈

50、用一個時鐘脈沖輸入端沖輸入端CP，上升沿觸發(fā)。上升沿觸發(fā)。 CC40194(或或74LS194)是典型的雙向移位寄存器芯片。邏是典型的雙向移位寄存器芯片。邏輯電路通常由輯電路通常由4位上升沿位上升沿(或下降沿或下降沿)觸發(fā)的觸發(fā)器和觸發(fā)的觸發(fā)器和4選選1數(shù)數(shù)據(jù)選擇器的輸入控制電路組成。據(jù)選擇器的輸入控制電路組成。移位寄存器的工作性能移位寄存器的工作性能41235671516DRABCGNDQ DQCUCC891011121413DS0DLS1QBQACr來一個低脈沖，無來一個低脈沖，無論電路狀態(tài)如何，論電路狀態(tài)如何，輸出均刷新為輸出均刷新為 ，異步清零功能異步清零功能時鐘脈沖無上升沿時鐘脈沖無

51、上升沿到來時，移位寄存到來時，移位寄存器輸出狀態(tài)不變。器輸出狀態(tài)不變。靜態(tài)保持功能靜態(tài)保持功能S1S0=00時，在時，在CP作用下，各觸發(fā)器作用下，各觸發(fā)器次態(tài)等于原態(tài)。次態(tài)等于原態(tài)。動態(tài)保持功能動態(tài)保持功能S1S0=11時，在時，在CP作用下，并行輸入作用下，并行輸入數(shù)據(jù)端數(shù)據(jù)端ABCD被送被送入寄存器，輸出次入寄存器，輸出次態(tài)等于輸入態(tài)等于輸入A B C D并行輸入功能并行輸入功能S1S0=01時，在移位時，在移位脈沖上升沿作用下，脈沖上升沿作用下，電路完成右移移位過電路完成右移移位過程。程。右移移位功能右移移位功能 S1S0=10時，在移位脈沖上升沿作用下，電時，在移位脈沖上升沿作用下，

52、電路完成左移移位過程。路完成左移移位過程。左移移位功能左移移位功能顯然，顯然，74LS194芯片功能有異步清零、芯片功能有異步清零、靜態(tài)保持、動態(tài)保持、并行輸入、左移移靜態(tài)保持、動態(tài)保持、并行輸入、左移移位和右稱移位位和右稱移位六項功能六項功能Q0Q1Q2Q3001000014、移位寄存器的應(yīng)用、移位寄存器的應(yīng)用（1）構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器）構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器移位寄存器的移位寄存器的D0和和Q3相連可構(gòu)成工作時序為相連可構(gòu)成工作時序為1的環(huán)形計數(shù)器的環(huán)形計數(shù)器1DFF01DFF11DFF21DFF3D0D2D1D3Q0Q1Q2Q3N位移位寄存器可以計位移位寄存器可以計n個數(shù)，實現(xiàn)個數(shù)，實現(xiàn)模模n計數(shù)器計數(shù)

53、器。狀態(tài)。狀態(tài)為為1的輸出端的序號等于計數(shù)脈沖的個數(shù)，移位寄存器構(gòu)成環(huán)的輸出端的序號等于計數(shù)脈沖的個數(shù)，移位寄存器構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器時通常不需要譯碼電路。形計數(shù)器時通常不需要譯碼電路。010010001DFF01DFF11DFF21DFF3D0D2D1D3Q0Q1Q2Q341235671516DRABCGNDQ DUCC891011121413DS0DLS1QACrQBQC啟動信號啟動信號Q0Q1Q2Q310 0 00 1移位寄存器移位寄存器構(gòu)成環(huán)形計構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器時，正數(shù)器時，正常工作過程常工作過程中清零端狀中清零端狀態(tài)始終為態(tài)始終為1。根據(jù)起始狀態(tài)設(shè)置的不同，在輸入計數(shù)脈沖根據(jù)起始狀態(tài)設(shè)置的不

54、同，在輸入計數(shù)脈沖CP的作用下，環(huán)形計數(shù)器的有效狀態(tài)可以循環(huán)移位一個的作用下，環(huán)形計數(shù)器的有效狀態(tài)可以循環(huán)移位一個1，也，也可以循環(huán)移位一個可以循環(huán)移位一個0。即當連續(xù)輸入。即當連續(xù)輸入CP脈沖時，環(huán)形計數(shù)器脈沖時，環(huán)形計數(shù)器中各個觸發(fā)器的中各個觸發(fā)器的Q端或端或Q端，將輪流地出現(xiàn)矩形脈沖。端，將輪流地出現(xiàn)矩形脈沖。74LS194構(gòu)成的四位環(huán)形計數(shù)器構(gòu)成的四位環(huán)形計數(shù)器Q0Q1Q3Q2四位環(huán)形計數(shù)器波形圖四位環(huán)形計數(shù)器波形圖 四位移位寄存器的循環(huán)狀態(tài)一般有四位移位寄存器的循環(huán)狀態(tài)一般有16個，但構(gòu)成環(huán)形計個，但構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器后只能從這些循環(huán)時序中選出一個來工作，這就是環(huán)數(shù)器后只能從這些循環(huán)時序

55、中選出一個來工作，這就是環(huán)形計數(shù)器的工作時序，也稱為正常時序或形計數(shù)器的工作時序，也稱為正常時序或有效時序有效時序。其它。其它末被選中的循環(huán)時序稱為異常時序或無效時序。例如上述末被選中的循環(huán)時序稱為異常時序或無效時序。例如上述分析的環(huán)形計數(shù)器只循環(huán)一個分析的環(huán)形計數(shù)器只循環(huán)一個“1”，因此不用經(jīng)過譯碼就，因此不用經(jīng)過譯碼就可可從各位觸發(fā)器的從各位觸發(fā)器的Q端得到順序脈沖輸出。端得到順序脈沖輸出。（2）構(gòu)成扭環(huán)形計數(shù)器）構(gòu)成扭環(huán)形計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器是從環(huán)形計數(shù)器是從Q3端反饋到端反饋到D端，而扭環(huán)形計數(shù)器則是端，而扭環(huán)形計數(shù)器則是從從Q3端反饋到端反饋到D端。從端。從Q3端扭向端扭向Q3端，故得端

56、，故得名稱。扭環(huán)型名稱。扭環(huán)型計數(shù)器也稱約翰遜計數(shù)器。計數(shù)器也稱約翰遜計數(shù)器。FF0Q0FF1Q1FF2Q2FF3Q3D0D1D2D3Q0Q1Q2Q300001000110011100001001101111111 扭環(huán)形計數(shù)器有扭環(huán)形計數(shù)器有2n個有效狀態(tài)個有效狀態(tài)，其余為無效狀態(tài)，存在自，其余為無效狀態(tài)，存在自行啟動問題。附加適當反饋邏輯可使約翰遜計數(shù)器自行啟行啟動問題。附加適當反饋邏輯可使約翰遜計數(shù)器自行啟動。具體原則就是使非工作時序中的狀態(tài)向正常時序過渡。動。具體原則就是使非工作時序中的狀態(tài)向正常時序過渡。nnnnQQQQ3210Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D31D C1

57、1D C11D C11D C1CP0 Q1 Q2 Q3Q&FF0FF1FF2FF3邏輯電路圖邏輯電路圖0000100011001110111101110011000110011101010110110110001010100100無效狀態(tài)總能進入有效循環(huán)體，有無效狀態(tài)總能進入有效循環(huán)體，有自啟動能力自啟動能力FF0Q0FF1Q1FF2Q2FF3Q3D0D1D2D3（3）偽隨機序列發(fā)生器）偽隨機序列發(fā)生器 偽隨機序列發(fā)生器也屬于計數(shù)器的一種類型，其輸出狀態(tài)偽隨機序列發(fā)生器也屬于計數(shù)器的一種類型，其輸出狀態(tài)組合除全組合除全0狀態(tài)外，其它狀態(tài)均在輸出中出現(xiàn)，因其輸出狀狀態(tài)外，其它狀態(tài)均在輸出中出現(xiàn)，

58、因其輸出狀態(tài)出現(xiàn)的順序在統(tǒng)計上十分近似于隨機白噪聲，故稱為偽隨態(tài)出現(xiàn)的順序在統(tǒng)計上十分近似于隨機白噪聲，故稱為偽隨機序列發(fā)生器。機序列發(fā)生器。 圖示電路是一個四位偽隨機序列發(fā)生器。電路的構(gòu)成主要圖示電路是一個四位偽隨機序列發(fā)生器。電路的構(gòu)成主要是反饋邏輯電路的確定，通常采用異或門，反饋電路輸入信是反饋邏輯電路的確定，通常采用異或門，反饋電路輸入信號的選擇根據(jù)移位寄存器的位數(shù)決定。輸出相同時偽隨機序號的選擇根據(jù)移位寄存器的位數(shù)決定。輸出相同時偽隨機序列的反饋電路不是唯一的。列的反饋電路不是唯一的。如何用如何用JKJK觸發(fā)器構(gòu)觸發(fā)器構(gòu)成一個贛移位寄存成一個贛移位寄存器？器？ 相同位數(shù)的觸發(fā)器下，移

59、相同位數(shù)的觸發(fā)器下，移位寄存器構(gòu)成的環(huán)形計數(shù)器位寄存器構(gòu)成的環(huán)形計數(shù)器和扭環(huán)形計數(shù)器的有效循環(huán)和扭環(huán)形計數(shù)器的有效循環(huán)數(shù)相同嗎？各為多少？數(shù)相同嗎？各為多少？環(huán)形計數(shù)器初態(tài)的環(huán)形計數(shù)器初態(tài)的設(shè)置可以有哪幾種？設(shè)置可以有哪幾種？什么是寄存器的并什么是寄存器的并行輸入？串行輸入？行輸入？串行輸入？并行輸出？串行輸并行輸出？串行輸出？出？數(shù)碼寄存器和移位數(shù)碼寄存器和移位寄存器有什么區(qū)別？寄存器有什么區(qū)別？7.4 555定時電路定時電路3個個5k電電阻串起來構(gòu)阻串起來構(gòu)成分壓器，成分壓器，555定時器定時器名稱也由此名稱也由此而得而得。71 THCOTR+UDDOUT5k 5k 5k1 25 68 4

60、3R + + C1 + + C2 DQQRSUSS1 U+U-U+U-TQ兩個集成運放構(gòu)兩個集成運放構(gòu)成的電壓比較器成的電壓比較器C1的反相端的反相端和和C2的同相端的同相端均與均與相接。相接。低電平低電平觸發(fā)端觸發(fā)端高電平高電平觸發(fā)端觸發(fā)端電壓電壓控制端控制端清零端，正常工清零端，正常工作時為作時為“ ”416V負電源負電源“”端端N溝道溝道放電開關(guān)管放電開關(guān)管放電端放電端RS觸發(fā)器觸發(fā)器推拉式推拉式輸出級輸出級電路電路輸出端輸出端1、電路的組成、電路的組成 555定時器是一種功能強大的模擬數(shù)字集成混合電路，定時器是一種功能強大的模擬數(shù)字集成混合電路，集成芯片共有集成芯片共有8腳：腳：1腳是