電子技術(shù)第6章時(shí)序邏輯電路

1、第六章第六章 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路 6.2 6.2 時(shí)序邏輯電路的一般分析方法時(shí)序邏輯電路的一般分析方法6.3 6.3 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器6.4 6.4 數(shù)碼寄存器與移位寄存器數(shù)碼寄存器與移位寄存器6.5 6.5 時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法6.1 6.1 時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的基本概念6.1 6.1 時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的基本概念組組合合電電路路觸觸發(fā)發(fā)器器電電路路x1xiz1zjq1qmd1dm輸入信號(hào)信號(hào)輸出觸發(fā)器觸發(fā)器輸入信號(hào)輸出信號(hào)cp一、一、 時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路任何一個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)不

2、僅取決于當(dāng)時(shí)的任何一個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，還與電路的原狀態(tài)有關(guān)輸入信號(hào)，還與電路的原狀態(tài)有關(guān)。 時(shí)序電路的特點(diǎn)：（時(shí)序電路的特點(diǎn)：（1 1）含有記憶元件（最常用的是觸發(fā)器）。）含有記憶元件（最常用的是觸發(fā)器）。 （2 2）具有反饋通道。具有反饋通道。一、分析時(shí)序邏輯電路的一般步驟一、分析時(shí)序邏輯電路的一般步驟 1 1由邏輯圖寫(xiě)出下列各邏輯方程式：由邏輯圖寫(xiě)出下列各邏輯方程式： （1 1）各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程。）各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程。 （2 2）時(shí)序電路的輸出方程。）時(shí)序電路的輸出方程。 （3 3）各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。）各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。 2 2將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方

3、程，求得時(shí)序邏輯電路將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)方程。的狀態(tài)方程。 3 3根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時(shí)序電路的狀態(tài)表，畫(huà)出根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時(shí)序電路的狀態(tài)表，畫(huà)出狀態(tài)圖或時(shí)序圖。狀態(tài)圖或時(shí)序圖。 4根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說(shuō)明給定時(shí)序邏輯電路的邏輯功根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說(shuō)明給定時(shí)序邏輯電路的邏輯功能。能。6.2 6.2 時(shí)序邏輯電路的一般分析方法時(shí)序邏輯電路的一般分析方法二、同步時(shí)序邏輯電路的分析舉例二、同步時(shí)序邏輯電路的分析舉例例例6.2.1：試分析如圖所示的時(shí)序邏輯電路。試分析如圖所示的時(shí)序邏輯電路。解：該電路為同步時(shí)序邏輯電路，時(shí)鐘方程可

4、以不寫(xiě)。解：該電路為同步時(shí)序邏輯電路，時(shí)鐘方程可以不寫(xiě)。（1）寫(xiě)出輸出方程：）寫(xiě)出輸出方程： nnqqxz01)( nqxj10 10 knqxj01 11 k （2 2）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程：）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程：0=11k1j1=11k=11jz1cpx0qc1q11ff&c1ff（3）寫(xiě)出）寫(xiě)出jk觸發(fā)器的特性方程，然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入觸發(fā)器的特性方程，然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入jk觸發(fā)器的觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：（4）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)圖）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)圖 當(dāng)當(dāng)x=0時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：作出作出x=0的狀態(tài)表：的狀態(tài)表

5、：nnnnnqqxqkqjq01000010)( nnnnnqqxqkqjq10111111) (nnnqqq0110 nnnqqq1011 輸出方程簡(jiǎn)化為：輸出方程簡(jiǎn)化為：nnqqz01 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)輸輸 出出q1 n q0 n q1 n+1 q0 n+1 z 0 00 1 0 11 0 0 1 0 0 0 0 1 x x= =0 0時(shí)時(shí)的的狀狀態(tài)態(tài)圖圖/1q/0q/000110100nnqqxz01)( nqxj10 10 knqxj01 11 k當(dāng)當(dāng)x=1時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：作出作出x=1的狀態(tài)表：的狀態(tài)表：將將x=0與與x=1的狀態(tài)圖合并起來(lái)

6、得完整的狀態(tài)圖。的狀態(tài)圖合并起來(lái)得完整的狀態(tài)圖。nnnqqq0110 nnnqqq1011 輸出方程簡(jiǎn)化為：輸出方程簡(jiǎn)化為：nnqqz01 各觸發(fā)器的次態(tài)方程：各觸發(fā)器的次態(tài)方程：nnnnnqqxqkqjq01000010)( nnnnnqqxqkqjq10111111) (現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)輸輸 出出q1 n q0 n q1 n+1 q0 n+1 z 0 01 0 1 00 1 1 0 1 0 0 0 0 x x= =1 1時(shí)時(shí)的的狀狀態(tài)態(tài)圖圖/00010/0q0101/1q1/0010/11/10/0000/0101/0完完整整的的狀狀態(tài)態(tài)圖圖nnqqxz01)( 根據(jù)狀態(tài)表或狀態(tài)圖，根

7、據(jù)狀態(tài)表或狀態(tài)圖， 可畫(huà)出在可畫(huà)出在cp脈沖作用下電路的時(shí)序圖。脈沖作用下電路的時(shí)序圖。（5 5）畫(huà)時(shí)序波形圖。）畫(huà)時(shí)序波形圖。1/0010/11/10/0000/0101/0xcp1234560qz1q（6 6）邏輯功能分析：）邏輯功能分析： 當(dāng)當(dāng)x=1=1時(shí)，按照減時(shí)，按照減1 1規(guī)律規(guī)律從從1001001010010010循環(huán)變化，循環(huán)變化，并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為0000狀態(tài)（最小數(shù)）時(shí)，狀態(tài)（最小數(shù)）時(shí)，輸出輸出z=1=1。 該電路一共有該電路一共有3 3個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)0000、0101、1010。 當(dāng)當(dāng)x=0=0時(shí)，按照加時(shí)，按照加1 1規(guī)律從規(guī)律從0001100000011000循

8、環(huán)變化，循環(huán)變化，并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為1010狀態(tài)（最大數(shù)）時(shí)，輸出狀態(tài)（最大數(shù)）時(shí)，輸出z=1=1。所以該電路是一個(gè)可控的所以該電路是一個(gè)可控的3 3進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1/0010/11/10/0000/0101/0完完整整的的狀狀態(tài)態(tài)圖圖cp1 1= =q0 0 （當(dāng)（當(dāng)ff0 0的的q0 0由由0101時(shí)，時(shí)，q1 1才可能改變狀態(tài)。）才可能改變狀態(tài)。）三、異步時(shí)序邏輯電路的分析舉例三、異步時(shí)序邏輯電路的分析舉例例例6.2.2：試分析如圖所示的時(shí)序邏輯電路試分析如圖所示的時(shí)序邏輯電路該電路為異步時(shí)序邏輯電路。具體分析如下：該電路為異步時(shí)序邏輯電路。具體分析如下：（1 1）寫(xiě)出各

9、邏輯方程式。）寫(xiě)出各邏輯方程式。時(shí)鐘方程：時(shí)鐘方程：cp0 0= =cp （時(shí)鐘脈沖源的上升沿觸發(fā)。（時(shí)鐘脈沖源的上升沿觸發(fā)。）c1ff01d1ffc11dcp0qq1z&輸出方程：輸出方程：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：（3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。（2）將各驅(qū)動(dòng)方程代入）將各驅(qū)動(dòng)方程代入d觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：nnqdq0010 （cp由由01時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） 1111nnqdq （q0由由01時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） nnqqz01 nqd00 nqd11 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)輸輸 出出時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖q1

10、 n q0 n q1 n+1 q0 n+1 zcp1 cp0 cp1 1= =q0 0時(shí)鐘方程：時(shí)鐘方程：cp0 0= =cp0 0 1 0 0 0 111 1 01 0 1 010 0 100 0 （4）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖。（5 5）邏輯功能分析）邏輯功能分析 該電路一共有該電路一共有4個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)00、01、10、11，在，在cp作用下，按照減作用下，按照減1規(guī)律循規(guī)律循環(huán)變化，所以是一個(gè)環(huán)變化，所以是一個(gè)4進(jìn)制減法計(jì)進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器數(shù)器，z是借位信號(hào)。是借位信號(hào)。q/0/0/110111000q/001cpz1qq0計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器用以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖用以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖cp

11、cp個(gè)數(shù)的電路。個(gè)數(shù)的電路。 6.3 6.3 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的分類：計(jì)數(shù)器的分類：（2 2）按數(shù)字的增減趨勢(shì)可分為加法計(jì)數(shù)器、減）按數(shù)字的增減趨勢(shì)可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。（1 1）按計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)）按計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最典型的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最典型的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（3 3）按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否與計(jì)數(shù)脈沖同）按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否與計(jì)數(shù)脈沖同步分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。步分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。 一、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器一、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1 1二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器二

12、進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器 （1 1）二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器（）二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器（4 4位）位） 工作原理：工作原理： 4個(gè)個(gè)jk觸發(fā)器都接成觸發(fā)器都接成t觸發(fā)器。觸發(fā)器。 每當(dāng)每當(dāng)q2由由1變變0，ff3向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。 每來(lái)一個(gè)每來(lái)一個(gè)cp的下降沿時(shí)，的下降沿時(shí)，ff0向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當(dāng)每當(dāng)q0由由1變變0，ff1向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當(dāng)每當(dāng)q1由由1變變0，ff2向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；1j1kc12q1qcpff3r1kff21jc1r1kff1q1j0c1rr0ff1jc11kq31cr計(jì)

13、數(shù)脈沖清零脈沖qqqq用用“觀察法觀察法”作出該電路的時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。作出該電路的時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。由時(shí)序圖可以看出，由時(shí)序圖可以看出，q0 0、ql、q2 2、q3 3的周期分別是計(jì)數(shù)脈沖的周期分別是計(jì)數(shù)脈沖( (cp) )周周期的期的2 2倍、倍、4 4倍、倍、8 8倍、倍、1616倍，因而計(jì)數(shù)器也可作為分頻器。倍，因而計(jì)數(shù)器也可作為分頻器。cpq0q1q2q3000100110110101000101000010110010100q1101111101110q31011q100001100q20111（2 2）二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器用用4 4個(gè)上升沿觸發(fā)的個(gè)上升

14、沿觸發(fā)的d觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4 4位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。 工作原理：工作原理：d觸發(fā)器也都接成觸發(fā)器也都接成t觸發(fā)器觸發(fā)器。 由于是上升沿觸發(fā)，則應(yīng)將低位觸發(fā)器的由于是上升沿觸發(fā)，則應(yīng)將低位觸發(fā)器的q端與相鄰高位觸發(fā)端與相鄰高位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端相連，即從器的時(shí)鐘脈沖輸入端相連，即從q端取借位信號(hào)。端取借位信號(hào)。 它也同樣具有分頻作用。它也同樣具有分頻作用。c1cpff31dq3計(jì)數(shù)脈沖qrq31dqq22ffc1r2q1dqq11ffc1r1q1dqq00ffc1r0q清零脈沖cr二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器的二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器的時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。時(shí)序波形圖和

15、狀態(tài)圖。 在異步計(jì)數(shù)器中，高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必須在相鄰觸發(fā)器產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)在異步計(jì)數(shù)器中，高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必須在相鄰觸發(fā)器產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)（加計(jì)數(shù)）或借位信號(hào)（減計(jì)數(shù)）之后才能實(shí)現(xiàn)，所以工作速度較低。（加計(jì)數(shù)）或借位信號(hào)（減計(jì)數(shù)）之后才能實(shí)現(xiàn)，所以工作速度較低。為為了提高計(jì)數(shù)速度，可采用同步計(jì)數(shù)器。了提高計(jì)數(shù)速度，可采用同步計(jì)數(shù)器。 cpq0q1q2q32310qqq q00001111111011011100101110011010100001110110010101000011001000012 2二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（1 1）二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器 由于該

16、計(jì)數(shù)器的由于該計(jì)數(shù)器的翻轉(zhuǎn)規(guī)律性較強(qiáng)，只翻轉(zhuǎn)規(guī)律性較強(qiáng)，只需用需用“觀察法觀察法”就可就可設(shè)計(jì)出電路：設(shè)計(jì)出電路：因?yàn)槭且驗(yàn)槭恰巴酵健狈绞剑绞?，所以將所有觸發(fā)器的所以將所有觸發(fā)器的cpcp端連在一起，接計(jì)端連在一起，接計(jì)數(shù)脈沖。數(shù)脈沖。 然后分析狀態(tài)圖，然后分析狀態(tài)圖，選擇適當(dāng)?shù)倪x擇適當(dāng)?shù)膉kjk信號(hào)。信號(hào)。計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖序號(hào)序號(hào)電電 路路 狀狀 態(tài)態(tài)等效十進(jìn)等效十進(jìn)制數(shù)制數(shù)q3 q2 q1 q00123456789101112131415160 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11

17、0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 0 001234567891011121314150ff1krc11j清零脈沖q01k1qqffc11jq1k計(jì)數(shù)脈沖&22ff1j&01jqcp3r1kqcrqc11&rr3ffc1q1分析狀態(tài)圖可見(jiàn)：分析狀態(tài)圖可見(jiàn)：ff0 0：每來(lái)一個(gè)：每來(lái)一個(gè)cp，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選：向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選：j0 0= =k0 0=1=1ff1 1：當(dāng)：當(dāng)q0 0=1=1時(shí)，來(lái)一個(gè)時(shí)，來(lái)一個(gè)cp，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選：所以選：j1 1= =k1 1= = q0 0ff2

18、2：當(dāng)：當(dāng)q0 0q1 1=1=1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè)cp，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選：所以選：j2 2= =k2 2= = q0 0q1 1ff3 3： 當(dāng)當(dāng)q0 0q1 1q2 2=1=1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè)cp，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選：所以選：j3 3= =k3 3= = q0 0q1 1q2 2（2 2）二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器分析分析4 4位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表，很容易看出，只要將各位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表，很容易看出，只要將各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程改為：觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程改為： 將加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)器

19、合并起來(lái)，并引入一加將加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)器合并起來(lái)，并引入一加/ /減控制信號(hào)減控制信號(hào)x便構(gòu)便構(gòu)成成4 4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為：位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為：就構(gòu)成了就構(gòu)成了4 4位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器。位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器。（3 3）二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器21033qqqkj 1022qqkj 011qkj 100 kj21021033qqqxqqxqkj 101022qqxqxqkj 0011qxxqkj 100 kj 當(dāng)控制信號(hào)當(dāng)控制信號(hào)x=1時(shí)，時(shí)，ff1ff3中的各中的各j、k端分別與低位各觸發(fā)器的端分別與低位各觸發(fā)器

20、的q端相連，作加法計(jì)數(shù)。端相連，作加法計(jì)數(shù)。作出二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器的邏輯圖：作出二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器的邏輯圖：實(shí)現(xiàn)了可逆計(jì)數(shù)器的功能。實(shí)現(xiàn)了可逆計(jì)數(shù)器的功能。 當(dāng)控制信號(hào)當(dāng)控制信號(hào)x=0時(shí)，時(shí)，ff1ff3中的各中的各j、k端分別與低位各觸發(fā)器端分別與低位各觸發(fā)器的端相連，作減法計(jì)數(shù)。的端相連，作減法計(jì)數(shù)。qqr02q11jqcrrqff清零脈沖ffc10c11k1k計(jì)數(shù)脈沖1k1qc12rcpq1j1ff1j1j1kqr3c1ff3q&111x加/減控制信號(hào)3 3集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例 （1 1）4 4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器7416174161rc1

21、&q1j1k&13q&q&rc11j1k&12q&q&rc11j1k&11q&q&rc11j1k&10q0d1&1epet11d2d3dcpldrdrco 異步清零。異步清零。7416174161具有以下功能：具有以下功能： 計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 同步并行預(yù)置數(shù)。同步并行預(yù)置數(shù)。rco為進(jìn)位輸出端。為進(jìn)位輸出端。 保持。保持。01111rd清零清零0111ld預(yù)置預(yù)置 0 01 1ep et使能使能cp時(shí)鐘時(shí)鐘 d3 d2 d1 d0 d3 d2 d1 d0預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入0 0 0 0d3 d2 d1 d0保保 持持保保 持持計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)q3 q2 q1 q0輸出輸出工作模式工作模式異步清零異

22、步清零同步置數(shù)同步置數(shù)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)7416174161的功能表的功能表41235671516cpd0d1d2gndq3q2q1vcc74161891011121413rd3ddlepetq0rcoqcpq0q21q3ldrddd0d21d3epetrco121314150120清零異步同步置數(shù)加法計(jì)數(shù)保持（2）4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器741910111ld預(yù)置預(yù)置100en使能使能01d/ u加加/減控制減控制cp時(shí)鐘時(shí)鐘d3 d2 d1 d0 d3 d2 d1 d0預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入d3 d2 d1 d0保保 持持計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì)

23、 數(shù)數(shù)q3 q2 q1 q0輸輸 出出工作模式工作模式異步置數(shù)異步置數(shù)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)74191的功能表的功能表ld3q2qd/uencp0d1d2d3drcomax/min1q0q7419141235671516vcc741918910111214133d0q1gndd1en d/uq3q2qd2ldmax/minrcocp0d二、非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二、非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器n進(jìn)制計(jì)數(shù)器又稱模進(jìn)制計(jì)數(shù)器又稱模n計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。當(dāng)當(dāng)n=2n時(shí)，就是前面討論的時(shí)，就是前面討論的n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；當(dāng)當(dāng)n2n時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

24、非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1 1 84218421bcd碼同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器碼同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器用前面介紹的同步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析。用前面介紹的同步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析。（1）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程：）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程：10 j10 knnqqj031 nqk01 nnqqj012 nnqqk012 nnnqqqj0123 n03qk qq1kr1j2qc10c111jffrq計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖cr0q1jrffq11kc13ff1krffc1cp2q1q1k1j3&然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入jk觸發(fā)器的特性方程，得

25、各觸發(fā)器的次態(tài)方程觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程:（2）轉(zhuǎn)換成次態(tài)方程：）轉(zhuǎn)換成次態(tài)方程： 先寫(xiě)出先寫(xiě)出jk觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程nnqqj031 10 j10 knqk01 nnqqj012 nnqqk012 nnnqqqj0123 n03qk nnnqkqjq 1nnnnqqkqjq0000010 nnnnnnnnqqqqqqkqjq10103111111 nnnnnnnnnqqqqqqqkqjq201201222212 nnnnnnnnnqqqqqqqkqjq303012333313 （3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。設(shè)初態(tài)為設(shè)初態(tài)為q3 3q2 2q1 1q0 0=

26、0000=0000，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表?，F(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)q3 n q2 n q1 n q0 n q3 n+1 q2 n+1 q1 n+1 q0 n+1 nnqq010 nnnnnnqqqqqq1010311 nnnnnnnqqqqqqq20120112 nnnnnnnqqqqqqq30301213 0 0 0 010000 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1010011000010000010100110111000011001（4 4）作狀態(tài)圖）作

27、狀態(tài)圖 和時(shí)序圖。和時(shí)序圖。2310qqq q0000100001000011000100101001010101100111cp12345678910q0q1q2q3（5）檢查電路能否自啟動(dòng)）檢查電路能否自啟動(dòng) 用同樣的分析方法分別求出用同樣的分析方法分別求出6種無(wú)效狀態(tài)下的次態(tài)，得到完整的狀態(tài)種無(wú)效狀態(tài)下的次態(tài)，得到完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。轉(zhuǎn)換圖。 由于電路中有由于電路中有4個(gè)觸發(fā)器，它們的狀態(tài)組合共有個(gè)觸發(fā)器，它們的狀態(tài)組合共有16種。而在種。而在8421bcd碼碼計(jì)數(shù)器中只用了計(jì)數(shù)器中只用了10種，稱為有效狀態(tài)。其余種，稱為有效狀態(tài)。其余6種狀態(tài)稱為無(wú)效狀態(tài)。種狀態(tài)稱為無(wú)效狀態(tài)。 當(dāng)由于某種

28、原因，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)時(shí)，如果能在時(shí)鐘信號(hào)作用當(dāng)由于某種原因，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)時(shí)，如果能在時(shí)鐘信號(hào)作用下，最終進(jìn)入有效狀態(tài)，我們就稱該電路具有下，最終進(jìn)入有效狀態(tài)，我們就稱該電路具有自啟動(dòng)自啟動(dòng)能力能力。1001000010001q3010100100100qq有效循環(huán)0011q01100111100002111111101101110010101011可見(jiàn)，該計(jì)數(shù)器能夠自啟動(dòng)?？梢?jiàn)，該計(jì)數(shù)器能夠自啟動(dòng)。nnqq010 nnnnnnqqqqqq1010311 nnnnnnnqqqqqqq20120112 nnnnnnnqqqqqqq30301213 28421bcd碼異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)

29、器碼異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器cp2 2= =q1 1 （當(dāng)（當(dāng)ff1 1的的q1 1由由1010時(shí)，時(shí)，q2 2才可能改變狀態(tài)。）才可能改變狀態(tài)。）用前面介紹的異步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析：用前面介紹的異步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析：（1 1）寫(xiě)出各邏輯方程式。）寫(xiě)出各邏輯方程式。 時(shí)鐘方程：時(shí)鐘方程： cp0 0= =cp （時(shí)鐘脈沖源的下降沿觸發(fā)。）（時(shí)鐘脈沖源的下降沿觸發(fā)。）cp1 1= =q0 0 （當(dāng)（當(dāng)ff0 0的的q0 0由由1010時(shí)，時(shí)，q1 1才可能改變狀態(tài)。才可能改變狀態(tài)。) )cp3 3= =q0 0 （當(dāng)（當(dāng)ff0 0的的q0 0由由1010時(shí)，時(shí)，

30、q3 3才可能改變狀態(tài)才可能改變狀態(tài)) )1j1kc12q1qcpff3r1kff21jc1r1kff1q1j0c1rr0ff1jc11kq31cr計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖qqqq&各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：10 j10 knqj31 11 k12 j12 knnqqj123 13 k1j1kc12q1qcpff3r1kff21jc1r1kff1q1j0c1rr0ff1jc11kq31cr計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖qqqq&（2）將各驅(qū)動(dòng)方程代入）將各驅(qū)動(dòng)方程代入jk觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：次態(tài)方程：nnnnqqkqjq0000010 （cp由由10時(shí)

31、此式有效）時(shí)此式有效） nnnnnqqqkqjq13111111 （q0由由10時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） nnnnqqkqjq2222212 （q1由由10時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） nnnnnnqqqqkqjq312333313 （q0由由10時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） 10 j10 knqj31 11 k12 j12 knnqqj123 13 k （3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。設(shè)初態(tài)為設(shè)初態(tài)為q3q2q1q0=0000，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。nnqq212 nnqq010 （cp由由10時(shí)）時(shí)） nnnqqq1311 （q0由由10時(shí)）

32、時(shí)） （q1由由10時(shí)）時(shí)） nnnnqqqq31213 （q0由由10時(shí)）時(shí)） 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖q3 n q2 n q1 n q0q3 n+1 q2 n+1 q1 n+1 q0 n+1 cp3 cp2 cp1 cp00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 110000100110000100000101001101110000110010000000000000000013 3集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例（1 1）84218421bcd碼同步加法計(jì)數(shù)器碼同步加法計(jì)

33、數(shù)器741607416001111rd清零清零0111ld預(yù)置預(yù)置 0 01 1ep et使能使能cp時(shí)鐘時(shí)鐘 d3 d2 d1 d0 d3 d2 d1 d0預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入0 0 0 0d3 d2 d1 d0保保 持持保保 持持十進(jìn)制計(jì)十進(jìn)制計(jì) 數(shù)數(shù)q3 q2 q1 q0輸出輸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?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)7416074160的功能表的功能表3q2qetcp0d1d2d3drco1q0q74160eprddl41235671516cpd0d1d2gndq3q2q1vcc74160891011121413rd3ddle

34、petq0rco（2 2）二）二五五十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器7429074290二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為cp1 1，輸出端為，輸出端為q0 0；五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為cp2 2，輸出端為，輸出端為q1 1、q2 2、q3 3。7429074290包含一個(gè)獨(dú)立的包含一個(gè)獨(dú)立的1 1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 如果將如果將q0 0與與cp2 2相連，相連，cp1 1作時(shí)鐘輸入端，作時(shí)鐘輸入端，q0 0q3 3作輸出端，則為作輸出端，則為84218421bcd碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

35、。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如果將如果將q3與與cp0相連，相連，cp2作時(shí)鐘輸入端，從高作時(shí)鐘輸入端，從高位到低位的輸出為位到低位的輸出為q0 q3 q2 q1 時(shí)，則構(gòu)成時(shí)，則構(gòu)成5421bcd碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。rqc1c1rqc11kcpr1k1j1j1j1j1kq1krc1qss&3q0q1qq220(1)r0(2)r9(1)r9(2)1cpr11& 7429074290的功能：的功能： 異步清零。異步清零。 計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 異步置數(shù)（置異步置數(shù)（置9 9）。）。 復(fù)位輸入復(fù)位輸入置位輸入置位輸入時(shí)時(shí) 鐘鐘輸輸 出出工作模式工作模式r0（1） r0（2）r9（1） r9（2）cpq3

36、 q2 q1 q01 11 10 00 0 0 00 0 0 0異步清零異步清零0 01 11 11 0 0 11 0 0 1異步置數(shù)異步置數(shù)0 0 0 00 00 0計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)4123567891011121314gndvcc74ls2909(1)nc9(2)nc0(1)0(2)21q3q0q1q2cpcprrrr三、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用三、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用（1 1）同步級(jí)聯(lián)。）同步級(jí)聯(lián)。例：用兩片例：用兩片4 4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器7416174161采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成的采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成的8 8位位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，模為二

37、進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，模為161616=25616=256。1 1計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)3q2qetcp0d1d2d3drco1q0q74161(1)eprddld13dd3dcpq q00rco74161(2)l21etqdqr2dep111計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖0132q q q q4576q q q q（2 2）異步級(jí)聯(lián)）異步級(jí)聯(lián) 例：用兩片例：用兩片74191采用異步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成采用異步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成8位二進(jìn)制位二進(jìn)制異步可逆計(jì)數(shù)器。異步可逆計(jì)數(shù)器。ld3q2qd/uencp0d1d2d3drcomax/min1q0q74191(2)ld3q2qd/uencp0d1d2d3drcomax/mi

38、n1q0q74191(1)計(jì)數(shù)脈沖d/uenl0132q q q qq6q7q4q5d（3）用計(jì)數(shù)器的輸出端作進(jìn)位）用計(jì)數(shù)器的輸出端作進(jìn)位/借位端借位端有的集成計(jì)數(shù)器沒(méi)有進(jìn)位有的集成計(jì)數(shù)器沒(méi)有進(jìn)位/借位輸出端，這時(shí)可根據(jù)具體情況，借位輸出端，這時(shí)可根據(jù)具體情況，用計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)用計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)q3、q2、q1、q0產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位/借位。借位。例：用兩片例：用兩片74290采用異步級(jí)聯(lián)方式組成的二位采用異步級(jí)聯(lián)方式組成的二位8421bcd碼十進(jìn)制碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。加法計(jì)數(shù)器。 模為模為1010=1003q2q1q0q74290(1)cp1cp2r0(2)r0(1)r9(1)9(2

39、)rq0q12qq374290(2)cp1cp20(2)rr0(1)9(1)rr9(2)計(jì)數(shù)脈沖置數(shù)脈沖清零脈沖個(gè)位輸出十位輸出01q2qq3q01q2qq3q2 2組成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器（1）異步清零法）異步清零法適用于具有異步清零端的集成計(jì)數(shù)器。適用于具有異步清零端的集成計(jì)數(shù)器。例：用集成計(jì)數(shù)器例：用集成計(jì)數(shù)器74160和與非門(mén)組成的和與非門(mén)組成的6進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。ewb演示演示160組成組成6進(jìn)制進(jìn)制q2epd2cpetq計(jì)數(shù)脈沖dr1rco0qqq11dqld7416123110d3d0qq32310qqq q000010000100001100010010100

40、1010101100111&（2）同步清零法）同步清零法同步清零法適用于具有同步清零端的集成計(jì)數(shù)器。同步清零法適用于具有同步清零端的集成計(jì)數(shù)器。例：用集成計(jì)數(shù)器例：用集成計(jì)數(shù)器74163和與非門(mén)組成的和與非門(mén)組成的6進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。qdretep74163drco33qd211ql010qdcpdd1計(jì)數(shù)脈沖2&0132q q q q3q0010000000011q0001q1q010020101ewb演示演示163組成組成6進(jìn)制進(jìn)制（3）異步預(yù)置數(shù)法）異步預(yù)置數(shù)法異步預(yù)置數(shù)法適用于具有異步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。異步預(yù)置數(shù)法適用于具有異步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。例：用集成計(jì)數(shù)器例：用集成計(jì)數(shù)

41、器74191和與非門(mén)組成的余和與非門(mén)組成的余3碼碼10進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。ld3q2qd/uencp0d1d2d3drcomax/min1q0q7419100計(jì)數(shù)脈沖&q30qq21q1100011001101001101002q11011qqq3010101111001011010001010ewb演示演示191組成組成余余3碼十進(jìn)制碼十進(jìn)制（4）同步預(yù)置數(shù)法）同步預(yù)置數(shù)法同步預(yù)置數(shù)法適用于具有同步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。同步預(yù)置數(shù)法適用于具有同步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。例：用集成計(jì)數(shù)器例：用集成計(jì)數(shù)器74160和與非門(mén)組成的和與非門(mén)組成的7進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。qdretep74160drc

42、o33qd211ql010qdcpdd1計(jì)數(shù)脈沖200111q30qq21q3q0101000110111q0100q1q1000210010110ewb演示演示160組成組成7進(jìn)制進(jìn)制例例6.3.16.3.1 用用7416074160組成組成4848進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。先將兩芯片采用同步級(jí)聯(lián)方式連接成先將兩芯片采用同步級(jí)聯(lián)方式連接成100100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 然后再用異步清零法組成了然后再用異步清零法組成了4848進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：解：因?yàn)橐驗(yàn)閚4848，而，而7416074160為模為模1010計(jì)數(shù)器，所以要用兩片計(jì)數(shù)器，所以要用兩片7416074160構(gòu)成構(gòu)成.

43、.。3q2qetcp0d1d2d3drco1q0q74160(1)eprddld13dd3dcpq q00rco74160(2)l21etqdqr2dep1計(jì)數(shù)脈沖&113 3組成分頻器組成分頻器前面提到，模前面提到，模n計(jì)數(shù)器進(jìn)位輸出端輸出脈沖的頻率是輸入脈沖計(jì)數(shù)器進(jìn)位輸出端輸出脈沖的頻率是輸入脈沖頻率的頻率的1/1/n，因此可用模，因此可用模n計(jì)數(shù)器組成計(jì)數(shù)器組成n分頻器。分頻器。解：解： 因?yàn)橐驗(yàn)?2768=232768=21515，經(jīng)，經(jīng)1515級(jí)二分頻，就可獲得頻率為級(jí)二分頻，就可獲得頻率為1 1hz的脈沖的脈沖信號(hào)。因此將四片信號(hào)。因此將四片7416174161級(jí)聯(lián)，從高位片（級(jí)聯(lián)

44、，從高位片（4 4）的）的q2 2輸出即可。輸出即可。例例6.3.26.3.2 某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號(hào)的頻率為某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號(hào)的頻率為3276832768hz，用，用7416174161組成分頻器，將其分頻為頻率為組成分頻器，將其分頻為頻率為1 1hz的脈沖信號(hào)。的脈沖信號(hào)。1det1d31rcod102ldq3q01cpd3dqddqd74161(4)rcoqdrcol0cpd13101qrqd3depq2d2ddcp1cpr023rd74161(2)q qrqqetd74161(3)2121d00qep31etet1q21d=32768hzrcodd0epqd=1hzf1

45、epf1174161(1)dlq32l3214212212115214 4組成序列信號(hào)發(fā)生器組成序列信號(hào)發(fā)生器序列信號(hào)序列信號(hào)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(hào)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(hào)。例：用例：用74161及門(mén)電路構(gòu)成序列信號(hào)發(fā)生器。及門(mén)電路構(gòu)成序列信號(hào)發(fā)生器。其中其中74161與與g1構(gòu)成了一個(gè)模構(gòu)成了一個(gè)模5計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 ，因此，這是一個(gè)，因此，這是一個(gè)01010序列信號(hào)發(fā)生器，序列長(zhǎng)度序列信號(hào)發(fā)生器，序列長(zhǎng)度p=5。20qqz 3q2qetcp0d1d2d3drco1q0q74161eprddl11&zcp&1g1g2g30132q q q q0101

46、0z輸出輸出0 0 1 0 1 00 1 11 0 00 0 0 q1 n+1 q1 n+1 q0 n+1 次次 態(tài)態(tài)0 0 0 0 0 10 1 00 1 11 0 0 q2 n q1 n q0 n 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)狀狀 態(tài)態(tài) 表表 例例6.3.3 試用計(jì)數(shù)器試用計(jì)數(shù)器74161和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)01100011序列發(fā)生器。序列發(fā)生器。 解：解：由于序列長(zhǎng)度由于序列長(zhǎng)度p=8，故將，故將74161構(gòu)成模構(gòu)成模8計(jì)數(shù)器，并選計(jì)數(shù)器，并選用數(shù)據(jù)選擇器用數(shù)據(jù)選擇器74151產(chǎn)生所需序列。產(chǎn)生所需序列。112dd0retdepdlcpqq31741613qd1rco2qd0cp1dz

47、2d74151d6dddg74y3d150dy0a1a2a111100005組成脈沖組成脈沖 分配器分配器074138y2dd1y3gy1etqd32agacpr27aycpy652aqd022b03000yq11y6rco3q4ep0741611yd7y21dy15yy1yyglyy411cpq0q1q20y1y2y3y4y5y6y7y6.4 6.4 數(shù)碼寄存器與移位寄存器數(shù)碼寄存器與移位寄存器集成數(shù)碼寄存器集成數(shù)碼寄存器74lsl75 ：一、一、 數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件1drc1qqr1dc1qrc11d1ffq11

48、q2ffq22q3ffq33q1dd32d1drc1r0101dqqff0dq0cp7474ls175175的功能的功能: :rd是異步清零控制端。是異步清零控制端。d0d3是并行數(shù)據(jù)輸入端，是并行數(shù)據(jù)輸入端，cp為時(shí)鐘脈沖端。為時(shí)鐘脈沖端。q0q3是并行數(shù)據(jù)輸出端。是并行數(shù)據(jù)輸出端。0111rd清零清零10cp時(shí)鐘時(shí)鐘 d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3輸輸 入入0 0 0 0d0 d1 d2 d3保保 持持保保 持持q0 q1 q2 q3輸輸 出出工作模式工作模式異步清零異步清零數(shù)碼寄存數(shù)碼寄存數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持7474ls175175的功能表的功能表二二、移位寄

49、存器、移位寄存器 移位寄存器移位寄存器不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)1 1位。位。1 1單向移位寄存器單向移位寄存器 （1 1）右移寄存器（）右移寄存器（d觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4 4位右移寄存器）位右移寄存器）右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。qrc11d1dc1rq1dc1rq1dqrc1q0q1q2q3cpcrid串行輸入串行輸出d0d1d20ff1ff2ff3ff并 行

50、輸 出d3移位脈沖移位脈沖輸入數(shù)碼輸入數(shù)碼輸輸 出出cpdiq0 q1 q2 q300 0 0 0 設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為0000，串行輸入數(shù)碼，串行輸入數(shù)碼di=1101，從高，從高位到低位依次輸入。其位到低位依次輸入。其狀態(tài)表如下：狀態(tài)表如下：qrc11d1dc1rq1dc1rq1dqrc1q0q1q2q3cpcrid串行輸入串行輸出d0d1d20ff1ff2ff3ff并 行 輸 出d3111 0 0 01 1 0 012030 1 1 0141 0 1 1右移寄存器的時(shí)序圖：右移寄存器的時(shí)序圖： 由于右移寄存器移位的方向由于右移寄存器移位的方向?yàn)闉閐iq0 0q

51、1 1q2 2q3 3，所以，所以又稱又稱上移寄存器上移寄存器。 在在4 4個(gè)個(gè)cpcp作用下，輸入的作用下，輸入的4 4位位串行數(shù)碼串行數(shù)碼11011101全部存入了寄存器全部存入了寄存器中。中。這種方式稱為這種方式稱為串行輸入方式串行輸入方式。619273584cp1d1i01203q1qqq移位脈沖移位脈沖輸入數(shù)碼輸入數(shù)碼輸輸 出出cpdiq0 q1 q2 q30123411010 0 0 01 0 0 01 1 0 00 1 1 01 0 1 1（2 2）左移寄存器）左移寄存器 2 2 雙向移位寄存器雙向移位寄存器 將右移寄存器和左移寄存器組合起來(lái)，并引入一控制端將右移寄存器和左移寄存

52、器組合起來(lái)，并引入一控制端s便構(gòu)成便構(gòu)成既可左移又可右移的雙向移位寄存器。既可左移又可右移的雙向移位寄存器。左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。1dc1rq1dqrc1q1d1dc1c1rqrcpcrd01dff0ff1ff23ff20并 行 輸 出3qq1qqid串行輸入串行輸出2d3d當(dāng)當(dāng)s=1時(shí)，時(shí)，d0=dsr、d1=q0、d2=q1、d3=q2，實(shí)現(xiàn)右移操作；，實(shí)現(xiàn)右移操作；其中，其中，dsr為右移串行輸入端，為右移串行輸入端，dsl為左移串行輸入端。為左移串行輸入端。當(dāng)當(dāng)s=0時(shí)，時(shí)，d0=q1

53、、d1=q2、d2=q3、d3=dsl，實(shí)現(xiàn)左移操作。，實(shí)現(xiàn)左移操作。rff1dc13q&1r1dc12ffq&1r1dc11ffq&1ff&c1r01dq1111qqqq1302cpcr串行輸入sld（左移）串行輸入dsr（右移）串行輸出dor（右移）串行輸出dol（左移）移位控制ss=1：右移s=0：左移并 行 輸 出 d d觸發(fā)器組成的雙向移位寄存器：觸發(fā)器組成的雙向移位寄存器：三、集成移位寄存器三、集成移位寄存器741947419474194為四位雙向移位寄存器為四位雙向移位寄存器。 q0和和q3分別是左移和右移時(shí)的串行輸出端，分別是左移和右移時(shí)的串行輸出端，q0、q1、q2和和q3為

54、為并行輸出端。并行輸出端。 dsl 和和dsr分別是左移和右移串行輸入。分別是左移和右移串行輸入。d0、d1、d2 2和和d3是并行輸是并行輸入端。入端。0q1qs3d2d1d0d2q3q7419441235671516d0d1d2gndq3q2q1vcc74194891011121413rd3d0sq0srdcpslsr01srsls1cpdddd74194的功能表的功能表輸輸 入入輸輸 出出工作模式工作模式清零清零控控 制制串行輸入串行輸入時(shí)鐘時(shí)鐘并行輸入并行輸入rds1 s0dsl dsrcpd0 d1 d2 d3q0 q1 q2 q30 0 0 0 0異步清零異步清零10 0 q0n

55、q1n q2n q3n保保 持持110 10 1 1 0 1 q0n q1n q2n0 q0n q1n q2n右右 移移111 01 01 0 q1n q2n q3n 1q1n q2n q3n 0左左 移移11 1 d0 d1 d2 d3d0 d1 d2 d3并行置數(shù)并行置數(shù)四、移位寄存器構(gòu)成的移位型計(jì)數(shù)器四、移位寄存器構(gòu)成的移位型計(jì)數(shù)器 1. 環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器 環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)： 電路簡(jiǎn)單，電路簡(jiǎn)單，n位移位寄存器可以計(jì)位移位寄存器可以計(jì)n個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)模個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)模n計(jì)數(shù)器。狀態(tài)為計(jì)數(shù)器。狀態(tài)為1的輸出端的序號(hào)等于計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，通常不需要譯碼電路。的輸出端的序號(hào)等于計(jì)數(shù)

56、脈沖的個(gè)數(shù)，通常不需要譯碼電路。0q1qs3d2d1d0d2q3q74194srdcpdslsrd01111000start0q31000q0100q2q0010100012扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器為了增加有效計(jì)數(shù)狀態(tài)，擴(kuò)大計(jì)數(shù)器的模，可用扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。為了增加有效計(jì)數(shù)狀態(tài)，擴(kuò)大計(jì)數(shù)器的模，可用扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。 一般來(lái)說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)，n位移位寄存器可以組成模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(jí)的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，只需將末級(jí)輸出反相后，接到串行輸入端。輸出反相后，接到串行輸入端。qd1sr013sqqssld74194drddcpq02d1d32010清零1q100000012qq000

57、00300111q11000111111011116.5 6.5 時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法一、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法一、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法1 1同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟（3 3）狀態(tài)分配，又稱狀態(tài)編碼。即把一組適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制代碼分配給）狀態(tài)分配，又稱狀態(tài)編碼。即把一組適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制代碼分配給簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）中各個(gè)狀態(tài)。簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）中各個(gè)狀態(tài)。（1 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖或狀態(tài)表。）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖或狀態(tài)表。（2 2）狀態(tài)化簡(jiǎn)。消去多余的狀態(tài)，得簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）。）狀態(tài)化簡(jiǎn)。消去多余的狀態(tài)，得簡(jiǎn)

58、化狀態(tài)圖（表）。（4 4）選擇觸發(fā)器的類型。）選擇觸發(fā)器的類型。（5 5）根據(jù)編碼狀態(tài)表以及所采用的觸發(fā)器的邏輯功能，導(dǎo)出待設(shè)計(jì)）根據(jù)編碼狀態(tài)表以及所采用的觸發(fā)器的邏輯功能，導(dǎo)出待設(shè)計(jì)電路的輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程。電路的輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程。（6 6）根據(jù)輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)出邏輯圖。）根據(jù)輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)出邏輯圖。（7 7）檢查電路能否自啟動(dòng)。檢查電路能否自啟動(dòng)。2 2同步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)舉例同步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)舉例例例6.5.16.5.1 設(shè)計(jì)一個(gè)同步設(shè)計(jì)一個(gè)同步5 5進(jìn)制加法計(jì)數(shù)進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器器（2 2）狀態(tài)分配，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。）狀態(tài)分配，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。(1(1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，）

59、根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。該狀態(tài)圖不須化簡(jiǎn)。畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。該狀態(tài)圖不須化簡(jiǎn)。s0s1s2s3s4s0s1s2s3s4狀態(tài)轉(zhuǎn)換順序狀態(tài)轉(zhuǎn)換順序00001y輸輸 出出0 0 1 0 1 00 1 11 0 00 0 0 q1 n+1 q1 n+1 q0 n+1 次次 態(tài)態(tài)0 0 0 0 0 10 1 00 1 11 0 0 q2 n q1 n q0 n 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表（3 3）選擇觸發(fā)器。選用）選擇觸發(fā)器。選用jk觸發(fā)器。觸發(fā)器。（4 4）求各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和進(jìn)位輸出方程。）求各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和進(jìn)位輸出方程。 列出列出jk觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表，畫(huà)

60、出電路的次態(tài)卡諾圖。，畫(huà)出電路的次態(tài)卡諾圖。0 00 11 01 1qn qn+10 1 1 0j k jk觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表 q q1 0n n2qn1000011110001010100011000根據(jù)次態(tài)卡諾圖和根據(jù)次態(tài)卡諾圖和jk觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表可得各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)卡諾圖：觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表可得各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)卡諾圖：0 00 11 01 1qn qn+10 1 1 0j k jk觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表 jn00n1q10qq101n112002kn00n1q10qq101n11200200101 102qqj 12 kq q10n n2qn1000011110001010100