數(shù)字電路講義-第六章wv3-2013

1、七、集成同步七、集成同步BCD碼計(jì)數(shù)器碼計(jì)數(shù)器 可設(shè)置任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器可設(shè)置任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器16位寄存器位寄存器七、集成同步七、集成同步BCD碼計(jì)數(shù)器碼計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器小結(jié)計(jì)數(shù)器小結(jié) 集成計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器第六節(jié)第六節(jié) 移位寄存器（移位寄存器（SRG-Shift Register）實(shí)際需求：串行傳輸、實(shí)際需求：串行傳輸、 無線通信無線通信移位寄存器從結(jié)構(gòu)上看，是將若干個(gè)觸發(fā)器級(jí)聯(lián)起來移位寄存器從結(jié)構(gòu)上看，是將若干個(gè)觸發(fā)器級(jí)聯(lián)起來按輸入方式分：串行和并行輸入按輸入方式分：串行和并行輸入按輸出方式分：串行和并行輸出按輸出方式分：串行和并行輸出按移位方向分：左移和右移按移位方向分：左移和右移例：設(shè)計(jì)一個(gè)例：

2、設(shè)計(jì)一個(gè)“111”檢測(cè)檢測(cè)器器第六節(jié)第六節(jié) 移位寄存器移位寄存器一、單向移位寄存器一、單向移位寄存器 串入并出串入并出特征方程：特征方程：串出串出一、單向移位寄存器一、單向移位寄存器注意！注意！在時(shí)鐘上升在時(shí)鐘上升沿沿同時(shí)移位同時(shí)移位一、單向移位寄存器一、單向移位寄存器一、單向移位寄存器一、單向移位寄存器右移右移左移左移移位寄存器特征方程：移位寄存器特征方程： 右移：右移： 左移：左移：并、串輸入并、串輸入-并、串輸出并、串輸出LD=0并入并入LD=1 串入串入有誤有誤第六節(jié)第六節(jié) 移位寄存器移位寄存器二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 單向移位單向移位雙向移位雙向移位4種模式

3、種模式第六節(jié)第六節(jié) 移位寄存器移位寄存器二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 M1M011 預(yù)置預(yù)置01 右移右移10左移左移00 保持保持二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 移位寄存器的擴(kuò)展移位寄存器的擴(kuò)展三、移位寄存器的直接應(yīng)用三、移位寄存器的直接應(yīng)用 關(guān)鍵是控制電路設(shè)計(jì)關(guān)鍵是控制電路設(shè)計(jì)三、移位寄存器的直接應(yīng)用三、移位寄存器的直接應(yīng)用 并并/ 串轉(zhuǎn)換器串轉(zhuǎn)換器74LS166 （串、并入（串、并入/串出）串出） 三、移位寄存器的直接應(yīng)用三、移位寄存器的直接應(yīng)

4、用 并并/ 串轉(zhuǎn)換器串轉(zhuǎn)換器74LS166 （串、并入（串、并入/串出）串出） 好處是？好處是？三、移位寄存器的直接應(yīng)用三、移位寄存器的直接應(yīng)用 并并/ 串轉(zhuǎn)換器串轉(zhuǎn)換器74LS166 （串、并入（串、并入/串出）串出） 三、移位寄存器的直接應(yīng)用三、移位寄存器的直接應(yīng)用 并并/ 串轉(zhuǎn)換器串轉(zhuǎn)換器74LS166 （串、并入（串、并入/串出）串出） 三、移位寄存器的直接應(yīng)用三、移位寄存器的直接應(yīng)用 串串/并轉(zhuǎn)換器并轉(zhuǎn)換器74LS164（串入（串入/ 串、并出）串、并出） 三、移位寄存器的直接應(yīng)用三、移位寄存器的直接應(yīng)用 串串/并轉(zhuǎn)換器并轉(zhuǎn)換器74LS164（串入（串入/ 串、并出）串、并出） 串串

5、/并轉(zhuǎn)換器并轉(zhuǎn)換器74LS164（串入（串入/ 串、并出）串、并出） 數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)陌l(fā)送 1、 加電加電+時(shí)鐘時(shí)鐘計(jì)數(shù)器置全計(jì)數(shù)器置全1Bit7=02 、第二個(gè)時(shí)鐘、第二個(gè)時(shí)鐘74166并行置數(shù)并行置數(shù)D0串行輸出串行輸出3、再來時(shí)鐘、再來時(shí)鐘74166串行移位串行移位計(jì)數(shù)器給出指示計(jì)數(shù)器給出指示計(jì)數(shù)控制計(jì)數(shù)控制 字、位字、位指示電路指示電路存在的問題？存在的問題？數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)慕邮諗?shù)據(jù)串行傳輸?shù)慕邮展ぷ髁鞒坦ぷ髁鞒?、移位、移位Bit0=1時(shí)時(shí)存入存入LS3772、一幀結(jié)束、一幀結(jié)束清零清零存在的問題？存在的問題？四、移存型計(jì)數(shù)器四、移存型計(jì)數(shù)器 1.環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器

6、移位寄存器也可以構(gòu)成計(jì)數(shù)器或分頻器移位寄存器也可以構(gòu)成計(jì)數(shù)器或分頻器 1.環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器其他循環(huán)其他循環(huán)00011.環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器為什么說：為什么說：移位寄存器也可以構(gòu)成計(jì)數(shù)器或分頻器移位寄存器也可以構(gòu)成計(jì)數(shù)器或分頻器 1.環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器1.環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器缺點(diǎn)：主循環(huán)狀態(tài)比較少缺點(diǎn)：主循環(huán)狀態(tài)比較少解決自啟動(dòng)辦法：解決自啟動(dòng)辦法：2.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器2.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器0000其他其他2.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器其他狀態(tài)？其他狀態(tài)？2.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器也可作為計(jì)數(shù)器、分頻器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器也可作為計(jì)數(shù)器、分頻器2.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器

7、移存型計(jì)數(shù)器的應(yīng)用移存型計(jì)數(shù)器的應(yīng)用2.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器如何解決自啟動(dòng)如何解決自啟動(dòng)2.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器解決辦法解決辦法卡諾圖法：卡諾圖法：111100002.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器解決辦法解決辦法卡諾圖法：卡諾圖法：其他方法其他方法思路？思路？2.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器如何解決自啟動(dòng)：其它可行方案如何解決自啟動(dòng)：其它可行方案注意！注意！ 先選擇方案先選擇方案 然后進(jìn)行驗(yàn)證然后進(jìn)行驗(yàn)證五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器（一）、什么是序列發(fā)生器（一）、什么是序列發(fā)生器產(chǎn)生序列信號(hào)的電路稱為序列發(fā)生器產(chǎn)生序列信號(hào)的電路稱為序列發(fā)生器五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器例例6-7 試分析如圖時(shí)序電

8、路，列出狀態(tài)表和狀態(tài)圖，說明試分析如圖時(shí)序電路，列出狀態(tài)表和狀態(tài)圖，說明其功能其功能五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器方法二：用移存器直接產(chǎn)生序列方法二：用移存器直接產(chǎn)生序列五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器當(dāng)序列很長時(shí)：器件增加、受到干擾易跑飛（可能不能自啟當(dāng)序列很長時(shí)：器件增加、受到干擾易跑飛（可能不能自啟動(dòng)）動(dòng)）如何用級(jí)數(shù)不多的移存器，產(chǎn)生循環(huán)長度最大的序列來，而如何用級(jí)數(shù)不多的移存器，產(chǎn)生循環(huán)長度最大的序列來，而且電路是易于自啟動(dòng)的。且電路是易于自啟動(dòng)的。研究表明：由異或門組成的反饋網(wǎng)絡(luò)用于移存器時(shí)，所構(gòu)成研究表明：由異或門組成的反饋網(wǎng)絡(luò)用于移存器時(shí)

9、，所構(gòu)成的序列發(fā)生器就有這種特性，其構(gòu)成如圖的序列發(fā)生器就有這種特性，其構(gòu)成如圖 6-58 所示。由于異所示。由于異或函數(shù)就是?；蚝瘮?shù)就是模 2 加法運(yùn)算，故適用疊加原理，所以這類序列發(fā)加法運(yùn)算，故適用疊加原理，所以這類序列發(fā)生器又稱為線性序列發(fā)生器。生器又稱為線性序列發(fā)生器。五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器對(duì)于對(duì)于n位移存器，產(chǎn)生最長的序列位移存器，產(chǎn)生最長的序列m序列序列五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器例例6-8 試分析如圖所示序列發(fā)生器試分析如圖所示序列發(fā)生器五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器序列中序列中1的個(gè)數(shù)：的個(gè)數(shù)：8個(gè)個(gè) 0的個(gè)數(shù)：的個(gè)數(shù)：7個(gè)個(gè)五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器補(bǔ)

10、充（數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)，高教，王毓銀）補(bǔ)充（數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)，高教，王毓銀）（一）什么是序列發(fā)生器（一）什么是序列發(fā)生器（二）設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路（二）設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路方法：方法： 1.移存型序列信號(hào)發(fā)生器移存型序列信號(hào)發(fā)生器 2.計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器（二）設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路（二）設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路 1.移存型序列信號(hào)發(fā)生器移存型序列信號(hào)發(fā)生器 例：設(shè)計(jì)產(chǎn)生序列信號(hào)例：設(shè)計(jì)產(chǎn)生序列信號(hào)11000、11000、的發(fā)生器的發(fā)生器解：分析狀態(tài)，確定觸發(fā)器個(gè)數(shù)解：分析狀態(tài)，確定觸發(fā)器個(gè)數(shù) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表（二）、設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路（二）、設(shè)

11、計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路D1(Q1n+1)卡諾圖為卡諾圖為自啟動(dòng)檢查自啟動(dòng)檢查（二）、設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路（二）、設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路（二）設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路（二）設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路 1.移存型序列信號(hào)發(fā)生器移存型序列信號(hào)發(fā)生器 例：設(shè)計(jì)產(chǎn)生序列信號(hào)例：設(shè)計(jì)產(chǎn)生序列信號(hào)11000、11000、的發(fā)生器的發(fā)生器 解：分析狀態(tài)，確定觸發(fā)器個(gè)數(shù)解：分析狀態(tài)，確定觸發(fā)器個(gè)數(shù) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表問題：如何用觸發(fā)器問題：如何用觸發(fā)器 設(shè)計(jì)本題？設(shè)計(jì)本題？Q3nQ2nQ1n3n+12n+11n+1011010011000002000001300101140111105xxxxx

12、x經(jīng)化簡得：經(jīng)化簡得：Q3n+1=Q2nQ2n+1=Q1n 2.計(jì)數(shù)器型序列信號(hào)發(fā)生器計(jì)數(shù)器型序列信號(hào)發(fā)生器 例：設(shè)計(jì)產(chǎn)生序列信號(hào)例：設(shè)計(jì)產(chǎn)生序列信號(hào)1111000100、1111000100、的發(fā)生器的發(fā)生器解：分析狀態(tài)數(shù)解：分析狀態(tài)數(shù)(計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)0-9, 輸出輸出:F) 2.計(jì)數(shù)器型序列信號(hào)發(fā)生器計(jì)數(shù)器型序列信號(hào)發(fā)生器輸出輸出F卡諾圖卡諾圖五五.序列發(fā)生器序列發(fā)生器（一）、什么是序列發(fā)生器（一）、什么是序列發(fā)生器（二）、設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路（二）、設(shè)計(jì)給定序列信號(hào)的產(chǎn)生電路（三）、根據(jù)序列循環(huán)長度（三）、根據(jù)序列循環(huán)長度M的要求設(shè)計(jì)發(fā)生器的要求設(shè)計(jì)發(fā)生器短序列：短序列：長序列：長序列：

13、第七節(jié)第七節(jié) 用用集成器件集成器件設(shè)計(jì)時(shí)序電路設(shè)計(jì)時(shí)序電路例例6-16 試設(shè)計(jì)試設(shè)計(jì)1011序列檢測(cè)電路序列檢測(cè)電路用移位寄存器設(shè)計(jì)用移位寄存器設(shè)計(jì)方法二方法二: (例例6-16 試設(shè)計(jì)試設(shè)計(jì)1011序列檢測(cè)電路序列檢測(cè)電路)第七節(jié)第七節(jié) 用集成器件設(shè)計(jì)時(shí)序電路用集成器件設(shè)計(jì)時(shí)序電路例例6-17 試用試用SSI設(shè)計(jì)一可變序列檢測(cè)器，當(dāng)控制變量設(shè)計(jì)一可變序列檢測(cè)器，當(dāng)控制變量X0時(shí)，電時(shí)，電路能檢測(cè)出序列路能檢測(cè)出序列Y中的中的“101”子序列；而當(dāng)子序列；而當(dāng)X1時(shí)，則檢測(cè)時(shí)，則檢測(cè)“1001”子序列。檢測(cè)器輸出為子序列。檢測(cè)器輸出為Z，且被檢測(cè)序列不可重疊。，且被檢測(cè)序列不可重疊。X0時(shí)，檢測(cè)時(shí)，檢測(cè) “101”子序列；子序列；X1時(shí)，則檢測(cè)時(shí)，則檢測(cè)“1001”子序列。子序列。101100101本章總結(jié)：本章總結(jié)：1.時(shí)序電路的分析（異步、同步）時(shí)序電路的分析（異步、同步