dzcha時序邏輯電路 ppt課件

1、電子技術(shù)電子技術(shù) 第五章第五章 時序邏輯電路時序邏輯電路數(shù)字電路部分?jǐn)?shù)字電路部分第五章第五章 時序邏輯電路時序邏輯電路5.1 概述概述5.2 寄存器寄存器 5.3 計數(shù)器的分析計數(shù)器的分析5.4 計數(shù)器的設(shè)計計數(shù)器的設(shè)計 5.5 計數(shù)器的應(yīng)用舉例計數(shù)器的應(yīng)用舉例 時序電路的特點：時序電路的特點：具有記憶功能。具有記憶功能。在數(shù)字電路中，凡是任一時刻的穩(wěn)定在數(shù)字電路中，凡是任一時刻的穩(wěn)定輸出不僅決定于該時刻的輸入，而且輸出不僅決定于該時刻的輸入，而且還和還和電路原來的狀態(tài)有關(guān)電路原來的狀態(tài)有關(guān)者，都叫做時序邏輯者，都叫做時序邏輯電路，簡稱電路，簡稱時序電路時序電路。組合邏輯電路組合邏輯電路存儲功

2、能存儲功能.XYZW5.1 概述概述時序電路的基本單元：時序電路的基本單元：觸發(fā)器。觸發(fā)器。時時 序序邏輯電路邏輯電路寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器計數(shù)器計數(shù)器順序脈沖發(fā)生器順序脈沖發(fā)生器分析分析設(shè)計設(shè)計教學(xué)要求教學(xué)要求 ：1. 會使用移位寄存器組件會使用移位寄存器組件 ；2. 會分析和設(shè)計計數(shù)器電路。會分析和設(shè)計計數(shù)器電路。*5.2 寄存器寄存器 5.2.1 數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取數(shù)取數(shù)脈沖脈沖接收接收脈沖脈沖( CP )寄存器是計算機的主要部件之一，它用寄存器是計算機的主要部件之一，它用來暫時存放數(shù)據(jù)或指令。來暫

3、時存放數(shù)據(jù)或指令。四位數(shù)碼寄存器四位數(shù)碼寄存器1 2 3 45 6 7109814 13 12 111516171819201Q 1D 2D 2Q 3Q 3D 4D 4Q GND輸出輸出控制控制時鐘時鐘VCC5D6D7D8D5Q6Q7Q8Q7 4 L S 3 7 4低電平低電平有效有效正邊沿正邊沿觸發(fā)觸發(fā)八八D寄存器寄存器 ：三態(tài)輸出：三態(tài)輸出共輸出控制共輸出控制共時鐘共時鐘5.2.2 移位寄存器移位寄存器 所謂所謂“移位移位”，就是將寄存器所存各位，就是將寄存器所存各位 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，在每個移位脈沖的作用下，向左或向右移動一位。在每個移位脈沖的作用下，向左或向右移動一位。根據(jù)移位方向根據(jù)移位方

4、向，常把它分成三種：，常把它分成三種：寄存器寄存器左移左移(a)寄存器寄存器右移右移(b)寄存器寄存器雙向雙向移位移位(c)根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入輸出方式入輸出方式，又，又可將它分為四種：可將它分為四種：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入并出串串行輸行輸入入串串行輸行輸出出串串行輸行輸入入并并行輸行輸出出并并行輸行輸入入串串行輸行輸出出并并行輸行輸入入并并行輸行輸出出：SDQQ DQQ DQQ DQQ D&A0A1A2A3RDCLRLOAD移位移位脈沖脈沖CP0串行串行輸出輸出數(shù)數(shù) 據(jù)

5、據(jù) 預(yù)預(yù) 置置 3210存數(shù)存數(shù)脈沖脈沖清零清零脈沖脈沖四位并入四位并入 - 串出的左移寄存器串出的左移寄存器初始狀態(tài)：初始狀態(tài)： 設(shè)設(shè)A3A2A1A0 1011在存數(shù)脈沖作用下，在存數(shù)脈沖作用下， Q3Q2Q1Q0 1011 。D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q2下面將重點下面將重點討論藍(lán)顏色討論藍(lán)顏色電路電路移位移位寄存器寄存器的工的工作原理。作原理。QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脈沖脈沖CP0串行串行輸出輸出3210D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q2QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脈沖脈沖CP0串行串行輸出輸出32101 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0

6、1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0設(shè)初態(tài)設(shè)初態(tài) Q3Q2Q1Q0 1011用波形圖表示如下：用波形圖表示如下：Q3Q2Q1Q0CP110100110011000000000001四位串入四位串入 - 串出的左移寄存器：串出的左移寄存器：D0 LD1 Q0D2 Q1D3 Q2四位串入四位串入 - 串出的右移寄存器：串出的右移寄存器：D1 Q2D2 Q3D3 RD0 Q1QQ DQQ DQQ DQQ DCP串行串行輸出輸出3210串行串行輸入輸入QDQQ3D

7、QDQDCP串行串行輸出輸出Q1Q2Q0串行串行輸入輸入雙向移位寄存器的構(gòu)成：雙向移位寄存器的構(gòu)成：只要設(shè)置一個控制端只要設(shè)置一個控制端S，當(dāng)當(dāng)S0 時左移；而當(dāng)時左移；而當(dāng)S1時右移即可。集成組件時右移即可。集成組件 電路電路74LS194就是這樣的多功能移位寄存器。就是這樣的多功能移位寄存器。R右移串行輸入右移串行輸入L左移串行輸入左移串行輸入A、B、C、D并行輸入并行輸入VCCQAQBQCQDS1S0CPQAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS19415161413121110912345678011110 00 11 01 1直接清零直接清零保保

8、 持持右移右移(從從QA向向QD移動移動)左移左移(從從QD向向QA移動移動)并行輸入并行輸入 CLRCPS1 S0功功 能能 5.2.3 寄存器應(yīng)用舉例寄存器應(yīng)用舉例例：例：數(shù)據(jù)傳送方式變換電路數(shù)據(jù)傳送方式變換電路D6D5D4D3D2D1D0并并行行輸輸入入串行輸出串行輸出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳送送方方式式變變換換電電路路1. 實現(xiàn)方法實現(xiàn)方法(1). 因為有因為有7位并行輸入，故需使用兩片位并行輸入，故需使用兩片74LS194；(2). 用最高位用最高位QD2作為它的串行輸出端。作為它的串行輸出端。2. 具體電路具體電路&G1S0S1CP1QA1QB1QC1QD1S0S1CP2QA2QB2Q

9、C2QD2R1R2A1B1C1D1A2B2C2D2D0D1D2D3D4D5D6+5V+5VCP啟動啟動脈沖脈沖移位移位脈沖脈沖&G2串行輸出串行輸出并行輸入并行輸入74LS194 (1)74LS194 (2)寄存器各輸出端狀態(tài)寄存器各輸出端狀態(tài)QA1QB1QC1QD1QA2QB2QC2 QD2寄存器工作方式寄存器工作方式0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 1 1 1 0 D0 D1 D2 D3 1 1 1 1 0 D0 D1 D2 1 1 1 1 1 0 D0 D1 1 1 1 1 1 1

10、0 D0 CP并行輸入并行輸入 ( S1S0=11)并行輸入并行輸入 ( S1S0=11)右移右移 ( S1S0=01)右移右移 ( S1S0=01)右移右移 ( S1S0=01)右移右移 ( S1S0=01)右移右移 ( S1S0=01)3.工作效果工作效果在電路中，在電路中，“右移輸入右移輸入”端接端接 5V。集成移位寄存器簡介集成移位寄存器簡介并行輸入并行輸出并行輸入并行輸出 ( 雙向雙向 )74LS194、74LS198、74LS299，等。，等。并行輸入串行輸出并行輸入串行輸出 74LS165、74LS166，等。，等。串行輸入并行輸出串行輸入并行輸出 74LS164，等。，等。串行

11、輸入串行輸出串行輸入串行輸出 74LS91，等。，等。5.3 計數(shù)器的分析計數(shù)器的分析 5.3.1 計數(shù)器的功能和分類計數(shù)器的功能和分類1. 計數(shù)器的作用計數(shù)器的作用記憶輸入脈沖的個數(shù)；用于定時、分頻、產(chǎn)記憶輸入脈沖的個數(shù)；用于定時、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖及進行數(shù)字運算等等。生節(jié)拍脈沖及進行數(shù)字運算等等。2. 計數(shù)器的分類計數(shù)器的分類按工作方式分：按工作方式分：同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。按功能分：按功能分：加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器。加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器。按計數(shù)器的計數(shù)容量按計數(shù)器的計數(shù)容量(或稱模數(shù)或稱模數(shù))來分：來分：各種不同的各種不同的計數(shù)器，如二

12、進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、二十計數(shù)器，如二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、二十進制計數(shù)器等等。進制計數(shù)器等等。計數(shù)器計數(shù)器的的分析分析計數(shù)器計數(shù)器的的設(shè)計設(shè)計電路由電路由觸發(fā)器觸發(fā)器構(gòu)成構(gòu)成電路由電路由集成組件集成組件構(gòu)成構(gòu)成用用觸發(fā)器觸發(fā)器實現(xiàn)實現(xiàn)用用集成組件集成組件實現(xiàn)實現(xiàn)計數(shù)器的研究內(nèi)容計數(shù)器的研究內(nèi)容5.3.2 異步計數(shù)器的分析異步計數(shù)器的分析異步計數(shù)器的特點：異步計數(shù)器的特點：在異步計數(shù)器內(nèi)部，有的在異步計數(shù)器內(nèi)部，有的觸發(fā)器直接受輸入計數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器觸發(fā)器直接受輸入計數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器則是把其它觸發(fā)器的輸出信號作為自己的時鐘則是把其它觸發(fā)器的輸出信號作為自己的時鐘脈沖，脈沖，

13、因此各個觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不因此各個觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不一，故被稱為一，故被稱為“ 異步計數(shù)器異步計數(shù)器 ”。Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖三位二進制異步加法計數(shù)器三位二進制異步加法計數(shù)器例：例：三位二進制三位二進制異步異步加法計數(shù)器。加法計數(shù)器。Q0Q1Q2 Q Q210 0 010101010100 010 1011 0 11 1000 0010 1思考題：思考題：試畫出三位二進試畫出三位二進制異步減法計數(shù)器的電路制異步減法計數(shù)器的電路圖，并分析其工作過程。圖，并分析其工作過程。異步計數(shù)器優(yōu)點：異步計數(shù)器優(yōu)點：電路簡單、可靠。電路簡單、可靠。異步計數(shù)器

14、缺點：異步計數(shù)器缺點：速度慢。速度慢。Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖三位二進制異步加法計數(shù)器三位二進制異步加法計數(shù)器5.3.3 同步計數(shù)器的分析同步計數(shù)器的分析同步計數(shù)器的特點：同步計數(shù)器的特點：在同步計數(shù)器內(nèi)部，各個在同步計數(shù)器內(nèi)部，各個觸發(fā)器都受同一時鐘脈沖觸發(fā)器都受同一時鐘脈沖輸入計數(shù)脈沖的輸入計數(shù)脈沖的控制，因此，它們狀態(tài)的更新幾乎是同時的，控制，因此，它們狀態(tài)的更新幾乎是同時的，故被稱為故被稱為 “ 同步計數(shù)器同步計數(shù)器 ”。例：例：三位二進制同步加法計數(shù)器。三位二進制同步加法計數(shù)器。三位二進制同步加法計數(shù)器三位二進制同步加法計數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J

15、1K1Q0Q0J0K0&計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖CP分析步驟分析步驟:1. 先列寫控制端的邏輯表達式：先列寫控制端的邏輯表達式：J2 = K2 = Q1Q0J1 = K1 = Q0J0 = K0 = 1Q0： 來一個來一個CP，它就翻轉(zhuǎn)一次；，它就翻轉(zhuǎn)一次；Q1：當(dāng)：當(dāng)Q01時，它可翻轉(zhuǎn)一次；時，它可翻轉(zhuǎn)一次；Q2：只有當(dāng)：只有當(dāng)Q1Q011時，它才能翻轉(zhuǎn)一次。時，它才能翻轉(zhuǎn)一次。三位二進制同步加法計數(shù)器三位二進制同步加法計數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖CP2. 再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。 2 0

16、 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 6 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 7 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0CP Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J01 K01 Q2 Q1 Q0 Q1Q0Q1Q0Q0Q0 原狀態(tài)原狀態(tài) 控控 制制 端端 下狀態(tài)下狀態(tài), ,CPQ0Q1Q23. 還可以用波形圖

17、顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。思考題：思考題：試設(shè)計一個四位二進制同步加法計數(shù)試設(shè)計一個四位二進制同步加法計數(shù)器電路，并檢驗其正確性。器電路，并檢驗其正確性。Q0的輸出的波形的頻率是的輸出的波形的頻率是CP的的1/2。Q1的輸出的波形的頻率是的輸出的波形的頻率是CP的的1/4。Q2的輸出的波形的頻率是的輸出的波形的頻率是CP的的1/8。二分頻二分頻四分頻四分頻八分頻八分頻5.3.4 任意進制計數(shù)器的分析任意進制計數(shù)器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖CP1. 寫出控制端的邏輯表達式。寫出控制端的邏輯表達式。J2 = Q1Q0 ， K2 1 J

18、1 = K1 1 J0 = Q2 ， K0 1 例：例：分析步驟：分析步驟：2. 再列寫狀態(tài)再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程：程： 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 3 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0CP Q2 Q1 Q0 J2 = K2 = J1 = K1 = J0 = K0 = Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原狀態(tài)原狀態(tài) 控控 制制 端端 下狀態(tài)下狀態(tài), 1Q2Q2Q

19、2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖CP所分析的電路為所分析的電路為異步五進制加法計數(shù)器異步五進制加法計數(shù)器。另有三種狀態(tài)另有三種狀態(tài)111、110、101不在計數(shù)循環(huán)內(nèi)，不在計數(shù)循環(huán)內(nèi)，如果這些狀態(tài)經(jīng)若干個時鐘脈沖能夠進入計數(shù)循如果這些狀態(tài)經(jīng)若干個時鐘脈沖能夠進入計數(shù)循環(huán)，稱為能夠環(huán)，稱為能夠自行啟動自行啟動。4. 檢驗其能否自動啟動檢驗其能否自動啟動 ？CP Q2 Q1 Q0 J2 = K2 = J1 = K1 = J0 = K0 = Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原狀態(tài)原狀態(tài) 控控 制制 端端 下狀態(tài)下狀態(tài), 1Q2 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0

20、 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0結(jié)論：結(jié)論： 經(jīng)檢驗，可以自動啟動。經(jīng)檢驗，可以自動啟動。3. 還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表( 略略 )0 0 01 0 00 1 10 0 10 1 01 011 1 01 1 15. 畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。Q2 Q1 Q0用觸發(fā)器構(gòu)成的計數(shù)器電路的分析用觸發(fā)器構(gòu)成的計數(shù)器電路的分析首先寫出觸發(fā)器的首先寫出觸發(fā)器的控制端的邏輯表達式控制端的邏輯表達式再列寫計數(shù)器再列寫計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表獲得計數(shù)器的模獲得計數(shù)器的模(即進制數(shù)即進制數(shù))最后需檢驗計

21、數(shù)器的可靠性最后需檢驗計數(shù)器的可靠性5.4 計數(shù)器的設(shè)計計數(shù)器的設(shè)計 計數(shù)器的設(shè)計方法很多，大抵可分為兩計數(shù)器的設(shè)計方法很多，大抵可分為兩類：一是根據(jù)要求用觸發(fā)器類：一是根據(jù)要求用觸發(fā)器( Flop-Flip)構(gòu)成，構(gòu)成，再就是利用具有特定功能的中規(guī)模集成組件再就是利用具有特定功能的中規(guī)模集成組件適當(dāng)連接而成。適當(dāng)連接而成。5.4.1 利用觸發(fā)器設(shè)計某計數(shù)電路利用觸發(fā)器設(shè)計某計數(shù)電路舉例說明其設(shè)計步驟。舉例說明其設(shè)計步驟。 例：例：數(shù)字控制裝置中常用的步進電動機有數(shù)字控制裝置中常用的步進電動機有 A、B、C 三個繞組。電動機運行時要求三個繞三個繞組。電動機運行時要求三個繞組以組以 AAB B

22、BC C CA再回到再回到A的的順序循環(huán)通電，試設(shè)計一個電路實現(xiàn)之。順序循環(huán)通電，試設(shè)計一個電路實現(xiàn)之。設(shè)計步驟設(shè)計步驟(分分7步步)如下：如下：(1) 根據(jù)任務(wù)要求，確定計數(shù)器的模數(shù)和所需的根據(jù)任務(wù)要求，確定計數(shù)器的模數(shù)和所需的觸發(fā)器個數(shù)。觸發(fā)器個數(shù)。本任務(wù)所需計數(shù)器的模數(shù)為本任務(wù)所需計數(shù)器的模數(shù)為 6 ，所以觸發(fā)器，所以觸發(fā)器的個數(shù)為的個數(shù)為 3 。(2) 確定觸發(fā)器的類型。確定觸發(fā)器的類型。最常用的觸發(fā)器有最常用的觸發(fā)器有 D觸發(fā)器和觸發(fā)器和JK觸發(fā)器，本觸發(fā)器，本任務(wù)中選用任務(wù)中選用JK觸發(fā)器。觸發(fā)器。001011010110100101(3) 列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或轉(zhuǎn)換圖。列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或

23、轉(zhuǎn)換圖。用三個觸發(fā)器的輸出端用三個觸發(fā)器的輸出端QA、QB、QC分別控制電動機的三分別控制電動機的三個繞組個繞組A、B、C，并以，并以“1”表示通電，表示通電，“0”表示不通電。表示不通電。以以QCQBQA 為序排列：為序排列：(4) 根據(jù)所選觸發(fā)器的激勵表，確定各個觸發(fā)器在根據(jù)所選觸發(fā)器的激勵表，確定各個觸發(fā)器在狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對控制端的電平要求。狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對控制端的電平要求。J K Qn Q n+1JK觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 Q n Q n+1 J KJK觸發(fā)器的

24、驅(qū)動表觸發(fā)器的驅(qū)動表0 0 0 X0 1 1 X1 0 X 11 1 X 0 注意：注意：“X”表示可表示可“0”可可“1”。 QC QB QA QC QB QA JC KC JB KB JA KA 原原 狀狀 態(tài)態(tài) 下下 狀狀 態(tài)態(tài) 對各控制端的電平要求對各控制端的電平要求, 0 0 1 0 1 1 0 X 1 X X 0 0 1 1 0 1 0 0 X X 0 X 1 0 1 0 1 1 0 1 X X 0 0 X 1 1 0 1 0 0 X 0 X 1 0 X 1 0 0 1 0 1 X 0 0 X 1 X 1 0 1 0 0 1 X 1 0 X X 0步進電動機繞組通電激勵表步進電動機

25、繞組通電激勵表(5) 寫出各個控制端的邏輯表達式。寫出各個控制端的邏輯表達式。JC = QA KC = QA JB = QC KB = QC JA = QB KA = QB RDQCQCJCKCQBQBJBKBJAQAQAKARDSD預(yù)置數(shù)預(yù)置數(shù)計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖CP(6) 畫出計數(shù)器的邏輯電路圖。畫出計數(shù)器的邏輯電路圖。(7) 檢驗該計數(shù)電路能否自動啟動。檢驗該計數(shù)電路能否自動啟動。本計數(shù)電路有三個觸發(fā)器，可有八個狀態(tài)組合，本計數(shù)電路有三個觸發(fā)器，可有八個狀態(tài)組合，可是只用去六個，尚有兩可是只用去六個，尚有兩 個未利用，因此需要個未利用，因此需要檢驗一下，若不能自行啟動要進行修改。檢驗一下，若

26、不能自行啟動要進行修改。5.4.2 利用集成功能組件設(shè)計計數(shù)電路利用集成功能組件設(shè)計計數(shù)電路一、中規(guī)模計數(shù)器組件介紹及其應(yīng)用一、中規(guī)模計數(shù)器組件介紹及其應(yīng)用1. 二二 - 五五 - 十進制計數(shù)器十進制計數(shù)器 74LS9074LS90 內(nèi)部含有兩個獨立的內(nèi)部含有兩個獨立的 計數(shù)電路：計數(shù)電路：一個一個是模是模 2 計數(shù)器計數(shù)器(CPA為其時鐘，為其時鐘，QA為其輸出端為其輸出端)，另一個是模另一個是模 5 計數(shù)器計數(shù)器(CPB為其時鐘，為其時鐘，QDQCQB為其輸出端為其輸出端)。外部時鐘外部時鐘CP是先送到是先送到CPA還還 是先送到是先送到CPB，在，在QDQCQBQA這四個輸出端會形成不同

27、的碼制。這四個輸出端會形成不同的碼制。(1) 74LS90的結(jié)構(gòu)和工作原理簡介的結(jié)構(gòu)和工作原理簡介QCQAJKQBJKJKQDQDJKCPACPBR 0(1)R 0(2)R 9(2)R 9(1)QAQBQCQD74LS 90原理電路圖原理電路圖 CPACPBR 0(1)R 0(2)R 9(2)R 9(1)NCNCVCCQAQDQBQCGND1234567141312111098QAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)CPBCPA74LS9074LS 90管腳分布圖管腳分布圖CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90R 0(1

28、) R 0(2) R 9(1) R 9(2) QD QC QB QA X X 1 1 1 0 0 1 1 1 0 X 0 0 0 0 1 1 X 0 0 0 0 0 0 X 0 X 0 X X 0 X 0 0 X X 0 X 0 計數(shù)狀態(tài)計數(shù)狀態(tài)74LS 90功能表功能表歸納：歸納：1. 74LS 90在在“計數(shù)狀態(tài)計數(shù)狀態(tài)”或或“清零狀態(tài)清零狀態(tài)”時，均時，均要求要求R 9(1)和和R 9(2)中至少有一個必須為中至少有一個必須為“0”。2. 只有在只有在R0(1)和和R0(2)同時為同時為 “1”時，它才進入時，它才進入“清零狀態(tài)清零狀態(tài)”；否則；否則 它必定處于它必定處于“計數(shù)狀態(tài)計數(shù)狀

29、態(tài)”。 情況一：情況一：計數(shù)時鐘先進入計數(shù)時鐘先進入CPA時的計數(shù)編碼。時的計數(shù)編碼。CPACPCPBQBQDQCQA25QD QC QB 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0QD QC QB CPB QA 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 結(jié)論：結(jié)論：上述連接方式形成上述連接方式形成 8421 碼碼。QD QC QB CPB QA 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1

30、0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 0 0 0 0 0 十進十進 制數(shù)制數(shù)情況情況 二：二： 計數(shù)時鐘先進入計數(shù)時鐘先進入CPB時的計數(shù)編碼。時的計數(shù)編碼。CPACPQA2CPBQBQDQC5QD QC QB 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0結(jié)論：結(jié)論：上述連接方式形成上述連接方式形成 5421 碼。碼。 0 0 0 0 QA QD QC QB CPA 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

31、 0 0 QA QD QC QB CPA 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 1 0 0 0 5 1 0 0 1 6 1 0 1 0 7 1 0 1 1 8 1 1 0 0 9 0 0 0 0 0 十進十進 制數(shù)制數(shù)例例1：構(gòu)成構(gòu)成BCD碼六進制計數(shù)器。碼六進制計數(shù)器。CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90方法：令方法：令 R0(1) = QB ， R0(2) = QCCP(2) 74LS90的應(yīng)用的應(yīng)用QD QC QB QA0 0 0 0 00 0 0 1 1 0 0 1 0 20 0 1 1 30

32、 1 0 0 40 1 0 1 5 0110 0000CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP討論：討論：下述接法行不行下述接法行不行 ? 錯在何處錯在何處 ?注意：注意：輸出端不可相互短路輸出端不可相互短路 ！CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP& 例例2：用兩片用兩片74LS 90構(gòu)成構(gòu)成 36 進制進制8421碼碼計數(shù)器。計數(shù)器。QD QC QB QA 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0

33、 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 0 0 0 0 0 十進十進 制數(shù)制數(shù)問題分析：問題分析：從右面的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表從右面的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 中中可以看到：個位片的可以看到：個位片的 QD可以給十位片提供計可以給十位片提供計數(shù)脈沖信號。數(shù)脈沖信號。1. 如何解決片間如何解決片間進位問題進位問題 ？2. 如何滿足如何滿足“ 36 進制進制 ”的的要求？要求？當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn) (0011 011036)狀態(tài)時，個位十位同時狀態(tài)時，個位十位同時清零。清零。CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS 90(十位十位)CPACPBQA

34、QDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS 90(個位個位)&CP 用兩片用兩片74LS 90構(gòu)成構(gòu)成 36 進制進制8421碼碼計數(shù)器計數(shù)器例例3：用用74LS 90構(gòu)成構(gòu)成 5421 碼的碼的六六進制計數(shù)器。進制計數(shù)器。 0 0 0 0 0 QA QD QC QB 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 1 0 0 0 5 1 0 0 1 6 1 0 1 0 7 1 0 1 1 8 1 1 0 0 9 0 0 0 0 0 十進十進 制數(shù)制數(shù)至此至此結(jié)束結(jié)束在此狀態(tài)在此狀態(tài)下清零下清零異步清零，此狀態(tài)出現(xiàn)時間極異步清零

35、，此狀態(tài)出現(xiàn)時間極短，不能計入計數(shù)循環(huán)。短，不能計入計數(shù)循環(huán)。CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP計數(shù)計數(shù) 脈沖脈沖8421碼制下碼制下： 在在QDQCQBQA 0110 時清零時清零同為六進制計數(shù)器，兩種碼制不同接法的同為六進制計數(shù)器，兩種碼制不同接法的比較比較：5421碼制下：碼制下：在在QAQDQCQB 1001 時清零時清零CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP計數(shù)計數(shù) 脈沖脈沖CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP計數(shù)計數(shù)

36、 脈沖脈沖2. 四位二進制同步計數(shù)器四位二進制同步計數(shù)器 74LS163前面所講述的前面所講述的74LS 90其清零方式通常稱其清零方式通常稱為為“ 異步清零異步清零 ”，即只要，即只要 Q 0(1) = Q 0(2) = 1，不管有無時鐘信號，輸出端立即為不管有無時鐘信號，輸出端立即為 0；而且；而且它的計數(shù)方式是異步的，即它的計數(shù)方式是異步的，即CP不是同時送不是同時送 到每個觸發(fā)器。到每個觸發(fā)器。下面將要講述的下面將要講述的74LS163，不但，不但 計數(shù)方式計數(shù)方式是同步的，而且它的清零方式是同步的，而且它的清零方式 也是同步的：也是同步的：即使控制端即使控制端CLR0，清零目的真正實

37、現(xiàn)還需，清零目的真正實現(xiàn)還需等待下一個時鐘脈沖的上升沿到來以后才能夠等待下一個時鐘脈沖的上升沿到來以后才能夠變?yōu)楝F(xiàn)實。這就是變?yōu)楝F(xiàn)實。這就是“ 同步清零同步清零 ”的含義。的含義。16151413121110123456789QAQDQDQCQBQAQBQCVCCTTPPCPAABBCCDDCLRLOADENABLERC串行進串行進 位輸出位輸出 允許允許允許允許GND時鐘時鐘清除清除輸出輸出數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入置入置入74LS16374LS 163 管腳圖管腳圖(1) 74LS163 的介紹的介紹TPRCA B C DQBQCQDQALOADCLR74LS16374LS163功能表功能表1 1

38、1 1 計計 數(shù)數(shù)0 1 1 1 X 保保 持持 1 0 1 1 X 保持保持 ( RC=0 ) X X 0 1 并并 行行 輸輸 入入X X X 0 清清 零零P T LOAD CLR CP 功功 能能 清除清除置入置入ABCD時鐘時鐘允許允許 P允許允許 TQAQBQCQD串行進串行進 位輸出位輸出輸輸出出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 輸入輸入例例1：用一片用一片74LS163構(gòu)成六進制計數(shù)器。構(gòu)成六進制計數(shù)器。QD QC QB QA0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 1六個六個 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)備清零：準(zhǔn)備清零： 使使 CLR 0TPRCA B C DQBQCQDQA

39、LOADCLR74LS163&+5VCP(2) 74LS163 的應(yīng)用的應(yīng)用在在QDQCQBQA 0110 時時立即清零立即清零 。比較比較 用用74LS 90與與用用74LS 163構(gòu)成六進制計數(shù)器構(gòu)成六進制計數(shù)器:在在QDQCQBQA 0101 時時 準(zhǔn)備清零準(zhǔn)備清零 。TPRCA B C DQBQCQDQALOADCLR74LS163&+5VCPCPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP計數(shù)計數(shù) 脈沖脈沖例例2：用用74LS163構(gòu)成二十四進制計數(shù)器。構(gòu)成二十四進制計數(shù)器。(1). 需要兩片需要兩片74LS163；(2).

40、 為了提高運算速度，使用同步計數(shù)方式。為了提高運算速度，使用同步計數(shù)方式。TPRCA B C DQBQCQDQALOADCLR74LS163TPRCA B C DQBQCQDQALOADCLR74LS163+5V+5V, , , , CPCLR 應(yīng)該在應(yīng)該在 QDQCQBQA QDQCQBQA 0001 0111 時準(zhǔn)備清零。時準(zhǔn)備清零。, , , , QDQCQBQA QDQCQBQA , , , ,CLR =5.5 計數(shù)器的應(yīng)用舉例計數(shù)器的應(yīng)用舉例 例例1：數(shù)字頻率計原理電路的設(shè)計。數(shù)字頻率計原理電路的設(shè)計。清零清零計數(shù)計數(shù)1 秒鐘秒鐘顯示顯示譯碼顯示譯碼顯示74 LS 907420Q1Q

41、1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手動手動自動自動ux手動清零手動清零CPR 0(1)R 0(2)CPA數(shù)字頻率計原理圖數(shù)字頻率計原理圖1Hz !計數(shù)器：計數(shù)器：用于確定用于確定清零、計清零、計數(shù)、顯示數(shù)、顯示的時間。的時間。根據(jù)計數(shù)器根據(jù)計數(shù)器的狀態(tài)確定的狀態(tài)確定何時清零、何時清零、何時計數(shù)、何時計數(shù)、何時顯示。何時顯示。被測信號被測信號Q2Q1Q0=001、101時：時：ux作為作為CPA被被送入計數(shù)器送入計數(shù)器進行計數(shù)進行計數(shù)1. 計數(shù)顯示部分計數(shù)顯示部分1110譯碼顯示譯碼顯示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手動手動自動自動ux手動手動清零清零CPR 0(1)R 0(2)CPAQ2Q1Q0=100、000時：時：計數(shù)器清零計數(shù)器清零譯碼顯示譯碼顯示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D