電工電子技術(shù)教學(xué)PPT08 - 副本

1、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)2009年年9月月清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社第八章 時序邏輯電路8.18.1數(shù)字電子秒表的設(shè)計數(shù)字電子秒表的設(shè)計8.28.2觸發(fā)器觸發(fā)器8.38.3時序邏輯電路的一般分析方法時序邏輯電路的一般分析方法8.48.4計數(shù)器計數(shù)器8.58.5數(shù)碼寄存器與移位寄存器數(shù)碼寄存器與移位寄存器8.68.6集成集成555555定時器定時器8.78.7電子秒表的設(shè)計過程電子秒表的設(shè)計過程8.88.8拓展實訓(xùn)拓展實訓(xùn)8.1 數(shù)字電子秒表的設(shè)計數(shù)字電子秒表的設(shè)計 數(shù)字電子秒表：用五位數(shù)碼管顯示時間，格式為數(shù)字電子秒表：用五位數(shù)碼管顯示時間，格式為分：分：秒：秒：毫秒。毫秒。 設(shè)有設(shè)有1個清零開關(guān)和

2、個清零開關(guān)和8個記錄開關(guān)。按下記錄開關(guān)，個記錄開關(guān)。按下記錄開關(guān)，則將當(dāng)前計數(shù)時間暫存并顯示在數(shù)碼管上。則將當(dāng)前計數(shù)時間暫存并顯示在數(shù)碼管上。1. 設(shè)計目的：設(shè)計目的：(1)了解計時器主體電路的組成及工作原理。了解計時器主體電路的組成及工作原理。(2)熟悉集成電路及有關(guān)電子元器件的使用。熟悉集成電路及有關(guān)電子元器件的使用。(3)掌握數(shù)字電路中基本掌握數(shù)字電路中基本RS觸發(fā)器、時鐘發(fā)生器觸發(fā)器、時鐘發(fā)生器及計數(shù)、譯碼顯示等單元電路的工作原理，了解及計數(shù)、譯碼顯示等單元電路的工作原理，了解其綜合應(yīng)用。其綜合應(yīng)用。 2. 設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計內(nèi)容： 電子秒表它集成了計數(shù)器、振蕩器、譯碼器和電子秒表它集成了

3、計數(shù)器、振蕩器、譯碼器和驅(qū)動等電路，能夠?qū)πr以下的時間單位進(jìn)行精驅(qū)動等電路，能夠?qū)πr以下的時間單位進(jìn)行精確計時，具有清零、啟動計時、暫停計時及繼續(xù)確計時，具有清零、啟動計時、暫停計時及繼續(xù)計時等控制功能。具體要求：計時等控制功能。具體要求： (1) 秒表由五位七段秒表由五位七段LED顯示器顯示，其中一位顯示器顯示，其中一位顯示顯示“min”，四位顯示，四位顯示“s”，顯示分辨率為，顯示分辨率為0.01 s，計時范圍是，計時范圍是09分分59秒秒99毫秒。毫秒。 (2) 具有清零、啟動計時、暫停計時及繼續(xù)計時具有清零、啟動計時、暫停計時及繼續(xù)計時等控制功能。等控制功能。 (3) 控制開關(guān)為啟

4、動控制開關(guān)為啟動/暫停計時開關(guān)和復(fù)位開關(guān)暫停計時開關(guān)和復(fù)位開關(guān)。8.2觸發(fā)器觸發(fā)器 8.2.1 基本觸發(fā)器基本觸發(fā)器 8.2.2 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 8.2.3 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 8.2.4 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器時序電路的基本結(jié)構(gòu)框圖時序電路的基本結(jié)構(gòu)框圖 觸發(fā)器：具有記憶功觸發(fā)器：具有記憶功能的單元電路，由門能的單元電路，由門電路構(gòu)成，專門用來電路構(gòu)成，專門用來接收、存儲和輸出接收、存儲和輸出0、1代碼。代碼。 (1)雙穩(wěn)態(tài)雙穩(wěn)態(tài) (2)單穩(wěn)態(tài)單穩(wěn)態(tài) (3)無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(多多諧振蕩器諧振蕩器)兩互補(bǔ)輸出端兩互補(bǔ)輸出端兩輸入端兩輸入端&.G1&.G2反饋線反饋

5、線 觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系101設(shè)觸發(fā)器原態(tài)設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為為“1”態(tài)。態(tài)。翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)態(tài)(1) SD=1，RD = 0.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)態(tài)10觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變態(tài)不變復(fù)位復(fù)位 結(jié)論結(jié)論: 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當(dāng)當(dāng) SD=1， RD=0時時， 將使將使觸發(fā)器觸發(fā)器 置置“0”或稱或稱 為為復(fù)位復(fù)位。.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)態(tài)0翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)態(tài)(2) SD=0，RD = 1.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)態(tài)01

6、觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變態(tài)不變置位置位 結(jié)論結(jié)論: 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當(dāng)當(dāng) SD=0， RD=1時時， 將使將使觸發(fā)器觸發(fā)器 置置“1”或稱或稱 為為置位置位。.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)態(tài)1保持為保持為“0”態(tài)態(tài)(3) SD=1，RD = 1.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)態(tài)11觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變態(tài)不變 當(dāng)當(dāng) SD=1， RD=1時時， 觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持 原來的狀態(tài)，原來的狀態(tài)， 即即觸發(fā)器具觸發(fā)器具 有保持、記有保持、記 憶功能憶功能。.G1&.&G2110

7、011111110若若G1先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為“0”態(tài)態(tài)“1”態(tài)態(tài)(4) SD=0，RD = 0 當(dāng)信號當(dāng)信號SD= RD = 0同時變?yōu)橥瑫r變?yōu)?時，由時，由于與非門的翻轉(zhuǎn)于與非門的翻轉(zhuǎn)時間不可能完全時間不可能完全相同，觸發(fā)器狀相同，觸發(fā)器狀態(tài)可能是態(tài)可能是“1”態(tài)，態(tài)，也可能是也可能是“0”態(tài)，態(tài)，不能根據(jù)輸入信不能根據(jù)輸入信號確定。號確定。.G1&.&G210邏輯符號邏輯符號QQSDRDSDRDQ1 0 0 置置00 1 1 置置11 1 不變不變 保持保持0 0 同時變同時變 1后不確定后不確定功能功能基本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器導(dǎo)引電路導(dǎo)引電路&

8、 G4SR& G3C.& G1& G2.SDRDQQ當(dāng)當(dāng)C=0時時01111.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C當(dāng)當(dāng) C = 1 時時1打開打開11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C當(dāng)當(dāng) C = 1 時時1(1) S=0, R=00011觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器狀態(tài)由觸發(fā)器狀態(tài)由R，S 輸入狀態(tài)決定。輸入狀態(tài)決定。11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C1101010(2) S = 0, R= 1觸發(fā)器置觸發(fā)器

9、置“0”(3) S =1, R= 0觸發(fā)器置觸發(fā)器置“1”11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C1110011110Q=1Q=011(4) S =1, R= 1當(dāng)時鐘由當(dāng)時鐘由 1變變 0 后后 觸發(fā)器狀態(tài)不定觸發(fā)器狀態(tài)不定11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C0 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1QnQn+1時鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)時鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)邏輯符號邏輯符號QQSR CSDRD不定不定不定不定QQ10 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1QnC0

10、 0 SR 0 1 0 1 0 1 1 1 不定不定Qn+1QnQ=SQ=R8.2.2 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 1. 主從主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器 主從主從RS觸發(fā)器由兩級觸發(fā)器構(gòu)成，其中一觸發(fā)器由兩級觸發(fā)器構(gòu)成，其中一級直接接收輸入信號，稱為主觸發(fā)器，另級直接接收輸入信號，稱為主觸發(fā)器，另一級接收主觸發(fā)器的輸出信號，稱為從觸一級接收主觸發(fā)器的輸出信號，稱為從觸發(fā)器。發(fā)器。 兩級觸發(fā)器的時鐘信號互補(bǔ)兩級觸發(fā)器的時鐘信號互補(bǔ) 克服空克服空翻。翻。主從主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器主從主從JK JK 觸發(fā)器觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器主觸發(fā)器主觸發(fā)器C CKQRQJS R CF主主QJKQSRS CF從從QQQQSDR

11、D1互補(bǔ)時互補(bǔ)時鐘控制鐘控制主、從主、從觸發(fā)器觸發(fā)器不能同不能同時翻轉(zhuǎn)時翻轉(zhuǎn)0101RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C0110F主主封鎖封鎖0RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C01C01010010C高電平時觸發(fā)器接高電平時觸發(fā)器接收信號并暫存（即收信號并暫存（即F主主狀態(tài)由狀態(tài)由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀態(tài)保持不變）。狀態(tài)保持不變）。要求要求C高電平期間高電平期間J、K的狀態(tài)保持不變。的狀態(tài)保持不變。C下降沿下降沿( )觸發(fā)器翻觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)（ F從從狀態(tài)與狀態(tài)與F主主狀狀態(tài)一致）。態(tài)一致）。C低電平時低電平時,F主主封鎖封鎖J、K不起作用不

12、起作用CRS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC 01RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(1)J=1, K=1 設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0”態(tài)態(tài)翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)態(tài)11 011010100101RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(1)J=1,K=110設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1”態(tài)態(tài)為為“？”狀態(tài)狀態(tài)J=1, K=1時，每來時，每來一個時鐘脈沖，狀一個時鐘脈沖，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，即具即具有計數(shù)功能。有計數(shù)功能。(1)J=1, K=101RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC

13、C010(2)J=0，K=1 設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1”態(tài)態(tài)翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)態(tài)01 100101011001設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0”態(tài)態(tài)為為“？”態(tài)態(tài)01RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(3)J=1，K=0 設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0”態(tài)態(tài)翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)態(tài)10 011010100101設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1”態(tài)態(tài)為為“？”態(tài)態(tài)RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(4) J=0，K=0 設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0”態(tài)態(tài)保持原態(tài)保持原態(tài)00 010001RS CF從從QQQQSDRD1

14、R CF主主QJKQSC C01001nQJS nKQR C高電平時高電平時F主主狀狀態(tài)由態(tài)由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀態(tài)不變。狀態(tài)不變。C下降沿下降沿( )觸發(fā)器觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)（ F從從狀態(tài)與狀態(tài)與F主主狀態(tài)一致）。狀態(tài)一致）。nQJS nKQR Qn10 0 1 1 1 0 0Qn0 0 0 1 1 0 0 1C高電平時高電平時F主主狀態(tài)狀態(tài)由由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀狀態(tài)不變。態(tài)不變。C下降沿下降沿( )觸發(fā)器觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)（ F從從狀態(tài)與狀態(tài)與F主主狀態(tài)一致）。狀態(tài)一致）。0 1 0 1 0 1 0 1 J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn ()觸發(fā)器

15、工作時觸發(fā)器工作時SD 、 RD應(yīng)接高電平。應(yīng)接高電平。 CQJKSDRDQ例：例：JK 觸發(fā)器工作波形觸發(fā)器工作波形CJKQ下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn) 例例:設(shè)主從設(shè)主從JK觸發(fā)器的初始狀態(tài)為觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0，已知輸入，已知輸入J、K的波形圖如圖的波形圖如圖8-13所示，畫出輸出端所示，畫出輸出端Q的波形圖。的波形圖。解：解：注意注意: :(1)(1)觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在時鐘脈觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在時鐘脈沖的觸發(fā)沿沖的觸發(fā)沿( (這里是下降沿這里是下降沿) )。(2)(2)在在CP=1CP=1期間，如果輸入信號的狀期間，如果輸入信號的狀態(tài)沒有改變，判斷觸發(fā)器次態(tài)的態(tài)沒有改變，判斷觸發(fā)

16、器次態(tài)的依據(jù)是時鐘脈沖下降沿前一瞬間依據(jù)是時鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)。輸入端的狀態(tài)。如果將主從如果將主從JKJK觸發(fā)器的觸發(fā)器的J J和和K K相連作為輸相連作為輸入端入端T T就構(gòu)成了主從就構(gòu)成了主從T T觸發(fā)器，如圖所示。觸發(fā)器，如圖所示。主從主從T T觸發(fā)器特性方程為觸發(fā)器特性方程為: :nnnQTQTQ1 3 3 主從主從T T觸發(fā)器和觸發(fā)器和T T 觸發(fā)器觸發(fā)器D Qn+1 0101邏輯符號邏輯符號D CQQRDSDQn+1 =Dn；8.2.3 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器CDQD Qn+1 0101J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 QnD1 CQJKS

17、DRDQ仍為下降沿仍為下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)T CQJKSDRDQ(保持功能保持功能)(計數(shù)功能計數(shù)功能)J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 QnTCQD=QD Qn+1 0101 CQQD4. D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為J-K觸發(fā)器觸發(fā)器Qn+1=J Qn+K QnQn+1=D D=J Qn+K Qn=J Qn K QnKJCQQ D&1CP5.D5.D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T T 觸發(fā)器觸發(fā)器SDRDCQQ DQn+1=DQn+1=QnD= QnKJSDCQQ SDRDCQQ DACP 已知已知CPCP和和A A的的波形，畫出波形，畫出Q Q1 1、Q

18、 Q2 2的波形。的波形。F1F2RD1=SD2=AC1=C2=CPD1=Q2J2=Q1K2=Q1例：例：CPAQ1Q2Q1（J）（D）8.2.4 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器1. 集成觸發(fā)器舉例集成觸發(fā)器舉例1)TTL主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器74LS72多輸入端單多輸入端單JK觸發(fā)器：觸發(fā)器：3個個J端和端和3個個K端（邏輯端（邏輯與）與）直接置直接置0端端RD和直接置和直接置1端端SD：低電平有效：低電平有效主從型觸發(fā)器主從型觸發(fā)器CP下跳沿觸發(fā)下跳沿觸發(fā)74LS72的功能表的功能表單輸入端的雙單輸入端的雙D觸發(fā)器觸發(fā)器直接置直接置0端端RD和直接置和直接置1端端SD：低電平有效：低電平有效 CP

19、上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)2)2)高速高速CMOSCMOS邊沿邊沿D D觸發(fā)器觸發(fā)器74HC7474HC74CLR端加入清零脈沖后端加入清零脈沖后 Q1= Q2= Q3= Q4=0， Q1= Q2= Q3= Q4=1，1. 四人搶答器電路四人搶答器電路與非門與非門2輸出為輸出為1，時鐘脈沖加到四個時鐘脈沖加到四個D觸發(fā)器的觸發(fā)器的CP端，端，SB未按下，未按下，D觸發(fā)器觸發(fā)器的零狀態(tài)不變。的零狀態(tài)不變。按下按下SB1 SB4中任一個中任一個按鈕，對應(yīng)觸發(fā)器的按鈕，對應(yīng)觸發(fā)器的D端為高電平。端為高電平。DCPRDDCPRD DCPRDDCPRD&+5VCLR&Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q

20、4Q4SB1SB2SB3SB41010112301D DD DD DD D8.3 8.3 時序邏輯電路的一般分析方法時序邏輯電路的一般分析方法8.3.1 8.3.1 時序邏輯電路分析的一般步驟時序邏輯電路分析的一般步驟8.3.2 8.3.2 同步時序邏輯電路分析舉例同步時序邏輯電路分析舉例8.3.3 8.3.3 異步時序邏輯電路的分析舉例異步時序邏輯電路的分析舉例 8.3.1 時序邏輯電路分析的一般步驟時序邏輯電路分析的一般步驟(1)(1)根據(jù)給定的時序電路圖寫出下列各邏輯方程式。根據(jù)給定的時序電路圖寫出下列各邏輯方程式。各觸發(fā)器的時鐘方程。各觸發(fā)器的時鐘方程。時序電路的輸出方程。時序電路的輸

21、出方程。各觸發(fā)器的驅(qū)動方程。各觸發(fā)器的驅(qū)動方程。(2)(2)將驅(qū)動方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得各將驅(qū)動方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得各觸發(fā)器的次態(tài)方程，也就是時序邏輯電路的狀態(tài)方觸發(fā)器的次態(tài)方程，也就是時序邏輯電路的狀態(tài)方程。程。(3)(3)根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時序電路的狀根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時序電路的狀態(tài)表，畫出狀態(tài)圖或時序圖。態(tài)表，畫出狀態(tài)圖或時序圖。(4)(4)根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說明給定時序邏輯電根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說明給定時序邏輯電路的邏輯功能。路的邏輯功能。nnQQXZ01)(nQXJ1010K8.3.2 同步時序邏輯電路的分析舉例同步時序邏輯

22、電路的分析舉例【例例8-5】試分析圖所示的時序邏輯電路。試分析圖所示的時序邏輯電路。解：解：輸出方程為輸出方程為驅(qū)動方程為驅(qū)動方程為，11KnQXJ01JKJK觸發(fā)器的特性方程為觸發(fā)器的特性方程為1nnnQJQKQ 將各驅(qū)動方程代入將各驅(qū)動方程代入JKJK觸發(fā)器的特性方觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程為程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程為nnnnnQQXQKQJQ01000010)(nnnnnQQXQKQJQ10111111)(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。由于輸入控制信號由于輸入控制信號X X可取可取1 1，也可取，也可取0 0，所以，所以分兩種情況列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和畫狀態(tài)圖。分兩種情

23、況列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和畫狀態(tài)圖。a.a.當(dāng)當(dāng)X X=0=0時。時。將將X X=0=0代入輸出方程和觸發(fā)器的次態(tài)方程，代入輸出方程和觸發(fā)器的次態(tài)方程，則輸出方程簡化為則輸出方程簡化為，nnQQZ01nnnQQQ0110nnnQQQ1011觸發(fā)器的次態(tài)方程簡化為觸發(fā)器的次態(tài)方程簡化為，現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)輸輸 出出 Z0 00 11 00 11 00 0001設(shè)電路的現(xiàn)態(tài)為設(shè)電路的現(xiàn)態(tài)為0001nnQQ 依次代入上述觸發(fā)器的次態(tài)方程和輸出方依次代入上述觸發(fā)器的次態(tài)方程和輸出方程中進(jìn)行計算，得到電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和程中進(jìn)行計算，得到電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖轉(zhuǎn)換圖?，F(xiàn) 態(tài)次 態(tài)輸 出 Z0 01 00

24、 11 00 10 0100nnQQZ01nnnQQQ0110nnnQQQ1011b.b. 當(dāng)當(dāng)X X=1=1時。輸出方程簡化為時。輸出方程簡化為觸發(fā)器的次態(tài)方程簡化為觸發(fā)器的次態(tài)方程簡化為，計算可得電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。計算可得電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。X=1狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 該電路一共有該電路一共有3 3個狀態(tài)個狀態(tài)0000、0101、1010。 當(dāng)當(dāng)X X=0=0時，時，按照加按照加1 1規(guī)律從規(guī)律從0001100000011000循環(huán)變化，每當(dāng)轉(zhuǎn)換為循環(huán)變化，每當(dāng)轉(zhuǎn)換為1010狀態(tài)狀態(tài)( (最大數(shù)最大數(shù)) )時，時，輸出輸出Z Z=1=1。 當(dāng)當(dāng)X X=1=1時，時，按

25、照減按照減1 1規(guī)律從規(guī)律從1001001010010010循環(huán)變化，每當(dāng)轉(zhuǎn)換為循環(huán)變化，每當(dāng)轉(zhuǎn)換為0000狀態(tài)狀態(tài)( (最小數(shù)最小數(shù)) )時，時，輸出輸出Z Z=1=1。 所以該電路是一個可控的所以該電路是一個可控的3 3進(jìn)制計數(shù)器，進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)當(dāng)X X=0=0時，做加法計數(shù)，時，做加法計數(shù)，Z Z是進(jìn)位信號；當(dāng)是進(jìn)位信號；當(dāng)X X=1=1時，做減法計數(shù)，時，做減法計數(shù)，Z Z是借位信號。是借位信號。 nnQQZ01異步時序邏輯電路中，沒有統(tǒng)一的時鐘脈沖，異步時序邏輯電路中，沒有統(tǒng)一的時鐘脈沖，分析時必須寫出時鐘方程。分析時必須寫出時鐘方程?！纠?-6】試分析如圖所示的時序邏輯電路。試分

26、析如圖所示的時序邏輯電路。解：解：寫出各邏輯方程式。寫出各邏輯方程式。a. 時鐘方程為時鐘方程為 CP0=CP時鐘脈沖源的上升沿觸發(fā)時鐘脈沖源的上升沿觸發(fā) CP1=Q0當(dāng)當(dāng)FF0的的Q0由由01時，時，Q1才才可能改變狀態(tài)，否則可能改變狀態(tài)，否則Q1保保持原狀態(tài)不變。持原狀態(tài)不變。b. 輸出方程為輸出方程為8.3.3 異步時序邏輯電路的分析舉例異步時序邏輯電路的分析舉例nnQDQ00101111nnQDQ將各驅(qū)動方程代入將各驅(qū)動方程代入D觸發(fā)器的特性方程，觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程為得各觸發(fā)器的次態(tài)方程為c. 各觸發(fā)器的驅(qū)動方程分別為各觸發(fā)器的驅(qū)動方程分別為nQD00nQD11 (

27、CP由由01時此式有效時此式有效) (Q0由由01時此式有效時此式有效)作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)圖和時序圖。作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)圖和時序圖?，F(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)輸輸 出出時鐘脈沖時鐘脈沖 ZCP1 CP00 01 11 00 11 11 00 10 01000 0 0 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 4個狀態(tài)個狀態(tài)0000、0101、1010、1111，在時鐘脈，在時鐘脈沖作用下，按照減沖作用下，按照減1 1規(guī)律循環(huán)變化，所以該邏輯電路規(guī)律循環(huán)變化，所以該邏輯電路是一個是一個4 4進(jìn)制減法計數(shù)器，進(jìn)制減法計數(shù)器，Z Z是借位信號。是借位信號。8.4 計計 數(shù)數(shù) 器器8.4.1

28、二進(jìn)制計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器8.4.2 非二進(jìn)制計數(shù)器非二進(jìn)制計數(shù)器8.4.3 集成計數(shù)器的應(yīng)用集成計數(shù)器的應(yīng)用 二二 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù) Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 0 0 0 脈沖數(shù)脈沖數(shù)(C)1010清零清零RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖三位異步二進(jìn)制加法計數(shù)器三位異步二進(jìn)制加法計數(shù)器在電路圖中在電路圖中J、懸空表示懸空表示J、K=1 當(dāng)相鄰低位觸發(fā)當(dāng)相鄰低位觸發(fā)器由器由1變變 0 時翻轉(zhuǎn)時翻轉(zhuǎn)異步二進(jìn)制加法器工作波形異步二進(jìn)制加法器工作波形

29、 每個觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的時間有先后，與計每個觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的時間有先后，與計數(shù)脈沖不同步數(shù)脈沖不同步C12345678Q0Q1Q2？思考思考1、各觸發(fā)器、各觸發(fā)器C應(yīng)如何連接？應(yīng)如何連接？CRDQDQQ0F0QDQQ0F0QDQQ3F3 二二 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù) Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 0 0 0 脈沖數(shù)脈沖數(shù)(C)F0每輸入一每輸入一C翻一次翻一次F1F2F3J0 =K0 =1Q0 =1J1 =K1 = Q0Q0 = Q1 = 1J2 =K2 = Q1 Q0Q0 = Q1 = Q2 =

30、1J3 =K3= Q1 Q1 Q0J0 =K0 =1J1 =K1 = Q0J2 =K2 = Q1 Q0J3 =K3 = Q2 Q1 Q0三位同步二進(jìn)制加法計數(shù)器三位同步二進(jìn)制加法計數(shù)器 計數(shù)脈沖同時加到各位觸發(fā)器上，計數(shù)脈沖同時加到各位觸發(fā)器上，當(dāng)每個到當(dāng)每個到 來后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看來后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看J、K的狀態(tài)。的狀態(tài)。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖C12345678Q0Q1Q2集成二進(jìn)制計數(shù)器舉例集成二進(jìn)制計數(shù)器舉例1)41)4位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器7416174161 異步清零。異步清零。當(dāng)當(dāng)RD=0時，不管其他

31、輸入端的狀態(tài)如何，不時，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，不論有無時鐘脈沖論有無時鐘脈沖CP，計數(shù)器輸出都將被直接置零，計數(shù)器輸出都將被直接置零(Q3Q2Q1Q0=0000)，稱為異步清零。，稱為異步清零。 同步并行預(yù)置數(shù)。同步并行預(yù)置數(shù)。當(dāng)當(dāng)RD=1、LD=0時，在輸入時鐘脈沖時，在輸入時鐘脈沖CP上升沿的作用下，并行輸入端的數(shù)據(jù)上升沿的作用下，并行輸入端的數(shù)據(jù)d3d2d1d0被置入計被置入計數(shù)器的輸出端，即數(shù)器的輸出端，即Q3Q2Q1Q0=d3d2d1d0。由于這個操作要與。由于這個操作要與CP上升沿同步，所以稱為同步預(yù)置數(shù)上升沿同步，所以稱為同步預(yù)置數(shù)。(3)計數(shù)。計數(shù)。當(dāng)當(dāng)RD=LD=EP=E

32、T=1時，在時，在CP端輸入計數(shù)脈沖端輸入計數(shù)脈沖，計數(shù)器進(jìn)行二進(jìn)制加法計數(shù)。，計數(shù)器進(jìn)行二進(jìn)制加法計數(shù)。(4)保持。保持。當(dāng)當(dāng)RD=LD=1，且，且 =0，即兩個使能端中有，即兩個使能端中有0時，則計數(shù)器保持原來的狀態(tài)不變。時，則計數(shù)器保持原來的狀態(tài)不變。如如EP=0、ET=1，則進(jìn)位輸出信號，則進(jìn)位輸出信號RCO保持不變；保持不變；如如ET=0，不管，不管EP狀態(tài)如何，狀態(tài)如何，RCO都為低電平。都為低電平。清零清零 預(yù)置預(yù)置使能使能時鐘時鐘 預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸輸 出出工作模式工作模式RDLDEP ETCPD3 D2 D1 D0Q3 Q2 Q1 Q0011110111 0 01 1

33、 d3 d2 d1 d0 0 0 0 0d3 d2 d1 d0保保 持持保保 持持計計 數(shù)數(shù)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)保持加法計數(shù)加法計數(shù)EP ET2) 4位二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器位二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74191(1)異步置數(shù)異步置數(shù)(2)保持保持(3)計數(shù)計數(shù)預(yù)置預(yù)置使能使能加加/ /減控制減控制時鐘時鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸出輸出工作工作模式模式LDEND/ CPD3 D2 D1 D0Q3 Q2 Q1 Q00111100 0 1 d3 d2 d1 d0 d3 d2 d1 d0保保 持持加法計數(shù)加法計數(shù)減法計數(shù)減法計數(shù)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

34、數(shù)加法計數(shù)減法計數(shù)減法計數(shù)74191的功能表的功能表另外，該電路還有最大另外，該電路還有最大/最小控制端最小控制端MAX/MIN和進(jìn)和進(jìn)位位/借位輸出端借位輸出端RCO。它們的邏輯表達(dá)式為。它們的邏輯表達(dá)式為MAX/MIN= (8-20)RCO= (8-21)即當(dāng)加法計數(shù)計到最大值即當(dāng)加法計數(shù)計到最大值1111時，時，MAX/MIN端輸端輸出出1，如果此時，如果此時CP=0，則，則RCO=0，發(fā)一個進(jìn)位信，發(fā)一個進(jìn)位信號；當(dāng)減法計數(shù)計到最小值號；當(dāng)減法計數(shù)計到最小值0000時，時，MAX/MIN端端也輸出也輸出 1。如果此時。如果此時CP=0，則，則RCO=0，發(fā)一個借，發(fā)一個借位信號。位信號

35、。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖 C0= C K0 =1 J0 =Q2K1 =1 J1 =1C1= Q0J2=Q0Q1K2 =1C2= C RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖 C0= C=0 K0 =1 J0 =Q2=1 K1 =1 J1 =1 C1= Q0=0J2=Q0Q1=0K2 =1C2= C=0 RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖011111 011111011111111111011101011111000010012010301141005000C1= Q0C12345Q

36、0Q1Q2二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)脈沖數(shù)(C)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)0123456789100 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 10 0 0 001234567890RDQJKQF0QJKQF1C計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖QJKQF2QJKQQ3F3Q2Q1Q0Q0Q1Q2Q3C123456789101)8421BCD碼同步加法計數(shù)器碼同步加法計數(shù)器74160 3. 3. 集成十進(jìn)制計數(shù)器舉例集成十進(jìn)制計數(shù)器舉例清零清零預(yù)置預(yù)置使使 能能時鐘時鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸出輸出工作模式工作模式R

37、DLDEP ETCPD3 D2 D1 D0Q3 Q2 Q1 Q0011110111 0 01 1 d3 d2 d1 d0 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0 保持保持 保持保持十進(jìn)制計數(shù)十進(jìn)制計數(shù)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)保持加法計數(shù)加法計數(shù)74160的功能表的功能表Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0輸輸 入入輸輸 出出Q2Q3R01S92S91R02Q1Q011011011000000001010R01S92S91R02有任一為有任一為“0”有任一為

38、有任一為“0” 輸入計輸入計數(shù)脈沖數(shù)脈沖十分頻輸出十分頻輸出(進(jìn)位輸出進(jìn)位輸出)計數(shù)狀態(tài)計數(shù)狀態(tài)計數(shù)器輸出計數(shù)器輸出S91NCT74LS290S92Q2Q1NUCCR01R02C0C1Q0Q3地地17814S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0Q1Q2Q3Q0C1 2 3 4 5 6 7 8 9 10工作波形工作波形S92S91Q0Q3Q1Q2R01R02C1C0S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0五進(jìn)制輸出五進(jìn)制輸出計數(shù)脈計數(shù)脈沖輸入沖輸入C12345Q1Q2Q3工作波形工作波形Q3Q2Q1Q00123456789100 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1

39、 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 001234567890例：六進(jìn)制計數(shù)器例：六進(jìn)制計數(shù)器Q3Q2Q1Q00 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 10 0 0 0六六種種狀狀態(tài)態(tài)1111S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計數(shù)器清零計數(shù)器清零S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計數(shù)器清零計數(shù)器清零&.11689UCC1Q21Q11RD1Q01Q3地地1C02Q32Q22Q12Q02RD2C02C11C

40、11Q31Q01Q21Q11RD1C11C0計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖2Q32Q02Q22Q12RD2C12C0十位十位個位個位&1.1.計數(shù)器的級聯(lián)計數(shù)器的級聯(lián)兩個模兩個模N N 計數(shù)器級聯(lián)，可實現(xiàn)計數(shù)器級聯(lián)，可實現(xiàn)N NN N 的計數(shù)器。的計數(shù)器。1)1)同步級聯(lián)同步級聯(lián)8.4.3 集成計數(shù)器的應(yīng)用集成計數(shù)器的應(yīng)用2)2)異步級聯(lián)異步級聯(lián)有的集成計數(shù)器沒有進(jìn)位有的集成計數(shù)器沒有進(jìn)位/ /借位輸出端，這時可根借位輸出端，這時可根據(jù)具體情況，用計數(shù)器的輸出信號據(jù)具體情況，用計數(shù)器的輸出信號Q Q3 3、Q Q2 2、Q Q1 1、Q Q0 0產(chǎn)生一個進(jìn)位產(chǎn)生一個進(jìn)位/ /借位。借位?？捎矛F(xiàn)有的二

41、進(jìn)制或十進(jìn)制計數(shù)器，利用其清零可用現(xiàn)有的二進(jìn)制或十進(jìn)制計數(shù)器，利用其清零端或預(yù)置數(shù)端，外加適當(dāng)?shù)拈T電路連接而成。端或預(yù)置數(shù)端，外加適當(dāng)?shù)拈T電路連接而成。1)1)異步清零法異步清零法異步清零法適用于具有異步清零端的集成計數(shù)器異步清零法適用于具有異步清零端的集成計數(shù)器2.2.任意進(jìn)制計數(shù)器的組成任意進(jìn)制計數(shù)器的組成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同步清零法適用于具有同步清零端的集成計數(shù)器。計數(shù)器。 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)置端的集成異步預(yù)置數(shù)法適用于具有異步預(yù)置端的集成計數(shù)器。計數(shù)器。 同步預(yù)置數(shù)法適用于具有同步預(yù)置端同步預(yù)置數(shù)法適用于具有同

42、步預(yù)置端的集成計數(shù)器。綜上所述，改變集成計數(shù)的集成計數(shù)器。綜上所述，改變集成計數(shù)器的?？捎们辶惴ê皖A(yù)置數(shù)法。器的?？捎们辶惴ê皖A(yù)置數(shù)法。 清零法比較簡單，預(yù)置數(shù)法比較靈活。清零法比較簡單，預(yù)置數(shù)法比較靈活。但不管用哪種方法，都應(yīng)首先搞清所用集但不管用哪種方法，都應(yīng)首先搞清所用集成組件的清零端或預(yù)置端是異步還是同步成組件的清零端或預(yù)置端是異步還是同步工作方式，根據(jù)不同的工作方式選擇合適工作方式，根據(jù)不同的工作方式選擇合適的清零信號或預(yù)置信號。的清零信號或預(yù)置信號。4)同步預(yù)置數(shù)法同步預(yù)置數(shù)法3. 分頻器的組成分頻器的組成模模N N 計數(shù)器進(jìn)位輸出端輸出脈沖的頻率是計數(shù)器進(jìn)位輸出端輸出脈沖的頻率是

43、輸入脈沖頻率的輸入脈沖頻率的1/1/N N，因此可用模，因此可用模N N 計數(shù)器計數(shù)器組成組成 N N 分頻器。分頻器。4. 序列信號發(fā)生器的組成序列信號發(fā)生器的組成序列信號是在時鐘脈沖作用下產(chǎn)生的一串序列信號是在時鐘脈沖作用下產(chǎn)生的一串周期性的二進(jìn)制信號。周期性的二進(jìn)制信號。8.5 8.5 數(shù)碼寄存器與移位寄存器數(shù)碼寄存器與移位寄存器8.5.1數(shù)碼寄存器8.5.2移位寄存器8.5.3集成移位寄存器8.5.4移位寄存器構(gòu)成的移位型計數(shù)器 按功能分按功能分清零清零寄存指令寄存指令RD.QDF0d0Q0.Q.DF1d1Q1.d2Q.DF2Q2QDF3d3Q3000011011101觸發(fā)器狀態(tài)不變觸

44、發(fā)器狀態(tài)不變RDSDd3RDSDd2RDSDd1RDSDd010清零清零1100&Q0&Q1&Q2&Q31100&QQQQ0000001110101111清零清零D1移位脈沖移位脈沖23410111QQ3Q1Q2RD000000010011101110111 1QJKF0Q1QJKF2QJKF1QJKF3QQQ從高位向低從高位向低位依次輸入位依次輸入111010110011000輸出輸出清零清零D10111QQ3Q1Q2RD10111 1QJKF0Q1QJKF2QJKF1QJKF3QQQ5移位脈沖移位脈沖786左移寄存器波形圖左移寄存器波形圖123456

45、78C111111DQ0Q3Q2Q1111待存待存數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)01110001123移位脈沖移位脈沖Q2 Q1 Q0移位過程移位過程Q3寄寄 存存 數(shù)數(shù) 碼碼 D001110000清清 零零110左移一位左移一位001011左移二位左移二位01011左移三位左移三位10114左移四位左移四位101并并 行行 輸輸 出出動畫動畫1清零清零0DQ2SDRDd2&F2Q1SDRDd1&F1Q0SDRDd0&F0DDQ3SDRDd3&F3DDCF3F2F1F0d0d1d2d3Q0Q1Q2Q3F3F2F1F0dQ0Q1Q2Q3F3F2F1F0d0d1d2d3Q3Q3F3F2F

46、1F0d既能左移也能右移。既能左移也能右移。DQ2DQ1DQ01&111&1&.RDCS左移輸入左移輸入 待輸數(shù)據(jù)由待輸數(shù)據(jù)由 低位至高低位至高 位依次輸入位依次輸入待輸數(shù)據(jù)由待輸數(shù)據(jù)由高位至低位高位至低位依次輸入依次輸入101右移輸入右移輸入移位控制端移位控制端000000&010動畫動畫右移右移串行串行輸入輸入左移左移串行串行輸入輸入UCCQ0Q1Q2Q3S1S0 C16151413121110913456782D0D1D2D3DSRDSL RDGNDCT74LS194并行輸入并行輸入011110 00 11 01 1直接清零直接清零(異步異步)保保 持持右

47、移右移(從從Q0向右移動向右移動)左移左移(從從Q3向左移動向左移動)并行輸入并行輸入 RD CS1 S0功功 能能 UCCQ0Q1Q2Q3S1S0 C161514131211109CT74LS19413456782D0D1D2D3DSRDSL RDGND8.5.3 8.5.3 集成移位寄存器集成移位寄存器741947419474194的功能的功能(1)異步清零。異步清零。 當(dāng)當(dāng)RD=0時即刻清零，與其他輸入狀態(tài)及時即刻清零，與其他輸入狀態(tài)及CP無關(guān)。無關(guān)。(2)S1、S0是控制輸入。是控制輸入。 當(dāng)當(dāng)RD=1時時74194有如下有如下4種工作方式。種工作方式。當(dāng)當(dāng)S1S0=00時，不論有無時

48、，不論有無CP到來，各觸發(fā)器狀態(tài)到來，各觸發(fā)器狀態(tài)不變，為保持工作狀態(tài)。不變，為保持工作狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)S1S0=01時，在時，在CP的上升沿作用下，實現(xiàn)右移的上升沿作用下，實現(xiàn)右移(上移上移)操作，流向是操作，流向是SRQ0Q1Q2Q3。當(dāng)當(dāng)S1S0=10時，在時，在CP的上升沿作用下，實現(xiàn)左移的上升沿作用下，實現(xiàn)左移(下移下移)操作，流向是操作，流向是SLQ3Q2Q1Q0。當(dāng)當(dāng)S1S0=11時，在時，在CP的上升沿作用下，實現(xiàn)置數(shù)的上升沿作用下，實現(xiàn)置數(shù)操作，操作，D0Q0，D1Q1，D2Q2，D3Q3。74194的功能表的功能表 8.5.4 移位寄存器構(gòu)成的移位型計數(shù)器移位寄存器構(gòu)成的移位型計

49、數(shù)器1. 環(huán)形計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器 當(dāng)正脈沖啟動信號當(dāng)正脈沖啟動信號STARTSTART到來時，使到來時，使S S1 1S S0 0=11=11，從而不論移位寄存器從而不論移位寄存器7419474194的原狀態(tài)如何，在的原狀態(tài)如何，在CPCP作作用下總是執(zhí)行置數(shù)操作使用下總是執(zhí)行置數(shù)操作使Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3=1000=1000。 當(dāng)當(dāng)STARTSTART由由1 1變變0 0之后，之后，S S1 1S S0 0=01=01，在，在CPCP作用下移作用下移位寄存器進(jìn)行右移操作。在第位寄存器進(jìn)行右移操作。在第4 4個個CPCP到來之前，到來之前，Q Q0 0Q Q1 1Q

50、Q2 2Q Q3 3=0001=0001。這樣在第。這樣在第4 4個個CPCP到來時，由于到來時，由于D DSRSR= =Q Q3 3=1=1，故在此，故在此CPCP作用下，作用下，Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3=1000=1000。 模模4 4計數(shù)器計數(shù)器 環(huán)形計數(shù)器的電路十分簡單，環(huán)形計數(shù)器的電路十分簡單，N N 位移位移位寄存器可以計位寄存器可以計N N個數(shù)，實現(xiàn)模個數(shù)，實現(xiàn)模N N計數(shù)器，計數(shù)器，且狀態(tài)為且狀態(tài)為1 1的輸出端的序號即代表收到的計的輸出端的序號即代表收到的計數(shù)脈沖的個數(shù)，通常不需要任何譯碼電路。數(shù)脈沖的個數(shù)，通常不需要任何譯碼電路。 為了增加有效計數(shù)狀

51、態(tài)，擴(kuò)大計數(shù)器為了增加有效計數(shù)狀態(tài)，擴(kuò)大計數(shù)器的模，將上述接成右移寄存器的的模，將上述接成右移寄存器的7419474194的末的末級輸出級輸出Q Q3 3反相后，接到串行輸入端反相后，接到串行輸入端D DSRSR，這，這就構(gòu)成了扭環(huán)形計數(shù)器。就構(gòu)成了扭環(huán)形計數(shù)器。 該電路有該電路有8 8個計數(shù)狀態(tài)，為模個計數(shù)狀態(tài)，為模8 8計數(shù)器。計數(shù)器。一般來說，只需將末級輸出反相后，接到一般來說，只需將末級輸出反相后，接到串行輸入端，串行輸入端，N N位移位寄存器就可以組成模位移位寄存器就可以組成模2 2N N的扭環(huán)形計數(shù)器。的扭環(huán)形計數(shù)器。2.2.扭環(huán)形計數(shù)器扭環(huán)形計數(shù)器8.6 8.6 集成集成5555

52、55定時器定時器8.6.18.6.1定時器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理定時器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理8.6.28.6.2施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器8.6.38.6.3多諧振蕩器多諧振蕩器8.6.48.6.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器8.6.1 定時器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理VAVBUCC調(diào)轉(zhuǎn)調(diào)轉(zhuǎn)地地+C1+C2QQRDSD5K5K5KT52/3 UCC2/3 UCC1/3 UCC011/3 UCC112/3 UCC2/3 UCCRD=1SD=0.uCR1R2.+C充電充電C放電放電12/3 UCC01101Q=0導(dǎo)通導(dǎo)通1(地地)uCR1ui+C1+C2QQRDSD5K5K5KVAVB T1348(復(fù)位端復(fù)位端)

53、uO65271101Q=1截止截止02/3 UCC1010Q=1010 110Q=0+UCC48562713.0.01FuCCuiuoRuituCtuOt(1/3UCC)Q=0Q=1T導(dǎo)通，導(dǎo)通，C通過通過T放放電電,uC 0接通電源接通電源RD=0SD=1保持保持“0”態(tài)態(tài)RD=1SD=1上升到上升到2/3 UCCuituCtuOt暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)tptp=RC ln3=1.1RC+UCC48562713.0.01FuCCuiuO2/3UCCRD=1SD=0Q=1Q=0T截止截止C充電充電RD=0SD=1Q=0Q=1因此暫穩(wěn)態(tài)的長短因此暫穩(wěn)態(tài)的長短取決于取決于RC時間常數(shù)時間常數(shù)R ui為0單穩(wěn)

54、態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用 1) 1) 延時與定時延時與定時2)2)整形整形 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把不規(guī)則的輸入信號單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把不規(guī)則的輸入信號v vI I，整形成為幅度和寬度都相同的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖整形成為幅度和寬度都相同的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖v vO O。 v vO O的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度平，寬度t tW W決定于暫穩(wěn)態(tài)時間。決定于暫穩(wěn)態(tài)時間。 3)3)觸摸定時控制開關(guān)觸摸定時控制開關(guān)4)4)觸摸、聲控雙功能延時燈觸摸、聲控雙功能延時燈&uiuBuAuouituBtuotuAt短時用照明燈短時用照明燈48162357uouiU

55、CCSRCuituottp1.1.基本思路基本思路 計時精確到計時精確到0.01s0.01s，即對周期為，即對周期為0.01s0.01s的矩形的矩形波進(jìn)行計數(shù)，可利用所學(xué)過的波進(jìn)行計數(shù)，可利用所學(xué)過的555555多諧振蕩器產(chǎn)生多諧振蕩器產(chǎn)生所需矩形波。所需矩形波。 將計數(shù)時間以數(shù)字形式顯示出來，則需設(shè)計計將計數(shù)時間以數(shù)字形式顯示出來，則需設(shè)計計數(shù)顯示電路，將數(shù)顯示電路，將0.01s0.01s、0.1s0.1s、1s1s、1min(60s)1min(60s)的計的計數(shù)脈沖輸入對應(yīng)的數(shù)脈沖輸入對應(yīng)的0.01s0.01s、0.1s0.1s、1s1s、1min(60s)1min(60s)計計數(shù)器，再將

56、計數(shù)結(jié)果經(jīng)相應(yīng)的七段譯碼器譯碼，送數(shù)器，再將計數(shù)結(jié)果經(jīng)相應(yīng)的七段譯碼器譯碼，送到數(shù)碼顯示管顯示。其中，到數(shù)碼顯示管顯示。其中，0.01s0.01s、0.1s0.1s、秒、分、秒、分的個位要用十進(jìn)制計數(shù)，秒的十位要用六進(jìn)制計數(shù)的個位要用十進(jìn)制計數(shù)，秒的十位要用六進(jìn)制計數(shù)器。器。8.7 電子秒表的設(shè)計過程電子秒表的設(shè)計過程 利用啟動開關(guān)和停止開關(guān)控制觸發(fā)器產(chǎn)利用啟動開關(guān)和停止開關(guān)控制觸發(fā)器產(chǎn)生啟動生啟動/ /停止信號，控制停止信號，控制0.01s0.01s計數(shù)器的輸入計數(shù)器的輸入端有無計數(shù)脈沖輸入。端有無計數(shù)脈沖輸入。 當(dāng)復(fù)位后，按下啟動按鈕，則開始計時；當(dāng)復(fù)位后，按下啟動按鈕，則開始計時； 當(dāng)按下停止按鈕的，當(dāng)按下停止按鈕的，0.01s0.01s的輸入端無計數(shù)的輸入端無計數(shù)脈沖輸入。脈沖輸入。 當(dāng)按下復(fù)位按鈕時，將所有計數(shù)器都復(fù)位。當(dāng)按下復(fù)位按鈕時，將所有計數(shù)器都復(fù)位。2.2.控制電路控制電路 由于是通過由于是通過555555多諧振蕩器產(chǎn)生計數(shù)脈沖多諧振蕩器產(chǎn)生計數(shù)脈沖的，電源的穩(wěn)定性影響著振蕩器的輸出頻率的的，電源的穩(wěn)定性影響著振蕩器的輸出頻率的精確性，所以電源電路要保證工作在精確性，所以電源電路要保證工作在5V5V穩(wěn)壓。穩(wěn)壓。 (1)(1)