常用時(shí)序邏輯電路器件

1、常用集成時(shí)序邏輯常用集成時(shí)序邏輯器件及應(yīng)用器件及應(yīng)用退出退出總目錄總目錄目錄目錄b 反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器和反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器和 計(jì)數(shù)型序列碼發(fā)生器的設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)型序列碼發(fā)生器的設(shè)計(jì)b 異步集成計(jì)數(shù)器異步集成計(jì)數(shù)器74LS90b 十進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器十進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器74LS192b 同步集成計(jì)數(shù)器同步集成計(jì)數(shù)器74161b 二進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器二進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器74LS169b 任意模值計(jì)數(shù)器任意模值計(jì)數(shù)器b 四位雙向寄存器四位雙向寄存器74LS194b 典型移位型計(jì)數(shù)器典型移位型計(jì)數(shù)器b 以以MSI為核心的同步時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì)為核心的同步時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì)b 集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)

2、集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)目錄目錄SYN名 稱模 值狀態(tài)編碼方式/無(wú)多余狀態(tài), 能自啟動(dòng)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器M=2M=10M2M=nM=2n二進(jìn)制碼BCD碼多種方式/自啟動(dòng)情況有6 個(gè) 多余狀態(tài)2 -M個(gè)多余狀態(tài)2 -n個(gè)多余狀態(tài)2 -2n個(gè)多余狀態(tài)n2nnn檢查多余狀態(tài)表表:計(jì)數(shù)器分類異步集成計(jì)數(shù)器異步集成計(jì)數(shù)器74LS90S1JC11KRS1JC11KR1JC11K1 R1JC11K1 R&FFAFFBFFCQAQBQC&R01R02CP2CP1&S92S91QDQAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R02(a) 邏輯圖(b)

3、邏輯符號(hào)74LS90M=2M=5QAQBQCQDS91S92R01R02CP1CP2(c) 結(jié)構(gòu)框圖FFD退出退出目錄目錄總目錄總目錄集成計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器輸 入輸 出功 能QDQCQBQAR01R02S91S92CP1CP2111100110 0 0 00 0 0 01 0 0 1異步清0異步置9R01R02=0S91S92=0QAQD8421BCD碼5421BCD碼二進(jìn)制五進(jìn)制計(jì)數(shù)74LS90功能表：74LS90 控制輸入：異步清0端 R01、R02 高電平有效 異步置9端 S91、S92 高電平有效 兩個(gè)時(shí)鐘： CP1、CP2 下降沿有效目錄目錄退出退出總目錄總目錄CP74LS90QACP

4、1CP2S91S92R01R02QBQCQDCP74LS90QACP1CP2S91S92R01R02QBQCQDCP順序十進(jìn)制8421BCD碼計(jì)數(shù)5421BCD碼計(jì)數(shù)QDQCQBQAQDQCQBQA012345678900000000000010001100100001200110011301000100410011000501101001601111010107100101180011009174LS90構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的兩種接法：8421BCD碼接法5421BCD碼接法兩種接法的態(tài)序表目錄目錄退出退出總目錄總目錄同步集成計(jì)數(shù)器同步集成計(jì)數(shù)器74161&C11KR1J&1&a

5、mp;C11KR1J&1&C11KR1J&1&C11KR1J&1&TPD1CrC1CP計(jì)數(shù)脈沖BA1LDQAQBQCQDOC(b)QAQBQCQDPCPABCD74161TCrLDOC(a)(MSB)邏輯圖邏輯符號(hào)目錄目錄退出退出總目錄總目錄74161功能表：輸 入輸 出CP CrLD P T D C B A QDQCQBQA 0 0 0 0 01 0 d c b ad c b a1 1 1 11 1 0 11 1 0計(jì)數(shù)保持保持 OC=0（）74161 控制端 ： 異步清0 端 Cr 低電平有效 同步預(yù)置端 LD 低電平有效 計(jì)數(shù)允許控制端P、

6、T 高電平有效 計(jì)數(shù)脈沖輸入端：CP 上升沿有效目錄目錄退出退出總目錄總目錄CrLDABCDCPPTQAQBQCQD12131415012清除 置數(shù)計(jì)數(shù)保持OC74161時(shí)序圖目錄目錄退出退出總目錄總目錄QDQCQBQACP+DCBA74LS192CrLDOCOBCP(MSB)CP+CP-LD CrQDQCQBQA1000000110DCBA1101110加法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)保持十進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器十進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器74LS192邏輯符號(hào)功能表特點(diǎn)特點(diǎn)： 雙時(shí)鐘輸入CP+ 、CP-，上升沿有效。 異步清0端Cr， 高電平有效。 異步預(yù)置控制端LD ，低電平有效。 進(jìn)位輸出OC、借位輸出OB分開。

7、目錄目錄退出退出總目錄總目錄QDQCQBQAD C BA74LS169CPLDOC(MSB)PTU/DCP P+T U/D LDQDQCQBQA100011DCBA100二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)保持1二進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器二進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器74LS169邏輯符號(hào)功能表特點(diǎn)特點(diǎn)： 加減控制型可逆計(jì)數(shù)器。 同步預(yù)置控制端LD，低電平有效。 無(wú)清0端，清0靠預(yù)置。 進(jìn)位和借位都為OC。 計(jì)數(shù)允許端P、T，低電平有效。 CP上升沿有效。目錄目錄退出退出總目錄總目錄LD置入ABCDCP數(shù)據(jù)輸入U(xiǎn)/DP和TQAQBQCQD1314150212210151413減法計(jì)數(shù)保持加法計(jì)數(shù)置入OC74LS169

8、時(shí)序工作波形圖目錄目錄退出退出總目錄總目錄集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián) 異步級(jí)聯(lián)異步級(jí)聯(lián) 用前一級(jí)計(jì)數(shù)器的輸出作為后一級(jí)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)。 將多片集成計(jì)數(shù)器進(jìn)行級(jí)聯(lián)可以擴(kuò)大計(jì)數(shù)范圍。QAQBQCQDCP1CP274LS90(1)QAQBQCQDCP1CP274LS90(2)S91S92R01R02S91S92R01R0274LS90按異步級(jí)聯(lián)方式組成的100進(jìn)制計(jì)數(shù)器例：例：目錄目錄退出退出總目錄總目錄 同步級(jí)聯(lián)同步級(jí)聯(lián) 外加時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)接到各片的時(shí)鐘輸入端，用前一級(jí)的進(jìn)位（借位）輸出信號(hào)作為下級(jí)的工作狀態(tài)控制信號(hào)。 利用T端串行級(jí)聯(lián)。 利用P、T雙重控制。例：例：QAQBQCQDQ0Q1

9、Q2Q3OC1P1T174161(1)QAQBQCQDQ4Q5Q6Q7OC2P2T21QAQBQCQDQ8Q9Q10Q11OC3P3T311CCPQAQBQCQDQ0Q1Q2Q3OC1P1QAQBQCQDQ4Q5Q6Q7OC2P2T2QAQBQCQDQ8Q9Q10Q11OC3P3T31CP74161(2)74161(3)74161(3)74161(1)74161(2)CPCPCPCPT11CPCP74161的兩種同步級(jí)聯(lián)方式目錄目錄退出退出總目錄總目錄任意模值計(jì)數(shù)器任意模值計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器可以加適當(dāng)反饋電路后句成任意模值計(jì)數(shù)器。反饋清反饋清0法法異步清0同步清0反饋置數(shù)法反饋置數(shù)法清0 法置數(shù)

10、法SN 1S0S1SN 2SMSM1SM2S2復(fù)位(a)S0Si 1SiSN 1Si+MSi+M 1Si+M 2Si+1置數(shù)(b)目錄目錄退出退出總目錄總目錄QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90&CPCP123456789QAQBQCQDR01R02(a)8421BCD碼接法QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90&CPCP123456789QBQCQDQAR01R02(b)5421BCD碼接法例：例：用74LS90實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)器異步清0法目錄目錄退出退出總目錄總目錄CPQDQCQBQA10000200013456700100

11、01101000101010180111CPQAQDQCQB1000020001345670010001101001000101081010清0法8421BCD碼態(tài)序表清0法5421BCD碼態(tài)序表特點(diǎn)：特點(diǎn)： 計(jì)數(shù)范圍是06，計(jì)到7時(shí)異步清0。 8421BCD碼 R01R02=QCQBQA 5421BCD碼 R01R02=QCQA過渡態(tài)M=7目錄目錄退出退出總目錄總目錄QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90CP(a)8421BCD碼接法QAQBQCQDCP1CP2S91S92R01R0274LS90CP(b)5421BCD碼接法反饋置9法CPQDQCQBQA11001

12、20000345670001001000110100001180110CPQAQDQCQB1110020000345670001001000110100100081001M=7過渡態(tài)其中： 8421BCD碼 S91S92=QCQB 5421BCD碼 S91S92=QAQB目錄目錄退出退出總目錄總目錄QAQBQCQDPCr74161A B C D&T1LD(a)OCCPCPQAQBQCQDPCr74161A B C D&T1LDOC1CPCPQDQCQBQA0000000100010011010001010110QDQCQBQA00000001000100110100010101

13、100111例：例：用74161實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)器過渡態(tài)LD=0異步清0同步置0目錄目錄退出退出總目錄總目錄QAQBQCQDPCr74161A B C DT1LDOC110011CPCPQAQBQCQDPCr74161A B C DT1LDOC101001CPCPQDQCQBQA1001101010111100110111101111QDQCQBQA0010001101000101011001111000LD=0LD=0OC置數(shù)法中間任意M個(gè)狀態(tài)計(jì)數(shù)目錄目錄退出退出總目錄總目錄QAQBQCQD74LS90S91CPCP1CP2S92R01R02QAQBQCQD74LS90S91CP1CP2S92R

14、01R02(a)QAQBQCQD74LS90S91CPCP1CP2S92R01R02QAQBQCQD74LS90S91CP1CP2S92R01R02&(b)例：例：用74LS90實(shí)現(xiàn)模54計(jì)數(shù)器解：因M=54，因此用兩片74LS90實(shí)現(xiàn)。 大模分解法。 整體清0法。M=69整體清0法目錄目錄退出退出總目錄總目錄(a)QAQBQCQDOCABCDPTCrCP1LD74161011011QAQBQCQDOCPT1741611CPABCDCrLD01101CP例：例：用74161實(shí)現(xiàn)模60計(jì)數(shù)器 因一片74161最大計(jì)數(shù)值為16，故實(shí)現(xiàn)模60計(jì)數(shù)器必須用兩片74161。大模分解法。整體置0法

15、。Oc整體置數(shù)法。大模分解法目錄目錄退出退出總目錄總目錄QAQBQCQDOCABCDPTCr1LD741611QAQBQCQDOCABCDPTCrLD741611&(b)CPCPCPQAQBQCQDOCABCDPTCr1LD741611QAQBQCQDOCABCDPTCrLD741611001000111(c)CPCPCP整體置0法 Oc整體置數(shù)法目錄目錄退出退出總目錄總目錄預(yù)置輸入數(shù)的設(shè)置方法如下表所示加計(jì)數(shù)減計(jì)數(shù)異步預(yù)置預(yù)=N-M-1預(yù)=M同步預(yù)置預(yù)=N-M預(yù)=M-1表中N為最大計(jì)數(shù)值目錄目錄總目錄總目錄退出退出 例：例：對(duì)于圖示可編程分配器，求出M=100和M=200時(shí)的預(yù)置值；

16、若I7 I0=01101000，求M值。QAQBQCQDOCABCDPT1LD74161QAQBQCQDOCTPLD74161CPI0I1I2I31I4I5I6I7CPABCDCP解：解：該電路為同步置數(shù)加法計(jì)數(shù)器，N=256。 預(yù)置值=NM=M 。 當(dāng)M=（100）=（01100100）時(shí)，預(yù)置值=M =10011100； 當(dāng)M=（200）=（11001000）時(shí)，預(yù)置值=M =00111000。 當(dāng)I7I0=01101000時(shí)，M=預(yù) ，M=01101000 =152。補(bǔ)101022補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)目錄目錄退出退出總目錄總目錄1Q 1Q 2Q 2Q 3Q 3Q 4Q 4Q(a)74LS171的邏輯

17、符號(hào)CP1D2D3D4DCr1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q(b)74LS373的邏輯符號(hào)EN01D 2D 3D 4DEN174LS17174LS3735D 6D 7D 8DCrCPDQn+1Qn+10111100110010QQ74LS171功能表控制輸出使能輸入數(shù)碼輸出高阻EN0EN1DQn+1Q1011101000074LS373功能表集成寄存器集成寄存器目錄目錄退出退出總目錄總目錄RD1RC11S1&RD1RC11S1&RD1RC11S1&RD1RC11S1&1111S0S1SRD0D1D2D3SL1CrCPQ3Q2Q1Q01集成移位寄存器

18、集成移位寄存器四位雙向移位寄存器74LS194邏輯圖目錄目錄退出退出總目錄總目錄CPS0S1CrSRSLD0HLD1D2D3Q0Q1Q2Q3清送除數(shù)右移左移禁止清除(c)S1S0SLD3D2D1D0Cr74LS194CPSR(b)CPQ0Q1Q2Q3四位雙向移位寄存器74LS194邏輯符號(hào)時(shí)序圖目錄目錄退出退出總目錄總目錄CrS1S0CPSLSRD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30000000001111101111aabcdbcdSRSLSRQ2Q0Q1Q1Q2Q3SLnnnnnn保持保持741LS194功能表D0D3：并行數(shù)碼輸入端。Cr： 異步清0端，低電平有效。SR、SL：右移、左移串行

19、數(shù)碼輸入端。S1、S0：工作方式控制端。S1S0=11 并行置數(shù)S1S0=01 右移S1S0=10 左移S1S0=00 保持原態(tài)目錄目錄退出退出總目錄總目錄 11000001001000001111101111110010110100011011011000000100110111101(a)邏輯電路(b)完全狀態(tài)圖主S1S0SLD3D2D1D0Cr74LS194CPSRCPQ0Q1Q2Q310001典型移位計(jì)數(shù)器典型移位計(jì)數(shù)器 有自啟動(dòng)特性的環(huán)型計(jì)數(shù)器特點(diǎn)：特點(diǎn)：每個(gè)時(shí)鐘周期只有一個(gè)輸出端為1（或0）。 不需譯碼電路。 具有自啟動(dòng)特性，消除了無(wú)效循環(huán)。目錄目錄退出退出總目錄總目錄(a)邏輯電

20、路S1S0SLD3D2D1D0Cr74LS194CPSRCPQ0Q1Q2Q30110000100011001110000100110111111101001010110101101001001001011011主(b)完全狀態(tài)圖 扭環(huán)計(jì)數(shù)器（循環(huán)碼或約翰遜計(jì)數(shù)器）特點(diǎn)：特點(diǎn)：反饋邏輯方程為D1=Qn。 狀態(tài)按循環(huán)碼規(guī)律變化，無(wú) 竟?fàn)?、冒險(xiǎn)，且譯碼簡(jiǎn)單。 有無(wú)效循環(huán)，不能自啟動(dòng)。目錄目錄退出退出總目錄總目錄組合反饋網(wǎng)絡(luò)Q1Q2QnSR(SL) n位移位寄存器ZCP組合輸出網(wǎng)絡(luò)模 M計(jì)數(shù)器Q1Q2QnZCP序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器計(jì)數(shù)型序列碼發(fā)生器根據(jù)序列信

21、號(hào)長(zhǎng)度M，確定移存器位數(shù)n。確定移存器的M個(gè)獨(dú)立狀態(tài)。根據(jù)M個(gè)狀態(tài)列出移存器的態(tài)序表和反饋函數(shù)表，求出反饋函數(shù)F。檢查自啟動(dòng)性能。畫邏輯圖。根據(jù)序列信號(hào)長(zhǎng)度M，設(shè)計(jì)模M計(jì)數(shù)器，狀態(tài)自定。按計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系和序列碼的要求設(shè)計(jì)組合輸出網(wǎng)絡(luò)。目錄目錄退出退出總目錄總目錄例：例：設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)生100111序列的反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器。解：解：確定移存器位數(shù)n，因M=6，故n3。 確定移存器的6個(gè)獨(dú)立狀態(tài)。 100、001、011、 111、111、110 列 移存器的態(tài)序表和反饋函數(shù)表，求出反饋函數(shù)F。F（SL）=Q0+Q2=Q0Q2 檢查自啟動(dòng)性能。 F=Q2+Q0Q3 畫邏輯電路。Q0Q1Q2

22、Q3F(SL)101100101111111100110111100110反饋函數(shù)表目錄目錄退出退出總目錄總目錄1111000001111000011110Q0Q1Q2Q310100100100100110010010111001110主(a)(b)01111111000000011000101101101101F(SL)F的K圖和移存器狀態(tài)圖目錄目錄退出退出總目錄總目錄11111111110000000001111000011110Q0Q1Q2Q3101001001001001101101100主(a)(b)0001011100100000100011111110101111010101F(

23、SL)修正后的F的K圖和移存器狀態(tài)圖目錄目錄退出退出總目錄總目錄74LS194Q0Q1Q2Q3S1S0SL10111CPF(a)(b)74LS194Q0Q1Q2Q3S1S0SL10CPD0D1D2D3A0A1ZYF1ZCP4選1MUX反饋網(wǎng)絡(luò)采用SSI門反饋網(wǎng)絡(luò)采用MSI器件邏輯電路目錄目錄退出退出總目錄總目錄Q0Q1Q2Q3S1S0D3D2D1D0111011CP（ a）74LS194SR&CP例：例：設(shè)計(jì)一個(gè)能同時(shí)產(chǎn)生兩組序列碼的雙序列碼發(fā)器，要求兩組代碼分別是：Z1110101， Z2010110。解：解： 用74LS194設(shè)計(jì)一個(gè)能自 啟動(dòng)的模6扭環(huán)計(jì)樹器。 列出組合輸出電路 的真值表。模6計(jì)樹器Q0m0m6m4m7m3m1Q1Q2Z1Z2000010100111101001111011010110真值表目錄目錄退出退出總目錄總目錄Q0Q1Q2S1S0D3D2D1D0CP74LS194A2A1A038 譯 碼器11117 6 5 4 3 2 1 0（ b）Z2Z1SR01&E1E2E31Q3CP 用一片3-8譯碼器和與非門實(shí)現(xiàn)組合輸出網(wǎng)絡(luò)。