數(shù)字電子電路基礎(chǔ)教程第六章常用集成時(shí)序邏輯器件下(2)

1、第六章第六章 下下常用集成時(shí)序邏輯器件及應(yīng)用常用集成時(shí)序邏輯器件及應(yīng)用l 序列碼的產(chǎn)生與序列碼的檢測(cè)序列碼的產(chǎn)生與序列碼的檢測(cè) l 典型移位型計(jì)數(shù)器典型移位型計(jì)數(shù)器l 以以MSIMSI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)l 集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)、任意模值計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)、任意模值計(jì)數(shù)器l 集成計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器l 集成寄存器集成寄存器本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容計(jì)數(shù)器的功能及用途計(jì)數(shù)器的功能及用途計(jì)數(shù)器的主要功能是累計(jì)輸入脈沖的數(shù)目計(jì)數(shù)器的主要功能是累計(jì)輸入脈沖的數(shù)目。它可以用來(lái)它可以用來(lái)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)，分頻分頻，此外還可以對(duì)系，此外還可以對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)定時(shí)定時(shí)，順序控制等操作。，

2、順序控制等操作。6.5.1 集成集成計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的分類(lèi)計(jì)數(shù)器的分類(lèi)按時(shí)鐘控制方式分類(lèi)：異步，同步計(jì)數(shù)器。按時(shí)鐘控制方式分類(lèi)：異步，同步計(jì)數(shù)器。按計(jì)數(shù)功能分類(lèi)：加法計(jì)數(shù)，減法計(jì)數(shù)和可按計(jì)數(shù)功能分類(lèi)：加法計(jì)數(shù)，減法計(jì)數(shù)和可 逆計(jì)數(shù)三大類(lèi)。逆計(jì)數(shù)三大類(lèi)。6.5.1 集成計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器按數(shù)制分類(lèi)按數(shù)制分類(lèi)SYNSYN名名 稱(chēng)稱(chēng)模模 值值狀態(tài)編碼方式狀態(tài)編碼方式/ /無(wú)多余狀態(tài)無(wú)多余狀態(tài), ,能自啟動(dòng)能自啟動(dòng)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(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)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器環(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M =M =2nM=10M=10M M2 2n nM=nM=nM=2n

3、M=2n二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼BCDBCD碼碼多種方式多種方式/ /自啟動(dòng)情況自啟動(dòng)情況6 6個(gè)個(gè)多余狀態(tài)多余狀態(tài)2 2n n-M-M個(gè)個(gè)多余狀態(tài)多余狀態(tài)2 2n n-n-n個(gè)個(gè)多余狀態(tài)多余狀態(tài)2 2n n -2n-2n個(gè)個(gè)多余狀態(tài)多余狀態(tài)檢查多檢查多余狀態(tài)余狀態(tài)注意注意:n:n表示觸發(fā)器的個(gè)數(shù)表示觸發(fā)器的個(gè)數(shù)一、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器一、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器7416174161l7416174161邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)QAQBQCQDPCPABCD74161TCrLDOC(MSB)74161 74161 是同步加是同步加1 1計(jì)數(shù)器，具有同步置數(shù)和異計(jì)數(shù)器，具有同步置數(shù)和異步清零的功能。計(jì)數(shù)范圍從步清零的功能。

4、計(jì)數(shù)范圍從0000 0000 到到11111111循環(huán)循環(huán). .&C11KR1J&1&C11KR1J&1&C11KR1J&1&C11KR1J&1&TPD1CrC1CP計(jì)數(shù)脈沖BA1LDQAQBQCQDOC(b)QAQBQCQDPCPABCD74161TCrLDOC(a)(MSB)l 74161電路圖電路圖計(jì)數(shù)脈沖輸入端計(jì)數(shù)脈沖輸入端CP : : 上升沿有效上升沿有效l控制端控制端QAQBQCQDPCPABCD74161TCrLDOC(MSB)同步預(yù)置端同步預(yù)置端 LD: 低電平有效低電平有效計(jì)數(shù)允許控制端計(jì)數(shù)允許控制端P、T: 高電平有效高電平有效置數(shù)輸入端置數(shù)輸入端A、B、C、D: CP上升

5、沿置數(shù)有效上升沿置數(shù)有效異步清異步清0 0 端端 Cr: 低電平有效與低電平有效與CP無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)計(jì)數(shù)器輸出端計(jì)數(shù)器輸出端Q QD D 為最高位為最高位進(jìn)位輸出端進(jìn)位輸出端OcOcl 74161功能表功能表OC=QDQCQBQAT 二、同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器二、同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器741607416074160 74160 是同步十進(jìn)制加是同步十進(jìn)制加1 1計(jì)數(shù)器，具有同步置數(shù)計(jì)數(shù)器，具有同步置數(shù)和異步清零的功能和異步清零的功能, ,控制信號(hào)與控制信號(hào)與7416174161相同相同. .計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)范圍從范圍從0000 0000 到到10011001循環(huán)循環(huán). .74160 74160 aQa Qb QcQdC

6、POcCrLDTPbc dl7416074160邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)Oc= QdQcQbQaTOc= QdQcQbQaT1 1、同步級(jí)聯(lián)、同步級(jí)聯(lián)QAQBQCQDQ0Q1Q2Q3Oc1P1T174161(1)QAQBQCQDQ4Q5Q6Q7Oc2P2T211CP74161(2)CPCP三三. . 集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián) 工作過(guò)程工作過(guò)程: :Cp QCp Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0 T T2 2=Oc1 Q=Oc1 Q7 7Q Q6 6Q Q5 5Q Q4 40000 0 00000000 0 00000001 0 00000001 0 00001 1 0 0000 0

7、 00001110 0 00001110 0 00001111 1111 1 1 0000 00000000 0 00010000 0 00012 215151616OC=QDQCQBQAT 2 2、異步級(jí)聯(lián)、異步級(jí)聯(lián)工作過(guò)程工作過(guò)程: :0000 1 00000000 1 00000001 1 00000001 1 00001 1 1 0000 1 00001110 1 00001110 1 00001111 1111 0 0 0000 00000000 10000 12 215151616Cp QCp Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0 CP CP2 2=Oc1 Q=Oc1 Q7

8、 7Q Q6 6Q Q5 5Q Q4 4 0001 0001OC=QDQCQBQAT 四四. . 任意模值計(jì)數(shù)器任意模值計(jì)數(shù)器0001000110011001輸輸 入入輸輸 出出CPCP CrCr LDLDP PT TD DC CB BA A Q QD DQ QC CQ QB BQ QA A0 0 0 00 00 00 01 1 0 0 d dc cb ba ad dc cb ba a1 11 11 11 11 11 10 01 11 1 1 1 0 0 加計(jì)數(shù)加計(jì)數(shù)保持保持 保持保持 Oc=0 Oc=0 7416174161功能表功能表0000000000100010001100110100

9、010001010101011001100111011110001000101010101011101111001100110111011110111011111111異步清零異步清零同步置數(shù)同步置數(shù) l 也可以使用中間任意也可以使用中間任意M M個(gè)狀態(tài)作有效狀態(tài)個(gè)狀態(tài)作有效狀態(tài)l 同步置同步置0 法（前法（前M個(gè)狀態(tài)作為有效狀態(tài)）個(gè)狀態(tài)作為有效狀態(tài)）l 異步清異步清0 法法l Oc Oc 置數(shù)法（后置數(shù)法（后M M個(gè)狀態(tài)作為有效狀態(tài)）個(gè)狀態(tài)作為有效狀態(tài)）四四. . 任意模值計(jì)數(shù)器任意模值計(jì)數(shù)器例：例：用用7416174161實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模M=7M=7計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。1.1.異步清異步清0 0法

10、法10000100110000101010011011100000QaQbQcQdCr=0過(guò)渡狀態(tài)過(guò)渡狀態(tài)QAQBQCQDPCr74161A BC D&T1LD(a)OCCPCP1Cr=MCr=M中的中的“1”1”與非與非異步清零的時(shí)序波形：異步清零的時(shí)序波形：CpCp1 2 3 4 5 6 7 8 91 2 3 4 5 6 7 8 9QaQaQbQbQcQc2.2.同步置同步置0 0或置數(shù)法或置數(shù)法QdQc QbQa0000000100100011010001010110LD=0例：例：用用7416174161實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模M=7M=7計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。QdQc QbQa000100010010

11、0011010001010111LD=0計(jì)數(shù)狀態(tài)表計(jì)數(shù)狀態(tài)表1 1計(jì)數(shù)狀態(tài)表計(jì)數(shù)狀態(tài)表2 2M=計(jì)數(shù)終值計(jì)數(shù)終值-計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值+1計(jì)數(shù)器模值計(jì)數(shù)器模值(M)(M)的確定的確定QdQcQbQa0000000100100011010001010110計(jì)數(shù)狀態(tài)表計(jì)數(shù)狀態(tài)表1 1計(jì)數(shù)終值計(jì)數(shù)終值110110LD=LD=計(jì)數(shù)終值計(jì)數(shù)終值中的中的“1”1”與與非非計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值0000007 74 41 16 61 1D0 D1 D2 D3QaQbQcQdCPOCCrLDTP1 1C CP P1 11 10 00 01 1M=24-DQdQc QbQa100110101011110011011110

12、1111例：例：用用7416174161實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模M=7M=7計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。LD=0計(jì)數(shù)終值計(jì)數(shù)終值=2=24 4-1-1計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值D DM=計(jì)數(shù)終值計(jì)數(shù)終值-計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值+1Oc=QdQcQbQaTOc=QdQcQbQaTM=2n-D3. Oc置數(shù)法置數(shù)法QAQBQCQDPCr74161A B C DT1LDOC110011CPCPQAQBQCQDPCr74161A B C DT1LDOC101001CPCP例：例：分析以下計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模值分析以下計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模值M=?M=?M=計(jì)數(shù)終值計(jì)數(shù)終值-計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值+1M=(1000-0010+1)M=(1000-0010+1)2

13、 2=7=71010M=(1111-1001+1)M=(1111-1001+1)2 2=7=71010M=2n-D=24-9=7大模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)方法大模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)方法大模分解法大模分解法整體置數(shù)法整體置數(shù)法 Oc Oc整體置數(shù)法整體置數(shù)法例：例：用用7416174161實(shí)現(xiàn)模實(shí)現(xiàn)模6060計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器大模分解法大模分解法QAQBQCQDOCABCDPTCrCP1LD74161011011QAQBQCQDOCPT1741611CPABCDCrLD01101CP=10=106 = M6 = M1 1M M2 2M M1 1=2n-D=24-10=6M M2 2=2n-D=24-6=1060 =660

14、 =61010整體置數(shù)法整體置數(shù)法M(60)=計(jì)數(shù)終值計(jì)數(shù)終值(59)(59)-計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值(0) (0) +1QAQBQCQDOCABCDPTCr1LD741611QAQBQCQDOCABCDPTCrLD741611&(b)CPCPCP59=(111011)59=(111011)2 2LDLD=Q QBQ QAQ QD Q QBQ QA Oc Oc整體置數(shù)法整體置數(shù)法M=計(jì)數(shù)終值計(jì)數(shù)終值-計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值+1M=2n-D60=28-DD=28-60=196=(11000100)2QAQBQCQDOCABCDPTCr1LD741611QAQBQCQDOCABCDPTCrLD74161100

15、1000111(c)CPCPCPLDLD= Oc Oc 模模M計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 = = M倍分頻器倍分頻器計(jì)計(jì)數(shù)器與分頻器的關(guān)系數(shù)器與分頻器的關(guān)系7 74 41 16 61 1D 0D 1D 2D 3Q aQ bQ cQ dCPO CCrLDTP1 1C CP P1 10 0時(shí)鐘頻時(shí)鐘頻率率f fcpcp輸出頻率輸出頻率f fo o=f=fcpcp/7/7 【例】圖【例】圖 6.5.11 為可編程分頻器，試分別為可編程分頻器，試分別求出求出M=100 和和M=200 時(shí)的預(yù)置值；若時(shí)的預(yù)置值；若I7I0=01101000，試求，試求M值。值。 QAQBQCQDOCABCDPT1LD74161QAQ

16、BQCQDOCTPLD74161CPI0I1I2I31I4I5I6I7CPABCDCP圖6.5.11 可編程分頻器 解：解：該電路為同步置數(shù)加法計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值N=256。 根據(jù)預(yù)置值=N-M，可求得： 當(dāng)M=(100)10時(shí)， 預(yù)置值DCBADCBA=256-100=156=10011100B； 當(dāng)M=(200)10時(shí)， 預(yù)置值DCBADCBA=256-200=56=00111000B。 當(dāng)I7I0=01101000時(shí)， M=11111111-01101000+1=(10011000) 2=152。 28 （1）74161級(jí)聯(lián)時(shí)是否加反相器級(jí)聯(lián)時(shí)是否加反相器 （2）關(guān)于）關(guān)于74160芯片

17、的級(jí)聯(lián)芯片的級(jí)聯(lián)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)29 （1）74161級(jí)聯(lián)時(shí)是否加反相器級(jí)聯(lián)時(shí)是否加反相器 QAQBQCQDOCABCDPTCrCP1LD74161011011QAQBQCQDOCPT1741611CPABCDCrLD01101CP 1）異步級(jí)聯(lián)時(shí)要加反相器，保證計(jì)數(shù)狀態(tài)）異步級(jí)聯(lián)時(shí)要加反相器，保證計(jì)數(shù)狀態(tài) 的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻的正確；的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻的正確； 2） 注意看注意看74161的時(shí)序。的時(shí)序。30 （1）74161級(jí)聯(lián)時(shí)是否加反相器級(jí)聯(lián)時(shí)是否加反相器 QAQBQCQDOCABCDPTCr1LD741611QAQBQCQDOCABCDPTCrLD741611001000111(c)CPCPCP 1）同步級(jí)聯(lián)

18、時(shí)不加反相器，即可保證計(jì)數(shù)）同步級(jí)聯(lián)時(shí)不加反相器，即可保證計(jì)數(shù) 狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)正確；狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)正確； 2） Oc相對(duì)于相對(duì)于CP具有一點(diǎn)延時(shí)，保證高位具有一點(diǎn)延時(shí)，保證高位 片計(jì)數(shù)正確。注意看片計(jì)數(shù)正確。注意看74161的時(shí)序的時(shí)序Oc。31 （2）74160的級(jí)聯(lián)的級(jí)聯(lián) 1）大模分解形成的異步級(jí)聯(lián)）大模分解形成的異步級(jí)聯(lián) 2）同步整體置）同步整體置0法法 3）同步整體置數(shù)法）同步整體置數(shù)法 4）同步）同步Oc置數(shù)發(fā)置數(shù)發(fā) 74160 與與74161方法相同方法相同 32 1）大模分解異步級(jí)聯(lián)）大模分解異步級(jí)聯(lián) 異步級(jí)聯(lián)時(shí)與異步級(jí)聯(lián)時(shí)與74161完全一樣完全一樣 上述電路完成計(jì)數(shù)模值上述電路完成計(jì)

19、數(shù)模值 M = 104 = 40 33 2）同步整體置）同步整體置0 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)M = 40 的計(jì)數(shù)器：的計(jì)數(shù)器： 40 = X0 + 1 X = 39103 3）同步整體置數(shù)法）同步整體置數(shù)法 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)M = 40 的計(jì)數(shù)器：的計(jì)數(shù)器： 40 = X45 + 1 X = 84103 4）同步）同步Oc置數(shù)法置數(shù)法 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)M = 40 的計(jì)數(shù)器：的計(jì)數(shù)器：40 = 99X + 1 X = 60103 寄存器是計(jì)算機(jī)的主要部件之一，寄存器是計(jì)算機(jī)的主要部件之一，它用來(lái)暫時(shí)存放數(shù)據(jù)或指令。它用來(lái)暫時(shí)存放數(shù)據(jù)或指令。6.5.2 集成集成寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器1. 二拍接收四位數(shù)據(jù)寄存器

20、二拍接收四位數(shù)據(jù)寄存器Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取數(shù)取數(shù)脈沖脈沖接收接收脈沖脈沖( CP )1042. 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，就是將寄存器所存各位位 數(shù)據(jù)，在每個(gè)移位脈沖的作用下，向左數(shù)據(jù)，在每個(gè)移位脈沖的作用下，向左或向右移動(dòng)一位。或向右移動(dòng)一位。 105 移位寄存器的分類(lèi)：移位寄存器的分類(lèi)： 根據(jù)移位方向，常分成根據(jù)移位方向，常分成左移寄存器左移寄存器、右移寄存器右移寄存器 和和 雙向移位寄存器雙向移位寄存器三種：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)106

21、Q3 CPQ2 FF2DFF3DFF1DQ1R0 單向移位寄存器舉例單向移位寄存器舉例FF0DQ0RiQ0Q1Q2Q3RD清清0 0 1. 單向右移。單向右移。 2. 串入并出串入并出或或串入串出串入串出107 根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入輸出方式，根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入輸出方式，又可將它分為如下四種電路：又可將它分為如下四種電路： 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 移位寄存器的分類(lèi)：移位寄存器的分類(lèi)：108FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入

22、串出并入串出并入并出并入并出109QQDQQDQQDQQD&A0A1A2A3SDRDCLRLOAD移位移位脈沖脈沖CP0串行串行輸出輸出數(shù)數(shù) 據(jù)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SD四位四位并入并入 串出串出的左的左移寄移寄存器存器110 單向移位寄存器舉例單向移位寄存器舉例 設(shè)設(shè)A3A2A1A0 1011，在存數(shù)脈沖作用下，在存數(shù)脈沖作用下，并行輸入數(shù)據(jù)，使并行輸入數(shù)據(jù)，使 Q3Q2Q1Q0 1011 。D0 0 0D1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 21 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0

23、 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 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 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初態(tài)并入初態(tài) Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2D1Q0D0移位移位脈沖脈沖CP0串行串行輸出輸出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1左移過(guò)程左移過(guò)程111構(gòu)成原理：既能左移又能右移。構(gòu)成原理：既能左移又能右移。 給移位寄存器設(shè)置一個(gè)控制端如給移位寄存器設(shè)置一個(gè)控制端如S S，令，令S S0

24、0 時(shí)時(shí)左移；左移；S S1 1時(shí)右移即可。時(shí)右移即可。 集成組件集成組件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。 雙向移位雙向移位寄存器寄存器1127419474194電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)四位雙向移位寄存器四位雙向移位寄存器74194 74194邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)D0D3：并行數(shù)碼輸入端。并行數(shù)碼輸入端。 Cr：異步清異步清0端，低電平有效。端，低電平有效。SR、SL：右移、左移串行數(shù)碼輸入端。右移、左移串行數(shù)碼輸入端。S1、S0：工作方式控制端。工作方式控制端。74194Q0Q1Q2Q3CrSLS0CPD0S1D1D2D3SR011110 00 11 01 1直接清

25、零直接清零保保 持持右移右移(從從Q0向右移動(dòng)向右移動(dòng))左移左移(從從Q3向左移動(dòng)向左移動(dòng)) 并行同步置數(shù)并行同步置數(shù) CLRCPS1 S0Q 的功能的功能 74LS194 簡(jiǎn)化功能表簡(jiǎn)化功能表114 7419474194詳細(xì)功能表詳細(xì)功能表CrS1S0CPSLSRD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30000000001111101111aabcdbcdSRSLSRQ2Q0Q1Q1Q2Q3SL保持保持VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194右移右移串行串行輸入輸入左移左移串

26、行串行輸入輸入并行輸入并行輸入工作方式工作方式控制控制1132.74LS1942.74LS194的應(yīng)用的應(yīng)用例例: 7 位串入位串入/并出轉(zhuǎn)換電路。并出轉(zhuǎn)換電路。Clearclkserial in7 7 4 4 1 1 9 9 4 47 7 4 4 1 1 9 9 4 4Q1Q2Q3 Q4Q5Q6Q7 Q81 11 11 1D0 D1 D2D3D0 D1 D2D3Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3CrCPCrCPS1S0S1S0SrSr（1 1）實(shí)現(xiàn)串并、并串轉(zhuǎn)換（不講）實(shí)現(xiàn)串并、并串轉(zhuǎn)換（不講）例例: 7 位并入位并入/串出轉(zhuǎn)換電路。串出轉(zhuǎn)換電路。組合電路組合電路 移位寄存器移位寄存器Q0 Q

27、1 Q2 Qm-1SRf一般移位型計(jì)數(shù)器一般移位型計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn)框圖的實(shí)現(xiàn)框圖m為移位寄存器的位數(shù)為移位寄存器的位數(shù)（）（）移位寄存器構(gòu)成移位型計(jì)數(shù)器移位寄存器構(gòu)成移位型計(jì)數(shù)器7 74 41 19 94 4D0 D1 D2 D3Q0Q1Q2Q3CPS1S0SrCr01SLCP1彩燈循環(huán)亮彩燈循環(huán)亮7 74 41 19 94 4D0 D1 D2 D3Q0Q1Q2Q3CPS1S0SrCr01SLCP10100 0100 1000 1000 0001 0001 0010 0010 有效循環(huán)狀態(tài)有效循環(huán)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)移圖m為移位寄存器的位數(shù)為移位寄存器的位數(shù)這樣的電路存這樣的電路存在什么問(wèn)題呢在什么問(wèn)題呢

28、? ?1 1）移位寄存器構(gòu)成）移位寄存器構(gòu)成環(huán)型環(huán)型計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器7 74 41 19 94 4D0 D1 D2 D3Q0Q1Q2Q3CPS1S0SrCr01SLCP10010 0010 0100 0100 1000 1000 0001 0001 有效循環(huán)狀有效循環(huán)狀態(tài)圖態(tài)圖0111 0111 1011 1011 1101 1101 1110 1110 0011 0011 1001 1001 1100 1100 0110 0110 0101 0101 1010 1010 0000 0000 1111 1111 電路不能自啟動(dòng)電路不能自啟動(dòng)! !無(wú)效循環(huán)狀態(tài)圖無(wú)效循環(huán)狀態(tài)圖具有自啟動(dòng)的具有自啟動(dòng)的

29、環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器 7419474194D0 D1 D2 D3Q0Q1Q2Q3CPS1S0SrCr01SLCP1100011000 1000 000000001001 1001 1011 1011 1101 1101 0001 0001 0100 0100 0010 0010 0011 0011 0101 0101 0111 0111 1111 1111 0110 0110 1100 1100 1010 1010 1110 1110 0000 0000 1.1.狀態(tài)組合中只有一個(gè)狀態(tài)組合中只有一個(gè)1 1或或0 0， 無(wú)需再譯碼；無(wú)需再譯碼；2.2.最大的模值最大的模值 Mmax = m3.3

30、.觸發(fā)器很浪費(fèi)觸發(fā)器很浪費(fèi)環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：扭環(huán)計(jì)數(shù)器扭環(huán)計(jì)數(shù)器 0000 0000 1000 1000 1100 1100 1110 1110 0111 0111 0011 0011 0001 0001 1111 1111 0100 0100 1010 1010 1101 1101 0110 0110 0101 0101 0010 0010 1001 1001 1011 1011 7 74 41 19 94 4D0 D1 D2 D3Q0Q1Q2Q3CPS1S0SrCrSLCP10 01 12 2）移位寄存器構(gòu)成）移位寄存器構(gòu)成扭環(huán)扭環(huán)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0000 0000 1000

31、 1000 1100 1100 1110 1110 0001 0001 0011 0011 0111 0111 111111110100 0100 1010 1010 110111010110 0110 100110010010 0010 0101 0101 10111011有效狀態(tài)有效狀態(tài)1001 1001 1011 1011 1101 1101 1111 1111 扭環(huán)計(jì)數(shù)器的自啟動(dòng)問(wèn)題扭環(huán)計(jì)數(shù)器的自啟動(dòng)問(wèn)題Q0Q1Q2Q3S1S0SR74LS194D1D0D2D311110&1CP1.1.最大的模值最大的模值 Mmax = = 2m2.2.相鄰狀態(tài)僅一位代碼不同，屬于相鄰狀態(tài)僅一位代碼不

32、同，屬于 格雷碼格雷碼3.3.觸發(fā)器有些浪費(fèi)觸發(fā)器有些浪費(fèi)扭環(huán)計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：扭環(huán)計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：用74LS194 構(gòu)成的 7 分頻電路 M=2n-1S1S0SLD3D2D1D0Cr74LS194CPSRCPQ0Q1Q2Q301&1nnRQQS6.5.3 序列信號(hào)序列信號(hào)的產(chǎn)生的產(chǎn)生序列信號(hào)發(fā)生器序列信號(hào)發(fā)生器: :能夠循環(huán)產(chǎn)生一組或多組序列信號(hào)的能夠循環(huán)產(chǎn)生一組或多組序列信號(hào)的時(shí)時(shí)序電路序電路。周期序列信號(hào)周期序列信號(hào): :110101110101110101 110101序列信號(hào)的長(zhǎng)度序列信號(hào)的長(zhǎng)度 M = 6 時(shí)序電路需要記憶的獨(dú)立狀態(tài)也是時(shí)序電路需要記憶的獨(dú)立狀態(tài)也是 6 個(gè)個(gè) 1. 計(jì)數(shù)

33、器法計(jì)數(shù)器法2. 反饋移位反饋移位法法中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)序列發(fā)生器序列發(fā)生器的方法的方法畫(huà)出邏輯電路圖。畫(huà)出邏輯電路圖。1. 計(jì)數(shù)型序列碼發(fā)生器計(jì)數(shù)型序列碼發(fā)生器組合輸出電路組合輸出電路模模 M M計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器Q1Q2QnCPZ Z1 1 Z Z2 2 Z Zm實(shí)現(xiàn)邏輯框圖實(shí)現(xiàn)邏輯框圖: :實(shí)現(xiàn)步驟實(shí)現(xiàn)步驟: :根據(jù)序列信號(hào)長(zhǎng)度根據(jù)序列信號(hào)長(zhǎng)度M M，設(shè)，設(shè)計(jì)模計(jì)模M M計(jì)數(shù)器，狀態(tài)自定計(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)組合輸和序列碼的要求設(shè)計(jì)組合輸出電路出電路; ;例：設(shè)計(jì)一個(gè)能同時(shí)產(chǎn)生兩組序列碼的例：設(shè)計(jì)一個(gè)能同時(shí)產(chǎn)生兩組

34、序列碼的雙序列碼發(fā)生器，要求兩組序列碼分雙序列碼發(fā)生器，要求兩組序列碼分別為：別為：Z1110101， Z2010110。解：解： 根據(jù)序列確定計(jì)數(shù)器的模值根據(jù)序列確定計(jì)數(shù)器的模值M = 6(2) (2) 確定計(jì)數(shù)器的確定計(jì)數(shù)器的M個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài) 001 001 010 010 011 011 100 100 101 101 110 110 選選74161計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 (3) (3) 列出組合輸出電路的真值表列出組合輸出電路的真值表 Z1110101， Z2010110 (4)(4)用用3-8譯碼器和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)組合電路譯碼器和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)組合電路 QC QB QA Z1 Z2 0 0 1

35、0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 Z1=(1,2,4,6) Z2=(2,4,5) (5)(5)畫(huà)邏輯電路圖畫(huà)邏輯電路圖 Z1=(1,2,4,6)Z2=(2,4,5) Q QC C Q QB B Q QA A Z Z1 1 Z Z2 2 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1

36、 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 用用74LS19474LS194設(shè)計(jì)一個(gè)能設(shè)計(jì)一個(gè)能自啟動(dòng)的模自啟動(dòng)的模6 6扭環(huán)計(jì)數(shù)器扭環(huán)計(jì)數(shù)器選選74194實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 列出組合輸出列出組合輸出電路的真值表電路的真值表 Q0m0m6m4m7m3m1Q1Q2Z1Z2000010100111101001111011010110Q0Q1Q2Q3S1S0D3D2D1D0111011CP（ a）74LS194SR&CPZ1=(0,1,4,7)Z2=(3,4,7)Z1110101， Z2010110 用用3-8譯碼器和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)組合電路譯碼器和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)組合電路 Z1=(

37、0,1,4,7)Z2=(3,4,7)組合反饋網(wǎng)絡(luò)Q1Q2QnSR(SL) n位移位寄存器ZCP2. 反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器 特點(diǎn)：特點(diǎn)：從移存器的任從移存器的任一一Q端都可以端都可以得到周期性的得到周期性的序列碼序列碼Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3S SL L1 10 00 01 11 10 01 11 10 01 10 01 10 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 10 0例：設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)生例：設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)生100111100111序列的反饋移位序列的反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器。型序列信號(hào)發(fā)生

38、器。Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3S SR R1 11 11 11 10 00 01 11 11 11 11 11 10 01 10 01 11 11 10 01 10 01 11 10 00 01 11 11 10 00 0右移：右移： 左移：左移：按左移處理：按左移處理：列移存器的態(tài)序表和反饋函數(shù)表列移存器的態(tài)序表和反饋函數(shù)表1 1001 001 0 0011 011 0 0111 111 1 1111 111 1 1110 110 1 1100 100 1 11 11 11 10 00 000000101111110100000010111111010Q0 0Q1 1Q

39、2 2Q3 3SLQ Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3S SL L1 10 00 01 11 10 01 11 10 01 10 01 10 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 10 0檢查自啟動(dòng)性能？檢查自啟動(dòng)性能？求出反饋函數(shù)求出反饋函數(shù)SL1111000001111000011110Q0Q1Q2Q3SL10100100100100110010010111001110主01111111000000011000101101101101101001001001001101101100主0001011100100000100

40、0111111101011110101011 11 11 11 10 00 000000101111110100000010111111010Q0 0Q1 1Q2 2Q3 3SL再檢查自啟動(dòng)性能？再檢查自啟動(dòng)性能？反饋網(wǎng)絡(luò)采用反饋網(wǎng)絡(luò)采用SSI門(mén)門(mén)畫(huà)邏輯電路畫(huà)邏輯電路 74194Q0Q1Q2Q3S1S0SL101CPSLZCP1 11 11 11 10 00 000000101111110100000010111111010Q0 0Q1 1Q2 2Q3 3SLSL=Q2+Q0Q3反饋網(wǎng)絡(luò)采用反饋網(wǎng)絡(luò)采用MSIMSI器件器件用用4 4選選1 1器件實(shí)現(xiàn)器件實(shí)現(xiàn)SLQ2Q0Q30001111001

41、SLQ2Q00101SLSL=Q2+Q0Q374LS194Q0Q1Q2Q3S1S0SL10CPD0D1D2D3A0A1ZY14選1MUX0Q0Q2-A1A0 D0=D2=1D1=Q3 D3=0 畫(huà)邏輯電路畫(huà)邏輯電路 例例: :給定元器件給定元器件7416174161計(jì)數(shù)器一個(gè)，計(jì)數(shù)器一個(gè)，8 8選選1 1數(shù)數(shù)選器一個(gè)，選器一個(gè)，SSISSI門(mén)電路若干。利用給定元器件門(mén)電路若干。利用給定元器件 試設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生如圖所示輸出波形的電路試設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生如圖所示輸出波形的電路, ,并畫(huà)出電路圖。并畫(huà)出電路圖。123456789101112131415UiU01U02設(shè)計(jì)分解設(shè)計(jì)分解1234567891

42、01112131415UiU01U02(1) U(1) U0101輸出波形是輸出波形是: :每來(lái)每來(lái)7 7個(gè)個(gè)U Ui i輸入脈沖輸出輸入脈沖輸出 一個(gè)脈沖一個(gè)脈沖, ,即即U U0101是是U Ui i輸入脈沖的輸入脈沖的7 7分頻分頻; ; (2) U (2) U0202波形可認(rèn)為是波形可認(rèn)為是01001100100110序列碼序列碼; ;(3) (3) 設(shè)計(jì)一個(gè)模設(shè)計(jì)一個(gè)模7 7計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器, ,列出列出U U01 ,01 ,U U0202 與計(jì)與計(jì)數(shù)狀態(tài)的關(guān)系數(shù)狀態(tài)的關(guān)系; ; 時(shí)序電路的分析步驟時(shí)序電路的分析步驟: :邏輯電路邏輯電路輸出方程輸出方程激勵(lì)方程激勵(lì)方程狀態(tài)表狀態(tài)表狀態(tài)方程狀態(tài)方程描述功能描述功能時(shí)序圖時(shí)序圖狀態(tài)圖狀態(tài)圖7.4 以以MSI為核心的同步時(shí)序電路分析為核心的同步時(shí)序電路分析例例1：分析同步時(shí)序電路。：分析同步時(shí)序電路。QACP74LS161CrPTQBQCQDABDLDC1011CPLD=QB P=T=1 A=0 B=1 C=QC D=QD 寫(xiě)表達(dá)式寫(xiě)表達(dá)式: :Q QC CQ QB BQ QA ALDLDQ QD D操作操作列狀態(tài)轉(zhuǎn)移表列狀態(tài)轉(zhuǎn)移表 QACP74LS161CrPTQBQCQDABDLDC1011CPL LD D=Q=QB B P=T=1 P=T=1 D=QD=QD D C=QC=QC C B=1 A=0B=1 A=00 0