電子技術(shù)基礎(chǔ)項目九

1、時序邏輯電路認(rèn)知及應(yīng)用 項目九 組合邏輯電路沒有記憶功能，實際中很多電路需要具有記憶功能，如時鐘、計數(shù)器等，本項目介紹具有記憶功能的時序邏輯電路，包括計數(shù)器、移位寄存器的安裝調(diào)試技能實訓(xùn)及觸發(fā)器的相關(guān)知識。 掌握集成觸發(fā)器的邏輯功能測試方法；會用觸發(fā)器安裝電路，實現(xiàn)所要求的邏輯功能；能根據(jù)電路圖安裝典型時序邏輯電路，如計數(shù)器、移位寄存器；會安裝電路，實現(xiàn)計數(shù)器的邏輯功能。技能目標(biāo)1.了解時序邏輯電路的特點。2.了解基本Rs觸發(fā)器的電路組成，掌握RS觸發(fā)器所能實現(xiàn)的邏輯功能；3.了解同步RS觸發(fā)器的特點、時鐘脈沖的作用，了解邏輯功能；4.熟悉JK觸發(fā)器的電路符號，了解JK觸發(fā)器的邏輯功能和邊沿觸

2、發(fā)方式；5.了解寄存器的功能、基本構(gòu)成和常見類型，了解典型集成移位寄存器的應(yīng)用；6.了解計數(shù)器的功能及計數(shù)器的類型，掌握二進(jìn)制、十進(jìn)制等典型集成計數(shù)器的外特性及應(yīng)用； 知識目標(biāo)技能實訓(xùn)1：無抖動開關(guān)與普通開關(guān)搭建 技能實訓(xùn)2：秒計數(shù)器制作 技能實訓(xùn)3：移位寄存器制作 技能實訓(xùn)知識點1：RS觸發(fā)器 知識點2： JK和D觸發(fā)器 知識點3：計數(shù)器 知識點4：移位寄存器 知識鏈接1.認(rèn)識電路2.元器件選擇與測試3.電路制作與調(diào)試4.電路測試與分析技能實訓(xùn)1：無抖動開關(guān)與普通開關(guān)搭建 開關(guān)（按鍵）是電氣設(shè)備人機(jī)交互的指令器件。開關(guān)的形式多種多樣，從計算機(jī)鍵盤按鍵的彈性觸點到機(jī)床上的按鈕開關(guān)，所有此機(jī)械式

3、開關(guān)（普通開關(guān)）的共同特性是彈性觸點在接觸或斷開的過程有抖動的現(xiàn)象，即在持續(xù)幾毫秒內(nèi)重復(fù)地通、斷。普通開關(guān)的抖動性會造成控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，帶來誤動作。具有防抖功能的開關(guān)叫做無抖動開關(guān)。 一、認(rèn)識電路1電路工作原理無抖動開關(guān)和抖動開關(guān)的對比實驗板電路如圖9-1所示。圖9-1 無抖動開關(guān)和抖動開關(guān)對比電路圖（1） CD4011簡介 CD4011的外形為雙列直插式14引腳，如圖9-2（a）所示，內(nèi)部包含4個與非門，如圖9-2（b）所示（圖中編號為A、B、C、D），引腳名稱和功能如圖9-2（c）所示。 （a）外形圖 （b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（c）引腳功能圖9-2 CD4011外形與引腳排列（2）工作原理 用

4、集成塊CD4011內(nèi)部的兩個與非門連接成一個基本RS觸發(fā)器，當(dāng)按鈕開關(guān)S3、S2閉合時可使RS觸發(fā)器復(fù)位端R和置位端S的電平變?yōu)?，斷開時可使R、S的電平變?yōu)?。通過S3、S2可給RS觸發(fā)器設(shè)置輸入狀態(tài)，從而決定輸出狀態(tài)。當(dāng)S3閉合、S2斷開時，R=0，S=1，觸發(fā)器的輸出端Q=0，LED2不會點亮，當(dāng)S3斷開、S2閉合時，R=1，S=0，觸發(fā)器的輸出端Q=1，LED2點亮。當(dāng)S3、S2都斷開時，R=S=1，觸發(fā)器的輸出端Q保持原來的狀態(tài)（即R=S=1之前的那個狀態(tài)），輸出端Q的電平變化，相當(dāng)于開關(guān)的閉合和斷開。這種閉合與斷開是無抖動的（可用示波器在測試點P3觀察Q端的電平變化，是矩形波）。按

5、鍵S2、S3、CD4011等構(gòu)成了一個無抖動開關(guān)。 S1是普通開關(guān)，有抖動性。按下S1的過程，測試點P1的電平會由5V變?yōu)?，使LED1、R4被短路，LED1熄滅，釋放S1的過程，P1的電平會由0變?yōu)?V，LED1點亮，但變化過程具有抖動性（可用示波器觀察測試點P1的電平變化，不標(biāo)準(zhǔn)的矩形波）。 2實物圖無抖動開關(guān)和抖動開關(guān)的對比實驗板實物如圖9-3所示。 圖9-3 無抖動開關(guān)和抖動開關(guān)的對比實驗板實物二、元器件的選擇與測試1根據(jù)電路原理圖，從所給元器件袋中選擇裝配電路所需的元器件。按要求進(jìn)行測試，并將測試結(jié)果填入表9-1中，篩選后，未用到的元器件測試結(jié)果填入表9-2中。（1）用萬用表對電阻器

6、進(jìn)行測量，將測得實際阻值填入 “測試結(jié)果” 欄。（2）測試發(fā)光二極管：用萬用表測量其正、反向電阻，判斷正負(fù)極，將測量擋位和測量結(jié)果填在表中。（3）用萬用表分別測量按鍵沒按下和按下后引腳間的電阻值，將測量結(jié)果填入表中。表9-1 元器件清單序號名 稱配件圖號測試結(jié)果及型號規(guī)格1發(fā)光二極管（紅）3LED1用萬用表測得的實際最大阻值為 2發(fā)光二極管（綠）3LED2此電容的容量是33-PinP1此電容的容量是42-PinP2、P3此電容的容量是5直插電阻R1，R4，510用萬用表測得的實際阻值為 6直插電阻R2，R3，4.7K7直插電阻R5，2K8輕觸按鍵輕觸按9含座子CD401110連孔板表9-2 篩

7、選后未用到的元器件序號名 稱測試結(jié)果1電阻從色環(huán)上可讀出其阻值為 2無極性電容器容量為 pF三、電路制作與調(diào)試1按電路原理圖的結(jié)構(gòu)在單孔印制電路板上繪制電路元器件的布局草圖。2按工藝要求對元器件的引腳進(jìn)行成形加工。3按布局圖在實驗印制電路板上依次進(jìn)行元器件的排列、插裝。4按焊接工藝要求對元器件進(jìn)行焊接。 利用CD4011內(nèi)部的兩個與非門，通過外部連接，制作一個基本RS觸發(fā)器。確定RS觸發(fā)器的輸入端子、，輸出端子Q。 將各元件按原理圖連接成完整的電路。5. 要求：（1）不漏裝、錯裝，不損壞元器件。（2）無虛焊，漏焊和橋接，焊點表面要光滑、干凈。（3）元器件排列整齊，布局合理，并符合工藝要求。注意

8、：必須將集成電路插座焊接在電路板上，再將集成塊4011插在插座上，電源和地不要太靠近，焊接發(fā)光二極管時，不要過熱，以免損壞元件。 四、電路測試與分析1檢測有無明顯故障。如果電路正常，表現(xiàn)出的現(xiàn)象是：裝接完畢，檢查電源VCC和地之間的電阻，若無短路，則可以將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)整為5V。對電路單元進(jìn)行通電，上電后兩個LED均應(yīng)發(fā)光，按下S1，LED1熄滅，釋放S1，LED1點亮。原因是什么？按下S3（不按S2），LED2熄滅，釋放S3后LED2仍處于熄滅狀態(tài)，是什么原因？ 按下S2（不按S3），LED2點亮，釋放S2后LED2仍處于點亮狀態(tài)，是什么原因？如有故障，可從故障故障現(xiàn)象入手查找原因。2

9、.普通開關(guān)的抖動性測試不按用示波器測用示波器測量按下S1的過程，測試點P2的波形變化。觀察到的波形圖示為 。3.無抖動開關(guān)的電平變化測試用示波器測量按下、再釋放S3的過程（不按S2），測試點P3的波形變化。觀察到的波形圖示為 。再觀察按下S2、再釋放S2的過程（不按S3），測試點P3的波形變化。觀察到的波形圖示為 。1.認(rèn)識電路2.元器件選擇與測試3.電路制作與調(diào)試4.電路測試與分析技能實訓(xùn)2：秒計數(shù)器制作 一、認(rèn)識電路1電路工作原理 如圖9-4所示為一款由555時基集成電路、四位同步加法計數(shù)器（74LS161）、BCD鎖存/七段譯碼/驅(qū)動器（CD4543）構(gòu)成的秒計數(shù)器的原理圖。其電路簡潔、

10、精確度可調(diào)、性能穩(wěn)定，能夠?qū)r間從0秒計到59秒，再周期性地重復(fù)。555集成電路開始是作定時器應(yīng)用的，所以叫做555定時器或555時基電路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時延時控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計量檢測等。在秒計數(shù)器產(chǎn)品中，555時基集成電路和外接的電阻、電容共同工作，產(chǎn)生1Hz（周期為1秒）的時鐘脈沖（方波），傳給74LS161，使74LS161對秒脈沖計數(shù)。555外接的電阻、電容決定輸出時鐘脈沖的頻率。調(diào)節(jié)電位器RP1，可以將時鐘信號的頻率校準(zhǔn)為1HZ。 圖9-4 秒計數(shù)器器電路原理圖 CD4543是BCD鎖存/七段譯碼/驅(qū)動器，可方便地驅(qū)動LCD和數(shù)碼管.。其

11、外形和引腳名稱如圖9-5所示。圖9-5 CD4543外形與引腳排列 圖9-4中，U6和U7經(jīng)外部連接均呈計數(shù)功能 。由555時基集成電路3腳輸出的時鐘脈沖信號傳到U7（74LS161）的2 腳，74LS161對時鐘脈沖計數(shù)，所計的脈沖個數(shù)（即秒的數(shù)值）以二進(jìn)制數(shù)的形式（Q3、Q2、Q1、Q0）從11、12、13、14腳輸出傳給CD4543（U4），Q3為高位。CD4543的4、2、3、5（按從高位到低排列）收到二進(jìn)制數(shù)后，從9、10、11、12、13、14、15腳輸出相應(yīng)的電平（0或1），驅(qū)動數(shù)碼管U2相應(yīng)的段點亮，顯示與計數(shù)相對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)（個位）。當(dāng)U2顯示從0變到9時刻，U7的Q3、Q2

12、、Q1、Q0的值為1010，與非門（U5B）輸出端由1變?yōu)?，U7的MR（1腳）變?yōu)榈碗娖?，實現(xiàn)了U7計數(shù)的清零（以后從0開始計數(shù)），同時，U6（LS161）的CLK（2腳）電平由1變?yōu)?，U7的計數(shù)加1，并通過U3驅(qū)動數(shù)碼管U1顯示計數(shù)的十位。當(dāng)U1的計數(shù)為5時，U6的Q3、Q2、Q1、Q0的值為0110，與非門（U5A）輸出端由1變?yōu)?，使U6清零。2實物圖秒計數(shù)器印制電路板和電路裝接實物如圖9-6所示。 （a）印制電路板 （b）裝接實例圖9-6 秒計數(shù)器實物圖 二、元器件的選擇與測試1根據(jù)電路原理圖，從所給元器件袋中選擇裝配電路所需的元器件。按要求進(jìn)行測試，并將測試結(jié)果填入表9-3中，篩

13、選后，未用到的元器件測試結(jié)果填入表9-4中。（1）用萬用表對電阻器進(jìn)行測量，將測得實際阻值填入 “測試結(jié)果” 欄。（2）測試二極管：根據(jù)有標(biāo)志的一端填寫正負(fù)極，用萬用表測量其導(dǎo)通截止，并注明所用檔位，結(jié)果填在表中。表9-3元器件清單序號名 稱配件圖號測試結(jié)果及型號規(guī)格1電阻R1、R3、 R4、 R5用萬用表測得的實際阻值為 2電阻R2用萬用表測得的實際阻值為 3電容器C13電容器C23電容器C33電容器C14數(shù)碼管U1、U2 為 共 型 ，公共極為 ，公共極與1腳之間的正向電阻為 ，反向電阻為 5555時基集成電路U8表9-3元器件清單6計數(shù)器（74LS161）U6、U77譯碼驅(qū)動器（CD45

14、43）U3、U48與非門（CD4011）U5A、U5B9電位器RP110 接線端子P1表9-4 篩選后未用到的元器件序號名 稱測試結(jié)果123三、電路制作與調(diào)試裝配工藝秒計數(shù)器電路的裝配工藝見下表9-5。表9-5 秒計數(shù)器電路裝配工藝卡片裝配工藝卡片工序名稱產(chǎn)品名稱插件及焊接秒計數(shù)器電路產(chǎn)品型號工序號裝入件及輔材代號、名稱、規(guī)格數(shù)量插裝工藝要求1R1, R3, R4, R510K碳膜電阻AXIAL-0.44臥式安裝，水平貼板2R247K碳膜電阻AXIAL-0.41臥式安裝，水平貼板3RP13296電位器（50K）VR51直插式安裝，水平貼板4U1, U2一位共陰數(shù)碼管7SEG-1直插式安裝，水平

15、貼板表9-5 秒計數(shù)器電路裝配工藝卡片5U3, U4共陰數(shù)碼管驅(qū)動（CD4543）DIP-161直插式安裝，水平貼板6U5與非門CD4011（含插座）DIP-141直插式安裝，水平貼板7U6, U7計數(shù)器74ls161（含插座）DIP-162直插式安裝，水平貼板8U8時基集成電路NE555（含插座）DIP-81直插式安裝，水平貼板焊接工藝要求：符合通用手工焊接規(guī)范，焊點整潔、圓潤、光滑、無虛焊、漏焊、冷焊等現(xiàn)象。剪腳整齊，引腳末端留存0.51mm裝配注意事項1按電路原理圖熟悉印制電路板上電路元器件的布局。2按工藝要求對元器件的引腳進(jìn)行成形加工。3在印制電路板上依次按先小后大、先矮后高的順序分批

16、進(jìn)行元器件的排插裝、焊接剪去多余的引腳。4焊接電源輸入線（或端子）5. 要求：（1）不漏裝、錯裝，不損壞元器件。（2）無虛焊，漏焊和橋接，焊點表面要光滑、干凈。（3）元器件排列整齊，布局合理，并符合工藝要求。注意：必須將所有的集成電路插座焊接在電路板上，再將集成塊插在相應(yīng)的插座上。 四、電路測試與分析1.裝接完畢，檢查接線P1的+5V接線端子對地電阻，確認(rèn)無短路后，將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)整為5V，加在P1上，觀察計時效果，應(yīng)能從0秒計到59秒，再從0到59秒周期性地計時。若功能不正常，則針對性地檢測、排除。2.用示波器觀察555時基電路3腳輸出的脈沖波形，為 。讀出周期、頻率。3.調(diào)節(jié)電位器R

17、P1，使3腳輸出的脈沖頻率為1Hz。1.認(rèn)識電路2.元器件選擇與測試3.電路制作與調(diào)試4.電路測試與分析技能實訓(xùn)3：移位寄存器制作 移位寄存器除了寄存器的功能外，還具有將所存的數(shù)碼在移位脈沖的作用下依次移位的功能。移位寄存器有單向移位（含左移或右移）寄存器和雙向移位寄存器?，F(xiàn)在通過一款雙向移位寄存器實驗板的裝配和測量，來掌握移位寄存器的工作原理和工作過程。一、認(rèn)識電路1電路工作原理圖9-7是雙向移位寄存器實驗板的電路原理圖。圖9-7 雙向移位寄存器實驗板電路原理圖 圖9-7實驗板中的核心元件74HC194是由D觸發(fā)器構(gòu)成的四位雙向移位寄存器，由四位撥碼開關(guān)S2設(shè)置數(shù)碼（1或0的組合），由撥動開

18、關(guān)S5和S6設(shè)置移位方向，按鍵S7按下后，可實現(xiàn)寄存器清零，按鍵S1每按下一次，可給CLK端送入一個脈沖的上升沿，數(shù)據(jù)移就會移動一位，可以看見LED相應(yīng)地移動點亮。2實物圖雙向移位寄存器印制電路板和實物如圖9-8所示。 （a）印制電路板 （b）裝接實例圖9-8 雙向移位寄存器二、元器件的選擇與測試1根據(jù)電路原理圖，從所給元器件袋中選擇裝配電路所需的元器件。按要求進(jìn)行測試，并將測試結(jié)果填入表9-6中，篩選后，未用到的元器件測試結(jié)果填入表9-7中。表9-6 元器件清單序號名 稱配件圖號測試結(jié)果及型號規(guī)格1電阻R1, R2, R32電阻R4, R5, R6, R7, R9, R11, R123電阻R

19、83輕觸按鍵S1, S734位撥碼開關(guān)S23撥動開關(guān)S4（移位數(shù)據(jù)輸入），S5, S6, 474HC194U1 5接線座3.06計數(shù)器（74LS161）U6、U77譯碼驅(qū)動器（CD4543）U3、U48與非門（CD4011）U5A、U5B9電位器RP110 接線端子P1表9-7 未用到的元器件清單序號名 稱測試結(jié)果12三、電路制作與調(diào)試裝配工藝雙向移位寄存器電路實驗板的裝配工藝見表9-8。表9-8 雙向移位寄存器實驗板電路裝配工藝卡片裝配工藝卡片工序名稱產(chǎn)品名稱插件及焊接雙向移位寄存器實驗板電路產(chǎn)品型號工序裝入件及輔材代號、名稱、規(guī)格數(shù)量插裝工藝要求1R1, R2, R3, 1K碳膜電阻Res

20、_AXIAL0.43臥式安裝，水平貼板2R4, R5, R6, R7, R9, R11, R1210K碳膜電阻Res_AXIAL0.41臥式安裝，水平貼板3R8360碳膜電阻Res_AXIAL0.41臥式安裝，水平貼板4S24位撥碼開關(guān)Switch_DIP81直插式安裝表9-8 雙向移位寄存器實驗板電路裝配工藝卡片5S1，S7輕觸按鍵Switch_DIP42直插式安裝6S5、S6撥動開關(guān)Switch_單刀雙擲_立(0.33*0)1直插式安裝7U174HC194（含插座）DIP-161直插式安裝8接線座3.01直插式安裝焊接工藝要求：符合通用手工焊接規(guī)范，焊點整潔、圓潤、光滑、無虛焊、漏焊、冷焊

21、等現(xiàn)象。剪腳整齊，引腳末端留存0.51mm裝配注意事項1按電路原理圖熟悉印制電路板上電路元器件的布局。2按工藝要求對元器件的引腳進(jìn)行成形加工。3在印制電路板上依次按先小后大、先矮后高的順序分批進(jìn)行元器件的排插裝、焊接剪去多余的引腳。4焊接電源輸入線（或端子）5. 要求：（1）不漏裝、錯裝，不損壞元器件。（2）無虛焊，漏焊和橋接，焊點表面要光滑、干凈。（3）元器件排列整齊，布局合理，并符合工藝要求。注意：必須將所有的集成電路插座焊接在電路板上，再將集成塊插在相應(yīng)的插座上。 四、電路測試與分析1.裝接完畢，檢查電源輸入接線的+5V接線端子對地電阻，確認(rèn)無短路后，將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)整為+5V，加

22、在電路上，觀察效果： 剛上電時，4個LED都不亮，按下S7（復(fù)位）后，4 個LED都能點亮。 檢測并行輸入和并行輸出功能：用拔碼開關(guān)S2設(shè)置輸入數(shù)據(jù)，按表8-9所示的數(shù)據(jù)，拔動S5、S6，使S0=S1=1，按下S1時（產(chǎn)生移位脈沖），數(shù)據(jù)傳到輸出端，相應(yīng)的LED應(yīng)點亮。 檢測串行移位功能：按表8-9所示的數(shù)據(jù)，用拔碼開關(guān)S2設(shè)置輸入數(shù)據(jù)。拔動S4、S5、S6，設(shè)置成左移或右移，按下S 1，數(shù)據(jù)會串行移動，相應(yīng)的LED會點亮。若有故障，應(yīng)針對性地排除。2將實驗板設(shè)置串行左移，設(shè)置輸入數(shù)據(jù)為D3D2D1D0=1010，在連續(xù)點按S1的過程，用示波器觀察U1的12腳（Q3）的波形，波形圖為 。3為什

23、么會出現(xiàn)該波形 ？一.與非門RS觸發(fā)器 二.或非門觸發(fā)器 三.同步RS觸發(fā)器 知識點1：RS觸發(fā)器 數(shù)字電路通常分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。組合邏輯電路的特點輸出的狀態(tài)僅取決于輸入的當(dāng)前的狀態(tài)，與輸入、輸出的原始狀態(tài)無關(guān)，而時序電路是一種輸出不僅與當(dāng)前的輸入有關(guān)，而且與其輸出端的原始狀態(tài)有關(guān)，相當(dāng)于在組合邏輯的輸入端加上了一個反饋輸入，在其電路中有一個存儲電路，其可以將輸出的狀態(tài)保持住，其結(jié)構(gòu)如圖9-9所示。圖9-9 時序邏輯電路的結(jié)構(gòu) 典型的時序邏輯電路有計數(shù)器和寄存器，計數(shù)器普遍用于數(shù)字電子測量儀器中，如數(shù)字計時器，數(shù)字頻率計，數(shù)字電壓表等，寄存器常用于信息或指令的接收、暫存和傳

24、遞。 觸發(fā)器（Flip Flop，簡寫為FF），是數(shù)字電路中具有記憶功能的單元電路，其特點是： 有兩個穩(wěn)態(tài)，可分別表示二進(jìn)制數(shù)碼0和1，無外觸發(fā)時可維持穩(wěn)態(tài)； 在外觸發(fā)作用下，兩個穩(wěn)態(tài)可相互轉(zhuǎn)換（稱翻轉(zhuǎn)），已轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定狀態(tài)可長期保持下來，這就使得觸發(fā)器能夠記憶二進(jìn)制信息，常用作二進(jìn)制存儲單元。 現(xiàn)在使用量最大的是集成觸發(fā)器，而各種觸發(fā)器的基礎(chǔ)是基本RS觸發(fā)器。 基本RS觸發(fā)器可由兩個與非門連接而成（這一類叫做與非門RS觸發(fā)器），也可以由兩個或非門觸發(fā)器連接而成（這一類叫做或非門RS觸發(fā)器）。它的輸入端有兩個：復(fù)位端（Rest）和置位端（Set）。輸出端也有兩個：Q和Q(-)。Q和Q(-)的狀態(tài)

25、在任何時刻都是相反的，Q的工作狀態(tài)定義為觸發(fā)器的工作狀態(tài)，稱為觸發(fā)器的“0”狀態(tài)和“1”狀態(tài)。 一、與非門RS觸發(fā)器1電路結(jié)構(gòu)和電路邏輯符號 與非門RS觸發(fā)器由兩個與非門的輸入和輸出交叉連接而成，如圖9-10所示。和分別為復(fù)位信號輸入端和置位信號輸入端，低電平有效（邏輯符號中的小圓圈表示低電平有效）。（a）邏輯電路圖 （b）邏輯符號圖9-10 與非門RS觸發(fā)器 2邏輯功能 與非門RS觸發(fā)器的邏輯功能如表9-9所示。表9-9 與非門RS觸發(fā)器的真值表 注：觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，這兩個穩(wěn)定狀態(tài)可在觸發(fā)信號的作用下相互轉(zhuǎn)化。Qn為觸發(fā)器的原狀態(tài)（現(xiàn)態(tài)），即觸發(fā)信號輸入前的狀態(tài)； Qn+1為觸發(fā)器的新

26、狀態(tài)（次態(tài)），即觸發(fā)信號輸入后的狀態(tài)。二、或非門觸發(fā)器1電路結(jié)構(gòu)和電路邏輯符號 或非門RS觸發(fā)器由兩個或非門的輸入和輸出交叉連接而成，如圖9-11所示。圖中RD和SD分別為復(fù)位信號輸入端和置位信號輸入端，高電平有效。 （a）邏輯電路圖 （b）邏輯符號圖9-11 或非門RS觸發(fā)器 2邏輯功能 或非門RS觸發(fā)器的邏輯功能如表9-10所示。表9-10 或非門RS觸發(fā)器的真值表三、同步RS觸發(fā)器 1.同步觸發(fā)器 基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)方式是由輸入信號和直接控制，該方式叫做電平直接觸發(fā)。在實際工作中，經(jīng)常需要觸發(fā)器按一定的節(jié)拍進(jìn)行觸發(fā)、翻轉(zhuǎn)。采用的措施是給觸發(fā)器加入時鐘控制端CP，觸發(fā)器按CP節(jié)拍進(jìn)行狀態(tài)

27、翻轉(zhuǎn)（即觸發(fā)器的狀態(tài)改變與時鐘脈沖同步）。這種具有時鐘脈沖CP控制的觸發(fā)器叫做同步觸發(fā)器。同步觸發(fā)器根本特點是：翻轉(zhuǎn)時刻受CP控制，翻轉(zhuǎn)到何種狀態(tài)由輸入信號和決定。 2同步RS觸發(fā)器（1） 電路結(jié)構(gòu)和電路符號 給基本RS觸發(fā)器的輸入端加上兩個與非門，按照圖9-12（a）所示進(jìn)行連接，則構(gòu)成了同步RS觸發(fā)器。（a）邏輯電路圖 （b）邏輯符號圖9-12 同步RS觸發(fā)器 圖中, RD 、 SD、是直接置0、置1端，用來設(shè)置觸發(fā)器的初狀態(tài)。 （2）邏輯功能 當(dāng)CP=1時，控制門G3、G4關(guān)閉，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。當(dāng)CP=1時，G3、G4打開，其輸出狀態(tài)由R、S端的輸入信號決定。即同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)

28、轉(zhuǎn)換由CP和RS共同控制，其中，R、S決定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換趨勢（即由什么狀向什么狀態(tài)轉(zhuǎn)換），CP控制轉(zhuǎn)換時刻。 同步RS觸發(fā)器的邏輯功能基本RS觸發(fā)器相同，其真值表如表9-11所示。表9-11 同步RS觸發(fā)器（由與非門構(gòu)成）真值表 時鐘信號CPRSQ功能說明0XX不變禁止100不變保持原狀態(tài)（Qn+1=Qn,）1011置11100置0111不定不允許由于在CP=1期間,G3，G4門都是開著的，都能接收R、S信號，所以,如果在CP=1期間R、S發(fā)生多次變化，則觸發(fā)器的狀態(tài)也可能發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)。在一個時鐘脈沖周期中，觸發(fā)器發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫做空翻。由于存在空翻現(xiàn)象的存在，使同步觸發(fā)器抗干擾能力變差。一.

29、主從JK觸發(fā)器二. D觸發(fā)器 知識點2：JK和D觸發(fā)器 由于觸發(fā)器的輸入端直接控制輸出端的狀態(tài)，在R=S=1時會出現(xiàn)不確定狀態(tài)，即R和S之間存在約束。且存在空翻現(xiàn)象，抗干擾性能較差，不能滿足絕大多數(shù)電子產(chǎn)品對觸發(fā)器的要求。為了克服RS觸發(fā)器的缺點，人們研制出了JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器等性能優(yōu)越、通用性強(qiáng)的觸發(fā)器。一、主從JK觸發(fā)器1電路結(jié)構(gòu) 主從JK觸發(fā)器可由兩個同步RS觸發(fā)器組成，下面接受輸入信號的為主觸發(fā)器，上面的為從觸發(fā)器，如圖9-13所示。（a）邏輯電路圖 （b）邏輯符號圖9-13 主從JK觸發(fā)器 2邏輯功能 主從JK觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)分為兩個節(jié)拍：當(dāng)CP1時，0，從觸發(fā)器被封鎖，保持原來的

30、狀態(tài)。主觸發(fā)器工作，根據(jù)輸入信號J、K的值Q主的狀態(tài)隨之變化。， 當(dāng)CP由1變0時刻為第二階段，主觸發(fā)器被封鎖，從觸發(fā)器打開，接收主觸發(fā)器送來的信號，并根據(jù)邏輯關(guān)系決定輸出端Q的狀態(tài)。由以上分析可知，一個CP脈沖期間，主從觸發(fā)器的狀態(tài)僅改變一次，稱為一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，克服了空翻現(xiàn)象。主從JK觸發(fā)器的邏輯功能如表9-12所示。表9- 12 主從觸發(fā)器真值表二、D觸發(fā)器 1.電路結(jié)構(gòu) 在JK觸發(fā)器的基礎(chǔ)上，增加一個與非門把J、K兩個輸入端合為一個輸入端D，CP為時鐘脈沖輸入端。這樣，就把JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成了D觸發(fā)器，如圖9-14所示。 （a）邏輯電路圖 （b） 邏輯符號 圖9- 14 D觸發(fā)器 2.邏輯

31、功能 當(dāng)CP=1時，如果D=0，則Q=0，如果D=1，則Q=1。當(dāng)CP=0時，不管D取什么值，觸發(fā)器的輸出端維持原來的狀態(tài)。D觸發(fā)器的邏輯功能如真值表9-13所示。表9-13 D觸發(fā)器的邏輯功能一.計數(shù)器基本知識 二.二進(jìn)制計數(shù)器74161（74LS161） 知識點3：計數(shù)器 一、計數(shù)器基本知識 統(tǒng)計輸入脈沖個數(shù)的功能稱為計數(shù)，能實現(xiàn)計數(shù)操作的電路稱為計數(shù)器。計數(shù)器在數(shù)字電路中不僅用來計數(shù)，而且還可以用來定時、分頻、測量等，用途十分廣泛。 計數(shù)器的種類很多。按照時鐘脈沖的引入方式，計數(shù)器可分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。按照計數(shù)過程中計數(shù)變化的趨勢，分為加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器。根據(jù)進(jìn)位

32、制的不同，計數(shù)器又可分為二進(jìn)制計數(shù)器、十進(jìn)制計數(shù)器和N進(jìn)制計數(shù)器。 在數(shù)字集成產(chǎn)品中，通用的計數(shù)器是二進(jìn)制和十進(jìn)制計數(shù)器。按計數(shù)長度、有效時鐘、控制信號、置位和復(fù)位信號的不同有不同的型號。二、二進(jìn)制計數(shù)器74161（74LS161） 74161是集成TTL四位二進(jìn)制同步計數(shù)器，其管腳分布和符號分別如圖9-15（a）和（b）所示，表9-14是74161引腳功能表，表9-15是邏輯功能表。（a）外形圖 (b）引腳圖圖9-15 集成4位二進(jìn)同步計數(shù)器74LS161表9-14 74LS161集成電路引腳功能表引腳序號標(biāo)注功能釋義引腳序號標(biāo)注功能釋義1MR或CR清零端9LD預(yù)置數(shù)據(jù)控制端2CLK或CP時

33、間脈沖輸入端10ENT或T計數(shù)控制端3、4、5、6D0、D1、D2、D3預(yù)置數(shù)據(jù)并行輸入端11、12、13、14Q3、Q2、Q1、Q0狀態(tài)輸出端7ENP或P15RCO或C進(jìn)位輸出8GND接地端16VCC電源端 74LS161的邏輯功能（表9-14中的各狀態(tài)）說明：1）異步清零功能當(dāng)MR0時，不管其他輸人端的狀態(tài)如何（包括時鐘信號CP），輸出全為0。2）同步并行預(yù)置數(shù)功能在MR1的條件下，當(dāng)LD0且有時鐘脈沖CP的上升沿作用時，從D3，D2，D1，D0輸入的數(shù)據(jù)將分別傳給Q3Q0。由于置數(shù)操作必須有CP脈沖上升沿相配合，故稱為同步置數(shù)。3）保持功能在MR=LD1的條件下，當(dāng)ENTENP0時，不管

34、有無CP脈沖作用，計數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變（停止計數(shù)） 。4）同步二進(jìn)制計數(shù)功能當(dāng)CRLDENPENT1時，74LS161處于計數(shù)狀態(tài)，電路從0000狀態(tài)開始，連續(xù)輸入16個計數(shù)脈沖后，電路 將從1111狀態(tài)返回到0000狀態(tài).5）進(jìn)位輸出RCO當(dāng)計數(shù)控制端ENT1，且觸發(fā)器全為1時，進(jìn)位輸出為1，否則為0。表9-15 74LS161集成電路邏輯功能表（2）74LS290 圖9-16是74LS290型二五十進(jìn)制計數(shù)器的外引腳排列圖和邏輯符號圖。表9-16為其功能表。外引腳排列圖 邏輯符號9-16 74LS290外引腳排列圖和邏輯符號圖表9-16 74LS290功能表 和是清零輸入端，由表11

35、-12可知，當(dāng)兩端全為“1”時，計數(shù)器清零；和是置“9”輸入端，當(dāng)兩端全為“1”時，=1001,即表示十進(jìn)制數(shù)9。清零時和中至少有一端為“0”，不使置“1”，以保證清零可靠進(jìn)行。它有兩個時鐘脈沖輸入端和。 下面按二、五、十進(jìn)制三種情況進(jìn)行分析。1）只輸入計數(shù)脈沖，由輸出，無輸出，為二進(jìn)制計數(shù)器。2）只輸入計數(shù)脈沖，由端輸出，為五進(jìn)制計數(shù)器。3）將端與端連接，輸入計數(shù)脈沖，如圖9-17。其狀態(tài)表見表9-17，構(gòu)成十進(jìn)制計數(shù)器。 圖9-17 74LS290構(gòu)成十進(jìn)制計數(shù)器表9-17 8421碼十進(jìn)制計數(shù)器狀態(tài)表一.寄存器與移位寄存器 二.集成移位寄存器74194（74194LS） 知識點4：移位寄

36、存器 一、寄存器與移位寄存器 一個觸發(fā)器能存儲一位二進(jìn)制數(shù)，n位二進(jìn)制數(shù)則需n個觸發(fā)器來存儲。當(dāng)n位數(shù)據(jù)同時出現(xiàn)時稱為並行數(shù)據(jù)，而n位數(shù)據(jù)按時間先后一位一位出現(xiàn)時稱為串行數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)需要一個時鐘信號來分辨每一個數(shù)據(jù)位。用n個觸發(fā)器組成的n位移位寄存器可以用來寄存n位串行數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)到並行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，也可實現(xiàn)並行數(shù)據(jù)到串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。 移位寄存器除了具有寄存數(shù)碼的功能，還具有移位的功能。在寄存器中存儲的數(shù)據(jù)由低位向高位移動一位時，即數(shù)據(jù)右移，例如二進(jìn)數(shù)0011向高位移動一位變成0110，二進(jìn)制數(shù)由3變?yōu)?。同理，數(shù)據(jù)由高位向低位移動稱為左移。因此移位寄存器有左移寄存器和右移寄存器之分。也有可逆移位寄存器，即在控制信號作用下，既可實行右移，也可實行左移。二、集成移位寄存器74194（74194LS） 集成移位寄存器74194是四位雙向移位寄存器，具有并行寄存，左移寄存，右移寄存和保持四種工作模式。74194的管腳和引腳功能方框符號如圖9-18所示。其中，為低電平有效的清零端，DSR為右移串行輸入端，DSL為左移串行輸入端，D3D2D1D0為并行輸入端。Q3Q2Q1Q0為輸出端，寄存器工作于何種模式由M1M0端信號確定。（a）管腳圖 （b）方框符號圖9-18 四位雙向移位寄存器74194 集成移位寄存器74194的功能表如表9-18所示。表9-18 74LS194功能表 其