中職電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能7項目七電子課件

1、YCF正版可修改PPT（中職)電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能7項目七ppt電子課件07060809組合邏輯電路的分析與設(shè)計脈沖波形的產(chǎn)生與交換 時序邏輯電路 數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換CONTENTS（1）常用RS 觸發(fā)器、JK 觸發(fā)器、D 觸發(fā)器、T 觸發(fā)器。（2）寄存器及集成寄存器的應(yīng)用。（3）計數(shù)器及集成計數(shù)器的應(yīng)用?！緦W(xué)習(xí)內(nèi)容】（1）熟悉常用觸發(fā)器的邏輯符號、邏輯功能及邏輯功能的各種描述方法。（2）會運用觸發(fā)器構(gòu)成實際應(yīng)用電路。（3）掌握寄存器的工作原理并熟悉集成寄存器引腳功能，會運用集成寄存器構(gòu)成實際應(yīng)用電路。（4）掌握計數(shù)器的工作原理并熟悉集成計數(shù)器引腳功能，會運用集成計數(shù)器構(gòu)成實際應(yīng)用電路?！緦W(xué)習(xí)目

2、標】學(xué)習(xí)指導(dǎo)重點:觸發(fā)器的邏輯符號、邏輯功能及應(yīng)用；寄存器、計數(shù)器的功能及應(yīng)用。難點： 寄存器的工作原理，計數(shù)器的工作過程及計數(shù)原理，時序邏輯電路的應(yīng)用電路的設(shè)計、安裝、調(diào)試。時序邏輯電路任務(wù)一四人搶答器的制作任務(wù)一任務(wù)描述 在知識競賽等場合中經(jīng)常要用到搶答器，如何搶答成功？下面來研究用D 觸發(fā)器構(gòu)成四人搶答器。任務(wù)分析 觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的基本單元，是一種能存儲一位二進制信息的雙穩(wěn)態(tài)存儲單元，它有以下兩個基本特性： 有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)（0 狀態(tài)或1 狀態(tài)），而且當輸入信號消失后，其狀態(tài)能夠保持不變。在輸入信號的作用下，可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。一、RS 觸發(fā)器1.基本RS

3、觸發(fā)器1）與非型基本 RS 觸發(fā)器電路一、RS 觸發(fā)器1）與非型基本 RS 觸發(fā)器工作原理 R=0， S =1。由于R=0，不論原來Q 為0 還是1，都有Q =1 ；再由S =1，Q =1 可得Q 0。即不論原來處于什么狀態(tài)，觸發(fā)器都將變成0 狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置0 或復(fù)位。R 端稱為觸發(fā)器的置0 端或復(fù)位端。 R =1， S =0。由于S =0，不論原來Q 為0 還是1，都有Q=1 ；再由R =1，Q=1 可得Q 0。即不論原來處于什么狀態(tài)，觸發(fā)器都將變成1 狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置1 或置位。S 端稱為觸發(fā)器的置1 端或置位端。工作原理 R =1， S =1。根據(jù)與非門的邏輯功能不

4、難推知，觸發(fā)器保持原有狀態(tài)不變，即原來的狀態(tài)被觸發(fā)器存儲起來，這體現(xiàn)了觸發(fā)器具有記憶能力。 R =0， S =0。Q= Q=1，不符合觸發(fā)器的邏輯關(guān)系；并且由于與非門延遲時間不可能完全相等，在兩輸入端的0 同時撤除后，將不能確定觸發(fā)器是處于1 狀態(tài)還是0 狀態(tài)。觸發(fā)器不允許出現(xiàn)這種情況，這是基本RS 觸發(fā)器的約束條件。一、RS 觸發(fā)器案例7-1 設(shè)與非型基本RS 觸發(fā)器的輸入信號波形如下圖所示，試畫出Q、Q 的信號波形。設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為Q=0，Q =1。一、RS 觸發(fā)器2）或非型基本 RS 觸發(fā)器電路工作原理 當R=0，S=0 時，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。 當R=1，S=0 時，不論觸發(fā)器原狀態(tài)

5、是什么，G1 的一個輸入端R=1，則Q=0 ；而G2 兩個輸入端R、S 全為0，所以Q=1，即觸發(fā)器被置0。 當R=0，S=1 時，觸發(fā)器被置1。 當R=1，S=1 時，觸發(fā)器狀態(tài)不定，必須避免這種情況的出現(xiàn)。2）或非型基本 RS 觸發(fā)器一、RS 觸發(fā)器一、RS 觸發(fā)器工作原理 當R=0，S=0 時，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。 當R=1，S=0 時，不論觸發(fā)器原狀態(tài)是什么，G1 的一個輸入端R=1，則Q=0 ；而G2 兩個輸入端R、S 全為0，所以Q=1，即觸發(fā)器被置0。 當R=0，S=1 時，觸發(fā)器被置1。 當R=1，S=1 時，觸發(fā)器狀態(tài)不定，必須避免這種情況的出現(xiàn)。2. 同步RS 觸發(fā)器電路

6、一、RS 觸發(fā)器工作原理 CP=0 期間，G3、G4 被封鎖，G3 的輸出Q3=1，G4 的輸出Q4=1，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。 CP=1 期間。R=0，S=0，Q3=1，Q4=1，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。R=0，S=1，Q3=1，Q4=0，觸發(fā)器被置1，Q=1，Q=0。R=1，S=0，Q3=0，Q4=1，觸發(fā)器被置0，Q=0，Q=1。2. 同步RS 觸發(fā)器一、RS 觸發(fā)器工作原理 CP=0 期間，G3、G4 被封鎖，G3 的輸出Q3=1，G4 的輸出Q4=1，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。 CP=1 期間。R=0，S=0，Q3=1，Q4=1，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。R=0，S=1，Q3=1，Q4=0，觸

7、發(fā)器被置1，Q=1，Q=0。R=1，S=0，Q3=0，Q4=1，觸發(fā)器被置0，Q=0，Q=1。R=1，S=1，Q3=0，Q4=0，這是不允許出現(xiàn)的情況。2. 同步RS 觸發(fā)器一、RS 觸發(fā)器特性表、特性方程、狀態(tài)圖2. 同步RS 觸發(fā)器一、RS 觸發(fā)器狀態(tài)圖 觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換規(guī)律也可以用圖形的方式形象地加以表示。這個圖形稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，簡稱狀態(tài)圖。2. 同步RS 觸發(fā)器一、RS 觸發(fā)器二、JK 觸發(fā)器邏輯電路 RD、S D 分別為置0 端和置1 端，1J、1K 為輸入端，框內(nèi)“”左邊加小圓圈表示在CP 下降沿觸發(fā)。邏輯功能JK 觸發(fā)器特性表二、JK 觸發(fā)器邏輯功能JK 觸發(fā)器狀態(tài)圖二、JK 觸發(fā)器

8、案例7-2已知邊沿JK 觸發(fā)器的CP、J、K 波形如圖7-9 所示，試畫出輸出波形圖。求三、D 觸發(fā)器邏輯電路邏輯功能特性表三、D 觸發(fā)器邏輯功能狀態(tài)圖三、D 觸發(fā)器案例7-3 D 觸發(fā)器的輸入波形如圖7-12 所示，畫出在給定CP 脈沖和D 信號作用下的Q 和Q的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0，Q =1。求四、T 觸發(fā)器邏輯符號特性表四、T 觸發(fā)器任務(wù)實施 畫出四人搶答器測試線路圖并分析工作原理根據(jù)四人搶答器測試線路圖準備相應(yīng)器材及元器件識別集成電路檢查元器件安裝制作步驟電路測試任務(wù)二彩燈電路的制作任務(wù)二任務(wù)描述在日常生活中，人們經(jīng)常看到五顏六色的彩燈（圖7-19 和圖7-20）。本任務(wù)用

9、寄存器控制發(fā)光二極管循環(huán)點亮和熄滅。任務(wù)分析 寄存器是能夠接收、暫存和傳遞數(shù)碼的邏輯記憶元件。寄存器由具有存儲功能的觸發(fā)器組合起來構(gòu)成，一個觸發(fā)器可以存儲1 位二進制代碼，存放n 位二進制代碼的寄存器，需用n 個觸發(fā)器來構(gòu)成。定義任務(wù)分析 按照功能的不同，寄存器分為數(shù)碼寄存器和移位寄存器兩大類。數(shù)碼寄存器只能并行送入數(shù)據(jù)，需要時也只能并行輸出。移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在移位脈沖的作用下依次逐位右移或左移，數(shù)據(jù)既可以并行輸入、并行輸出，也可以串行輸入、串行輸出，還可以并行輸入、串行輸出，串行輸入、并行輸出，使用十分靈活，應(yīng)用廣泛。分類一、數(shù)碼寄存器邏輯圖一、數(shù)碼寄存器邏輯功能（1）清零。CR =0

10、，異步清零，即有Q Q Q Q 3 2 1 0n n n n = 0000 。（2）送數(shù)。CR =1，CP 上升沿送數(shù)，即有Q Q Q Q DDDD 3 2 1 0 3 2 1 0n+1 n+1 n+1 n+1 = 。（3）保持。在CR =1、CP 上升沿以外時間，寄存器內(nèi)容將保持不變。二、移位寄存器分類移位寄存器除了具有寄存數(shù)碼的功能之外，還具有數(shù)碼移位的功能。移位寄存器分單向移位寄存器和雙向移位寄存器兩種。D 觸發(fā)器構(gòu)成的單向移位寄存器二、移位寄存器寄存器的狀態(tài)表二、移位寄存器74LS194 的外形和引腳排列二、移位寄存器74LS194 各引腳功能說明如下：CR ：清零端。MB、MA ：工

11、作狀態(tài)控制端。DSL ：左移串行數(shù)據(jù)輸入端。DSR ：右移串行數(shù)據(jù)輸入端。D0D3 ：并行數(shù)據(jù)輸入端。Q0Q3 ：并行數(shù)據(jù)輸出端。CP ：時鐘脈沖。VCC ：電源端。GND ：地端。二、移位寄存器74LS194 的邏輯功能：二、移位寄存器任務(wù)實施畫出寄存器控制彩燈測試線路圖任務(wù)實施 根據(jù)寄存器控制彩燈測試線路圖準備相應(yīng)元器件 識別集成電路 檢查元器件安裝制作步驟電路測試 分析測試結(jié)果任務(wù)三交通信號燈的制作任務(wù)三任務(wù)描述 公路上的交通信號燈（圖7-26）是如何進行控制的？本任務(wù)用CD4017 十進制計數(shù)器/ 時序譯碼器完成交通信號燈的制作。任務(wù)分析 計數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中能累計輸入脈沖個數(shù)的數(shù)字電路

12、，除了計數(shù)之外，計數(shù)器還可用來定時、分頻等。定義任務(wù)分析 計數(shù)器按計數(shù)進制分為二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、N 進制計數(shù)器，按計數(shù)單元中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)順序分為異步計數(shù)器、同步計數(shù)器。在異步計數(shù)器中，當輸入脈沖時，各級觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)有先有后；在同步計數(shù)器中，所有觸發(fā)器在同一脈沖作用下同時翻轉(zhuǎn)。同步計數(shù)器的計數(shù)速度比異步計數(shù)器快得多。如果按計數(shù)過程中計數(shù)器數(shù)值的增減來分，計數(shù)器又可分為遞增（加法）計數(shù)器、遞減（減法）計數(shù)器和可逆計數(shù)器。分類一、二進制計數(shù)器 二進制計數(shù)器根據(jù)脈沖輸入方式可分為同步二進制計數(shù)器和異步二進制計數(shù)器，異步二進制計數(shù)器的構(gòu)成較同步二進制計數(shù)器簡單。分類1. 異步二進制加法計數(shù)器電路組

13、成一、二進制計數(shù)器 工作原理狀態(tài)表1. 異步二進制加法計數(shù)器一、二進制計數(shù)器 工作原理波形圖1. 異步二進制加法計數(shù)器一、二進制計數(shù)器電路組成2. 異步二進制減法計數(shù)器一、二進制計數(shù)器工作原理狀態(tài)表2. 異步二進制減法計數(shù)器一、二進制計數(shù)器工作原理波形圖二、十進制計數(shù)器引入 二進制計數(shù)器具有電路結(jié)構(gòu)簡單、運算方便等特點，但人們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的大部分是十進制數(shù)，而且當二進制數(shù)的位數(shù)較多時，閱讀非常困難，因此有必要討論十進制計數(shù)器。在十進制計數(shù)體制中，每一位都可能有09 十個不同的數(shù)碼，遇到九加一時，本位將回到零，同時向高位進一，即“逢十進一”。根據(jù)計數(shù)器的構(gòu)成原理，必須由四個觸發(fā)器的狀態(tài)來表示一

14、位十進制數(shù)的四位二進制編碼。而四位二進制編碼共有十六個狀態(tài)，任意去掉六個狀態(tài)就可用四位二進制數(shù)表示一個十進制數(shù)，而其中最常用的是8421 碼，它去掉的是10101111 六個狀態(tài)。十進制計數(shù)器同樣有加法、減法、同步、異步各種類型，下面介紹異步十進制加法計數(shù)器。二、十進制計數(shù)器工作原理波形圖二、十進制計數(shù)器定義三、集成計數(shù)器 實用的計數(shù)器已廣泛采用現(xiàn)成的中規(guī)模集成電路，無須再用分立的D 觸發(fā)器或JK 觸發(fā)器來連接。定義 1. 二- 五- 十進制計數(shù)器CT74LS290 CT74LS290 是二- 五- 十進制異步計數(shù)器，是一種常用的中規(guī)模集成計數(shù)器。它有清零、置數(shù)和計數(shù)的功能，其計數(shù)包括二進制、

15、五進制和十進制計數(shù)。其引腳排列和功能表分別如圖。三、集成計數(shù)器功能表 1. 二- 五- 十進制計數(shù)器CT74LS290三、集成計數(shù)器各引腳說明 C0 ：一位二進制計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入端（下降沿計數(shù)）。Q0 ：一位二進制計數(shù)器的輸出端。C1 ：五進制計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入端（下降沿計數(shù)）。Q1、Q2、Q3 ：五進制計數(shù)器的輸出端。R0（1）、R0（2）：二- 五- 十進制計數(shù)器的置0 端，高電平有效。S9（1）、S9（2）：二- 五- 十進制計數(shù)器的置9 端，高電平有效。VCC ：電源端。GND ：地端。 1. 二- 五- 十進制計數(shù)器CT74LS290三、集成計數(shù)器工作原理（1）只輸入計數(shù)脈沖C

16、0，由Q0 端輸出，為二進制計數(shù)器。（2）只輸入計數(shù)脈沖C1，由Q3Q2Q1 端輸出，為五進制計數(shù)器。（3）將Q0 端與C1 端連接，計數(shù)脈沖從C0 端輸入，從Q3Q2Q1Q0 端輸出，構(gòu)成8421 碼十進制計數(shù)器 1. 二- 五- 十進制計數(shù)器CT74LS290三、集成計數(shù)器用CT74LS290 構(gòu)成六十進制計數(shù)器為了構(gòu)成六十進制計數(shù)器，可以將兩片CT74LS290 接成的十進制計數(shù)器串聯(lián)起來 1. 二- 五- 十進制計數(shù)器CT74LS290三、集成計數(shù)器外形與引腳排列 2. 十進制計數(shù)/ 時序譯碼器CD4017三、集成計數(shù)器引腳說明CR ：復(fù)位端，當CR=1 時，計數(shù)器清零，Q0 為“1”