常用時序邏輯功能器件課件

第七章

常用時序邏輯功能器件第七章

常用時序邏輯功能器件1在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器N進(jìn)制計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器N進(jìn)制計數(shù)器······在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。計數(shù)器二27.1.1二進(jìn)制計數(shù)器1、二進(jìn)制同步計數(shù)器3位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。狀態(tài)圖輸出方程：時鐘方程：7.1.1二進(jìn)制計數(shù)器1、二進(jìn)制同步計數(shù)器3位二進(jìn)制同3時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0=1時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。FF2在Q0=Q1=1時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0=1時，在4電路圖由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。推廣到n位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器驅(qū)動方程輸出方程電路圖由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。推廣到n位二進(jìn)制同步加53位二進(jìn)制同步減法計數(shù)器選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。狀態(tài)圖輸出方程：時鐘方程：3位二進(jìn)制同步減法計數(shù)器選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，6時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0=0時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。FF2在Q0=Q1=0時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0=0時，在7電路圖由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。推廣到n位二進(jìn)制同步減法計數(shù)器驅(qū)動方程輸出方程電路圖由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。推廣到n位二進(jìn)制同步減83位二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器設(shè)用U/D表示加減控制信號，且U/D＝0時作加計數(shù)，U/D＝1時作減計數(shù)，則把二進(jìn)制同步加法計數(shù)器的驅(qū)動方程和U/D相與，把減法計數(shù)器的驅(qū)動方程和U/D相與，再把二者相加，便可得到二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器的驅(qū)動方程。輸出方程3位二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器設(shè)用U/D表示加減控制信號，且U/D9電路圖電路圖104位集成二進(jìn)制同步加法計數(shù)器74LS161/163①CR=0時異步清零。②CR=1、LD=0時同步置數(shù)。③CR=LD=1且CPT=CPP=1時，按照4位自然二進(jìn)制碼進(jìn)行同步二進(jìn)制計數(shù)。④CR=LD=1且CPT·CPP=0時，計數(shù)器狀態(tài)保持不變。74LS163的引腳排列和74LS161相同，不同之處是74LS163采用同步清零方式。4位集成二進(jìn)制同步加法計數(shù)器74LS161/163①CR=011雙4位集成二進(jìn)制同步加法計數(shù)器CC4520①CR=1時，異步清零。②CR=0、EN=1時，在CP脈沖上升沿作用下進(jìn)行加法計數(shù)。③CR=0、CP=0時，在EN脈沖下降沿作用下進(jìn)行加法計數(shù)。④CR=0、EN=0或CR=0、CP=1時，計數(shù)器狀態(tài)保持不變。雙4位集成二進(jìn)制同步加法計數(shù)器CC4520①CR=1時，異步124位集成二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74LS191U/D是加減計數(shù)控制端；CT是使能端；LD是異步置數(shù)控制端；D0～D3是并行數(shù)據(jù)輸入端；Q0～Q3是計數(shù)器狀態(tài)輸出端；CO/BO是進(jìn)位借位信號輸出端；RC是多個芯片級聯(lián)時級間串行計數(shù)使能端，CT＝0，CO/BO＝1時，RC＝CP，由RC端產(chǎn)生的輸出進(jìn)位脈沖的波形與輸入計數(shù)脈沖的波形相同。4位集成二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74LS191U/D是加減計數(shù)控134位集成二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74LS193CR是異步清零端，高電平有效；LD是異步置數(shù)端，低電平有效；CPU是加法計數(shù)脈沖輸入端；CPD是減法計數(shù)脈沖輸入端；D0～D3是并行數(shù)據(jù)輸入端；Q0～Q3是計數(shù)器狀態(tài)輸出端；CO是進(jìn)位脈沖輸出端；BO是借位脈沖輸出端；多個74LS193級聯(lián)時，只要把低位的CO端、BO端分別與高位的CPU、CPD連接起來，各個芯片的CR端連接在一起，LD端連接在一起，就可以了。4位集成二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74LS193CR是異步清零端，142、二進(jìn)制異步計數(shù)器3位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器狀態(tài)圖選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。輸出方程：2、二進(jìn)制異步計數(shù)器3位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器狀態(tài)圖選用3個C15時鐘方程：時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次，F(xiàn)F1在Q0由1變0時翻轉(zhuǎn)，F(xiàn)F2在Q1由1變0時翻轉(zhuǎn)。時鐘方程：時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次，F(xiàn)F1在Q163個JK觸發(fā)器都是在需要翻轉(zhuǎn)時就有下降沿，不需要翻轉(zhuǎn)時沒有下降沿，所以3個觸發(fā)器都應(yīng)接成T＇型。驅(qū)動方程：電路圖3個JK觸發(fā)器都是在需要翻轉(zhuǎn)時就有下降沿，不需要翻轉(zhuǎn)時沒有下173位二進(jìn)制異步減法計數(shù)器狀態(tài)圖選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。輸出方程：3位二進(jìn)制異步減法計數(shù)器狀態(tài)圖選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸18時鐘方程：時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次，F(xiàn)F1在Q0由0變1時翻轉(zhuǎn)，F(xiàn)F2在Q1由0變1時翻轉(zhuǎn)。時鐘方程：時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次，F(xiàn)F1在Q193個JK觸發(fā)器都是在需要翻轉(zhuǎn)時就有下降沿，不需要翻轉(zhuǎn)時沒有下降沿，所以3個觸發(fā)器都應(yīng)接成T＇型。驅(qū)動方程：電路圖3個JK觸發(fā)器都是在需要翻轉(zhuǎn)時就有下降沿，不需要翻轉(zhuǎn)時沒有下20二進(jìn)制異步計數(shù)器級間連接規(guī)律二進(jìn)制異步計數(shù)器級間連接規(guī)律214位集成二進(jìn)制異步加法計數(shù)器74LS197①CR=0時異步清零。②CR=1、CT/LD=0時異步置數(shù)。③CR=CT/LD=1時，異步加法計數(shù)。若將輸入時鐘脈沖CP加在CP0端、把Q0與CP1連接起來，則構(gòu)成4位二進(jìn)制即16進(jìn)制異步加法計數(shù)器。若將CP加在CP1端，則構(gòu)成3位二進(jìn)制即8進(jìn)制計數(shù)器，F(xiàn)F0不工作。如果只將CP加在CP0端，CP1接0或1，則形成1位二進(jìn)制即二進(jìn)制計數(shù)器。4位集成二進(jìn)制異步加法計數(shù)器74LS197①CR=0時異步清227 常用時序邏輯功能器件引言計數(shù)器：統(tǒng)計時鐘脈沖的個數(shù)寄存器：存儲或傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)或信息7.1計數(shù)器計數(shù)脈沖觸發(fā)方式同步計數(shù)器異步計數(shù)器計數(shù)制方式二進(jìn)制計數(shù)器非二進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)過程中數(shù)值的增減分類

加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器7 常用時序邏輯功能器件引言計數(shù)器：統(tǒng)計時鐘脈沖的個數(shù)寄237.1.1二進(jìn)制計數(shù)器1.二進(jìn)制異步計數(shù)器1）二進(jìn)制異步加計數(shù)器Q2Q1Q0

010001010101010001010110

11100000101Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計數(shù)脈沖三位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器時序圖0001000101101117.1.1二進(jìn)制計數(shù)器1.二進(jìn)制異步計數(shù)器1）二進(jìn)241.二進(jìn)制異步計數(shù)器1）二進(jìn)制異步加計數(shù)器Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計數(shù)脈沖三位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器000——001——010111011110——101——1001.二進(jìn)制異步計數(shù)器1）二進(jìn)制異步加計數(shù)器Q2D2Q1D251.二進(jìn)制異步計數(shù)器1）二進(jìn)制異步加計數(shù)器2）二進(jìn)制異步減計數(shù)器Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計數(shù)脈沖三位二進(jìn)制異步減法計數(shù)器111——110——101000100001——010——0111.二進(jìn)制異步計數(shù)器1）二進(jìn)制異步加計數(shù)器2）二進(jìn)制異步26優(yōu)點(diǎn)：電路簡單、可靠缺點(diǎn)：速度慢Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計數(shù)脈沖三位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計數(shù)脈沖三位二進(jìn)制異步減法計數(shù)器優(yōu)點(diǎn)：電路簡單、可靠缺點(diǎn)：速度慢Q2D2Q1D1Q0D0Q2272.二進(jìn)制同步計數(shù)器應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)，沒有延遲時間的積累。在同步計數(shù)器中，各個觸發(fā)器都受同一時鐘脈沖-----輸入計數(shù)脈沖的控制，因此它們狀態(tài)的更新幾乎是同時的，故稱為同步計數(shù)器。2.二進(jìn)制同步計數(shù)器應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)，沒有延遲時間28驅(qū)動方程：

狀態(tài)方程：

驅(qū)動方程：狀態(tài)方程：29同步4位二進(jìn)制加法計數(shù)器

狀態(tài)方程：

Q0：來一個CP，它就翻轉(zhuǎn)一次；Q1：當(dāng)Q0＝1時，它可翻轉(zhuǎn)一次；Q2：只有當(dāng)Q1Q0＝11時，它才能翻轉(zhuǎn)一次。Q3：只有當(dāng)Q2Q1Q0＝111時，它才能翻轉(zhuǎn)一次。Z：只有當(dāng)Q3Q2Q1Q0＝1111時，Z=1同步4位二進(jìn)制加法計數(shù)器狀態(tài)方程：Q0：來一個CP，它30功能表狀態(tài)圖

狀態(tài)方程：

功能表狀態(tài)圖狀態(tài)方程：31同步4位二進(jìn)制加法計數(shù)器

狀態(tài)圖

Q3Q2Q1Q0Z同步4位二進(jìn)制加法計數(shù)器狀態(tài)圖Q3Q2Q1Q0Z32二進(jìn)制計數(shù)器是指M=2i的計數(shù)器，JK觸發(fā)器組成的4位二進(jìn)制加法計數(shù)器，其模值M=24=16，也稱為十六進(jìn)制計數(shù)器。

二進(jìn)制計數(shù)器是指M=2i的計數(shù)器，JK334位二進(jìn)制計數(shù)器狀態(tài)圖4位二進(jìn)制計數(shù)器狀態(tài)圖344位二進(jìn)制計數(shù)器時序圖4位二進(jìn)制計數(shù)器時序圖35CPQ0Q1Q2計數(shù)器----分頻器f01/2f01/4f01/8f0幾進(jìn)制=幾分頻計數(shù)器的應(yīng)用計數(shù)譯碼顯示88計數(shù)脈沖CPQ0Q1Q2計數(shù)器----分頻器f01/2f01/4f0362.二進(jìn)制同步計數(shù)器同步二進(jìn)制加法計數(shù)器同步二進(jìn)制減法計數(shù)器同步二進(jìn)制可逆計數(shù)器7.1計數(shù)器7.1.1二進(jìn)制計數(shù)器1.二進(jìn)制異步計數(shù)器7.1.2非二進(jìn)制計數(shù)器2.二進(jìn)制同步計數(shù)器同步二進(jìn)制加法計數(shù)器同步二進(jìn)制減法計377.1.2非二進(jìn)制計數(shù)器同步十進(jìn)制計數(shù)器7.1.2非二進(jìn)制計數(shù)器同步十進(jìn)制計數(shù)器38同步十進(jìn)制計數(shù)器激勵方程：

J0=K0=1，K1=Q0n，J2=K2=Q1nQ0n，J3=Q2nQ1nQ0n，K3=Q0n

狀態(tài)方程：

同步十進(jìn)制計數(shù)器激勵方程：J0=K0=1，狀態(tài)方程：39同步十進(jìn)制計數(shù)器狀態(tài)方程：

狀態(tài)表

同步十進(jìn)制計數(shù)器狀態(tài)方程：狀態(tài)表40同步十進(jìn)制計數(shù)器時序圖

00001000010011001001同步十進(jìn)制計數(shù)器時序圖01011416個狀態(tài)1010-1111：

禁用狀態(tài)；

偏離狀態(tài)。

偏離狀態(tài)轉(zhuǎn)移表：

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：

6個狀態(tài)1010-1111：禁用狀態(tài)；偏離狀態(tài)。偏離狀42選用4個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2、FF3表示。7.1.2十進(jìn)制計數(shù)器1、十進(jìn)制同步計數(shù)器狀態(tài)圖輸出方程：時鐘方程：十進(jìn)制同步加法計數(shù)器選用4個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、F43狀態(tài)方程狀態(tài)方程44電路圖比較，得驅(qū)動方程：將無效狀態(tài)1010～1111分別代入狀態(tài)方程進(jìn)行計算，可以驗(yàn)證在CP脈沖作用下都能回到有效狀態(tài)，電路能夠自啟動。電路圖比較，得驅(qū)動方程：將無效狀態(tài)1010～1111分別代入45十進(jìn)制同步減法計數(shù)器選用4個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2、FF3表示。狀態(tài)圖輸出方程：時鐘方程：十進(jìn)制同步減法計數(shù)器選用4個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別46狀態(tài)方程次態(tài)卡諾圖狀態(tài)方程次態(tài)卡諾圖47比較，得驅(qū)動方程：將無效狀態(tài)1010～1111分別代入狀態(tài)方程進(jìn)行計算，可以驗(yàn)證在CP脈沖作用下都能回到有效狀態(tài)，電路能夠自啟動。電路圖比較，得驅(qū)動方程：將無效狀態(tài)1010～1111分別代入狀態(tài)方48十進(jìn)制同步可逆計數(shù)器集成十進(jìn)制同步計數(shù)器集成十進(jìn)制同步加法計數(shù)器74160、74162的引腳排列圖、邏輯功能示意圖與74161、74163相同，不同的是，74160和74162是十進(jìn)制同步加法計數(shù)器，而74161和74163是4位二進(jìn)制（16進(jìn)制）同步加法計數(shù)器。此外，74160和74162的區(qū)別是，74160采用的是異步清零方式，而74162采用的是同步清零方式。74190是單時鐘集成十進(jìn)制同步可逆計數(shù)器，其引腳排列圖和邏輯功能示意圖與74191相同。74192是雙時鐘集成十進(jìn)制同步可逆計數(shù)器，其引腳排列圖和邏輯功能示意圖與74193相同。把前面介紹的十進(jìn)制加法計數(shù)器和十進(jìn)制減法計數(shù)器用與或門組合起來，并用U/D作為加減控制信號，即可獲得十進(jìn)制同步可逆計數(shù)器。十進(jìn)制同步可逆計數(shù)器集成十進(jìn)制同步計數(shù)器集成十進(jìn)制同步加法計49選用4個CP上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2、FF3表示。2、十進(jìn)制異步計數(shù)器狀態(tài)圖輸出方程：十進(jìn)制異步加法計數(shù)器選用4個CP上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF50時序圖時鐘方程FF0每輸入一個CP翻轉(zhuǎn)一次，只能選CP。選擇時鐘脈沖的一個基本原則：在滿足翻轉(zhuǎn)要求的條件下，觸發(fā)沿越少越好。FF1在t2、t4、t6、t8時刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。FF2在t4、t8時刻翻轉(zhuǎn)，可選Q1。FF3在t8、t10時刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。時序圖時鐘方程FF0每輸入一個CP翻轉(zhuǎn)一次，只能選CP。選擇51狀態(tài)方程狀態(tài)方程52比較，得驅(qū)動方程：電路圖將無效狀態(tài)1010～1111分別代入狀態(tài)方程進(jìn)行計算，可以驗(yàn)證在CP脈沖作用下都能回到有效狀態(tài)，電路能夠自啟動。比較，得驅(qū)動方程：電路圖將無效狀態(tài)1010～1111分別代入53十進(jìn)制異步減法計數(shù)器選用4個CP上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2、FF3表示。狀態(tài)圖輸出方程：十進(jìn)制異步減法計數(shù)器選用4個CP上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別54時序圖時鐘方程FF0每輸入一個CP翻轉(zhuǎn)一次，只能選CP。選擇時鐘脈沖的一個基本原則：在滿足翻轉(zhuǎn)要求的條件下，觸發(fā)沿越少越好。FF1在t2、t4、t6、t8時刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。FF2在t4、t8時刻翻轉(zhuǎn)，可選Q1。FF3在t8、t10時刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。時序圖時鐘方程FF0每輸入一個CP翻轉(zhuǎn)一次，只能選CP。選擇55狀態(tài)方程狀態(tài)方程56比較，得驅(qū)動方程：電路圖將無效狀態(tài)1010～1111分別代入狀態(tài)方程進(jìn)行計算，可以驗(yàn)證在CP脈沖作用下都能回到有效狀態(tài)，電路能夠自啟動。比較，得驅(qū)動方程：電路圖將無效狀態(tài)1010～1111分別代入57第七章常用時序邏輯功能器件§7.1計數(shù)器一、二進(jìn)制計數(shù)器：1.二進(jìn)制異步計數(shù)器：1）二進(jìn)制異步加計數(shù)器：a）模（M）：一次循環(huán)所包含的狀態(tài)數(shù)稱為計數(shù)器的模b）分析下圖：第七章常用時序邏輯功能器件58常用時序邏輯功能器件課件59常用時序邏輯功能器件課件60常用時序邏輯功能器件課件612）二進(jìn)制異步減計數(shù)器2）二進(jìn)制異步減計數(shù)器62常用時序邏輯功能器件課件63結(jié)論：1）n位二進(jìn)制異步計數(shù)器有n個觸發(fā)器；2）高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必須在低1位觸發(fā)器產(chǎn)生進(jìn)位信號（加計數(shù)）或借位信號（減計數(shù)）之后才能實(shí)現(xiàn)。結(jié)論：642.二進(jìn)制同步計數(shù)器：1）目的：提高計數(shù)速度2）特點(diǎn)：計數(shù)脈沖同時接于各位觸發(fā)器的時鐘脈沖輸入端，當(dāng)計數(shù)脈沖到來時，應(yīng)該翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器是同時翻轉(zhuǎn)的，沒有各級延遲時間的積累問題。3）二進(jìn)制同步加計數(shù)器：分析原理2.二進(jìn)制同步計數(shù)器：65常用時序邏輯功能器件課件66常用時序邏輯功能器件課件67常用時序邏輯功能器件課件684）二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器：a)可逆計數(shù)器：同時兼有加和減兩種計數(shù)功能的計數(shù)器。4）二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器：69二、非二進(jìn)制計數(shù)器：1.最常用的非二進(jìn)制計數(shù)器：十進(jìn)制計數(shù)器，其他進(jìn)制的計數(shù)器被稱為任意進(jìn)制計數(shù)器。2.分類：3.例：用D觸發(fā)器設(shè)計一個8421碼十進(jìn)制同步加計數(shù)器。二、非二進(jìn)制計數(shù)器：70常用時序邏輯功能器件課件71常用時序邏輯功能器件課件72常用時序邏輯功能器件課件73集成十進(jìn)制異步計數(shù)器74LS90集成十進(jìn)制異步計數(shù)器74LS907474161 4位二進(jìn)制加法計數(shù)器74191 單時鐘4位二進(jìn)制可逆計數(shù)器74193 雙時鐘4位二進(jìn)制可逆十進(jìn)制加法計數(shù)器74161：4位二進(jìn)制同步加計數(shù)器CP：脈沖輸入端Q3、Q2、Q1、Q0：輸出LD：置數(shù)端RD：復(fù)位端EP、ET：使能端RCO：進(jìn)位輸出端74LS90

二、五、十進(jìn)制異步計數(shù)器74161 4位二進(jìn)制加法計數(shù)器74161：4位二進(jìn)制同步加751、用復(fù)位法組成N進(jìn)制計數(shù)器

例:用復(fù)位法將74LS161組成十二進(jìn)制計數(shù)器。

用集成計數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計數(shù)器1、用復(fù)位法組成N進(jìn)制計數(shù)器例:用復(fù)位法將74LS161組76例:用復(fù)位法將CT74LS161組成十二進(jìn)制計數(shù)器。

虛狀態(tài)例:用復(fù)位法將CT74LS161組成十二進(jìn)制計數(shù)器。虛狀態(tài)772、用反饋置數(shù)法組成N進(jìn)制計數(shù)器

例:用反饋置數(shù)法將74LS161組成十二進(jìn)制計數(shù)器（1）。

2、用反饋置數(shù)法組成N進(jìn)制計數(shù)器例:用反饋置數(shù)法將74LS78例:用反饋置數(shù)法將74LS161組成十二進(jìn)制計數(shù)器(2)。

0100---0100---0110---0111---1000111110011110---1101---1100---1011---1010例:用反饋置數(shù)法將74LS161組成十二進(jìn)制計數(shù)器(2)。791.用復(fù)位法將74161接成十一進(jìn)制計數(shù)器2.用復(fù)位法將74161接成十四進(jìn)制計數(shù)器思考題：1.用復(fù)位法將74161接成十一進(jìn)制計數(shù)器2.用復(fù)位法將80N進(jìn)制計數(shù)器1、用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成N進(jìn)置計數(shù)器2、用異步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成N進(jìn)置計數(shù)器（1）寫出狀態(tài)SN-1的二進(jìn)制代碼。（2）求歸零邏輯，求同步清零端或置數(shù)控制端信號的表達(dá)式。（3）畫連線圖。（1）寫出狀態(tài)SN的二進(jìn)制代碼。（2）求歸零邏輯，求異步清零端或置數(shù)控制端信號的表達(dá)式。（3）畫連線圖。利用集成計數(shù)器的清零端和置數(shù)端實(shí)現(xiàn)歸零，構(gòu)成按自然態(tài)序計數(shù)的N進(jìn)制計數(shù)器的方法。在集成計數(shù)器中，清零、置數(shù)均采用同步方式的有74LS163；清零、置數(shù)均采用異步方式的有74LS193、74LS197、74LS192；清零采用異步方式、置數(shù)采用同步方式的有74LS161、74LS160；只具有異步清零功能，如CC4520、74LS190、74LS191；74LS90則具有異步清零和異步置9功能。N進(jìn)制計數(shù)器1、用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成N進(jìn)置計數(shù)器2、81用74LS163來構(gòu)成一個十二進(jìn)制計數(shù)器。（1）寫出狀態(tài)SN-1的二進(jìn)制代碼。（3）畫連線圖。SN-1＝S12-1＝S11＝1011（2）求歸零邏輯。例D0～D3可隨意處理D0～D3必須都接0清零、置數(shù)均采用同步方式用74LS163來構(gòu)成一個十二進(jìn)制計數(shù)器。（3）畫連線圖。S82用74LS197來構(gòu)成一個十二進(jìn)制計數(shù)器。（1）寫出狀態(tài)SN的二進(jìn)制代碼。（3）畫連線圖。SN＝S12＝1100（2）求歸零邏輯。例D0～D3可隨意處理D0～D3必須都接0清零、置數(shù)均采用異步方式用74LS197來構(gòu)成一個十二進(jìn)制計數(shù)器。（3）畫連線圖。S83用74LS161來構(gòu)成一個十二進(jìn)制計數(shù)器。SN＝S12＝1100例D0～D3可隨意處理D0～D3必須都接0SN-1＝S11＝1011用74LS161來構(gòu)成一個十二進(jìn)制計數(shù)器。SN＝S12＝11843、提高歸零可靠性的方法3、提高歸零可靠性的方法85常用時序邏輯功能器件課件86計數(shù)器容量的擴(kuò)展異步計數(shù)器一般沒有專門的進(jìn)位信號輸出端，通?？梢杂帽炯壍母呶惠敵鲂盘栻?qū)動下一級計數(shù)器計數(shù)，即采用串行進(jìn)位方式來擴(kuò)展容量。100進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)器容量的擴(kuò)展異步計數(shù)器一般沒有專門的進(jìn)位信號輸出端，通常8760進(jìn)制計數(shù)器64進(jìn)制計數(shù)器60進(jìn)制計數(shù)器64進(jìn)制計數(shù)器88同步計數(shù)器有進(jìn)位或借位輸出端，選擇進(jìn)位或借位輸出來驅(qū)動下一級計數(shù)器。同步計數(shù)器級聯(lián)的方式有兩種，采用串行進(jìn)位方式，即異步方式，是將低位計數(shù)器的進(jìn)位輸出直接作為高位計數(shù)器的時鐘脈沖，其速度較慢。另一種采用并行進(jìn)位方式，即同步方式，把各計數(shù)器的CP端連在一起接統(tǒng)一的時鐘脈沖，而低位計數(shù)器的進(jìn)位輸出送高位計數(shù)器的計數(shù)控制端。12位二進(jìn)制計數(shù)器（慢速計數(shù)方式）同步計數(shù)器有進(jìn)位或借位輸出端，選擇進(jìn)位或借位輸出來驅(qū)動下一級8912位二進(jìn)制計數(shù)器（快速計數(shù)方式）在此種方式中，只要片1的各位輸出都為1，一旦片0的各位輸出都為1，片2立即接收進(jìn)位信號進(jìn)行計數(shù)，不需要經(jīng)歷片1的傳輸延遲，所以工作速度較高。這種方式的工作速度與計數(shù)器的位數(shù)無關(guān)。12位二進(jìn)制計數(shù)器（快速計數(shù)方式）在此種方式中，只要片1的各90本節(jié)小結(jié)：計數(shù)器是一種應(yīng)用十分廣泛的時序電路，除用于計數(shù)、分頻外，還廣泛用于數(shù)字測量、運(yùn)算和控制，從小型數(shù)字儀表，到大型數(shù)字電子計算機(jī)，幾乎無所不在，是任何現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。計數(shù)器可利用觸發(fā)器和門電路構(gòu)成。但在實(shí)際工作中，主要是利用集成計數(shù)器來構(gòu)成。在用集成計數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制計數(shù)器時，需要利用清零端或置數(shù)控制端，讓電路跳過某些狀態(tài)來獲得N進(jìn)制計數(shù)器。本節(jié)小結(jié)：計數(shù)器是一種應(yīng)用十分廣泛的時序電路，除用于計數(shù)917 常用時序邏輯功能器件7.1計數(shù)器7.2寄存器和移位寄存器7.2.1寄存器作用：存儲代碼或數(shù)據(jù)的邏輯部件。組成：n位寄存器用n個觸發(fā)器組成。101110117 常用時序邏輯功能器件7.1計數(shù)器7.2寄92在數(shù)字電路中，用來存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼的電路稱為寄存器。寄存器是由具有存儲功能的觸發(fā)器組合起來構(gòu)成的。一個觸發(fā)器可以存儲1位二進(jìn)制代碼，存放n位二進(jìn)制代碼的寄存器，需用n個觸發(fā)器來構(gòu)成。按照功能的不同，可將寄存器分為基本寄存器和移位寄存器兩大類?；炯拇嫫髦荒懿⑿兴腿霐?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，十分靈活，用途也很廣。在數(shù)字電路中，用來存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼的電路稱為寄存器。寄存93時鐘脈沖CP

：存數(shù)指令或存數(shù)命令。

上升沿，觸發(fā)器存入各自數(shù)據(jù)輸入端D的數(shù)據(jù)；低電平、高電平、下降沿，各觸發(fā)器保持各自的數(shù)據(jù)不變。時鐘脈沖CP：存數(shù)指令或存數(shù)命令。上升沿，觸發(fā)器存入各自941、單拍工作方式基本寄存器無論寄存器中原來的內(nèi)容是什么，只要送數(shù)控制時鐘脈沖CP上升沿到來，加在并行數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)D0～D3，就立即被送入進(jìn)寄存器中，即有：1、單拍工作方式基本寄存器無論寄存器中原來的內(nèi)容是什么，只要952、雙拍工作方式基本寄存器（1）清零。CR=0，異步清零。即有：（2）送數(shù)。CR=1時，CP上升沿送數(shù)。即有：（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。2、雙拍工作方式基本寄存器（1）清零。CR=0，異步清零。即967.2寄存器和移位寄存器7.2.1寄存器7.2.2移位寄存器：具有移位功能的寄存器。1.移位寄存器的工作原理所謂“移位”，就是將寄存器所存各位數(shù)據(jù)，在每個移位脈沖的作用下，向左或向右移動一位。根據(jù)移位方向，常把它分成左移寄存器、右移寄存器

和雙向移位寄存器三種：寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器雙向移位(c)7.2寄存器和移位寄存器7.2.1寄存器7.2.977.2寄存器和移位寄存器7.2.1寄存器7.2.2移位寄存器：具有移位功能的寄存器。1.移位寄存器的工作原理終端終端串行通訊串入－并出并入－串出7.2寄存器和移位寄存器7.2.1寄存器7.2.98根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入－輸出方式，又可將它分為四種電路結(jié)構(gòu)：FFFFFFFFFFFFFFFF串入－串出串入－并出串入串出串入并出串行輸入－串行輸出、串行輸入－并行輸出根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入－輸出方式，又可將它分為四種電路結(jié)99并行輸入－串行輸出并行輸入－并行輸出：FFFFFFFFFFFFFFFF并入－串出并入－并出串出并入并入并出并行輸入－串行輸出FFFFFFFFFFFFFFFF并入－串出1001.移位寄存器的工作原理4位串入并出右移寄存器

Q3n+1=D，Q2n+1=Q3n，Q1n+1

=Q2n，Q0n+1=Q1n。假設(shè)輸入串行碼為4位二進(jìn)制數(shù)1011；

輸入方式為低位在先，也就是按1，1，0，1的順序依次輸入。

經(jīng)過4個CP脈沖，各觸發(fā)器的狀態(tài)為Q3Q2Q1Q0=1011。

1.移位寄存器的工作原理4位串入并出右移寄存器Q3n+1011.移位寄存器的工作原理4位串入并出右移寄存器

Q3n+1=D，Q2n+1=Q3n，Q1n+1

=Q2n，Q0n+1=Q1n。1.移位寄存器的工作原理4位串入并出右移寄存器Q3n+102移位寄存器1、單向移位寄存器并行輸出4位右移移位寄存器時鐘方程：驅(qū)動方程：狀態(tài)方程：移位寄存器1、單向移位寄存器并行輸出4位右移時鐘方程：驅(qū)動方103常用時序邏輯功能器件課件104并行輸出4位左移移位寄存器時鐘方程：驅(qū)動方程：狀態(tài)方程：并行輸出4位左移時鐘方程：驅(qū)動方程：狀態(tài)方程：105常用時序邏輯功能器件課件106單向移位寄存器具有以下主要特點(diǎn)：（1）單向移位寄存器中的數(shù)碼，在CP脈沖操作下，可以依次右移或左移。（2）n位單向移位寄存器可以寄存n位二進(jìn)制代碼。n個CP脈沖即可完成串行輸入工作，此后可從Q0～Qn-1端獲得并行的n位二進(jìn)制數(shù)碼，再用n個CP脈沖又可實(shí)現(xiàn)串行輸出操作。（3）若串行輸入端狀態(tài)為0，則n個CP脈沖后，寄存器便被清零。單向移位寄存器具有以下主要特點(diǎn)：1072、雙向移位寄存器M=0時右移M=1時左移2、雙向移位寄存器M=0時右移M=1時左移1083、集成雙向移位寄存器74LS1943、集成雙向移位寄存器74LS1941097.2.3寄存器的應(yīng)用1、環(huán)形計數(shù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即將FFn-1的輸出Qn-1接到FF0的輸入端D0。工作原理根據(jù)起始狀態(tài)設(shè)置的不同，在輸入計數(shù)脈沖CP的作用下，環(huán)形計數(shù)器的有效狀態(tài)可以循環(huán)移位一個1，也可以循環(huán)移位一個0。即當(dāng)連續(xù)輸入CP脈沖時，環(huán)形計數(shù)器中各個觸發(fā)器的Q端或端，將輪流地出現(xiàn)矩形脈沖。7.2.3寄存器的應(yīng)用1、環(huán)形計數(shù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即將FFn110能自啟動的4位環(huán)形計數(shù)器狀態(tài)圖能自啟動的4位環(huán)形計數(shù)器狀態(tài)圖111由74LS194構(gòu)成的能自啟動的4位環(huán)形計數(shù)器時序圖由74LS194構(gòu)成的能自啟動的4位環(huán)形計數(shù)器時序圖1127.2.2移位寄存器1.移位寄存器的工作原理2.雙向移位寄存器3.集成移位寄存器74194控制信號完成的功能S1S000保持01右移10左移11并行輸入7.2.2移位寄存器1.移位寄存器的工作原理2.1131.存儲二進(jìn)制信息(數(shù)據(jù)或指),一個觸發(fā)器存儲一位二進(jìn)制數(shù)；注意移位寄存器:2.數(shù)據(jù)的傳遞:左移、右移、雙向,