時序邏輯電路

時序邏輯電路簡稱時序電路，它由邏輯門電路和觸發(fā)器組成，是一種具有記憶功能的邏輯電路，常用的電路類型有寄存器和計數(shù)器。本章重點介紹寄存器、計數(shù)器的邏輯功能和典型應用電路。

寄存器

計數(shù)器

本章小結

第十三章時序邏輯電路

第一節(jié)寄存器寄存器主要用來暫存數(shù)碼和信息。寄存器由觸發(fā)器和門電路組成，按接收數(shù)碼的方式不同可分為單拍接收式和雙拍接收式兩種。

一、雙拍接收式寄存器

1.電路組成

4位雙拍接收式數(shù)碼寄存器是由基本RS觸發(fā)器和門電路組成。

4位雙拍接收式數(shù)碼寄存器

2.工作原理

雙拍接收寄存器工作時是分兩步進行的：第一步，寄存前先清零；第二步，接收脈沖控制數(shù)據(jù)寄存。二、單拍接收寄存器1.電路組成

4位單拍接收式數(shù)碼寄存器是由D觸發(fā)器組成。

2.工作原理

單拍接收寄存器不需要先清零，當接收脈沖CP

到來時，即可將數(shù)碼存入。若要清除已存入的數(shù)碼，使寄存器全部清零，只需在端加入一清零負脈沖即可實現(xiàn)。4位單拍接收寄存器用工程應

寄存器的優(yōu)點是存儲時間短，速度快，可用來當高速緩沖存儲器。其缺點是一旦停電后，所存儲的數(shù)碼便全部丟失，因此數(shù)碼寄存器通常用于暫存工作過程中的數(shù)據(jù)和信息，不能作為永久的存儲器使用。

由許多的寄存器組合起來的大規(guī)模集成電路可作為數(shù)據(jù)存儲器，每個寄存器是數(shù)據(jù)存儲器中的一個存儲單元，再用地址線來選擇對應的存儲單元，就成為隨機存取存儲器RAM。

寄存器若出現(xiàn)各位數(shù)據(jù)都無法正常存儲的故障，檢測的基本步驟和技巧是：第一步，先查工作電源是否正常；第二步，查復位端是否被長置成復位狀態(tài)；第三步，用示波器觀測CP脈沖是否有輸入到觸發(fā)控制端。第二節(jié)計數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中，能統(tǒng)計輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。一、二進制計數(shù)器1．異步二進制加法計數(shù)器每輸入一個脈沖，就進行一次加1運算的計數(shù)器稱為加法計數(shù)器，也稱為遞增計數(shù)器。4個JK觸發(fā)器構成的異步加法計數(shù)器如下圖所示。

4位二進制異步遞增計數(shù)器邏輯圖圖中FF0為最低位觸發(fā)器，其控制端Cl

接收輸入脈沖，輸出信號Q0作為觸發(fā)器FF1的CP，Q1作為觸發(fā)器FF2的CP，Q2作為FF3的CP。各觸發(fā)器的J、K端均懸空，相當于J=K=1，處于計數(shù)狀態(tài)。各觸發(fā)器接收負跳變脈沖信號時狀態(tài)就翻轉，它的時序圖見下圖。4位二進制遞增計數(shù)器時序圖2．同步加法計數(shù)器將計數(shù)脈沖輸入端與各個觸發(fā)器的C1端相連，在計數(shù)脈沖CP觸發(fā)下，所有應該翻轉的觸發(fā)器可以同時動作，這種結構的計數(shù)器就是同步計數(shù)器。（1）狀態(tài)翻轉規(guī)律

4位二進制遞增計數(shù)器的4個觸發(fā)器FF0~FF3的翻轉有以下規(guī)律：①最低位觸發(fā)器FF0每輸入一個計數(shù)脈沖，狀態(tài)就翻轉一次。②觸發(fā)器FF1是在Q0=l時觸發(fā)翻轉，即FF0原為1，作加l計數(shù)時，產(chǎn)生進位使高位觸發(fā)器FF1翻轉。③觸發(fā)器FF2是在Q0、Q1同時為1時觸發(fā)翻轉，即FF0、FF1原均為l，作加1計數(shù)時，產(chǎn)生進位使FF1觸發(fā)器翻轉。④最高位觸發(fā)器FF3是在Q0、Q1、Q2同時為1時觸發(fā)翻轉，即FF0～FF2原均為1，作加l計數(shù)時，產(chǎn)生進位使FF3翻轉為l。（2）電路組成

4位二進制同步加法計數(shù)器邏輯圖用工程應計數(shù)不正常的故障檢測第一步，先查工作電源是否正常；第二步，檢查觸發(fā)器的復位端是否被長置成復位狀態(tài)；第三步，用示波器觀測計數(shù)脈沖是否加到了觸發(fā)器的CP端；第四步，替換觸發(fā)器，以確定集成電路是否損壞。3．異步減法計數(shù)器（1）3位遞減計數(shù)器的狀態(tài)

（2）電路組成

3位二進制異步減法計數(shù)器邏輯圖

二、十進制計數(shù)器

十進制遞減計數(shù)器的狀態(tài)

1．電路組成異步十進制加法計數(shù)器2．工作原理（1）計數(shù)器輸入0～9個計數(shù)脈沖時，工作過程與4位二進制異步加法計數(shù)器完全相同，第9個計數(shù)脈沖后，Q3Q2Q1Q0狀態(tài)為1001。（2）第10個計數(shù)脈沖到來后，此時計數(shù)器狀態(tài)恢復為0000，跳過了1010~1111的6個狀態(tài)，從而實現(xiàn)842lBCD碼十進制遞增計數(shù)的功能。三、集成計數(shù)器

1．計數(shù)集成電路十進制計數(shù)集成電路74LS160的外形和引腳排列如下圖所示。

74LS160實物外形圖

74LS160引腳功能圖

2．計數(shù)集成電路的連接將2片74LS160串聯(lián)起來可構成一個模為100的計數(shù)器。

模100的計數(shù)器連接圖

用工程應

利用計數(shù)器測量脈沖頻率，見圖（a）。

由計數(shù)器構成數(shù)字鐘，見圖（b）。（b）數(shù)字鐘組成框圖（a）測量脈沖頻率的框圖由計數(shù)器所組成的物件計數(shù)電路如右圖所示，用于檢測生產(chǎn)線輸送帶上的物件并對其進行計數(shù)，計數(shù)范圍為1~99。該電路主要由檢測、計數(shù)、譯碼顯示三部分組成。

應用實例

物件計數(shù)電路

1．時序電路是由邏輯門電路和具有記憶功能的觸發(fā)器構成，它的任一時刻的輸出，不僅與當時的輸入信號有關，還與原來的狀態(tài)有關。本章重點介紹了常用的時序邏輯電路：寄存器和計數(shù)器。

2．寄存器是用來存儲數(shù)碼和信息的部件，它具有清零、存儲和輸出的功能。寄存器可分為單拍接收式和雙拍接收式兩種。

3．計數(shù)器用來對脈沖進行計數(shù)，按計數(shù)方式有加法和減法兩類，常用的有二進制、十進制計數(shù)器，根據(jù)觸發(fā)方式的不同又分為同步和異步兩種計數(shù)器。目前集成計數(shù)器品種多、功能全、價格低廉，得到廣泛的應用。本章小結

主教材簡介書名：電子技術基礎第2版（附學習卡）出版單位：高等教育出版社作者：陳振源出版日期：2006-07-01

書號：7-04-019714-6適用層次：中職定價：25.20本書參照教育部頒布的中等職業(yè)學校電子技術基礎教學大綱，以及有關的職業(yè)資格標準或行業(yè)職業(yè)技能鑒定標準，在保留2001年出版的中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《電子技術基礎》編寫風格的基礎上，根據(jù)近幾年中職生源的變化情況，貫徹落實“以服務為宗旨，以就業(yè)為導向，以能力為本位”的職業(yè)教育辦學指導思想，修訂而成。本書包括模擬電子技術和數(shù)字電子技術兩部分，模擬部分包括：二極管及整流電路、晶體管及基本放大電路、場效晶體管放大電路、負反饋、低頻功率放大器、集成運算放大器、正弦波振蕩器、直流穩(wěn)壓電源、晶閘管及應用電路；數(shù)字部分包括：數(shù)字電路基礎、組合邏輯電路、集成觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生與變換、數(shù)模和模數(shù)轉換。此外，本書還介紹了一些新器件、新知識，如微型片狀器件、電路仿真軟件EWB等。本書配套有學習指導與同步訓練，以及教學光盤。利用書后所附學習卡，登錄高等教育出版社“”4A網(wǎng)絡教學平臺，可獲得網(wǎng)上教學資源。書在內(nèi)容上深淺適度，在結構體系上和教學方法上有所創(chuàng)新，既提出了明確的知識目標，又有明確的技能目標，各章配有知識能力測驗和實踐技能訓練，職業(yè)教育特色鮮明。本書可作為中等職業(yè)學校電子技術應用、電子電器及電工類專業(yè)電子技術基礎課程教材，也可作為崗位培訓教材。配套學習用書和多媒體教學光盤

書名：電子技術基礎學習指導與同步訓練（配光盤）作者：陳振源出版單位：高等教育出版社書號：7040149109

出版日期：2004-08-01定價：29.50本書是配合中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《電