授課PPT-4.7中規(guī)模時序邏輯器件分析與應用.ppt

電子電路的分析與應用課程教學資源建設,建設院校：,主要參與企業(yè)：,金華職業(yè)技術學院,金華市靈聲電子有限公司 浙江省東晶電子有限公司 杭州康芯電子有限公司,學習任務布置,1理解基本概念、查詢其定義及內部結構 計數器 加法計數器 減法計數器 可逆計數器 計數容量、長度、模 同步計數器 異步計數器 分頻器 序列信號發(fā)生器 2完成相關作業(yè) 3收集相關電子書籍、網站、資料、進行學習交流與總結,脈沖分配器 環(huán)形計數器 扭環(huán)形計數器 寄存器 移位寄存器 順序脈沖發(fā)生器,教學過程設計,學生學習參考資源列表,學習參考網站 1/達普芯片交易網 2/原理圖網 3/電子電路圖 4/電子技術網 5/中國電子制作 6/ 應用電子網 7/ 電子開發(fā)網 8. /info/ 電子天下 9. 各校精品課程網站,學生學習參考資源列表,學習參考書 1. 楊志忠，數字電子技術，高等教育出版社，2008年11月出版。 2. 吳志榮，電子技術與實踐，高等教育出版社，2008年11月出版。 3. 余紅娟，電子技術基本技術技能，人民郵電出版社。 4. 余紅娟，電子電路分析與調試，人民郵電出版社。,學習資料 1. 計數器的分析與應用 2. 寄存器的分析與應用,習題與試題 1. 例題 2. 作業(yè) 3. 單元測試題,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,目錄,二進制計數器的分析.了解 1.1 二進制異步計數器 1.2 二進制同步計數器 1.3 集成二進制計數器 2. 十進制計數器的分析了解 2.1 十進制同步計數器 2.2 十進制異步計數器 2.3 集成十進制計數器 3. 計數器的應用.會,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器概述,對時鐘脈沖 CP 計數。,分頻、定時、產生節(jié)拍脈沖和脈沖序列、進行數字運算等。,功能,應用,分類,按數制分：,二進制計數器 十進制計數器 N 進制(任意進制)計數器,按計數 方式分：,加法計數器 減法計數器 可逆計數 (Up-Down Counter),按時鐘 控制分：,同步計數器 (Synchronous Counter) 異步計數器 (Asynchronous Counter),教師授課1學時: 計數器的分析與應用,二進制計數器,計數器計數容量、長度或模的概念,計數器能夠記憶輸入脈沖的數目，即電路的有效狀態(tài)數 M 。,3 位二進制同步加法計數器：,0000,1111,/1,4 位二進制同步加法計數器：,000,111,/1,n 位二進制同步加法計數器：,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,二進制計數器,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,集成二進制同步計數器74161,引腳排列圖,邏輯功能示意圖,0 0 1 1,Q3 Q0 = 0000,同步并行置數,異步清零,Q3 Q0 = D3 D0,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,集成二進制同步計數器74161,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,集成二進制同步計數器74161,狀 態(tài) 圖,注 釋,74LS161是典型的4位二進制同步加法計數器，異步清除。同于74161。 請問它的模是幾？, 、 、ET和EP均為高電平時，計數器處于計數狀態(tài)，每輸入一個 CP 脈沖，進行一次加法計數。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,集成二進制同步計數器74163,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,同步和異步的區(qū)別,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,同步和異步的區(qū)別,0,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,同步和異步的區(qū)別,波形圖：,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,集成十進制同步計數器74160,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,集成十進制同步計數器74162,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,集成計數器應用電路分析,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,集成計數器應用電路分析,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,異步二進制計數器7493,74LS93是異步4位二進制加法計數器。,RD1、RD2為清零端，高電平有效。,二進制計數器：CP0作同步脈沖，FF0構成一個二進制計數器;,八進制計數器：CP1作同步脈沖，FF1、FF2、FF3構成模 8 計數器;,十六進制計數器： CP1端與Q0端在外部相連， 構成模16計數器。,74LS93又稱為二八十六進制計數器。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,利用同步清零或置數端獲得N進制計數器,思 路：,當 M 進制計數到 SN 1 后使計數回到 S0 狀態(tài),2. 求歸零邏輯表達式；,1. 寫出狀態(tài) SN 1 的二進制代碼；,3. 畫連線圖。,步 驟：,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,利用同步清零或置數端獲得N進制計數器,例 用4位二進制計數器 74163 構成十二進制計數器。,解：,1.,= 1011,2. 歸零表達式：,3. 連線圖,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,利用異步清零或置數端獲得N進制計數器,思 路：,當計數到 SN 時，立即產生清零或置數信號， 使返回 S0 狀態(tài)。（瞬間即逝）,步 驟：,1. 寫出狀態(tài) SN 的二進制代碼；,2. 求歸零邏輯表達式；,3. 畫連線圖。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,利用異步清零或置數端獲得N進制計數器,例 用二-八-十六進制異步計數器74197構成十二進制計數器。,狀態(tài)S12的作用： 產生歸零信號,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的級聯,低位片的進位信號作為高位片的時鐘脈沖 （即異步計數方式),串行進位：,N = 1616 = 256,計數狀態(tài) : 0000 0000 1111 1111,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的級聯,并行進位：,直接將低位片的進位信號送到高位片的使能端,CP,N = 1616 = 256,計數狀態(tài) : 0000 0000 1111 1111,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的級聯,例 試用兩片74161構成100進制計數器,方法一：,先用兩片74161構成256進制計數器，然后再用“同步置數”法構成100進制計數器。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的級聯,例 試用兩片74161構成100進制計數器,方法二：通過串行進位的方法構成256進制計數器，再用“同步置數” 法構成100進制計數器。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的級聯,例 試用兩片74161構成100進制計數器,方法三：當M可分解成N1和N2時，可將兩個計數器分別接成N1進制計數器和N2進制計數器，然后再將兩個計數器級聯起來。因此，100進制計數器可由兩個10進制計數器級聯而成。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的應用-組成分頻器,0,1,Q,Q0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 1,0 1,1 1,1 1,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的應用-組成分頻器,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的應用-組成分頻器,通過分頻的方法，利用一個高穩(wěn)定的信號源產生多種頻率的信號。這是數字系統(tǒng)中為獲得各種時鐘脈沖所采用的最普遍的方法。,PCM30/32路基群系統(tǒng)時鐘框圖,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的應用-組成分頻器,例 某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號的頻率為32768Hz，用74161組成分頻器，將其分頻為頻率為1Hz的脈沖信號。,解 因為32768=215，經15級二分頻，就可獲得頻率為1Hz的脈沖信號。因此將四片74161級聯，從高位片（4）Q2輸出即可。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的應用-用于測量脈沖頻率,固定時間，求該時間內的脈沖數得到頻率。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的應用-用于測量脈沖周期,求待測脈沖一個周期時間內通過的固定周期脈沖數得到周期。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的應用-序列信號發(fā)生器,序列信號在時鐘脈沖作用下產生的一串周期性的二進制信號。,其中74161與G1構成了一個模5計數器。 ，因此，這是一個01010序列信號發(fā)生器，序列長度P=5。,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的應用-脈沖分配器,教師授課1學時: 計數器的分析與應用,計數器的應用-脈沖分配器,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,目錄,數碼寄存器的分析.了解 2. 移位寄存器的分析.會 2.1 單向移位寄存器 2.2 雙向移位寄存器 2.3 集成移位寄存器 3. 移位寄存器的應用了解,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,寄存器概述,概 念,寄存：,把二進制數據或代碼暫時存儲起來。,寄存器：,具有寄存功能的電路。,特點,主要由觸發(fā) 器構成,一般不對存儲內容進行處理。,并行 輸入,并行 輸出,1 0 1 0,1 0 1 0,0,1,0,1,0,1,0,1,串行 輸入,串行 輸出,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,寄存器概述,分類,存儲二進制數碼、運算結果或指令等信息的電路。,數碼寄存器：,移位寄存器：,不但可存放數碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數碼可根據需要向左或向右移位。,應用,運算中存貯數碼、運算結果。,計算機的CPU由運算器、控制器、譯碼器、寄存器組成，其中就有數據寄存器、指令寄存器、一般寄存器。,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,數碼寄存器,一個觸發(fā)器可以存儲 位二進制信號,1,CP上升沿,Q =D CP高電平、低電平、下降沿，Q不變,寄存 n 位二進制數碼，需要 個觸發(fā)器。,n,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,數碼寄存器,特點：,并入并出，結構簡單，抗干擾能力強。,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,數碼寄存器-用于計算機 并行輸入/輸出接口,D7D0,計算機CPU控制信號,計算機CPU數據總線,輸出接口,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,移位寄存器,所謂“移位”，就是將寄存器所存各位 數據，在每個移位脈沖的作用下，向左或向右移動一位。根據移位方向，常把它分成三種：,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,移位寄存器,根據移位數據的輸入輸出方式，又可將它分為四種：,串行輸入串行輸出 串行輸入并行輸出 并行輸入串行輸出 并行輸入并行輸出,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,右移移位寄存器,時鐘方程,驅動方程,狀態(tài)方程,Di,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,右移移位寄存器,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,右移移位寄存器,D3 D2 D1 D0,D3,D3,D3,D3,D2,D2,D1,D2,D1,D0,D2,D1,D0,D1,D0,D0,時 序 圖,再經過4個CP后，從DI 端串行輸入的數據從DO 端串行輸出。 串入串出,從圖中可看出：經過4個CP作用后，從DI 端串行輸入的數據從Q0 Q1 Q2 Q3并行輸出。 串入并出,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,左移移位寄存器,Di,左移 輸入,左移 輸出,驅動方程,狀態(tài)方程,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,循環(huán)移位寄存器,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,集成雙向移位寄存器,R右移串行輸入,L左移串行輸入,A、B、C、D并行輸入,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,集成雙向移位寄存器,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,集成雙向移位寄存器,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,移位寄存器應用,環(huán) 形 計 數 器,電路簡單，N位移位寄存器可以計N個數，實現模N計數器。狀態(tài)為1的輸出端的序號等于計數脈沖的個數，通常不需要譯碼電路。,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,移位寄存器應用,1,扭環(huán)形 計數器,一般來說，N位移位寄存器可以組成模2N的扭環(huán)形計數器，只需將末級輸出反相后，接到串行輸入端。,教師授課1學時: 寄存器的分析與應用,移位寄存器應用-順序正脈沖發(fā)生器