時(shí)序邏輯PPT課件

1、1時(shí)時(shí) 序序邏輯電路邏輯電路寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器順序脈沖發(fā)生器順序脈沖發(fā)生器分析分析設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)教學(xué)要求 ：1. 會(huì)使用移位寄存器組件 ；2. 會(huì)分析和設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器電路。3.掌握集成計(jì)數(shù)器和移位寄存器的應(yīng)用*第1頁(yè)/共85頁(yè)2 6.46.4常用時(shí)序邏輯器件常用時(shí)序邏輯器件 6.4.16.4.1計(jì)數(shù)器分類計(jì)數(shù)器分類 一、集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器一、集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 二、集成非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二、集成非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 三、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用三、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 6.4.4 6.4.4 寄存器寄存器 舉例舉例第2頁(yè)/共85頁(yè)31. 計(jì)數(shù)器的作用記憶輸入脈沖的個(gè)數(shù)；用于定時(shí)、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖及

2、進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等等。2. 計(jì)數(shù)器的分類按工作方式分：同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。按功能分：加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。按計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量(或稱模數(shù))來(lái)分：各種不同的計(jì)數(shù)器，如二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等等。6.4.1 計(jì)數(shù)器的功能和分類計(jì)數(shù)器的功能和分類第3頁(yè)/共85頁(yè)4一、集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1. 41. 4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器741617416174161的狀態(tài)圖和時(shí)序圖：CPCPQ Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 30000000100100011010001010110011010001111111011011100101110101001Q3Q2Q1Q0第4

3、頁(yè)/共85頁(yè)54 4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器7416174161內(nèi)部電路R RC1C1& & &Q Q1J1J1K1K& & &113 3Q Q& &Q Q& &R RC1C11J1J1K1K& & &112 2Q Q& &Q Q& &R RC1C11J1J1K1K& & &111 1Q Q& &Q Q& &R RC1C11J1J1K1K& & &110 0Q Q0 0D D1 1&

4、amp; & & & & &1 1EPEPETET1 11 1D D2 2D D3 3D DCPCPLDLDRDRDRCORCO第5頁(yè)/共85頁(yè)6 異步清零; ; 計(jì)數(shù)； 同步并行預(yù)置數(shù)；RCO為進(jìn)位輸出端。 保持。模16加法計(jì)數(shù)HHHH保持,RCO=0LHHH 保 持HLHH予 置LH異步清0L功 能EPETLDRDCP兩種保持方式41235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74161891011121413RD3DDLEPETQ0RCO第6頁(yè)/共85頁(yè)7QCPQ0Q21Q3LDLDRDRDDD0D21D3EPEPETETRCORCO

5、121314150120清零異步同步置數(shù)加法計(jì)數(shù)保持第7頁(yè)/共85頁(yè)8應(yīng)用應(yīng)用 組成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 N次分頻器frequency division 74161的狀態(tài)圖和時(shí)序圖：0000000100100011010001010110011010001111111011011100101110101001Q3Q2Q1Q0CPCPQ Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3第8頁(yè)/共85頁(yè)9在N1（5）時(shí)將LD變?yōu)?QCQBQA101LD0，但CR=1置零置零0000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQC

6、QBQA1.1.置數(shù)法置數(shù)法parallel load （利用（利用LDLD端）端）例：利用74161構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161QDQCQBQACPLDACBDCR1ETEP1第9頁(yè)/共85頁(yè)10預(yù)置16N（10）到計(jì)數(shù)器CO1LD0 CR=11.1.置數(shù)法（利用置數(shù)法（利用LDLD端）端）0000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQCQBQA 1 0 1 011CO74161QDQCQBQACPLDDBCACR1ETEP第10頁(yè)/共85頁(yè)11預(yù)置（3）到計(jì)數(shù)器 ， M = 8 時(shí)LD=0,CR=1(a)

7、置數(shù)法（利用LD端）0000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQCQBQA0 0 1 1CO74161QDQCQBQACPLDDBCACR1ETEP11第11頁(yè)/共85頁(yè)12QCQBQA110，CR0，強(qiáng)迫置0,因 此 存 在 毛 刺（QB）2.清零法（復(fù)位法）清零法（復(fù)位法） （利用CR端）0000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQCQBQACO74161QDQCQBQACPLDDBCACR1ETEP1第12頁(yè)/

8、共85頁(yè)13CPCPQ Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3毛刺000 001 010 011 100 101 110第13頁(yè)/共85頁(yè)14(2)(2)、集成計(jì)數(shù)器、集成計(jì)數(shù)器7416374163邏輯符號(hào)D0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q3CT COCT 74163CP LDCR模模1616加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)H HH HH HH H保持，但保持，但CO=0CO=0L LH HH HH H 保保 持持H HL LH HH H預(yù)預(yù) 置置 數(shù)數(shù)L LH H同步清同步清0 0L L功功 能能CTCTP PCTCTT TLDLDCRCRCPCP7416374163功能表功能表7416374

9、163芯片引腳圖及功能和芯片引腳圖及功能和7416174161同，唯一區(qū)別：同，唯一區(qū)別：7416374163是是同步清同步清0 0，即，即 時(shí)，輸入一個(gè)時(shí)，輸入一個(gè)CPCP，各觸發(fā)器才能清，各觸發(fā)器才能清0 0。0CR第14頁(yè)/共85頁(yè)15（3）4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器reversible counter 74191 7419141235671516Vcc8910111214133D0Q1GNDD1END/UQ3Q2QD2LDMAX/MINRCOCP0D 74191LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q1 191EWB91EWB第15頁(yè)/共85頁(yè)16二、集成非

10、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器又稱模N計(jì)數(shù)器module 。當(dāng)N=2n時(shí)，就是前面討論的n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；當(dāng)N2n時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第16頁(yè)/共85頁(yè)171 1集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例（1 1）84218421BCD碼同步加法計(jì)數(shù)器7416074160RCO=0RCO=041235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74160891011121413RD3DDLEPETQ0RCOQ3Q2ETCPD0D1D2D3RCOQ1Q0EPRDLD74160第17頁(yè)/共85頁(yè)18（2 2）二五十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器74290742907429074290包含

11、一個(gè)獨(dú)立的1 1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。RQC1C1RQC11KCP2R1K1J1J1J1J1KQ1KRC1Q&SS&3Q0Q1QQ2R0(1)R9(1)R9(2)CP1R0(2)第18頁(yè)/共85頁(yè)1974290框圖和 邏輯電路圖（c）框圖 M1 =2M2=5CP0CP1 S 9(1) S 9(2) R 0(1) R 0(2)Q0 Q1 Q2 Q3二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CP0 0，輸出端為Q0 0；五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CP1 1，輸出端為Q1 1、Q2 2、Q3 3。如果將Q0 0與CP1 1相連，CP0 0作時(shí)鐘脈沖輸入端，Q0 0Q3 3作輸出

12、端，則為84218421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第19頁(yè)/共85頁(yè)20 7429074290的功能： 異步清零。 異步置數(shù)（置9）。 計(jì)數(shù)。2-5-102-5-10進(jìn)制290EWB290EWB 74LS2904123567 7GNDGND9(1)9(1)NCNC9(2)9(2)NCNCQ Q1 1Q Q2 213138 89 91010111112121414VccVcc0(1)0(1)0(2)0(2)2 21 1Q Q3 3Q Q0 0CPCPCPCPR RR RR RR R第20頁(yè)/共85頁(yè)21實(shí)現(xiàn)8421、5421碼模10計(jì)數(shù)CPCP0CP1Q0 Q1 Q2 Q3742900 0 0 0

13、1 2 4 8S9（1）S9（2）R0（1）R0（2）CPCP1CP074290Q0 Q1 Q2 Q35 1 2 40 0 0 0S9（1）S9（2）R0（1）R0（2）第21頁(yè)/共85頁(yè)22三、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 1.組成任意（N）進(jìn)制計(jì)數(shù)器 N次分頻器 假如需要的是假如需要的是M M進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這時(shí)有進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這時(shí)有MN兩兩種情況，種情況， （1 1） MNMN的情況 必須用多片N進(jìn)制組合起來(lái)，構(gòu)成M進(jìn)制。各級(jí)之間連接方式： 1）串行進(jìn)位（異步級(jí)聯(lián)）：低位片的進(jìn)位輸出作高片的CP。 2）并行進(jìn)位（同步級(jí)聯(lián)）：低片的進(jìn)位作高片的ET、EP。 3）整體清零 4）整體置位（數(shù)）第26頁(yè)/共85頁(yè)

14、27 例：用兩片74191采用異步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1 1）異步級(jí)聯(lián)（串行進(jìn)位）RCORCOMAX/MINMAX/MINLDLD3 3Q Q2 2Q QD/UD/UENENCPCP0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D1 1Q Q0 0Q Q74191(1)74191(1)計(jì)數(shù)脈沖D/UENL0 01 13 3 2 2Q Q Q Q Q Q Q QQ Q6 6Q Q7 7Q Q4 4Q Q5 5DLDLD3 3Q Q2 2Q QD/UD/UENENCPCP0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D1 1Q Q0 0Q Q74191(2)74191(2)RCORCOM

15、AX/MINMAX/MIN第27頁(yè)/共85頁(yè)28例：用兩片4 4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器7416174161采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成的8 8位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，模為161616=25616=256。2 2）同步級(jí)聯(lián)( (并行進(jìn)位）1計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖ETCP0D1D2D3DRCO74161(1)EPRDDL1Q3 Q2 Q1 Q0ETCP0D1D2D3DRCO74161(2)EPRDDL1Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q0第28頁(yè)/共85頁(yè)293 3）整體清零）整體清零 例例 1 1 用7416074160組成4848進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：解：因?yàn)镹4848，而7416074

16、160為模1010計(jì)數(shù)器，所以要用兩片7416074160構(gòu)成此計(jì)數(shù)器。先將兩芯片采用同步級(jí)聯(lián)方式連接成100100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再用整體清零法組成4848進(jìn)制計(jì)數(shù)器。EWBEWB1計(jì)數(shù)脈沖ETCP0D1D2D3DRCO74160(1)EPRDDL1ETCP0D1D2D3DRCO74160(2)EPRDDL1Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q0&第29頁(yè)/共85頁(yè)30例例 2 2 用7416174161組成174174進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 （174）D=（10101110）B，當(dāng)Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0=10101110，即當(dāng)Q7Q5Q3Q2Q1分別是1時(shí)，反饋清零，如圖。Q

17、 Q0 0 Q Q1 1 Q Q2 2 Q Q3 3 Q Q4 4 Q Q5 5 Q Q6 6 Q Q7 7 異步清零，N進(jìn)制就從N反饋?zhàn)g碼；同步清零， N進(jìn)制就叢N-1反饋?zhàn)g碼第30頁(yè)/共85頁(yè)31整體置數(shù)整體置數(shù) 先將兩片N進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)接成一個(gè)大于M進(jìn)制的計(jì)數(shù)器（如NN），后在選定的某一狀態(tài)下譯出LD=0信號(hào)，將兩個(gè)N進(jìn)制計(jì)數(shù)器同時(shí)置入適當(dāng)數(shù)據(jù)，跳過(guò)多余狀態(tài)，獲得M進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第31頁(yè)/共85頁(yè)32舉例：用74161組成174174進(jìn)制計(jì)數(shù)器（整體置數(shù)法） 161是同步預(yù)置數(shù)，用進(jìn)位輸出RCO反饋預(yù)置數(shù)：256-174=82，即把（82）D=（01010010）B從兩片161的并行輸入數(shù)

18、據(jù)端送入即可。如圖Q Q0 0 Q Q1 1 Q Q2 2 Q Q3 3 Q Q4 4 Q Q5 5 Q Q6 6 Q Q7 7 作業(yè)：P153：6.1.1、6.3.2、6.4.1、6.4.2、6.4.4、5、6、7、8、9第32頁(yè)/共85頁(yè)33在在QDQCQBQA 0110 時(shí)時(shí)立即清零立即清零 。在在QDQCQBQA 0101 時(shí)時(shí) 準(zhǔn)備清零準(zhǔn)備清零 。ETEPRCA B C DQBQCQDQALDCLR74LS163&+5VCP比較 用74LS290與用74LS163構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器:CPBCPAQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS290CP計(jì)

19、數(shù) 脈沖第33頁(yè)/共85頁(yè)34(1). 需要兩片74LS163；(2). 為了提高運(yùn)算速度，使用同步計(jì)數(shù)方式。 應(yīng)該在應(yīng)該在 QDQCQBQA QDQCQBQA 0001 0111 時(shí)準(zhǔn)備清零。時(shí)準(zhǔn)備清零。, , , , QDQCQBQA QDQCQBQA CLR =例2：用74LS163構(gòu)成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。23=23=（1717）H H時(shí)清0 0+5VCPETEPCOA B C DQBQCQDQALDCLR74LS163COQBQCQDQALDCLR74LS163+5V, , , , CLR11A B C DETEP第34頁(yè)/共85頁(yè)352.2.組成分頻器組成分頻器 例 某石英晶體振蕩器輸

20、出脈沖信號(hào)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(hào)。解： 因?yàn)?2768=215，經(jīng)15級(jí)二分頻，就可獲得頻率為1Hz的脈沖信號(hào)。因此將四片74161級(jí)聯(lián)，從高位片（4）的Q2輸出即可。1f=1Hzf=32768Hz Q3Q2Q1Q01CPEPRCOETRDD0D1L2D3DD74161(1)1 Q3Q2Q1Q011 Q3Q2Q1Q011 Q3Q2Q1Q01RDD0D1L2D3DDCPEPRCOET74161(4)1CPEPRCOET74161(3)CPEPRCOET74161(2)RDD0D1L2D3DDRDD0D1L2D3DD第35頁(yè)/共85頁(yè)363

21、 3組成序列信號(hào)發(fā)生器組成序列信號(hào)發(fā)生器序列信號(hào)序列信號(hào)在時(shí)鐘脈沖作用下產(chǎn)生的一串周在時(shí)鐘脈沖作用下產(chǎn)生的一串周期性的二進(jìn)制信號(hào)。期性的二進(jìn)制信號(hào)。例例1 1：如圖：如圖,74161,74161及門(mén)電路構(gòu)成的時(shí)序電路及門(mén)電路構(gòu)成的時(shí)序電路, ,分析功能。分析功能。其中其中7416174161與與G G1 1構(gòu)成了一個(gè)模構(gòu)成了一個(gè)模5 5計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 ，因此，這是，因此，這是一個(gè)一個(gè)0101001010序列信號(hào)發(fā)生器，序列長(zhǎng)度序列信號(hào)發(fā)生器，序列長(zhǎng)度P P=5=5。EWB仿真74161第36頁(yè)/共85頁(yè)37 例2 試用計(jì)數(shù)器74161和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)01100011序列發(fā)生器。 解：由于

22、序列長(zhǎng)度P=8，故將74161構(gòu)成模8計(jì)數(shù)器，并選用數(shù)據(jù)選擇器74151產(chǎn)生所需序列，從而得電路如圖所示。EWB仿真D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0C CR R L LD DC CT TT TC CT Tp pC CP PC CP P1 1Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 31 1S ST TA A2 2A A1 1A A0 0D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D D7 7Y YY Y1 1 1 1 0 00 0 0 0 1 1 1 1 0 07 74 41 15 51 17 74 41 16 61 11 1第37頁(yè)

23、/共85頁(yè)384組成脈沖分配器EWB仿真產(chǎn)生節(jié)拍脈沖CPCPQ Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Y Y0 0Y Y1 1Y Y2 2Y Y3 3Y Y4 4Y Y5 5Y Y6 6Y Y7 70 01 Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 741381CPCP7416074160DD2DDLRD03CPETEPD1RCO1A2 A1 A0321GGG1Q3Q2Q1Q0第38頁(yè)/共85頁(yè)39在數(shù)字電路中，用來(lái)存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼的電路稱為寄存器(Register )。 寄存器是由具有存儲(chǔ)功能的觸發(fā)器組合起來(lái)構(gòu)成的。 一個(gè)觸發(fā)器可以存儲(chǔ)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(gè)觸發(fā)器來(lái)構(gòu)成。

24、 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(shí)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。6.2 寄存器寄存器第39頁(yè)/共85頁(yè)40一、鎖存器一、鎖存器(Latch )鎖存器是一種能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)序電路器件。在使能端有效狀態(tài)，能夠接受輸入端的數(shù)據(jù)。(1) 8位鎖存器74LS3738Q1Q8D1DGOE74LS373(2) 8位可尋址鎖存器74LS259Q7Q0DAGCr74LS259BC使能輸出

25、控制端清除數(shù)據(jù)輸入地址第40頁(yè)/共85頁(yè)41二、數(shù)碼寄存器二、數(shù)碼寄存器存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件組件集成數(shù)碼寄存器74LSl75 ：1DRC1FFQ01DRC1QQR1DC1QRC11D0Q0Q1FFQ11Q2FFQ22Q3FFQ33Q1CPD3012DD1DRDD0D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，CP為時(shí)鐘脈沖端。Q0Q3是并行數(shù)據(jù)輸出端。異步清零控制端。第41頁(yè)/共85頁(yè)427474LS175175的功能的功能: :CR是異步清零控制端。D0D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，CP為時(shí)鐘脈沖端。Q0Q3是并行數(shù)據(jù)輸出端。清零時(shí)鐘輸 入輸 出工作模式RDCPQ3 Q2 Q1 Q0D3 D

26、2 D1 D00 0 0 0 01 D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0 1 1 1 0 保 持保 持異步清零數(shù)碼寄存數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持第42頁(yè)/共85頁(yè)43三、移位寄存器三、移位寄存器shift register 移位寄存器移位寄存器不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)1 1位。位。1 1單向移位寄存器 （1 1）右移寄存器（D觸發(fā)器組成的4 4位右移寄存器）右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。Q0 Q1 Q2 Q3Di D0 D1 D2

27、D31D C11D C11D C11D C1Q0 Q1 Q2 Q3FF0 FF1 FF2 FF3CP移位時(shí)鐘脈沖右移輸出右移輸入Q0 Q1 Q2 Q3并行輸出4位右移移位寄存器第43頁(yè)/共85頁(yè)44設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為0000，串行輸入數(shù)碼DI=1101，從高位到低位依次輸入。其狀態(tài)表如下：QRC11D1DC1RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行輸入串行輸出D0D1D20FF1FF2FF3FF并 行 輸 出D3第44頁(yè)/共85頁(yè)45右移寄存器的時(shí)序圖： 由于右移寄存器移位的方向?yàn)镈IQ0 0Q1 1Q2 2Q3 3，即由低位向高位移，所以又稱為上移寄存器。在4 4個(gè)

28、移位脈沖作用下，輸入的4 4位串行數(shù)碼11011101全部存入了寄存器中。這種輸入方式稱為串行輸入方式。123456789CPQ0Q1Q23QID1110第45頁(yè)/共85頁(yè)46（2 2）左移寄存器 2 2 雙向移位寄存器bidirectional shift register 將右移寄存器和左移寄存器組合起來(lái)，并引入一控制端S便構(gòu)成既可左移又可右移的雙向移位寄存器。左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。串入串出parallel-in serial-out left/right serial input Q1DC1RFF0FF1FF23FF20并 行 輸 出3QQ1QQI

29、D串行輸入CPCR串行輸出D0D1D2D3Q1DC1RQ1DC1RQ1DC1R第46頁(yè)/共85頁(yè)47當(dāng)S=1時(shí)，D0=DSR、D1=Q0、D2=Q1、D3=Q2，實(shí)現(xiàn)右移操作；其中，DSR為右移串行輸入端，DSL為左移串行輸入端。當(dāng)S=0時(shí)，D3=DSL，D2=Q3 、 D1=Q2、D0=Q1，實(shí)現(xiàn)左移操作。RFF1DC13Q&11R1DC12FFQ&11R1DC11FFQ&11FF&C1R01DQ111 11 11 1QQQQ1302CPCRDSR串行輸入（右移）串行輸入SLD（左移）串行輸出DOR（右移）串行輸出DOL（左移）移位控制S SS=0S=0：左移

30、并 行 輸 出S=1S=1：右移第47頁(yè)/共85頁(yè)48三、集成移位寄存器741947419474194為四位雙向移位寄存器。Q0和Q3分別是左移和右移時(shí)的串行輸出端，Q0、Q1、Q2和Q3為并行輸出端。DSL 和DSR分別是左移和右移串行輸入。D0、D1、D2 2和D3是并行輸入端。VQQQ Q CP SS(a) 引腳排列圖 16 15 14 13 12 11 10 974LS194 1 2 3 4 5 6 7 8CC 0 1 231 0CR DSR D0 D1 D2 D3 DSL GND S1 S0 DSL 74LS194 Q0 Q1 Q2 Q3(b) 邏輯功能示意圖 D0 D1 D2 D3

31、 CR CP DSR第48頁(yè)/共85頁(yè)4974194的功能表：第49頁(yè)/共85頁(yè)5074194功能表 CR S1 1S0 0 操作說(shuō)明 1 右移 1 左移 1 1 并行送數(shù) 1 0 0 保持 0 f f f f 置 0 00parallel load 第50頁(yè)/共85頁(yè)51S0S1CP1Q0Q1Q2Q3S0S1CP2Q0Q1Q2Q3DSLDSLD10D11D12D13D20D21D22D23+5V74LS194 (1)74LS194 (2)CP0DiS0S1CP1Q0Q1Q2Q3S0S1CP2Q0Q1Q2Q3DSRDSRD10D11D12D13D20D21D22D23+5V74LS194 (1

32、)74LS194 (2)CP0Di右移模式左移模式移位寄存器的級(jí)聯(lián)移位寄存器的級(jí)聯(lián)第51頁(yè)/共85頁(yè)52D6D5D4D3D2D1D0并行輸入串行輸出數(shù)據(jù)傳送方式變換電路實(shí)現(xiàn)方法(1). 因?yàn)橛?位并行輸入，故需使用兩片74LS194；(2). 用最高位QD3作為它的串行輸出端。數(shù)據(jù)傳送方式變換電路數(shù)據(jù)傳送方式變換電路并入串出第52頁(yè)/共85頁(yè)53&G1S0S1CP1Q0Q1Q2Q3S0S1CP2Q0Q1Q2Q3DSRDSRD10D11D12D13D20D21D22D23D0D1D2D3D4D5D6+5V+5VCP啟動(dòng)啟動(dòng)脈沖脈沖移位移位脈沖脈沖&G2串行輸出串行輸出并行輸入并行

33、輸入74LS194 (1)74LS194 (2)具體電路具體電路第53頁(yè)/共85頁(yè)54四、移位寄存器構(gòu)成的移位型計(jì)數(shù)器 1. 環(huán)形計(jì)數(shù)器orbicular counter 環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)： 電路簡(jiǎn)單，N位移位寄存器可以計(jì)N個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)模N計(jì)數(shù)器。狀態(tài)為1的輸出端的序號(hào)等于計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，通常不需要譯碼電路。EWB 194EWB 194環(huán)型計(jì)數(shù)器SLSL0Q1QS3D2D1D0D2Q3Q74194SRDCPDSRD01111000START0Q31000Q0100Q2Q001010001第54頁(yè)/共85頁(yè)55節(jié)拍脈沖節(jié)拍脈沖Q3Q2Q1Q0CP(d)主循環(huán)波形0Q31000Q0100Q2Q001

34、010001SLSL0Q1QS3D2D1D0D2Q3Q74194SRDCPDSRD01111000START第55頁(yè)/共85頁(yè)562扭環(huán)形計(jì)數(shù)器為了增加有效計(jì)數(shù)狀態(tài)，擴(kuò)大計(jì)數(shù)器的模，可用扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。一般來(lái)說(shuō)，N位移位寄存器可以組成模2N的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，只需將末級(jí)輸出反相后，接到串行輸入端。EWB 194EWB 194扭環(huán)10清零SLSL0Q1QS03D2D1D0D2Q3Q74194S1RDCPDSRDQ100000012QQ00000300111Q1100011111101111第56頁(yè)/共85頁(yè)570000001110001100001000000000010000110001110011

35、11011111111111111100111110(b)狀態(tài)圖n個(gè)FF構(gòu)成環(huán)形計(jì)數(shù)器時(shí),模M=n，主循環(huán)有n個(gè)狀態(tài)。構(gòu)成扭環(huán)計(jì)數(shù)器時(shí)，模M=2n，主循環(huán)有2n個(gè)狀態(tài)。用兩片74194構(gòu)成模12扭環(huán)計(jì)數(shù)器EWB EWB 模1212扭環(huán)型計(jì)數(shù)器S0S1CPQ0Q1Q2Q3DSRD0D1D2D374LS194 (1)S0S1CPQ0Q1Q2Q3DSRD0D1D2D374LS194 (2)CRCR1CP101011作業(yè)：P154：6.2.2第57頁(yè)/共85頁(yè)58幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器？幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器？置零法：置零法：D0 D1 D2 D3ET COEP 74161 CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP10

36、 0 0 0&模7舉例第58頁(yè)/共85頁(yè)59D0 D1 D2 D3ET COEP 74161 CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP11 1 1 1&置最大數(shù)法：指出錯(cuò)誤置最大數(shù)法：指出錯(cuò)誤第59頁(yè)/共85頁(yè)60D0 D1 D2 D3ET COEP 74161 CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP11 0 0 11置最小數(shù)法：置最小數(shù)法：74161是16進(jìn)制計(jì)數(shù)器，同步置數(shù)，所以，16-7=9（1001），作為D3D0的預(yù)置數(shù)，到最大狀態(tài)1111時(shí)，CO=1，經(jīng)反相器，使LD=0 。第60頁(yè)/共85頁(yè)61用兩片用兩片74160構(gòu)成構(gòu)成37進(jìn)制計(jì)數(shù)進(jìn)制計(jì)數(shù)器器分析下面電

37、路是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器？分析下面電路是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器？D0 D1 D2 D3ET COEP 74160(1) CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP11 1 0 0D0 D1 D2 D3ET COEP 74160(2) CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q310 1 1 01100-63=37第61頁(yè)/共85頁(yè)62用兩片用兩片74160構(gòu)成構(gòu)成60秒計(jì)時(shí)電秒計(jì)時(shí)電路路Q0 Q1 Q2 Q3ETEPCPCR D0 D1 D2 D3COLD7416011Q0 Q1 Q2 Q3ETEPCPCR D0 D1 D2 D3COLD74160& 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0CP分析下面電路是幾進(jìn)

38、計(jì)數(shù)器？分析下面電路是幾進(jìn)計(jì)數(shù)器？第62頁(yè)/共85頁(yè)63用用74290構(gòu)成模構(gòu)成模1000計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器CPS 9（1）S 9（2）R 0（1）R 0（2）100 200 400 8000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Q0 Q1 Q2 Q3S9（1）S9（2）R0（1）R0（2）S 9（1）S 9（2）R 0（1）R 0（2）權(quán)： 1 2 4 810 20 40 80CP0CP174290（個(gè)位）Q0 Q1 Q2 Q374290（十位）74290（千位）Q0 Q1 Q2 Q3CP0CP1CP0CP1第63頁(yè)/共85頁(yè)64用兩片74290構(gòu)成模46計(jì)數(shù)器:10 20 40 80CP0

39、CP174290Q0 Q1 Q2 Q3CP0CP174290Q0 Q1 Q2 Q3&CP權(quán)：1 2 480 00 0（個(gè)位）（十位）S 9（1）S 9（2）R 0（1）R 0（2）S 9（1）S 9（2）R 0（1）R 0（2）第64頁(yè)/共85頁(yè)65用74161設(shè)計(jì)一個(gè)可控進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，當(dāng)輸入控制變量M=0時(shí)工作在五進(jìn)制， M=1時(shí)工作在十五進(jìn)制。標(biāo)出進(jìn)位輸出端。D0 D1 D2 D3ETEP 74161 CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP10 0 0 0CO&11MY進(jìn)位輸出綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用第65頁(yè)/共85頁(yè)66用優(yōu)先編碼器74148和計(jì)數(shù)器74160組成可控分頻器，

40、試說(shuō)明當(dāng)輸入信號(hào)A B C D E F G分別為低電平時(shí)，Y端的輸出頻率為多少？I7I6I5I4I3I2I1Y0Y1Y274LS148CP ET EPD0D1D2D3111Q0Q1Q2Q3RDLDCO174LS160ZCPABCDEFG11第66頁(yè)/共85頁(yè)67解：由圖 可見(jiàn)，計(jì)數(shù)器工作在可預(yù)置數(shù)狀態(tài)，每當(dāng)計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出CO=1(即輸出Q=1001)時(shí)，在下一個(gè)CP上升沿到達(dá)時(shí)置入編碼器的輸出狀態(tài)Y。例如：當(dāng)A=0時(shí)，74148的輸出為Y2Y1Y0=110，經(jīng)反向器輸入到74160的置數(shù)端D3D2D1D0=0001，則構(gòu)成9進(jìn)制計(jì)數(shù)器，輸出脈沖Z的頻率為CP的1/9。依此類推便可得到 下表：

41、接入低電平的輸入端fz/fcpABCDEFG1/91/8 1/71/6 1/51/41/3第67頁(yè)/共85頁(yè)6874LS29074LS290S S9(1)9(1)S S9(2)9(2)R R0(1)0(1)R R0(2)0(2)Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0CPCP1 1CPCP0 074LS29074LS290S S9(1)9(1)S S9(2)9(2)R R0(1)0(1)R R0(2)0(2)Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0CPCP1 1CPCP0 0A A3 3A A2 2A A1 1A A0 074487448LTLTRBIRBIBI/RBOBI/R

42、BO1 11 11 1a a b b c c d d e e f f g ga ab bc cd de ef fg gA A3 3A A2 2A A1 1A A0 074487448LTLTRBIRBIBI/RBOBI/RBO1 11 10 0a a b b c c d d e e f f g ga ab bc cd de ef fg gCPCP數(shù)字電子鐘的時(shí)計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路數(shù)字電子鐘的時(shí)計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路第68頁(yè)/共85頁(yè)69例1：數(shù)字頻率計(jì)原理電路的設(shè)計(jì)。清零清零計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)1 秒鐘秒鐘顯示顯示 計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例頻率：周期性信號(hào)在單位時(shí)間（1s1s）內(nèi)變化的次數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)可

43、以自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式的頻率計(jì)。假設(shè)自動(dòng)清零用1S，計(jì)數(shù)1S，顯示3S，原始狀態(tài)圖如圖。此電路分成兩部分：1 秒鐘秒鐘3 秒鐘秒鐘第69頁(yè)/共85頁(yè)70譯碼顯示譯碼顯示74 LS 2907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手動(dòng)手動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)ux手動(dòng)清零手動(dòng)清零CPR 0(1)R 0(2)CPA1Hz !計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器：用于確定用于確定清零、計(jì)清零、計(jì)數(shù)、顯示數(shù)、顯示的時(shí)間。的時(shí)間。根據(jù)計(jì)數(shù)器根據(jù)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)確定的狀態(tài)確定何時(shí)清零、何時(shí)清零、何時(shí)計(jì)數(shù)、何時(shí)計(jì)數(shù)、何時(shí)顯示。何時(shí)顯示。被測(cè)信號(hào)被測(cè)信號(hào)數(shù)字頻率計(jì)原理數(shù)字頻率計(jì)原理圖圖第70頁(yè)/共85頁(yè)71自動(dòng)測(cè)量過(guò)程：自動(dòng)測(cè)量過(guò)程：0000

44、01011111110100手動(dòng)清零手動(dòng)清零計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)顯示顯示顯示顯示顯示顯示自動(dòng)清零自動(dòng)清零1秒秒3秒秒1秒秒1. 循環(huán)計(jì)數(shù)器部分循環(huán)計(jì)數(shù)器部分Q2Q1Q000011110010010111110011101000121010112112DQQQDQQDQQnnn狀態(tài)分配第71頁(yè)/共85頁(yè)721200112QQDQDQD 自動(dòng)時(shí)自動(dòng)時(shí):譯碼顯示譯碼顯示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手動(dòng)手動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)ux手動(dòng)清零手動(dòng)清零CPR 0(1)R 0(2)CPAQ2 Q1 Q00 0 10 1 11 1 11 1 01 0 0Q2Q1Q0組成五進(jìn)組成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器：制計(jì)數(shù)器：

45、計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)清零清零顯示顯示1. 循環(huán)計(jì)數(shù)器部分循環(huán)計(jì)數(shù)器部分第72頁(yè)/共85頁(yè)73手動(dòng)測(cè)量過(guò)程：手動(dòng)測(cè)量過(guò)程：手動(dòng)清零手動(dòng)清零計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)顯示顯示顯示顯示0000010111111秒秒1. 循環(huán)計(jì)數(shù)器部分循環(huán)計(jì)數(shù)器部分010101121121DQDQQDQQnnnQ2Q1Q00001111001001011111111第73頁(yè)/共85頁(yè)741DQDQD00112 Q2Q1Q0的狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換關(guān)系000001011111計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)顯示顯示手動(dòng)清零手動(dòng)清零譯碼顯示譯碼顯示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手動(dòng)手動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)ux手動(dòng)清零手動(dòng)清零CPR 0(1)R 0(2)CPA手動(dòng)時(shí)：手動(dòng)時(shí)：第74頁(yè)/共85頁(yè)752.2.計(jì)數(shù)顯示部分計(jì)數(shù)顯示部分 計(jì)數(shù)器選7490，它的工作狀態(tài)應(yīng)由循環(huán)計(jì)數(shù)器的輸出控制。 1）控制端R1(0)R2(0)的設(shè)計(jì):Q2Q1Q0=001、101時(shí)：時(shí)：ux作為CPA被送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)， 7490應(yīng)處于計(jì)數(shù)