若干典型的時序邏輯集成電路課件

1、6.5 若干典型的時序邏輯集成電路1. 寄存器一、寄存器和移位寄存器 寄存器:是數(shù)字系統(tǒng)中用來存儲二進制數(shù)據(jù)的邏輯部件。它的主要組成部分是觸發(fā)器。 一個觸發(fā)器能存儲1位二進制代碼，存儲 n 位二進制代碼的寄存器需要用 n 個觸發(fā)器組成。寄存器實際上是若干觸發(fā)器的集合。6.5 若干典型的時序邏輯集成電路1. 寄存器一、寄存器和8位CMOS寄存器74HC37411111101118位CMOS寄存器74HC37411111101118位CMOS寄存器74HC374高阻11*1高阻00*1存入數(shù)據(jù)，禁止輸出11*0對應(yīng)內(nèi)部觸發(fā)器的狀態(tài)00*0存入和讀出數(shù)據(jù)Q0Q7DNCP輸出內(nèi)部觸發(fā)器輸 入工作模式7

2、4HC374引腳圖8位CMOS寄存器74HC374高阻11*1高阻00*12.移位寄存器 移位寄存器是既能寄存數(shù)碼，又能在時鐘脈沖的作用下，使數(shù)碼向高位或向低位移動的邏輯功能部件。邏輯功能： 移位寄存器不僅用來存儲數(shù)據(jù)，還可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸格式的變換，以及實現(xiàn)數(shù)的加、減、乘、除運算等，應(yīng)用非常廣泛。2.移位寄存器 移位寄存器是既能寄存數(shù)碼，又能在時鐘脈根據(jù)輸入/輸出方式不同串入并出移位寄存器串入串出移位寄存器并入并出移位寄存器并入串出移位寄存器分類：根據(jù)移位功能不同單向移位寄存器雙向移位寄存器左移位寄存器右移位寄存器根據(jù)輸入/輸出方式不同串入并出移位寄存器串入串出移位寄存器 基本移位寄存器電路串行

3、數(shù)據(jù)輸入端串行數(shù)據(jù)輸出端并行數(shù)據(jù)輸出端 基本移位寄存器電路串行數(shù)據(jù)輸入端串行數(shù)據(jù)輸出端并行數(shù)據(jù)D3=Q2nD1=Q0nD0=DSIQ0n+1=DSIQ1n+1 =D1 = Q0nQ2n+1 =D2 =Q1nQ3n+1 =D3 = Q2n激勵方程：狀態(tài)方程： 工作原理D2=Q1nD3=Q2nD1=Q0nD0=DSIQ0n+1=DSIQ1n 0 0 0 0FF0 FF1 FF2 FF32CP 后0 0 01CP 后11 0 1 1 03CP 后0 1 0 1 14CP 后1 1 Q0n+1=DSIQ1n+1 = Q0nQ2n+1 =Qn1Q3n+1 =Qn21101 1 1 0 0 0 0 0 0

4、FF0 FDSI =1101 經(jīng)過7個CP脈沖作用后，從DSI 端串行輸入的數(shù)碼就可以從DSO 端串行輸出。串入串出1101DSI =1101 經(jīng)過7個CP脈沖作用后，從8位移位寄存器74HC164內(nèi)部邏輯圖74HC164引腳圖8位移位寄存器74HC164內(nèi)部邏輯圖74HC164引腳圖 多功能雙向移位寄存器多功能移位寄存器工作模式簡圖工作原理 多功能雙向移位寄存器多功能移位寄存器工作模式簡圖工作原實現(xiàn)多種功能雙向移位寄存器的一種方案(僅以FFm為例)S1S0=00S1S0=01高位移向低位S1S0=10S1S0=11并入保持低位移向高位實現(xiàn)多種功能雙向移位寄存器的一種方案(僅以FFm為例)S1

5、SCMOS 4位雙向移位寄存器74HC194 CMOS 4位雙向移位寄存器74HC194 74HC194 引腳圖74HC194 引腳圖74HC194 的功能表 7D3D2D1D0DI3*DI2*DI1*DI0*HHH6H HLHH5LLLHH4HHHLH3LLHLH2LLH1LLLLLDI3DI2DI1DI0左移DSL右移DSRS0S1行并行輸入時鐘CP串行輸入控制信號清零輸 出輸 入74HC194 的功能表 7D3D2D1D0DI3*DI2*移位寄存器的應(yīng)用用74HC194構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器移位寄存器的應(yīng)用用74HC194構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器CPQ0Q1Q2Q301234狀態(tài)表CPQ0Q1Q2Q300

6、00110010201003100040001CPQ0Q1Q2Q3000011234CPQ0Q1Q2Q30000110010234CPQ0Q1Q2Q300001100102010034CPQ0Q1Q2Q3000011001020100310004 注意：環(huán)形計數(shù)器加CP脈沖運行之前，應(yīng)先給定初始狀態(tài)。當S0處于高電平時，輸出被置數(shù)；當S0返回低電平，電路處于左移模式。此時再加CP，電路便開始環(huán)形計數(shù)。 問：若要實現(xiàn)右移環(huán)形計數(shù)器，電路該如何連接。CPQ0Q1Q2Q301234狀態(tài)表CPQ0Q1Q2Q300右移環(huán)形計數(shù)器右移環(huán)形計數(shù)器用74HC194構(gòu)成串/并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。 用一片74HC194

7、和一片74HC00以右移方式構(gòu)成一個三位串/并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。其電路組成如下：用74HC194構(gòu)成串/并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。 用其工作原理可用如下狀態(tài)表示：CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能0CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置數(shù)12d1d1011右移13d2d2d101右移14d3d3d2d10右移1CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零11111CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置數(shù)1111CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置數(shù)12d1111CRCPDSRQ0Q1

8、Q2Q3功能00000清零110111置數(shù)12d1d1011右移111CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置數(shù)12d1d1011右移13d2d2d101右移11CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置數(shù)12d1d1011右移13d2d2d101右移14d3d3d2d10右移150111置數(shù)注意：右移串行數(shù)據(jù)應(yīng)在CP脈沖發(fā)出前準備好。其工作原理可用如下狀態(tài)表示：CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功用74HC194構(gòu)成七進制扭環(huán)形計數(shù)器。用74HC194構(gòu)成七進制扭環(huán)形計數(shù)器。其工作原理可用如下狀態(tài)表示：CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零11

9、111111311110右移111000右移211100右移411111右移500111右移600011右移700001右移811000右移 電路構(gòu)成七進制扭環(huán)形計數(shù)器。注意：右移串行數(shù)據(jù)應(yīng)在CP脈沖發(fā)出前準備好。其工作原理可用如下狀態(tài)表示：CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功 計數(shù)器的基本功能是對輸入時鐘脈沖進行計數(shù)。它也可用于分頻、定時、產(chǎn)生順序脈沖和脈沖序列及進行數(shù)字運算等等。二、計數(shù)器計數(shù)器的分類：按脈沖輸入方式，分為同步和異步計數(shù)器；按編碼方式，分為二進制、二-十進制和循環(huán)碼計數(shù)器；按邏輯功能，分為加法、減法和可逆計數(shù)器；按計數(shù)容量，分為十進制、六十進制等任意進制計數(shù)器。 計數(shù)器的基本功

10、能是對輸入時鐘脈沖進行計數(shù)。它也可用于(1) 異步二進制計數(shù)器1. 二進制計數(shù)器 電路圖(1) 異步二進制計數(shù)器1. 二進制計數(shù)器 電路圖Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 時序圖Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 00 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0101010101010101011 0 0 1 10 010 100110 000001111000011110電路實現(xiàn)了異步二進制加法計數(shù)功能。 邏輯功能Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 結(jié)論：計數(shù)器不僅可以計數(shù)，也可作為分頻器。Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 電路實現(xiàn)了異步二進制減法計數(shù)功能。 Q0 Q1 Q2 Q