數(shù)字電子技術(shù)教案2

數(shù)字電子技術(shù)第3章時(shí)序邏輯電路學(xué)習(xí)要點(diǎn)：觸發(fā)器的邏輯功能及使用時(shí)序電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法計(jì)數(shù)器、寄存器等中規(guī)模集成電路的邏輯功能和使用方法第3章時(shí)序邏輯電路3.1觸發(fā)器3.2時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法3.3計(jì)數(shù)器3.4寄存器3.5順序脈沖發(fā)生器3.6隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ROM)退出3.1觸發(fā)器3.1.1基本RS觸發(fā)器3.1.2同步觸發(fā)器3.1.3主從觸發(fā)器退出3.1.4邊沿觸發(fā)器3.1.5不同類型觸發(fā)器間的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本邏輯部件。它有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)：0狀態(tài)和1狀態(tài)；在不同的輸入情況下，它可以被置成0狀態(tài)或1狀態(tài)；當(dāng)輸入信號(hào)消失后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變。所以，觸發(fā)器可以記憶1位二值信號(hào)。根據(jù)邏輯功能的不同，觸發(fā)器可以分為RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T和T′觸發(fā)器；按照結(jié)構(gòu)形式的不同，又可分為基本RS觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器。3.1.1基本RS觸發(fā)器電路組成和邏輯符號(hào)信號(hào)輸入端，低電平有效。信號(hào)輸出端，Q=0、Q=1的狀態(tài)稱0狀態(tài)，Q=1、Q=0的狀態(tài)稱1狀態(tài)，工作原理RSQ10011

00①R=0、S=1時(shí)：由于R=0，不論原來(lái)Q為0還是1，都有Q=1；再由S=1、Q=1可得Q＝0。即不論觸發(fā)器原來(lái)處于什么狀態(tài)都將變成0狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置0或復(fù)位。R端稱為觸發(fā)器的置0端或復(fù)位端。0110RSQ100②R=1、S=0時(shí)：由于S=0，不論原來(lái)Q為0還是1，都有Q=1；再由R=1、Q=1可得Q＝0。即不論觸發(fā)器原來(lái)處于什么狀態(tài)都將變成1狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置1或置位。S端稱為觸發(fā)器的置1端或置位端。0

111110③R=1、S=1時(shí)：根據(jù)與非門的邏輯功能不難推知，觸發(fā)器保持原有狀態(tài)不變，即原來(lái)的狀態(tài)被觸發(fā)器存儲(chǔ)起來(lái)，這體現(xiàn)了觸發(fā)器具有記憶能力。RSQ1000111

1不變100011RSQ10001111不變0

0不定？④R=0、S=0時(shí)：Q=Q=1，不符合觸發(fā)器的邏輯關(guān)系。并且由于與非門延遲時(shí)間不可能完全相等，在兩輸入端的0同時(shí)撤除后，將不能確定觸發(fā)器是處于1狀態(tài)還是0狀態(tài)。所以觸發(fā)器不允許出現(xiàn)這種情況，這就是基本RS觸發(fā)器的約束條件。特性表（真真值表）現(xiàn)態(tài)：觸發(fā)發(fā)器接收輸輸入信號(hào)之之前的狀態(tài)態(tài)，也就是是觸發(fā)器原原來(lái)的穩(wěn)定定狀態(tài)。次態(tài)：觸發(fā)發(fā)器接收輸輸入信號(hào)之之后所處的的新的穩(wěn)定定狀態(tài)。次態(tài)Qn+1的卡諾圖特性方程觸發(fā)器的特特性方程就就是觸發(fā)器器次態(tài)Qn+1與輸入及現(xiàn)現(xiàn)態(tài)Qn之間的邏輯輯關(guān)系式狀態(tài)圖描述觸發(fā)器器的狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換關(guān)系及及轉(zhuǎn)換條件件的圖形稱稱為狀態(tài)圖圖01×1/1×/10/01/①當(dāng)觸發(fā)器處在0狀態(tài)，即Qn=0時(shí)，若輸入信號(hào)＝01或11，觸發(fā)器仍為0狀態(tài)；RS②當(dāng)觸發(fā)器處在1狀態(tài)，即Qn=1時(shí)，若輸入信號(hào)＝10或11，觸發(fā)器仍為1狀態(tài)；RSRS若＝10，觸發(fā)器就會(huì)翻轉(zhuǎn)成為1狀態(tài)。RS若＝01，觸發(fā)器就會(huì)翻轉(zhuǎn)成為0狀態(tài)。波形圖反映觸發(fā)器器輸入信號(hào)號(hào)取值和狀狀態(tài)之間對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系的的圖形稱為為波形圖RSQQ置1置0置1置1置1保持不允許基本RS觸發(fā)器的特特點(diǎn)（1）觸發(fā)器的的次態(tài)不僅僅與輸入信信號(hào)狀態(tài)有有關(guān)，而且且與觸發(fā)器器的現(xiàn)態(tài)有有關(guān)。（2）電路具有有兩個(gè)穩(wěn)定定狀態(tài)，在在無(wú)外來(lái)觸觸發(fā)信號(hào)作作用時(shí)，電電路將保持持原狀態(tài)不不變。（3）在外加觸觸發(fā)信號(hào)有有效時(shí)，電電路可以觸觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，，實(shí)現(xiàn)置0或置1。（4）在穩(wěn)定狀狀態(tài)下兩個(gè)個(gè)輸出端的的狀態(tài)和必必須是互補(bǔ)補(bǔ)關(guān)系，即即有約束條條件。在數(shù)字電路路中，凡根根據(jù)輸入信信號(hào)R、S情況的不同同，具有置置0、置1和保持功能能的電路，，都稱為RS觸發(fā)器。集成基本RS觸發(fā)器EN＝1時(shí)工作EN＝0時(shí)禁止1S2S3.1.2同步觸發(fā)器器1、同步RS觸發(fā)器RSCP＝0時(shí)，R=S=1，觸發(fā)器保持原來(lái)狀態(tài)不變。CP＝1時(shí)，工作情情況與基本本RS觸發(fā)器相同同。特性表特性方程CP=1期間有效主要特點(diǎn)波形圖（1）時(shí)鐘電平平控制。在在CP＝1期間接收輸輸入信號(hào)，，CP＝0時(shí)狀態(tài)保持持不變，與與基本RS觸發(fā)器相比比，對(duì)觸發(fā)發(fā)器狀態(tài)的的轉(zhuǎn)變?cè)黾蛹恿藭r(shí)間控控制。（2）R、S之間有約束束。不能允允許出現(xiàn)R和S同時(shí)為1的情況，否否則會(huì)使觸觸發(fā)器處于于不確定的的狀態(tài)。不變不變不變不變不變不變置1置0置1置0不變2、同步JK觸發(fā)器CP=1期間有效將S=JQn、R=KQn代入同步RS觸發(fā)器的特性方程，得同步JK觸發(fā)器的特性方程：特性表JK=00時(shí)不變JK=01時(shí)置0JK=10時(shí)置1JK=11時(shí)翻轉(zhuǎn)狀態(tài)圖波形圖在數(shù)字電路中中，凡在CP時(shí)鐘脈沖控制制下，根據(jù)輸輸入信號(hào)J、K情況的不同，，具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)功能的電路路，都稱為JK觸發(fā)器。3、同步D觸發(fā)器（D鎖存器）CP=1期間有效將S=D、R=D代入同步RS觸發(fā)器的特性方程，得同步D觸發(fā)器的特性方程：狀態(tài)圖波形圖在數(shù)字電路中中，凡在CP時(shí)鐘脈沖控制制下，根據(jù)輸輸入信號(hào)D情況的不同，，具有置0、置1功能的電路，，都稱為D觸發(fā)器。集成同步D觸發(fā)器CP1、2CP3、4POL＝1時(shí)，CP＝1有效，鎖存的內(nèi)容是CP下降沿時(shí)刻D的值；POL＝0時(shí)，CP＝0有效，鎖存的內(nèi)容是CP上升沿時(shí)刻D的值。3.1.3主從觸發(fā)器1、主從RS觸發(fā)器工作原理（1）接收輸入信號(hào)過(guò)程CP=1期間：主觸發(fā)器控制門G7、G8打開(kāi)，接收輸入信號(hào)R、S，有：

從觸發(fā)器控制門G3、G4封鎖，其狀態(tài)保持不變。1001（2）輸出信號(hào)過(guò)程CP下降沿到來(lái)時(shí)，主觸發(fā)器控制門G7、G8封鎖，在CP=1期間接收的內(nèi)容被存儲(chǔ)起來(lái)。同時(shí)，從觸發(fā)器控制門G3、G4被打開(kāi)，主觸發(fā)器將其接收的內(nèi)容送入從觸發(fā)器，輸出端隨之改變狀態(tài)。在CP=0期間，由于主觸發(fā)器保持狀態(tài)不變，因此受其控制的從觸發(fā)器的狀態(tài)也即Q、Q的值當(dāng)然不可能改變。CP下降沿到來(lái)時(shí)有效特性方程邏輯符號(hào)電路特點(diǎn)主從RS觸發(fā)器采用主主從控制結(jié)構(gòu)構(gòu)，從根本上上解決了輸入入信號(hào)直接控控制的問(wèn)題，，具有CP＝1期間接收輸入入信號(hào)，CP下降沿到來(lái)時(shí)時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的的特點(diǎn)。但其其仍然存在著著約束問(wèn)題，，即在CP＝1期間，輸入信信號(hào)R和S不能同時(shí)為1。2、主從JK觸發(fā)器代入主從RS觸發(fā)器的特性性方程，即可可得到主從JK觸發(fā)器的特性性方程：將主從JK觸發(fā)器沒(méi)有約約束。特性表時(shí)序圖電路特點(diǎn)邏輯符號(hào)①主從JK觸發(fā)器采用主主從控制結(jié)構(gòu)構(gòu)，從根本上上解決了輸入入信號(hào)直接控控制的問(wèn)題，，具有CP＝1期間接收輸入入信號(hào)，CP下降沿到來(lái)時(shí)時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的的特點(diǎn)。②輸入信號(hào)J、K之間沒(méi)有約束束。③存在一次變化化問(wèn)題。帶清零端和預(yù)預(yù)置端的主從從JK觸發(fā)器RD=0，直接置001111001SD=0，直接置110001111帶清零端和預(yù)預(yù)置端的主從從JK觸發(fā)器的邏輯輯符號(hào)集成主從JK觸發(fā)器低電平有效低電平有效CP下降沿觸發(fā)與輸入主從JK觸發(fā)器的邏輯輯符號(hào)主從JK觸發(fā)器功能完完善，并且輸輸入信號(hào)J、K之間沒(méi)有約束束。但主從JK觸發(fā)器還存在在著一次變化化問(wèn)題，即主主從JK觸發(fā)器中的主主觸發(fā)器，在在CP＝1期間其狀態(tài)能能且只能變化化一次，這種種變化可以是是J、K變化引起，也也可以是干擾擾脈沖引起，，因此其抗干干擾能力尚需需進(jìn)一步提高高。3.1.4邊沿觸發(fā)器1、邊沿D觸發(fā)器工作原理（1）CP＝0時(shí)，門G7、G8被封鎖，門G3、G4打開(kāi)，從觸發(fā)器的狀態(tài)取決于主觸發(fā)器Q=Qm、Q=Qm，輸入信號(hào)D不起作用。（2）CP＝1時(shí)，門G7、G8打開(kāi)，門G3、G4被封鎖，從觸發(fā)器狀態(tài)不變，主觸發(fā)器的狀態(tài)跟隨輸入信號(hào)D的變化而變化，即在CP＝1期間始終都有Qm=D。下降沿時(shí)刻有效（3）CP下降沿到來(lái)時(shí)，封鎖門G7、G8，打開(kāi)門G3、G4，主觸發(fā)器鎖存CP下降時(shí)刻D的值，即Qm=D，隨后將該值送入從觸發(fā)器，使Q=D、Q=D。（4）CP下降沿過(guò)后，主觸發(fā)器鎖存的CP下降沿時(shí)刻D的值被保存下來(lái)，而從觸發(fā)器的狀態(tài)也將保持不變。綜上所述，邊沿D觸發(fā)器的特性方程為：邊沿D觸發(fā)器沒(méi)有一一次變化問(wèn)題題。邏輯符號(hào)集成邊沿D觸發(fā)器注意：CC4013的異步輸入端端RD和SD為高電平有效效。CP上升沿觸發(fā)2、邊沿JK觸發(fā)器CP下降沿時(shí)刻有有效邊沿JK觸發(fā)器的邏輯輯符號(hào)邊沿JK觸發(fā)器的特點(diǎn)點(diǎn)①邊沿觸發(fā)，，無(wú)一次變化化問(wèn)題。②功能齊全，，使用方便靈靈活。③抗干擾能力力極強(qiáng)，工作作速度很高。。集成邊沿JK觸發(fā)器①74LS112為CP下降沿觸發(fā)。。②CC4027為CP上升沿觸發(fā)，，且其異步輸輸入端RD和SD為高電平有效效。注意3.1.5不同類型觸發(fā)發(fā)器之間的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換步驟：（1）寫出已有觸觸發(fā)器和待求求觸發(fā)器的特特性方程。（2）變換待求觸觸發(fā)器的特性性方程，使之之形式與已有有觸發(fā)器的特特性方程一致致。（3）比較已有和和待求觸發(fā)器器的特性方程程，根據(jù)兩個(gè)個(gè)方程相等的的原則求出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換邏輯。（4）根據(jù)轉(zhuǎn)換邏邏輯畫出邏輯輯電路圖。轉(zhuǎn)換方法：利用令已有觸觸發(fā)器和待求求觸發(fā)器的特特性方程相等等的原則，求求出轉(zhuǎn)換邏輯輯。1、將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為為RS、D、T和T＇觸發(fā)器JK觸發(fā)器→RS觸發(fā)器RS觸發(fā)器特性方方程變換RS觸發(fā)器的特性性方程，使之之形式與JK觸發(fā)器的特性性方程一致：：比較，得：電路圖JK觸發(fā)器→D觸發(fā)器寫出D觸發(fā)器的特性性方程，并進(jìn)進(jìn)行變換，使使之形式與JK觸發(fā)器的特性性方程一致：：與JK觸發(fā)器的特性性方程比較，，得：電路圖JK觸發(fā)器→T觸發(fā)器在數(shù)字電路中中，凡在CP時(shí)鐘脈沖控制制下，根據(jù)輸輸入信號(hào)T取值的不同，，具有保持和和翻轉(zhuǎn)功能的的電路，即當(dāng)當(dāng)T＝0時(shí)能保持狀態(tài)態(tài)不變，T＝1時(shí)一定翻轉(zhuǎn)的的電路，都稱稱為T觸發(fā)器。特性表邏輯符號(hào)T觸發(fā)器特性方方程：與JK觸發(fā)器的特性性方程比較，，得：電路圖狀態(tài)圖時(shí)序圖JK觸發(fā)器→T＇觸發(fā)器在數(shù)字電路中中，凡每來(lái)一一個(gè)時(shí)鐘脈沖沖就翻轉(zhuǎn)一次次的電路，都都稱為T＇觸發(fā)器。特性表邏輯符號(hào)T＇觸發(fā)器特性方方程：與JK觸發(fā)器的特性性方程比較，，得：電路圖變換T＇觸發(fā)器的特性性方程：狀態(tài)圖時(shí)序圖2、將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為為JK、T和T＇觸發(fā)器D觸發(fā)器→JK觸發(fā)器D觸發(fā)器→T觸發(fā)器D觸發(fā)器→T＇觸發(fā)器本節(jié)小結(jié)：

觸發(fā)器是數(shù)字電路的極其重要的基本單元。觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，在外界信號(hào)作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)穩(wěn)態(tài)；無(wú)外界信號(hào)作用時(shí)狀態(tài)保持不變。因此，觸發(fā)器可以作為二進(jìn)制存儲(chǔ)單元使用。觸發(fā)器的邏輯功能可以用真值表、卡諾圖、特性方程、狀態(tài)圖和波形圖等5種方式來(lái)描述。觸發(fā)器的特性方程是表示其邏輯功能的重要邏輯函數(shù)，在分析和設(shè)計(jì)時(shí)序電路時(shí)常用來(lái)作為判斷電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的依據(jù)。各種不同邏輯功能的觸發(fā)器的特性方程為：RS觸發(fā)器：Qn+1=S+RQn，其約束條件為：RS＝0JK觸發(fā)器：Qn+1=JQn+KQnD觸發(fā)器：Qn+1=DT觸發(fā)器：Qn+1=TQn+TQnT＇觸發(fā)器：Qn+1=Qn同一種功能的觸發(fā)器，可以用不同的電路結(jié)構(gòu)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)；反過(guò)來(lái)，同一種電路結(jié)構(gòu)形式，可以構(gòu)成具有不同功能的各種類型觸發(fā)器。3.2時(shí)序邏輯電路路的分析與設(shè)設(shè)計(jì)方法3.2.1時(shí)序邏輯電路路概述退出3.2.2時(shí)序邏輯電路路的分析方法法3.2.3時(shí)序邏輯電路路的設(shè)計(jì)方法法3.2.1時(shí)序邏輯電路路概述1、時(shí)序電路的的特點(diǎn)時(shí)序電路在任任何時(shí)刻的穩(wěn)穩(wěn)定輸出，不不僅與該時(shí)刻刻的輸入信號(hào)號(hào)有關(guān)，而且且還與電路原原來(lái)的狀態(tài)有有關(guān)。2、時(shí)序電路邏邏輯功能的表表示方法時(shí)序電路的邏邏輯功能可用用邏輯表達(dá)式式、狀態(tài)表、、卡諾圖、狀狀態(tài)圖、時(shí)序序圖和邏輯圖圖6種方式表示，，這些表示方方法在本質(zhì)上上是相同的，，可以互相轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。邏輯表達(dá)式有有：輸出方程狀態(tài)方程激勵(lì)方程3、時(shí)序電路的的分類（1）根據(jù)時(shí)鐘鐘分類同步時(shí)序電路路中，各個(gè)觸觸發(fā)器的時(shí)鐘鐘脈沖相同，，即電路中有有一個(gè)統(tǒng)一的的時(shí)鐘脈沖，，每來(lái)一個(gè)時(shí)時(shí)鐘脈沖，電電路的狀態(tài)只只改變一次。。異步時(shí)序電路路中，各個(gè)觸觸發(fā)器的時(shí)鐘鐘脈沖不同，，即電路中沒(méi)沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)時(shí)鐘脈沖來(lái)控控制電路狀態(tài)態(tài)的變化，電電路狀態(tài)改變變時(shí)，電路中中要更新?tīng)顟B(tài)態(tài)的觸發(fā)器的的翻轉(zhuǎn)有先有有后，是異步步進(jìn)行的。（2）根據(jù)輸出分類類米利型時(shí)序電電路的輸出不不僅與現(xiàn)態(tài)有有關(guān)，而且還還決定于電路路當(dāng)前的輸入入。穆?tīng)栃蜁r(shí)序電電路的其輸出出僅決定于電電路的現(xiàn)態(tài)，，與電路當(dāng)前前的輸入無(wú)關(guān)關(guān)；或者根本本就不存在獨(dú)獨(dú)立設(shè)置的輸輸出，而以電電路的狀態(tài)直直接作為輸出出。電路圖時(shí)鐘方程、驅(qū)驅(qū)動(dòng)方程和輸輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)圖、狀態(tài)態(tài)表或時(shí)序圖圖判斷電路邏輯輯功能12353.2.2時(shí)序邏輯電路路的分析方法法時(shí)序電路的分分析步驟：計(jì)算4例時(shí)鐘方程：輸出方程：輸出僅與電路路現(xiàn)態(tài)有關(guān)，，為穆?tīng)栃蜁r(shí)時(shí)序電路。同步時(shí)序電路路的時(shí)鐘方程程可省去不寫寫。驅(qū)動(dòng)方程：1寫方程式2求狀態(tài)方程JK觸發(fā)器的特性性方程：將各觸發(fā)器的的驅(qū)動(dòng)方程代代入，即得電電路的狀態(tài)方方程：3計(jì)算、列狀態(tài)態(tài)表000001010011100101110111001011101111000010100110000011004畫狀態(tài)圖、時(shí)時(shí)序圖狀態(tài)圖5電路功能時(shí)序圖有效循環(huán)的6個(gè)狀態(tài)分別是是0～5這6個(gè)十進(jìn)制數(shù)字字的格雷碼，，并且在時(shí)鐘鐘脈沖CP的作用下，這這6個(gè)狀態(tài)是按遞遞增規(guī)律變化化的，即：000→001→011→111→→110→100→000→…所以這是一個(gè)個(gè)用格雷碼表表示的六進(jìn)制制同步加法計(jì)計(jì)數(shù)器。當(dāng)對(duì)對(duì)第6個(gè)脈沖計(jì)數(shù)時(shí)時(shí)，計(jì)數(shù)器又又重新從000開(kāi)始計(jì)數(shù)，并并產(chǎn)生輸出Y＝1。例輸出方程：輸出與輸入有有關(guān)，為米利利型時(shí)序電路路。同步時(shí)序電路路，時(shí)鐘方程程省去。驅(qū)動(dòng)方程：1寫方程式2求狀態(tài)方程T觸發(fā)器的特性性方程：將各觸發(fā)器的的驅(qū)動(dòng)方程代代入，即得電電路的狀態(tài)方方程：3計(jì)算、列狀態(tài)態(tài)表45電路功能由狀態(tài)圖可以以看出，當(dāng)輸輸入X＝0時(shí)，在時(shí)鐘脈脈沖CP的作用下，電電路的4個(gè)狀態(tài)按遞增增規(guī)律循環(huán)變變化，即：00→01→→10→11→00→……當(dāng)X＝1時(shí)，在時(shí)鐘脈脈沖CP的作用下，電電路的4個(gè)狀態(tài)按遞減減規(guī)律循環(huán)變變化，即：00→11→→10→01→00→……可見(jiàn)，該電路路既具有遞增增計(jì)數(shù)功能，，又具有遞減減計(jì)數(shù)功能，，是一個(gè)2位二進(jìn)制同步步可逆計(jì)數(shù)器器。畫狀態(tài)圖時(shí)序序圖例電路沒(méi)有單獨(dú)獨(dú)的輸出，為為穆?tīng)栃蜁r(shí)序序電路。異步時(shí)序電路路，時(shí)鐘方程程：驅(qū)動(dòng)方程：1寫方程式2求狀態(tài)方程D觸發(fā)器的特性性方程：將各觸發(fā)器的的驅(qū)動(dòng)方程代代入，即得電電路的狀態(tài)方方程：3計(jì)算、列狀態(tài)態(tài)表45電路功能由狀態(tài)圖可以以看出，在時(shí)時(shí)鐘脈沖CP的作用下，電電路的8個(gè)狀態(tài)按遞減減規(guī)律循環(huán)變變化，即：000→111→110→101→→100→011→010→001→000→→…電路具有遞減減計(jì)數(shù)功能，，是一個(gè)3位二進(jìn)制異步步減法計(jì)數(shù)器器。畫狀態(tài)圖、時(shí)時(shí)序圖設(shè)計(jì)要求原始狀態(tài)圖最簡(jiǎn)狀態(tài)圖畫電路圖檢查電路能否否自啟動(dòng)12463.2.3時(shí)序邏輯電路路的設(shè)計(jì)方法法時(shí)序電路的設(shè)設(shè)計(jì)步驟：選觸發(fā)器，求求時(shí)鐘、輸出出、狀態(tài)、驅(qū)驅(qū)動(dòng)方程5狀態(tài)分配3化簡(jiǎn)例1建立原始狀態(tài)態(tài)圖設(shè)計(jì)一個(gè)按自自然態(tài)序變化化的7進(jìn)制同步加法法計(jì)數(shù)器，計(jì)計(jì)數(shù)規(guī)則為逢逢七進(jìn)益，產(chǎn)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位位輸出。狀態(tài)化簡(jiǎn)2狀態(tài)分配3已經(jīng)最簡(jiǎn)。已是二進(jìn)制狀狀態(tài)。4選觸發(fā)器，求求時(shí)鐘、輸出出、狀態(tài)、驅(qū)驅(qū)動(dòng)方程因需用3位二進(jìn)制代碼碼，選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)的的JK觸發(fā)器，分別別用FF0、FF1、FF2表示。由于要求采用用同步方案，，故時(shí)鐘方程程為：輸出方程：狀態(tài)方程不化簡(jiǎn)，以便便使之與JK觸發(fā)器的特性性方程的形式式一致。比較，得驅(qū)動(dòng)動(dòng)方程：電路圖圖5檢查電電路能能否自自啟動(dòng)動(dòng)6將無(wú)效效狀態(tài)態(tài)111代入狀狀態(tài)方方程計(jì)計(jì)算：：可見(jiàn)111的次態(tài)態(tài)為有有效狀狀態(tài)000，電路路能夠夠自啟啟動(dòng)。。設(shè)計(jì)一一個(gè)串串行數(shù)數(shù)據(jù)檢檢測(cè)電電路，，當(dāng)連連續(xù)輸輸入3個(gè)或3個(gè)以上上1時(shí)，電電路的的輸出出為1，其它它情況況下輸輸出為為0。例如如：輸入X101100111011110輸入Y000000001000110例1建立原原始狀狀態(tài)圖圖S0S1S2S3設(shè)電路路開(kāi)始始處于于初始始狀態(tài)態(tài)為S0。第一次次輸入入1時(shí)，由由狀態(tài)態(tài)S0轉(zhuǎn)入狀狀態(tài)S1，并輸出出0；1/0X/Y若繼續(xù)續(xù)輸入入1，由狀狀態(tài)S1轉(zhuǎn)入狀狀態(tài)S2，并輸出出0；1/0如果仍仍接著著輸入入1，由狀狀態(tài)S2轉(zhuǎn)入狀狀態(tài)S3，并輸出出1；1/1此后若若繼續(xù)續(xù)輸入入1，電路路仍停停留在在狀態(tài)態(tài)S3，并輸出出1。1/1電路無(wú)無(wú)論處處在什什么狀狀態(tài)，，只要要輸入入0，都應(yīng)應(yīng)回到到初始始狀態(tài)態(tài)，并并輸出出0，以便便重新新計(jì)數(shù)數(shù)。0/00/00/00/0原始狀狀態(tài)圖圖中，，凡是是在輸輸入相相同時(shí)時(shí)，輸輸出相相同、、要轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到到的次次態(tài)也也相同同的狀狀態(tài)，，稱為為等價(jià)價(jià)狀態(tài)態(tài)。狀狀態(tài)化化簡(jiǎn)就就是將將多個(gè)個(gè)等價(jià)價(jià)狀態(tài)態(tài)合并并成一一個(gè)狀狀態(tài)，，把多多余的的狀態(tài)態(tài)都去去掉，，從而而得到到最簡(jiǎn)簡(jiǎn)的狀狀態(tài)圖圖。狀態(tài)化化簡(jiǎn)2狀態(tài)分分配3所得原原始狀狀態(tài)圖圖中，，狀態(tài)態(tài)S2和S3等價(jià)。。因?yàn)闉樗鼈儌冊(cè)谳斴斎霝闉?時(shí)輸出出都為為1，且都都轉(zhuǎn)換換到次次態(tài)S3；在輸入入為0時(shí)輸出出都為為0，且都都轉(zhuǎn)換換到次次態(tài)S0。所以它它們可可以合合并為為一個(gè)個(gè)狀態(tài)態(tài)，合合并后后的狀狀態(tài)用用S2表示。。S0=00S1=01S2=104選觸發(fā)發(fā)器，，求時(shí)時(shí)鐘、、輸出出、狀狀態(tài)、、驅(qū)動(dòng)動(dòng)方程程選用2個(gè)CP下降沿沿觸發(fā)發(fā)的JK觸發(fā)器器，分分別用用FF0、FF1表示。。采用用同步步方案案，即即?。海狠敵龇椒匠虪顟B(tài)方方程比較，，得驅(qū)驅(qū)動(dòng)方方程：：電路圖圖5檢查電電路能能否自自啟動(dòng)動(dòng)6將無(wú)效效狀態(tài)態(tài)11代入輸輸出方方程和和狀態(tài)態(tài)方程程計(jì)算算：電路能能夠自自啟動(dòng)動(dòng)。例設(shè)計(jì)一一個(gè)異異步時(shí)時(shí)序電電路，，要求求如右右圖所所示狀狀態(tài)圖圖。4選觸發(fā)發(fā)器，，求時(shí)時(shí)鐘、、輸出出、狀狀態(tài)、、驅(qū)動(dòng)動(dòng)方程程選用3個(gè)CP上升沿沿觸發(fā)發(fā)的D觸發(fā)器器，分分別用用FF0、FF1、FF2表示。。輸出方方程次態(tài)卡卡諾圖圖時(shí)鐘方方程：：FF0每輸入入一個(gè)個(gè)CP翻轉(zhuǎn)一一次，，只能能選CP。選擇時(shí)時(shí)鐘脈脈沖的的一個(gè)個(gè)基本本原則則：在在滿足足翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)要求求的條條件下下，觸觸發(fā)沿沿越少少越好好。FF1在t2、t4時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。FF2在t4、t6時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。電路圖圖5檢查電電路能能否自自啟動(dòng)動(dòng)6將無(wú)效效狀態(tài)態(tài)110、111代入輸輸出方方程和和狀態(tài)態(tài)方程程計(jì)算算：電路能能夠自自啟動(dòng)動(dòng)。特性方方程：：本節(jié)小結(jié)：：時(shí)序電路的的特點(diǎn)是：：在任何時(shí)時(shí)刻的輸出出不僅和輸輸入有關(guān)，，而且還決決定于電路路原來(lái)的狀狀態(tài)。為了了記憶電路路的狀態(tài)，，時(shí)序電路路必須包含含有存儲(chǔ)電電路。存儲(chǔ)儲(chǔ)電路通常常以觸發(fā)器器為基本單單元電路構(gòu)構(gòu)成。時(shí)序電路可可分為同步步時(shí)序電路路和異步時(shí)時(shí)序電路兩兩類。它們們的主要區(qū)區(qū)別是，前前者的所有有觸發(fā)器受受同一時(shí)鐘鐘脈沖控制制，而后者者的各觸發(fā)發(fā)器則受不不同的脈沖沖源控制。。時(shí)序電路的的邏輯功能能可用邏輯輯圖、狀態(tài)態(tài)方程、狀狀態(tài)表、卡卡諾圖、狀狀態(tài)圖和時(shí)時(shí)序圖等6種方法來(lái)描描述，它們們?cè)诒举|(zhì)上上是相通的的，可以互互相轉(zhuǎn)換。。時(shí)序電路的的分析，就就是由邏輯輯圖到狀態(tài)態(tài)圖的轉(zhuǎn)換換；而時(shí)序序電路的設(shè)設(shè)計(jì)，在畫畫出狀態(tài)圖圖后，其余余就是由狀狀態(tài)圖到邏邏輯圖的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。3.3計(jì)數(shù)器3.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器退出3.3.2十進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器3.3.3N進(jìn)制計(jì)數(shù)器器在數(shù)字電路路中，能夠夠記憶輸入入脈沖個(gè)數(shù)數(shù)的電路稱稱為計(jì)數(shù)器器。計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器器加法計(jì)數(shù)器器同步計(jì)數(shù)器器異步計(jì)數(shù)器器減法計(jì)數(shù)器器可逆計(jì)數(shù)器器加法計(jì)數(shù)器器減法計(jì)數(shù)器器可逆計(jì)數(shù)器器二進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器器·······3.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器1、二進(jìn)制同同步計(jì)數(shù)器器3位二進(jìn)制同同步加法計(jì)計(jì)數(shù)器選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)發(fā)的JK觸發(fā)器，分分別用FF0、FF1、FF2表示。狀態(tài)圖輸出方程：：時(shí)鐘方程：：時(shí)序圖FF0每輸入一個(gè)個(gè)時(shí)鐘脈沖沖翻轉(zhuǎn)一次次FF1在Q0=1時(shí)，在下一一個(gè)CP觸發(fā)沿到來(lái)來(lái)時(shí)翻轉(zhuǎn)。。FF2在Q0=Q1=1時(shí)，在下一一個(gè)CP觸發(fā)沿到來(lái)來(lái)時(shí)翻轉(zhuǎn)。。電路圖由于沒(méi)有無(wú)無(wú)效狀態(tài)，，電路能自自啟動(dòng)。推廣到n位二進(jìn)制同同步加法計(jì)計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)方程輸出方程3位二進(jìn)制同同步減法計(jì)計(jì)數(shù)器選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)發(fā)的JK觸發(fā)器，分分別用FF0、FF1、FF2表示。狀態(tài)圖輸出方程：：時(shí)鐘方程：：時(shí)序圖FF0每輸入一個(gè)個(gè)時(shí)鐘脈沖沖翻轉(zhuǎn)一次次FF1在Q0=0時(shí)，在下一一個(gè)CP觸發(fā)沿到來(lái)來(lái)時(shí)翻轉(zhuǎn)。。FF2在Q0=Q1=0時(shí)，在下一一個(gè)CP觸發(fā)沿到來(lái)來(lái)時(shí)翻轉(zhuǎn)。。電路圖由于沒(méi)有無(wú)無(wú)效狀態(tài)，，電路能自自啟動(dòng)。推廣到n位二進(jìn)制同同步減法計(jì)計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)方程輸出方程3位二進(jìn)制同同步可逆計(jì)計(jì)數(shù)器設(shè)用U/D表示加減控制信號(hào)，且U/D＝0時(shí)作加計(jì)數(shù)，U/D＝1時(shí)作減計(jì)數(shù)，則把二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)方程和U/D相與，把減法計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)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(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)方程。輸出方程電路圖4位集成二進(jìn)進(jìn)制同步加加法計(jì)數(shù)器器74LS161/163①CR=0時(shí)異步清零。②CR=1、LD=0時(shí)同步置數(shù)。③CR=LD=1且CPT=CPP=1時(shí)，按照4位自然二進(jìn)制碼進(jìn)行同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)。④CR=LD=1且CPT·CPP=0時(shí)，計(jì)數(shù)器狀態(tài)保持不變。74LS163的引腳排列列和74LS161相同，不同同之處是74LS163采用同步清清零方式。。雙4位集成二進(jìn)進(jìn)制同步加加法計(jì)數(shù)器器CC4520①CR=1時(shí)，異步清清零。②CR=0、EN=1時(shí)，在CP脈沖上升沿沿作用下進(jìn)進(jìn)行加法計(jì)計(jì)數(shù)。③CR=0、CP=0時(shí)，在EN脈沖下降沿沿作用下進(jìn)進(jìn)行加法計(jì)計(jì)數(shù)。④CR=0、EN=0或CR=0、CP=1時(shí)，計(jì)數(shù)器器狀態(tài)保持持不變。4位集成二進(jìn)進(jìn)制同步可可逆計(jì)數(shù)器器74LS191U/D是加減計(jì)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(jì)數(shù)器狀態(tài)輸出端；CO/BO是進(jìn)位借位信號(hào)輸出端；RC是多個(gè)芯片級(jí)聯(lián)時(shí)級(jí)間串行計(jì)數(shù)使能端，CT＝0，CO/BO＝1時(shí)，RC＝CP，由RC端產(chǎn)生的輸出進(jìn)位脈沖的波形與輸入計(jì)數(shù)脈沖的波形相同。4位集成二進(jìn)進(jìn)制同步可可逆計(jì)數(shù)器器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(jì)數(shù)脈沖輸入端；CPD是減法計(jì)數(shù)脈沖輸入端；D0～D3是并行數(shù)據(jù)輸入端；Q0～Q3是計(jì)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(gè)74LS193級(jí)聯(lián)時(shí)，只要把低位的CO端、BO端分別與高位的CPU、CPD連接起來(lái)，各個(gè)芯片的CR端連接在一起，LD端連接在一起，就可以了。2、二進(jìn)制異異步計(jì)數(shù)器器3位二進(jìn)制異異步加法計(jì)計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)發(fā)的JK觸發(fā)器，分分別用FF0、FF1、FF2表示。輸出方程：：時(shí)鐘方程：：時(shí)序圖FF0每輸入一個(gè)個(gè)時(shí)鐘脈沖沖翻轉(zhuǎn)一次次，F(xiàn)F1在Q0由1變0時(shí)翻轉(zhuǎn)，F(xiàn)F2在Q1由1變0時(shí)翻轉(zhuǎn)。3個(gè)JK觸發(fā)器都是是在需要翻翻轉(zhuǎn)時(shí)就有有下降沿，，不需要翻翻轉(zhuǎn)時(shí)沒(méi)有有下降沿，，所以3個(gè)觸發(fā)器都都應(yīng)接成T＇型。驅(qū)動(dòng)方程：：電路圖3位二進(jìn)制異異步減法計(jì)計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)發(fā)的JK觸發(fā)器，分分別用FF0、FF1、FF2表示。輸出方程：：時(shí)鐘方程：：時(shí)序圖FF0每輸入一個(gè)個(gè)時(shí)鐘脈沖沖翻轉(zhuǎn)一次次，F(xiàn)F1在Q0由0變1時(shí)翻轉(zhuǎn)，F(xiàn)F2在Q1由0變1時(shí)翻轉(zhuǎn)。3個(gè)JK觸發(fā)器都是是在需要翻翻轉(zhuǎn)時(shí)就有有下降沿，，不需要翻翻轉(zhuǎn)時(shí)沒(méi)有有下降沿，，所以3個(gè)觸發(fā)器都都應(yīng)接成T＇型。驅(qū)動(dòng)方程：：電路圖二進(jìn)制異步步計(jì)數(shù)器級(jí)級(jí)間連接規(guī)規(guī)律4位集成二進(jìn)進(jìn)制異步加加法計(jì)數(shù)器器74LS197①CR=0時(shí)異步清零。②CR=1、CT/LD=0時(shí)異步置數(shù)。③CR=CT/LD=1時(shí)，異步加法計(jì)數(shù)。若將輸入時(shí)鐘脈沖CP加在CP0端、把Q0與CP1連接起來(lái)，則構(gòu)成4位二進(jìn)制即16進(jìn)制異步加法計(jì)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(jì)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(jì)數(shù)器。選用4個(gè)CP下降沿觸發(fā)發(fā)的JK觸發(fā)器，分分別用FF0、FF1、FF2、FF3表示。3.3.2十進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器1、十進(jìn)制同同步計(jì)數(shù)器器狀態(tài)圖輸出方程：：時(shí)鐘方程：：十進(jìn)制同步步加法計(jì)數(shù)數(shù)器狀態(tài)方程電路圖比較，得驅(qū)驅(qū)動(dòng)方程：：將無(wú)效狀態(tài)態(tài)1010～1111分別代入狀狀態(tài)方程進(jìn)進(jìn)行計(jì)算，，可以驗(yàn)證證在CP脈沖作用下下都能回到到有效狀態(tài)態(tài)，電路能能夠自啟動(dòng)動(dòng)。十進(jìn)制同步步減法計(jì)數(shù)數(shù)器選用4個(gè)CP下降沿觸發(fā)發(fā)的JK觸發(fā)器，分分別用FF0、FF1、FF2、FF3表示。狀態(tài)圖輸出方程：：時(shí)鐘方程：：狀態(tài)方程次態(tài)卡諾圖圖比較，得驅(qū)驅(qū)動(dòng)方程：：將無(wú)效狀態(tài)態(tài)1010～1111分別代入狀狀態(tài)方程進(jìn)進(jìn)行計(jì)算，，可以驗(yàn)證證在CP脈沖作用下下都能回到到有效狀態(tài)態(tài)，電路能能夠自啟動(dòng)動(dòng)。電路圖十進(jìn)制同步步可逆計(jì)數(shù)數(shù)器集成十進(jìn)制制同步計(jì)數(shù)數(shù)器集成十進(jìn)進(jìn)制同步步加法計(jì)計(jì)數(shù)器74160、74162的引腳排排列圖、、邏輯功功能示意意圖與74161、74163相同，不不同的是是，74160和74162是十進(jìn)制制同步加加法計(jì)數(shù)數(shù)器，而而74161和74163是4位二進(jìn)制制（16進(jìn)制）同同步加法法計(jì)數(shù)器器。此外外，74160和74162的區(qū)別是是，74160采用的是是異步清清零方式式，而74162采用的是是同步清清零方式式。74190是單時(shí)鐘鐘集成十十進(jìn)制同同步可逆逆計(jì)數(shù)器器，其引引腳排列列圖和邏邏輯功能能示意圖圖與74191相同。74192是雙時(shí)鐘鐘集成十十進(jìn)制同同步可逆逆計(jì)數(shù)器器，其引引腳排列列圖和邏邏輯功能能示意圖圖與74193相同。把前面介紹的十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器和十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器用與或門組合起來(lái)，并用U/D作為加減控制信號(hào)，即可獲得十進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器。選用4個(gè)CP上升沿觸觸發(fā)的D觸發(fā)器，，分別用用FF0、FF1、FF2、FF3表示。2、十進(jìn)制制異步計(jì)計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖輸出方程程：十進(jìn)制異異步加法法計(jì)數(shù)器器時(shí)序圖時(shí)鐘方程程FF0每輸入一一個(gè)CP翻轉(zhuǎn)一次次，只能能選CP。選擇時(shí)鐘鐘脈沖的的一個(gè)基基本原則則：在滿滿足翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)要求的的條件下下，觸發(fā)發(fā)沿越少少越好。。FF1在t2、t4、t6、t8時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。FF2在t4、t8時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，可選Q1。FF3在t8、t10時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。狀態(tài)方程程比較，得得驅(qū)動(dòng)方方程：電路圖將無(wú)效狀狀態(tài)1010～1111分別代入入狀態(tài)方方程進(jìn)行行計(jì)算，，可以驗(yàn)驗(yàn)證在CP脈沖作用用下都能能回到有有效狀態(tài)態(tài)，電路路能夠自自啟動(dòng)。。十進(jìn)制異異步減法法計(jì)數(shù)器器選用4個(gè)CP上升沿觸觸發(fā)的JK觸發(fā)器，，分別用用FF0、FF1、FF2、FF3表示。狀態(tài)圖輸出方程程：時(shí)序圖時(shí)鐘方程程FF0每輸入一一個(gè)CP翻轉(zhuǎn)一次次，只能能選CP。選擇時(shí)鐘鐘脈沖的的一個(gè)基基本原則則：在滿滿足翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)要求的的條件下下，觸發(fā)發(fā)沿越少少越好。。FF1在t2、t4、t6、t8時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。FF2在t4、t8時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，可選Q1。FF3在t8、t10時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，可選Q0。狀態(tài)方程程比較，得得驅(qū)動(dòng)方方程：電路圖將無(wú)效狀狀態(tài)1010～1111分別代入入狀態(tài)方方程進(jìn)行行計(jì)算，，可以驗(yàn)驗(yàn)證在CP脈沖作用用下都能能回到有有效狀態(tài)態(tài)，電路路能夠自自啟動(dòng)。。集成十進(jìn)進(jìn)制異步步計(jì)數(shù)器器74LS903.3.3N進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器1、用同步步清零端端或置數(shù)數(shù)端歸零零構(gòu)成N進(jìn)置計(jì)數(shù)數(shù)器2、用異步步清零端端或置數(shù)數(shù)端歸零零構(gòu)成N進(jìn)置計(jì)數(shù)數(shù)器（1）寫出狀狀態(tài)SN-1的二進(jìn)制制代碼。。（2）求歸零零邏輯，，即求同同步清零零端或置置數(shù)控制制端信號(hào)號(hào)的邏輯輯表達(dá)式式。（3）畫連線線圖。（1）寫出狀狀態(tài)SN的二進(jìn)制制代碼。。（2）求歸零零邏輯，，即求異異步清零零端或置置數(shù)控制制端信號(hào)號(hào)的邏輯輯表達(dá)式式。（3）畫連線線圖。利用集成成計(jì)數(shù)器器的清零零端和置置數(shù)端實(shí)實(shí)現(xiàn)歸零零，從而而構(gòu)成按按自然態(tài)態(tài)序進(jìn)行行計(jì)數(shù)的的N進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器的方方法。在前面介介紹的集集成計(jì)數(shù)數(shù)器中，，清零、、置數(shù)均均采用同同步方式式的有74LS163；均采用異異步方式式的有74LS193、74LS197、74LS192；清零采用用異步方方式、置置數(shù)采用用同步方方式的有有74LS161、74LS160；有的只具具有異步步清零功功能，如如CC4520、74LS190、74LS191；74LS90則具有異異步清零零和異步步置9功能。用74LS163來(lái)構(gòu)成一一個(gè)十二二進(jìn)制計(jì)計(jì)數(shù)器。。（1）寫出狀狀態(tài)SN-1的二進(jìn)制制代碼。。（3）畫連線線圖。SN-1＝S12-1＝S11＝1011（2）求歸零邏邏輯。例D0～D3可隨意處處理D0～D3必須都接接0用74LS197來(lái)構(gòu)成一一個(gè)十二二進(jìn)制計(jì)計(jì)數(shù)器。。（1）寫出狀狀態(tài)SN的二進(jìn)制制代碼。。（3）畫連線線圖。SN＝S12＝1100（2）求歸零邏邏輯。例D0～D3可隨意處處理D0～D3必須都接接0用74LS161來(lái)構(gòu)成一一個(gè)十二二進(jìn)制計(jì)計(jì)數(shù)器。。SN＝S12＝1100例D0～D3可隨意處處理D0～D3必須都接接0SN-1＝S11＝10113、提高歸歸零可靠靠性的方方法4、計(jì)數(shù)器器容量的的擴(kuò)展異步計(jì)數(shù)數(shù)器一般般沒(méi)有專專門的進(jìn)進(jìn)位信號(hào)號(hào)輸出端端，通常?？梢杂糜帽炯?jí)的的高位輸輸出信號(hào)號(hào)驅(qū)動(dòng)下下一級(jí)計(jì)計(jì)數(shù)器計(jì)計(jì)數(shù)，即即采用串串行進(jìn)位位方式來(lái)來(lái)擴(kuò)展容容量。100進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器60進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器64進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器同步計(jì)數(shù)數(shù)器有進(jìn)進(jìn)位或借借位輸出出端，可可以選擇擇合適的的進(jìn)位或或借位輸輸出信號(hào)號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)下一級(jí)級(jí)計(jì)數(shù)器器計(jì)數(shù)。。同步計(jì)計(jì)數(shù)器級(jí)級(jí)聯(lián)的方方式有兩兩種，一一種級(jí)間間采用串串行進(jìn)位位方式，，即異步步方式，，這種方方式是將將低位計(jì)計(jì)數(shù)器的的進(jìn)位輸輸出直接接作為高高位計(jì)數(shù)數(shù)器的時(shí)時(shí)鐘脈沖沖，異步步方式的的速度較較慢。另另一種級(jí)級(jí)間采用用并行進(jìn)進(jìn)位方式式，即同同步方式式，這種種方式一一般是把把各計(jì)數(shù)數(shù)器的CP端連在一一起接統(tǒng)統(tǒng)一的時(shí)時(shí)鐘脈沖沖，而低低位計(jì)數(shù)數(shù)器的進(jìn)進(jìn)位輸出出送高位位計(jì)數(shù)器器的計(jì)數(shù)數(shù)控制端端。12位二進(jìn)制制計(jì)數(shù)器器（慢速速計(jì)數(shù)方方式）12位二進(jìn)制制計(jì)數(shù)器器（快速速計(jì)數(shù)方方式）在此種接接線方式式中，只只要片1的各位輸輸出都為為1，一旦片片0的各位輸輸出都為為1，片2立即可以以接收進(jìn)進(jìn)位信號(hào)號(hào)進(jìn)行計(jì)計(jì)數(shù)，不不會(huì)像基基本接法法中那樣樣，需要要經(jīng)歷片片1的傳輸延延遲，所所以工作作速度較較高。這這種接線線方式的的工作速速度與計(jì)計(jì)數(shù)器的的位數(shù)無(wú)無(wú)關(guān)。本節(jié)小結(jié)結(jié)：計(jì)數(shù)器是是一種應(yīng)應(yīng)用十分分廣泛的的時(shí)序電電路，除除用于計(jì)計(jì)數(shù)、分分頻外，，還廣泛泛用于數(shù)數(shù)字測(cè)量量、運(yùn)算算和控制制，從小小型數(shù)字字儀表，，到大型型數(shù)字電電子計(jì)算算機(jī)，幾幾乎無(wú)所所不在，，是任何何現(xiàn)代數(shù)數(shù)字系統(tǒng)統(tǒng)中不可可缺少的的組成部部分。計(jì)數(shù)器可利用觸觸發(fā)器和和門電路路構(gòu)成。。但在實(shí)實(shí)際工作作中，主主要是利利用集成成計(jì)數(shù)器器來(lái)構(gòu)成成。在用用集成計(jì)計(jì)數(shù)器構(gòu)構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器時(shí)，，需要利利用清零零端或置置數(shù)控制制端，讓讓電路跳跳過(guò)某些些狀態(tài)來(lái)來(lái)獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器。3.4寄存器3.4.1基本寄存存器退出3.4.2移位寄存存器3.4.3寄存器的的應(yīng)用在數(shù)字電電路中，，用來(lái)存存放二進(jìn)進(jìn)制數(shù)據(jù)據(jù)或代碼碼的電路路稱為寄寄存器。。寄存器是是由具有有存儲(chǔ)功功能的觸觸發(fā)器組組合起來(lái)來(lái)構(gòu)成的的。一個(gè)個(gè)觸發(fā)器器可以存存儲(chǔ)1位二進(jìn)制制代碼，，存放n位二進(jìn)制制代碼的的寄存器器，需用用n個(gè)觸發(fā)器器來(lái)構(gòu)成成。按照功能能的不同同，可將將寄存器器分為基基本寄存存器和移移位寄存存器兩大大類?；炯拇娲嫫髦荒苣懿⑿兴退腿霐?shù)據(jù)據(jù)，需要要時(shí)也只只能并行行輸出。。移位寄寄存器中中的數(shù)據(jù)據(jù)可以在在移位脈脈沖作用用下依次次逐位右右移或左左移，數(shù)數(shù)據(jù)既可可以并行行輸入、、并行輸輸出，也也可以串串行輸入入、串行行輸出，，還可以以并行輸輸入、串串行輸出出，串行行輸入、、并行輸輸出，十十分靈活活，用途途也很廣廣。3.４.１基基本寄寄存器1、單拍工工作方式式基本寄寄存器無(wú)論寄存存器中原原來(lái)的內(nèi)內(nèi)容是什什么，只只要送數(shù)數(shù)控制時(shí)時(shí)鐘脈沖沖CP上升沿到到來(lái)，加加在并行行數(shù)據(jù)輸輸入端的的數(shù)據(jù)D0～D3，就立即被被送入進(jìn)進(jìn)寄存器器中，即即有：2、雙拍工工作方式式基本寄寄存器（1）清零。CR=0，異步清零。即有：（2）送數(shù)。CR=1時(shí)，CP上升沿送數(shù)。即有：（3）保持。在CR=1、CP上升沿以外時(shí)間，寄存器內(nèi)容將保持不變。3.4.2移位寄存存器1、單向移移位寄存存器并行輸出出4位右移移位寄存存器時(shí)鐘方程程：驅(qū)動(dòng)方程程：狀態(tài)方程程：并行輸出出4位左移移位寄存存器時(shí)鐘方程程：驅(qū)動(dòng)方程程：狀態(tài)方程程：?jiǎn)蜗蛞莆晃患拇嫫髌骶哂幸砸韵轮饕攸c(diǎn)：：（1）單向移移位寄存存器中的的數(shù)碼，，在CP脈沖操作作下，可可以依次次右移或或左移。。（2）n位單向移移位寄存存器可以以寄存n位二進(jìn)制制代碼。。n個(gè)CP脈沖即可可完成串串行輸入入工作，，此后可可從Q0～Qn-1端獲得并并行的n位二進(jìn)制制數(shù)碼，，再用n個(gè)CP脈沖又可可實(shí)現(xiàn)串串行輸出出操作。。（3）若串行行輸入端端狀態(tài)為為0，則n個(gè)CP脈沖后，，寄存器器便被清清零。2、雙向移移位寄存存器M=0時(shí)右移M=1時(shí)左移3、集成雙雙向移位位寄存器器74LS1943.4.3寄存器的的應(yīng)用1、環(huán)形計(jì)計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)即將FFn-1的輸出Qn-1接到FF0的輸入端端D0。工作原理理根據(jù)起始始狀態(tài)設(shè)設(shè)置的不不同，在在輸入計(jì)計(jì)數(shù)脈沖沖CP的作用下下，環(huán)形形計(jì)數(shù)器器的有效效狀態(tài)可可以循環(huán)環(huán)移位一一個(gè)1，也可以以循環(huán)移移位一個(gè)個(gè)0。即當(dāng)連連續(xù)輸入入CP脈沖時(shí)，，環(huán)形計(jì)計(jì)數(shù)器中中各個(gè)觸觸發(fā)器的的Q端或端，，將輪流流地出現(xiàn)現(xiàn)矩形脈脈沖。能自啟動(dòng)動(dòng)的4位環(huán)形計(jì)計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖由74LS194構(gòu)成的能能自啟動(dòng)動(dòng)的4位環(huán)形計(jì)計(jì)數(shù)器時(shí)序圖2、扭環(huán)形形計(jì)數(shù)器器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)狀態(tài)圖即將FFn-1的輸出Qn-1接到FF0的輸入端D0。能自啟動(dòng)的4位扭環(huán)形計(jì)數(shù)數(shù)器本節(jié)小結(jié)：寄存器是用來(lái)來(lái)存放二進(jìn)制制數(shù)據(jù)或代碼碼的電路，是是一種基本時(shí)時(shí)序電路。任任何現(xiàn)代數(shù)字字系統(tǒng)都必須須把需要處理理的數(shù)據(jù)和代代碼先寄存起起來(lái)，以便隨隨時(shí)取用。寄存器分為基基本寄存器和和移位寄存器器兩大類?；炯拇嫫鞯牡臄?shù)據(jù)只能并并行輸入、并并行輸出。移移位寄存器中中的數(shù)據(jù)可以以在移位脈沖沖作用下依次次逐位右移或或左移，數(shù)據(jù)據(jù)可以并行輸輸入、并行輸輸出，串行輸輸入、串行輸輸出，并行輸輸入、串行輸輸出，串行輸輸入、并行輸輸出。寄存器的應(yīng)用用很廣，特別別是移位寄存存器，不僅可可將串行數(shù)碼碼轉(zhuǎn)換成并行行數(shù)碼，或?qū)⒉⑿袛?shù)碼轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)數(shù)碼，還可以以很方便地構(gòu)構(gòu)成移位寄存存器型計(jì)數(shù)器器和順序脈沖沖發(fā)生器等電電路。3.5順序脈沖發(fā)生生器3.5.1計(jì)數(shù)型順序脈脈沖發(fā)生器退出3.5.2移位型順序脈脈沖發(fā)生器3.5.1計(jì)數(shù)器型順序序脈沖發(fā)生器器在數(shù)字電路中中，能按一定定時(shí)間、一定定順序輪流輸輸出脈沖波形形的電路稱為為順序脈沖發(fā)發(fā)生器。計(jì)數(shù)器型順序序脈沖發(fā)生器器一般用按自自然態(tài)序計(jì)數(shù)數(shù)的二進(jìn)制計(jì)計(jì)數(shù)器和譯碼碼器構(gòu)成。順序脈沖發(fā)生生器也稱脈沖沖分配器或節(jié)節(jié)拍脈沖發(fā)生生器，一般由由計(jì)數(shù)器（包包括移位寄存存器型計(jì)數(shù)器器）和譯碼器器組成。作為為時(shí)間基準(zhǔn)的的計(jì)數(shù)脈沖由由計(jì)數(shù)器的輸輸入端送入，，譯碼器即將將計(jì)數(shù)器狀態(tài)態(tài)譯成輸出端端上的順序脈脈沖，使輸出出端上的狀態(tài)態(tài)按一定時(shí)間間、一定順序序輪流為1，或者輪流為為0。前面介紹過(guò)過(guò)的環(huán)形計(jì)數(shù)數(shù)器的輸出就就是順序脈沖沖，故可不加加譯碼電路即即可直接作為為順序脈沖發(fā)發(fā)生器。時(shí)序圖譯碼器電路圖計(jì)數(shù)器用集成計(jì)數(shù)器器74LS163和集成3線-8線譯碼器74LS138構(gòu)成的8輸出順序脈沖沖發(fā)生器。3.5.2移位型順序脈脈沖發(fā)生器移位型順序脈脈沖發(fā)生器由由移位寄存器器型計(jì)數(shù)器加加譯碼電路構(gòu)構(gòu)成。其中環(huán)環(huán)形計(jì)數(shù)器的的輸出就是順順序脈沖，故故可不加譯碼碼電路就可直直接作為順序序脈沖發(fā)生器器。時(shí)序圖在數(shù)控裝置和和數(shù)字計(jì)算機(jī)機(jī)中，往往需需要機(jī)器按照照人們事先規(guī)規(guī)定的順序進(jìn)進(jìn)行運(yùn)算或操操作，這就要要求機(jī)器的控控制部分不僅僅能正確地發(fā)發(fā)出各種控制制信號(hào)，而且且要求這些控控制信號(hào)在時(shí)時(shí)間上有一定定的先后順序序。通常采取取的方法是，，用一個(gè)順序序脈沖發(fā)生器器來(lái)產(chǎn)生時(shí)間間上有先后順順序的脈沖，，以控制系統(tǒng)統(tǒng)各部分協(xié)調(diào)調(diào)地工作。順序脈沖發(fā)生生器分計(jì)數(shù)型型和移位型兩兩類。計(jì)數(shù)型型順序脈沖發(fā)發(fā)生器狀態(tài)利利用率高，但但由于每次CP信號(hào)到來(lái)時(shí)，，可能有兩個(gè)個(gè)或兩個(gè)以上上的觸發(fā)器翻翻轉(zhuǎn)，因此會(huì)會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒冒險(xiǎn)，需要采采取措施消除除。移位型順順序脈沖發(fā)生生器沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)問(wèn)題，，但狀態(tài)利用用率低。本節(jié)小結(jié)：3.6隨機(jī)存取存儲(chǔ)儲(chǔ)器（RAM）3.6.1RAM的結(jié)構(gòu)退出3.6.2RAM容量的擴(kuò)張RAM是由許許多多多的基本寄存存器組合起來(lái)來(lái)構(gòu)成的大規(guī)規(guī)模集成電路路。RAM中的每個(gè)寄存存