數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng) 時序邏輯ppt課件

1、4、異步計數(shù)器的分析、異步計數(shù)器的分析異步計數(shù)器的特點(diǎn)：在異步計數(shù)器內(nèi)部，有的異步計數(shù)器的特點(diǎn)：在異步計數(shù)器內(nèi)部，有的觸發(fā)器直接受輸入計數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器觸發(fā)器直接受輸入計數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器那么是把其它觸發(fā)器的輸出信號作為本人的時那么是把其它觸發(fā)器的輸出信號作為本人的時鐘脈沖，因此各個觸發(fā)器形狀變換的時間先后鐘脈沖，因此各個觸發(fā)器形狀變換的時間先后不一，故被稱為不一，故被稱為“ 異步計數(shù)器異步計數(shù)器 。Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖三位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器三位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器例例1：三位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器。：三位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器。第四章第四章 時序邏

2、輯時序邏輯( (續(xù)續(xù)) )Q0Q1Q2 Q Q210 0 010101010100 010 1011 0 11 1000 0010 1Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖三位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器三位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器1、時鐘方程、時鐘方程nnQCPQCPCPCP102122、驅(qū)動方程及形狀方程、驅(qū)動方程及形狀方程N(yùn)oImagennQDQ0010nnQDQ1111nnQDQ2212CP 有效 Q2 有效Q1 有效思索題：試畫出三位二進(jìn)制異步減法計數(shù)器的思索題：試畫出三位二進(jìn)制異步減法計數(shù)器的電路圖，并分析其任務(wù)過程。電路圖，并分析其任務(wù)過程。異步計數(shù)器優(yōu)點(diǎn)：電路簡單、可靠。

3、異步計數(shù)器優(yōu)點(diǎn)：電路簡單、可靠。異步計數(shù)器缺陷：速度慢。異步計數(shù)器缺陷：速度慢。nnQCPQCPCPCP10212例例2：分析異步十進(jìn)制加法計數(shù)器：分析異步十進(jìn)制加法計數(shù)器1、時鐘方程：nnnQCPQCPQCPCPCP03120102、驅(qū)動方程1,; 11,; 131232213100KQQJKJKQJKJnnn3、形狀方程CPnnQQ010nnnQQQ1311nnQQ212nnnnQQQQ31213nQ0nQ1nQ01111111000000001001000110100010101100111100010011010101111001011可以自啟動可以自啟動i nnQQ010nnnQQQ

4、1311nnQQ212nnnnQQQQ31213nQ0nQ1nQ0CP5 、恣意進(jìn)制計數(shù)器的分析、恣意進(jìn)制計數(shù)器的分析Q2Q2 J2K2Q1Q1 J1K1Q0Q0 J0K0計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖CP2. 驅(qū)動方程：驅(qū)動方程：J2 = Q1nQ0n ， K2 1 J1 = K1 1 J0 = Q2n ， K0 1 例：例：分析步驟：分析步驟：1、寫出時鐘方程：、寫出時鐘方程：CP0=CP2=CP , CP1=Q0n 3. 形狀方程：形狀方程： 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 0 0 0Q2Q2 J2K2Q1Q1 J1K1Q0Q0 J0K0計數(shù)計數(shù)脈沖

5、脈沖CP所分析的電路為異步五進(jìn)制加法計數(shù)器。所分析的電路為異步五進(jìn)制加法計數(shù)器。CP Q2 Q1 Q0nnnnnnnnnQQQQQQQQQ210121110210CP CP Q0n 4、形狀轉(zhuǎn)換表：、形狀轉(zhuǎn)換表：另有三種形狀另有三種形狀111、110、101不在計數(shù)循環(huán)內(nèi)，不在計數(shù)循環(huán)內(nèi)，假設(shè)這些形狀經(jīng)假設(shè)干個時鐘脈沖可以進(jìn)入計數(shù)假設(shè)這些形狀經(jīng)假設(shè)干個時鐘脈沖可以進(jìn)入計數(shù)循環(huán)，稱為可以自啟動。循環(huán)，稱為可以自啟動。6. 檢驗(yàn)其能否自動啟動檢驗(yàn)其能否自動啟動 ？ 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0結(jié)論：結(jié)論： 經(jīng)檢驗(yàn)，可以自動啟動。經(jīng)檢驗(yàn)，可以自動啟動。5.

6、還可以用波形圖顯示形狀轉(zhuǎn)換表還可以用波形圖顯示形狀轉(zhuǎn)換表( 略略 )0 0 01 0 00 1 10 0 10 1 01 011 1 01 1 17. 畫形狀轉(zhuǎn)換圖。畫形狀轉(zhuǎn)換圖。Q2 Q1 Q01. 二二 - 五五 - 十進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器 74LS9074LS90 內(nèi)部含有兩個獨(dú)立的內(nèi)部含有兩個獨(dú)立的 計數(shù)電路：一個計數(shù)電路：一個是模是模 2 計數(shù)器計數(shù)器(CP1為其時鐘，為其時鐘，QA為其輸出端為其輸出端)，另一個是模另一個是模 5 計數(shù)器計數(shù)器(CP2為其時鐘，為其時鐘，QDQCQB為其輸出端為其輸出端)。外部時鐘外部時鐘CP是先送到是先送到CP1還還 是先送到是先送到CP2，在，

7、在QDQCQBQA這四個輸出端會構(gòu)成不同的碼制。這四個輸出端會構(gòu)成不同的碼制。(1) 74LS90的構(gòu)造和任務(wù)原理簡介的構(gòu)造和任務(wù)原理簡介6、中規(guī)模集成計數(shù)器、中規(guī)模集成計數(shù)器CP1CP2 R 0(1) R 0(2)R 9(2)R 9(1)NCNCVCCQA QDQB QCGND1234567141312111098QA QD QBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)CP2CP174LS9074LS 90管腳分布圖管腳分布圖CP1CP2QAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90歸納：歸納：1. 74LS 90在在“計數(shù)形狀或計數(shù)形狀或“清零形狀

8、時，均要清零形狀時，均要求求R 9(1)和和R 9(2)中至少有一個必需為中至少有一個必需為“0。2. 只需在只需在R0(1)和和R0(2)同時為同時為 “1時，它才進(jìn)入時，它才進(jìn)入“清零形狀；否那么清零形狀；否那么 它必定處于它必定處于“計數(shù)形狀。計數(shù)形狀。 符號：符號：情況一：計數(shù)時鐘先進(jìn)入情況一：計數(shù)時鐘先進(jìn)入CP1時的計數(shù)編碼。時的計數(shù)編碼。CP1CPCP2QBQDQCQA25QD QC QB 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0QD QC QB CPB QA 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0

9、0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 結(jié)論：上述銜接方式構(gòu)成結(jié)論：上述銜接方式構(gòu)成 8421 碼。碼。QD QC QB CP 2 QA 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 0 0 0 0 0 十進(jìn)十進(jìn) 制數(shù)制數(shù)情況情況 二：二： 計數(shù)時鐘先進(jìn)入計數(shù)時鐘先進(jìn)入CP 2時的計數(shù)編碼。時的計數(shù)編碼。CPACPQA2CPBQBQDQC5QD QC QB 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0結(jié)論：上述銜

10、接方式構(gòu)成結(jié)論：上述銜接方式構(gòu)成 5421 碼。碼。 0 0 0 0 QA QD QC QB CPA 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 QA QD QC QB 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 1 0 0 0 5 1 0 0 1 6 1 0 1 0 7 1 0 1 1 8 1 1 0 0 9 0 0 0 0 0 十進(jìn)十進(jìn) 制數(shù)制數(shù)例例1：構(gòu)成：構(gòu)成BCD碼六進(jìn)制計數(shù)器。碼六進(jìn)制計數(shù)器。CP1CP2QAQD

11、QBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90方法：令方法：令 R0(1) = QB ， R0(2) = QCCP(2) 74LS90的運(yùn)用的運(yùn)用QD QC QB QA0 0 0 0 00 0 0 1 1 0 0 1 0 20 0 1 1 30 1 0 0 40 1 0 1 5 0110 0000CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP討論：下述接法行不行討論：下述接法行不行 ? 錯在何處錯在何處 ?留意：輸出端不可相互短路留意：輸出端不可相互短路 ！CPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0

12、(1)74LS90CP& 例例2：用兩片：用兩片74LS 90構(gòu)成構(gòu)成 36 進(jìn)制進(jìn)制8421碼計數(shù)器。碼計數(shù)器。QD QC QB QA 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 0 0 0 0 0 十進(jìn)十進(jìn) 制數(shù)制數(shù)問題分析：問題分析：從左面的形狀轉(zhuǎn)換表從左面的形狀轉(zhuǎn)換表 中中可以看到：個位片的可以看到：個位片的 QD可以給十位片提供可以給十位片提供計數(shù)脈沖信號。計數(shù)脈沖信號。1. 如何處理片間進(jìn)位問題如何處理片間進(jìn)位問題 ？2. 如何

13、滿足如何滿足“ 36 進(jìn)制進(jìn)制 的的要求？要求？當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn) (0011 011036)形狀時，個位十位同時形狀時，個位十位同時清零。清零。CP1CP2QAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS 90(十位十位)CP1CP2QAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS 90(個位個位)&CP 用兩片用兩片74LS 90構(gòu)成構(gòu)成 36 進(jìn)制進(jìn)制8421碼計數(shù)器碼計數(shù)器例例3：用：用74LS 90構(gòu)成構(gòu)成 5421 碼的六進(jìn)制計數(shù)器。碼的六進(jìn)制計數(shù)器。 0 0 0 0 0 QA QD QC QB 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0

14、0 1 1 3 0 1 0 0 4 1 0 0 0 5 1 0 0 1 6 1 0 1 0 7 1 0 1 1 8 1 1 0 0 9 0 0 0 0 0 十進(jìn)十進(jìn) 制數(shù)制數(shù)至此至此終了終了在此形狀在此形狀下清零下清零異步清零，此形狀出現(xiàn)時間極異步清零，此形狀出現(xiàn)時間極短，不能計入計數(shù)循環(huán)。短，不能計入計數(shù)循環(huán)。CP1CP2QAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP計數(shù)計數(shù) 脈沖脈沖8421碼制下：碼制下： 在在QDQCQBQA 0110 時清時清零零同為六進(jìn)制計數(shù)器，兩種碼制不同接法的比較：同為六進(jìn)制計數(shù)器，兩種碼制不同接法的比較：5421碼制下：碼制下

15、：在在QAQDQCQB 1001 時清零時清零CP1CP2QAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP計數(shù)計數(shù) 脈沖脈沖CP1CP2QAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP計數(shù)計數(shù) 脈沖脈沖2. 四位二進(jìn)制同步計數(shù)器四位二進(jìn)制同步計數(shù)器 74LS163前面所講述的前面所講述的74LS 90其清零方式通常稱其清零方式通常稱為為“ 異步清零異步清零 ，即只需，即只需 R 0(1) = R 0(2) = 1，不論有無時鐘信號，輸出端立刻為不論有無時鐘信號，輸出端立刻為 0；而且；而且它的計數(shù)方式是異步的，即它的計數(shù)方式是異步

16、的，即CP不是同時送不是同時送 到每個觸發(fā)器。到每個觸發(fā)器。下面將要講述的下面將要講述的74LS163，不但，不但 計數(shù)方式計數(shù)方式是同步的，而且它的清零方式是同步的，而且它的清零方式 也是同步的：也是同步的：即使控制端即使控制端CLR0，清零目的真正實(shí)現(xiàn)還需，清零目的真正實(shí)現(xiàn)還需等待下一個時鐘脈沖的上升沿到來以后才可以等待下一個時鐘脈沖的上升沿到來以后才可以變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這就是變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這就是“ 同步清零同步清零 的含義。的含義。16151413121110123456789QAQDQDQCQBQAQBQCVCCTTPPCPAABBCCDDCLRLOADENABLERC串行進(jìn)串行進(jìn) 位輸出位輸出

17、 允許允許允許允許GND時鐘時鐘去除去除輸出輸出數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入置入置入74LS16374LS 163 管腳圖管腳圖(1) 74LS163 的引見的引見TPRCA B C DQBQCQDQALOADCLR74LS16374LS163功能表功能表1 1 1 1 計計 數(shù)數(shù)0 1 1 1 X 保保 持持 1 0 1 1 X 堅持堅持 ( RC=0 ) X X 0 1 并并 行行 輸輸 入入X X X 0 清清 零零P T LOAD CLR CP 功功 能能 去除去除置入置入ABCD時鐘時鐘允許允許 P允許允許 TQAQBQCQD串行進(jìn)串行進(jìn) 位輸出位輸出輸輸出出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 輸入輸入例例1：用一片：用

18、一片74LS163構(gòu)成六進(jìn)制計數(shù)器。構(gòu)成六進(jìn)制計數(shù)器。QD QC QB QA0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 1六個六個 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)預(yù)備清零：預(yù)備清零： 使使 CLR 0TPRCA B C DQBQCQDQALOADCLR74LS163&+5VCP(2) 74LS163 的運(yùn)用的運(yùn)用在在QDQCQBQA 0110 時時立刻清零立刻清零 。比較比較 用用74LS 90與用與用74LS 163構(gòu)成六進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成六進(jìn)制計數(shù)器:在在QDQCQBQA 0101 時時 預(yù)備清零預(yù)備清零 。TPRCA B C DQBQCQDQALOADCLR74LS163&+

19、5VCPCPACPBQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS90CP計數(shù)計數(shù) 脈沖脈沖例例2：用：用74LS163構(gòu)成二十四進(jìn)制計數(shù)器。構(gòu)成二十四進(jìn)制計數(shù)器。(1). 需求兩片需求兩片74LS163；(2). 為了提高運(yùn)算速度，運(yùn)用同步計數(shù)方式。為了提高運(yùn)算速度，運(yùn)用同步計數(shù)方式。TPRCA B C DQBQCQDQALOADCLR74LS163TPRCA B C DQBQCQDQALOADCLR74LS163+5V+5V, , , , CPCLR 應(yīng)該在應(yīng)該在 QDQCQBQA QDQCQBQA 0001 0111 時預(yù)備清零。時預(yù)備清零。, , , , QDQCQBQA QDQCQBQA , , , ,CLR =7、計數(shù)器的運(yùn)用、計數(shù)器的運(yùn)用1脈沖分配器脈沖分配器 將輸入時鐘脈沖經(jīng)過一定的分頻后分別送將輸入時鐘脈沖經(jīng)過一定的分頻后分別送到各路輸出的邏輯電路，稱脈沖分配器。到各路輸出的邏輯電路，稱脈沖分配器。普通由普通由M計數(shù)器和譯計數(shù)器和譯碼器構(gòu)成。碼器構(gòu)成。計數(shù)器為計數(shù)器為M=6的扭環(huán)計的扭環(huán)計