數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)：第6章_時序邏輯電路_下

1、第六章第六章 時序邏輯電路時序邏輯電路時序邏輯電路的設(shè)計方法時序邏輯電路的設(shè)計方法三、任意進(jìn)制計數(shù)器的構(gòu)成方法三、任意進(jìn)制計數(shù)器的構(gòu)成方法用已有的用已有的 N 進(jìn)制芯片，組成進(jìn)制芯片，組成 M 進(jìn)制計數(shù)器進(jìn)制計數(shù)器N進(jìn)制M進(jìn)制MNMN1. M N1. M Nl M = N1 N2先分別接成先分別接成N1 和和N2 兩個計數(shù)器。兩個計數(shù)器。N1和和N2間的連接有兩種方式：間的連接有兩種方式：l a. 串行進(jìn)位方式：低位片的串行進(jìn)位方式：低位片的進(jìn)位輸出進(jìn)位輸出作為高位片的作為高位片的CLK;l b. 并行進(jìn)位方式：用同一個并行進(jìn)位方式：用同一個CLK，低位片的，低位片的進(jìn)位輸出進(jìn)位輸出作為高位片

2、的作為高位片的計數(shù)控制信號（如計數(shù)控制信號（如74160的的EP和和ET）;兩片始終同時處于計數(shù)狀態(tài)兩片始終同時處于計數(shù)狀態(tài)l M不可分解不可分解l 整體置零法：整體置零法：l 整體置數(shù)法：整體置數(shù)法：先用兩片先用兩片接成接成 NN 的計數(shù)器的計數(shù)器,然后再采用置零或置數(shù)的方法然后再采用置零或置數(shù)的方法例：用例：用74160接成一百進(jìn)制接成一百進(jìn)制ETEPDLRCLKD并行進(jìn)位法串行進(jìn)位法串行進(jìn)位法MM不可分解不可分解采用整體置零和整體置數(shù)法：采用整體置零和整體置數(shù)法：先用兩片接成先用兩片接成 N N N N 的計數(shù)器的計數(shù)器然后再采用置零或置數(shù)的方法然后再采用置零或置數(shù)的方法整體置零整體置零

3、（異步）（異步）ETEPDLRCLKD整體置數(shù)整體置數(shù)（同步）（同步）120 456同步十六進(jìn)制計數(shù)器同步十六進(jìn)制計數(shù)器7416174161原理圖與功能表原理圖與功能表VCC9RDNINPUTVCC10CPINPUT1LDNAQDQCQBQAENTDCBRCOCLRNCLKENPCOUNTER74161VCC4D2INPUTVCC8EPINPUTVCC6D3INPUTVCC7ETINPUT16Q1OUTPUT15COOUTPUT13Q2OUTPUT14Q3OUTPUTVCC5D1INPUTVCC2LDNINPUTVCC3D0INPUT12Q0OUTPUT同步十六進(jìn)制計數(shù)器同步十六進(jìn)制計數(shù)器74

4、16174161仿真波形圖（仿真波形圖（1 1）同步十六進(jìn)制計數(shù)器同步十六進(jìn)制計數(shù)器7416174161仿真波形圖（仿真波形圖（2 2） 00000001001000110100 /1 /0 10011000011101100101 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列順序： /C nnnnQQQQ0123同步十進(jìn)制計數(shù)器同步十進(jìn)制計數(shù)器7416074160原理圖與狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖原理圖與狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖同步十進(jìn)制計數(shù)器同步十進(jìn)制計數(shù)器7416074160仿真波形圖仿真波形圖分頻器舉例：分頻器舉例： CO輸出經(jīng)反相器接下片輸出經(jīng)反相器接下片CLK的電路圖的電路圖CO輸出直接下片輸出直接下片C

5、LK的波形（的波形（1）CO輸出直接下片輸出直接下片CLK的波形（的波形（2）第第5版版P351：題題6.19 / 4版版 題題5.16 P304 題題6.19 置零信號由置零信號由QdQa譯出譯出四、移位寄存器型計數(shù)器四、移位寄存器型計數(shù)器1. 1. 環(huán)形計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器Q0 Q1 Q2 Q3FF0 FF1 FF2 FF3Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D31D C11D C11D C11D C1CPQ0 Q1 Q2 Q3nnQD10即將即將FFFFn-1n-1的輸出的輸出Q Qn-1n-1接到接到FFFF0 0的輸入端的輸入端D D0 0根據(jù)起始狀態(tài)設(shè)置的不同，在輸入計數(shù)脈沖根據(jù)

6、起始狀態(tài)設(shè)置的不同，在輸入計數(shù)脈沖CPCP的作用下，環(huán)形計數(shù)的作用下，環(huán)形計數(shù)器的有效狀態(tài)可以循環(huán)移位一個器的有效狀態(tài)可以循環(huán)移位一個1 1，也可以循環(huán)移位一個，也可以循環(huán)移位一個0 0。即當(dāng)連續(xù)輸入即當(dāng)連續(xù)輸入CPCP脈沖時，環(huán)形計數(shù)器中各個觸發(fā)器的脈沖時，環(huán)形計數(shù)器中各個觸發(fā)器的Q Q端或端或QQ端，端，將輪流地出現(xiàn)矩形脈沖。將輪流地出現(xiàn)矩形脈沖。D01DFF0C11DFF1C11DFF2C11DFF3C1CPQ0Q1Q2Q3 11000010000010010000011111010010111000110100100111110011111011011能自啟動的環(huán)形計數(shù)器電路能自啟動的

7、環(huán)形計數(shù)器電路狀態(tài)方程狀態(tài)方程 Q Q0 0n+1n+1=(Q=(Q0 0+Q+Q1 1+Q+Q2 2) Q Q1 1n+1n+1=Q=Q0 0 Q Q2 2n+1n+1=Q=Q1 1 Q Q3 3n+1n+1=Q=Q2 2通過在輸出與輸入通過在輸出與輸入之間接入適當(dāng)?shù)姆粗g接入適當(dāng)?shù)姆答佭壿嬰娐房梢詫佭壿嬰娐房梢詫⒉荒茏詥拥碾娐凡荒茏詥拥碾娐沸薷臑槟軌蜃詥有薷臑槟軌蜃詥拥碾娐返碾娐?4194接成環(huán)形計數(shù)器接成環(huán)形計數(shù)器q1q2q0q32GNDVCC4clkkkINPUT1ASLSISRSIQAQBQCQDBCDS0S1CLRNCLK74194SHIFT REG.5q3.0OUTPU

8、T6NOT3VCCS1S0=11置數(shù)S1S0=01右移即將 FFn-1 的輸出Qn-1 接到 FF0 的輸入端 D0，反饋邏輯函數(shù)取為：D0=Qn-1得到扭環(huán)形計數(shù)器，也稱約翰遜計數(shù)器。q1q2q0q32GNDVCC4clkkkINPUT1ASLSISRSIQAQBQCQDBCDS0S1CLRNCLK74194SHIFT REG.5q3.0OUTPUT6NOT3VCC能自啟動的能自啟動的4 4位扭環(huán)形計數(shù)器位扭環(huán)形計數(shù)器FF0 FF1 FF2 FF3Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D31D C11D C11D C11D C1CPQ0 Q1 Q2 Q300001000110011101

9、1011010010010010010 有效循環(huán) 0001001101111111 010110110110(a) 邏輯圖(b) 狀態(tài)圖&排列順序： nnnnQQQQ3210寄存器是用來存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼的電路，是一種基本時序電路。寄存器是用來存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼的電路，是一種基本時序電路。任何現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)都必須把需要處理的數(shù)據(jù)和代碼先寄存起來，以便隨任何現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)都必須把需要處理的數(shù)據(jù)和代碼先寄存起來，以便隨時取用。時取用。寄存器分為基本寄存器和移位寄存器兩大類?；炯拇嫫鞯臄?shù)據(jù)只寄存器分為基本寄存器和移位寄存器兩大類?；炯拇嫫鞯臄?shù)據(jù)只能并行輸入、并行輸出。移位寄存器中的數(shù)據(jù)可

10、以在移位脈沖作用下依能并行輸入、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)可以并行輸入、并行輸出，串行輸入、串行輸次逐位右移或左移，數(shù)據(jù)可以并行輸入、并行輸出，串行輸入、串行輸出，并行輸入、串行輸出，串行輸入、并行輸出。出，并行輸入、串行輸出，串行輸入、并行輸出。寄存器的應(yīng)用很廣，特別是移位寄存器，不僅可將串行數(shù)碼轉(zhuǎn)換成寄存器的應(yīng)用很廣，特別是移位寄存器，不僅可將串行數(shù)碼轉(zhuǎn)換成并行數(shù)碼，或?qū)⒉⑿袛?shù)碼轉(zhuǎn)換成串行數(shù)碼，還可以很方便地構(gòu)成移位寄并行數(shù)碼，或?qū)⒉⑿袛?shù)碼轉(zhuǎn)換成串行數(shù)碼，還可以很方便地構(gòu)成移位寄存器型計數(shù)器和順序脈沖發(fā)生器等電路。存器型計數(shù)器和順序脈沖發(fā)生器等電路。五、計數(shù)器應(yīng)用實例五、計數(shù)器應(yīng)用實例例例1 1，計數(shù)器，計數(shù)器+ +譯碼器譯碼器順序節(jié)拍脈沖發(fā)生器順序節(jié)拍脈沖發(fā)生器序列脈沖發(fā)生器序列脈沖發(fā)生器發(fā)生的