數(shù)電課件第6章

1、 第 六 章時 序 邏 輯 電 路6.1 概述概述 一、組合電路與時序電路的區(qū)別一、組合電路與時序電路的區(qū)別1. 組合電路：組合電路：電路的輸出只與電路的輸入有關(guān)電路的輸出只與電路的輸入有關(guān)，與電路的與電路的前一時刻前一時刻的狀態(tài)無關(guān)。的狀態(tài)無關(guān)。2. 時序電路：時序電路： 時序電路在任何時刻的穩(wěn)定輸出，時序電路在任何時刻的穩(wěn)定輸出，不僅不僅與與該時刻的輸入信號有關(guān)，而且該時刻的輸入信號有關(guān)，而且還與電路原來的還與電路原來的狀態(tài)狀態(tài)有關(guān)。有關(guān)。構(gòu)成構(gòu)成時序邏輯電路時序邏輯電路的基本單元是的基本單元是觸發(fā)器觸發(fā)器。 二、時序邏輯電路的分類：二、時序邏輯電路的分類：按按動動作作特特點點可可分分為為

2、同步時序邏輯電路同步時序邏輯電路異步時序邏輯電路異步時序邏輯電路所有觸發(fā)器狀態(tài)的變化都是在所有觸發(fā)器狀態(tài)的變化都是在同同一觸發(fā)信號一觸發(fā)信號操作下操作下同時同時發(fā)生。發(fā)生。觸發(fā)器狀態(tài)的變化觸發(fā)器狀態(tài)的變化不是由同一不是由同一觸發(fā)信號觸發(fā)信號觸發(fā)而發(fā)生變化。觸發(fā)而發(fā)生變化。三、時序邏輯電路的功能描述方法三、時序邏輯電路的功能描述方法邏輯方程組邏輯方程組狀態(tài)表狀態(tài)表(類似與類似與真值表真值表)卡諾圖卡諾圖狀態(tài)圖狀態(tài)圖時序圖時序圖( (波形圖波形圖)邏輯圖邏輯圖 特性方程特性方程： 描述觸發(fā)器描述觸發(fā)器邏輯功能的邏輯表達式邏輯功能的邏輯表達式。驅(qū)動方程驅(qū)動方程：（激勵方程）：（激勵方程）觸發(fā)器輸入信

3、號觸發(fā)器輸入信號的邏輯的邏輯 表達式。表達式。狀態(tài)方程狀態(tài)方程：( (次態(tài)方程次態(tài)方程) )觸發(fā)器次態(tài)輸出的邏輯表達觸發(fā)器次態(tài)輸出的邏輯表達 式。驅(qū)動方程代入特性方程得狀態(tài)式。驅(qū)動方程代入特性方程得狀態(tài)方程方程輸出方程輸出方程：輸出變量的邏輯表達式。：輸出變量的邏輯表達式。1. 邏輯方程組邏輯方程組電路圖電路圖驅(qū)動方程驅(qū)動方程和和輸出方程輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)方程狀態(tài)圖、狀態(tài)圖、狀態(tài)表狀態(tài)表時序圖時序圖15時序電路的分析步驟：時序電路的分析步驟：46.2 時序邏輯電路的分析方法時序邏輯電路的分析方法2將驅(qū)動方將驅(qū)動方程代入特程代入特性方程性方程判斷電路邏判斷電路邏輯功能輯功能,檢查檢查自啟動自啟

4、動3計算簡化步驟：簡化步驟：從給定電路寫出存儲電路中每個觸發(fā)器的驅(qū)動方程從給定電路寫出存儲電路中每個觸發(fā)器的驅(qū)動方程（輸入的邏輯式），得到整個電路的（輸入的邏輯式），得到整個電路的驅(qū)動方程驅(qū)動方程將驅(qū)動方程代入觸發(fā)器的特性方程，得到將驅(qū)動方程代入觸發(fā)器的特性方程，得到狀態(tài)方程狀態(tài)方程從給定電路寫出從給定電路寫出輸出變量的邏輯表達式輸出變量的邏輯表達式:輸出方程輸出方程檢查自啟動檢查自啟動: 在在CLK作用下，無效狀態(tài)能自動地進入作用下，無效狀態(tài)能自動地進入到有效循環(huán)中，則稱電路能自啟動，否則稱不能自啟動。到有效循環(huán)中，則稱電路能自啟動，否則稱不能自啟動。有效狀態(tài)：有效狀態(tài)：在時序電路中，凡是被

5、利用了的狀態(tài)。有效循環(huán)：有效循環(huán)：有效狀態(tài)構(gòu)成的循環(huán)。無效狀態(tài)：無效狀態(tài)：在時序電路中，凡是沒有被利用的狀態(tài)。無效循環(huán)：無效循環(huán)：無效狀態(tài)若形成循環(huán)，則稱為無效循環(huán)。例例6.2.1123112123312321.,1,JQ QKJQKQ QJQ QKQ 寫寫驅(qū)驅(qū)動動方方程程：*1231*132122*3231232.QJQKQQQ QQQQ QQ Q QQQ Q QQJKQ 代代入入觸觸發(fā)發(fā)器器的的特特性性方方程程得得（），狀狀態(tài)態(tài)方方程程：233.YQ Q 輸輸出出方方程程觸發(fā)器輸入信號的邏輯觸發(fā)器輸入信號的邏輯 表達式。表達式。根據(jù)狀態(tài)方程根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，計和輸出方程，計算、列狀態(tài)

6、轉(zhuǎn)換算、列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表表*1231*132122*323123QQ QQQQ QQ Q QQQ Q QQ Q 23YQ Q 狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)轉(zhuǎn)換表表根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/1Q3Q2Q1/Y這是一個同步七進制加這是一個同步七進制加法計數(shù)器，能自啟動。法計數(shù)器，能自啟動。進位進位電路狀態(tài)電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換方向轉(zhuǎn)換方向輸出輸出作時序圖作時序圖 000001001011001011011000例6.2.311212(1)DQDAQQ 驅(qū)驅(qū)動動方方程程：*11*212QQQAQQ 狀狀態(tài)態(tài)方方程程：12121

7、212(3)YAQ QAQ QAQ QAQ Q 輸輸出出方方程程：（2）將驅(qū)動方程代人）將驅(qū)動方程代人D 觸發(fā)器的觸發(fā)器的特征方程：特征方程：Q*=D,得得輸入輸入 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài) 次 態(tài)輸出輸出12 QQ*1*2QQAY1 0011 11 000 0111 000 100 010 0*11*212QQQAQQ 狀狀態(tài)態(tài)方方程程：1212YAQ QAQ Q 輸輸出出方方程程：根據(jù)狀態(tài)方根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程程和輸出方程計算、列狀態(tài)計算、列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表轉(zhuǎn)換表0 001 010 110 00001 01 1111 10 1輸入 現(xiàn) 態(tài) 次 態(tài)輸出12 QQ*1*2QQAY0 001 010 110 00

8、001 01 1111 10 11 0011 11 000 0111 000 110 000 0畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖00011011輸入輸入0/0A/YQ2Q10/10/00/01/01/01/11/0A=0時是時是2位二進制加法計數(shù)器，位二進制加法計數(shù)器， Y為進位為進位A=1時是時是2位二進制減法計數(shù)器，位二進制減法計數(shù)器， Y為借位為借位作時序圖作時序圖 例題例題6.1、6.3、6.46.3 若干常用的時序邏輯電路若干常用的時序邏輯電路寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 一、寄存器一、寄存器 在數(shù)字電路中，用來存放二進制數(shù)據(jù)或代碼在數(shù)字電路中，用來存放二進制數(shù)據(jù)或代碼的電路稱為的電

9、路稱為寄存器寄存器。 寄存器是由具有存儲功能的觸發(fā)器組合起來構(gòu)成的。寄存器是由具有存儲功能的觸發(fā)器組合起來構(gòu)成的。一個觸發(fā)器可以存儲一個觸發(fā)器可以存儲1 1位二進制代碼；存放位二進制代碼；存放n位位二進二進制代碼的寄存器，需用制代碼的寄存器，需用n個個觸發(fā)器來構(gòu)成。觸發(fā)器來構(gòu)成。同步觸發(fā)器構(gòu)成4位寄存器邊沿觸發(fā)器構(gòu)成邊沿觸發(fā)器構(gòu)成（1）清零清零。 ，異步異步清零。即有：清零。即有：00000123QQQQ0DR0123*0*1*2*3DDDDQQQQ（2）送數(shù)送數(shù)。 時，時，CLK上升沿送數(shù)。即有：上升沿送數(shù)。即有：1DR（3）保持保持。在在 、 CLK上升沿以外時間，寄上升沿以外時間，寄存器

10、內(nèi)容將保持不變。存器內(nèi)容將保持不變。1DR二、移位寄存器二、移位寄存器單向移位寄存器單向移位寄存器2*31*20*1*0QQQQQQDQi、 經(jīng)過經(jīng)過4個個CLK信號以后，串行輸入的信號以后，串行輸入的4位代碼全部移入寄位代碼全部移入寄存器中，同時在存器中，同時在4個觸發(fā)器輸出端得到并行輸出代碼。個觸發(fā)器輸出端得到并行輸出代碼。D觸發(fā)器組成的串入觸發(fā)器組成的串入/并出、串入并出、串入/串出移位寄存器串出移位寄存器JK觸發(fā)器組成的串入觸發(fā)器組成的串入/并出、串入并出、串入/串出移位寄存器串出移位寄存器D觸發(fā)器組成的串入觸發(fā)器組成的串入/并出、串入并出、串入/串出移位寄存器串出移位寄存器D觸發(fā)器組

11、成的串入觸發(fā)器組成的串入/并出、串入并出、串入/串出移位寄存器串出移位寄存器單向移位寄存器具有以下主要特點：單向移位寄存器具有以下主要特點：（1 1）單向移位寄存器中的數(shù)碼，在）單向移位寄存器中的數(shù)碼，在CLK脈沖操脈沖操 作下，可以依次右移或左移。作下，可以依次右移或左移。（2 2）n位單向移位寄存器可以寄存位單向移位寄存器可以寄存n位二進制位二進制 代碼。代碼。n個個CLK脈沖即可完成串行輸入工作，脈沖即可完成串行輸入工作， 此后可從此后可從Q0Qn-1端獲得并行的端獲得并行的n位二進制數(shù)碼，位二進制數(shù)碼，再用再用n個個CLK脈沖又可實現(xiàn)串行輸出操作。脈沖又可實現(xiàn)串行輸出操作。（3 3）若

12、串行輸入端狀態(tài)為）若串行輸入端狀態(tài)為0 0，則，則n個個CLK脈沖后，脈沖后， 寄存器便被清零。寄存器便被清零。舉例舉例:題題6.10、6.27雙向移位寄存器雙向移位寄存器三種輸入方式：三種輸入方式： 并行輸入并行輸入：D0D1D2D3 右移串行輸入右移串行輸入: DIR 左移串行輸入左移串行輸入: DIL輸出方式：輸出方式： 并行輸出并行輸出：Q0Q1Q2Q3 S1S0用來選擇工作狀態(tài)用來選擇工作狀態(tài)2片片74LS194A接成接成8位雙向移位寄存器位雙向移位寄存器Q0 Q1 Q2 Q3 DIR D0 D1 D2 D3 DIL RDS1S0CLK74LS194用雙向移位寄存器用雙向移位寄存器7

13、4LS194組成組成節(jié)日彩燈節(jié)日彩燈控制電路控制電路+5V+5VS1=0,S0=1右移控制右移控制+5V CLK1秒秒Q=0時時LED亮亮清清0按鍵按鍵1k8LEDQ0 Q1 Q2 Q3 DIR D0 D1 D2 D3 DIL RDS1S0CLK74LS194計數(shù)器計數(shù)器 在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。分類：分類： 按計數(shù)器中各觸發(fā)器是否同時翻轉(zhuǎn)按計數(shù)器中各觸發(fā)器是否同時翻轉(zhuǎn)同步計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器異步計數(shù)器 按計數(shù)器中的數(shù)字增減按計數(shù)器中的數(shù)字增減加法計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器可逆計數(shù)器按計數(shù)

14、器容量按計數(shù)器容量二進制計數(shù)器二進制計數(shù)器N進制計數(shù)器進制計數(shù)器十進制計數(shù)器十進制計數(shù)器計計數(shù)數(shù)器器二進制計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器進制計數(shù)器加法計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器異步計數(shù)器減法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器可逆計數(shù)器加法計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器可逆計數(shù)器二進制計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器進制計數(shù)器n位二進制同步加法規(guī)律：位二進制同步加法規(guī)律：一、同步計數(shù)器一、同步計數(shù)器計數(shù)計數(shù)若用若用T觸發(fā)器構(gòu)成計數(shù)器觸發(fā)器構(gòu)成計數(shù)器，i驅(qū)動方程驅(qū)動方程1.0021 TQQQTiii輸出方程輸出方程:0123

15、CQ Q Q Q 進位進位4位二進制位二進制同步加法計數(shù)器同步加法計數(shù)器16進制進制1 1、同步同步二進制計數(shù)器二進制計數(shù)器 4位二進制同步加法計數(shù)器位二進制同步加法計數(shù)器 若計數(shù)脈沖頻率為若計數(shù)脈沖頻率為f0，則，則Q0、Q1、Q2、Q3端輸出脈沖的頻率端輸出脈沖的頻率依次為依次為1/2 f0 、1/4 f0 、1/8 f0 、1/16 f0 。因此又稱為分頻器。因此又稱為分頻器。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(16進制同步加法計數(shù)器進制同步加法計數(shù)器)集成十六進制同步加法計數(shù)器集成十六進制同步加法計數(shù)器74LS161/163預(yù)置數(shù)控預(yù)置數(shù)控制端制端數(shù)據(jù)輸入端數(shù)據(jù)輸入端工作狀態(tài)工作狀態(tài)控制端控制端進位

16、進位輸出輸出(a)引腳排列圖十六進制同步計數(shù)器十六進制同步計數(shù)器 74161功能表功能表74161具有具有異步清零異步清零和和同步置數(shù)同步置數(shù)功能功能.工作狀態(tài)工作狀態(tài)X 0 X XX置置 0（異步）（異步） 1 0 XX預(yù)置數(shù)（同步）預(yù)置數(shù)（同步）X 1 1 01保持（包括保持（包括C）X 1 1 X0保持（保持（C=0） 1 1 11計數(shù)計數(shù)ETEPLDRCPD預(yù)置數(shù)預(yù)置數(shù)工作狀態(tài)選擇工作狀態(tài)選擇74163功能表功能表(同步同步)74163具有具有同步清零同步清零和和同步置數(shù)同步置數(shù)功能功能.題題6.12同步二進制減法計數(shù)器同步二進制減法計數(shù)器原理：原理：根據(jù)二進制減法運算規(guī)根據(jù)二進制減法

17、運算規(guī)則可知：在多位二進制數(shù)末則可知：在多位二進制數(shù)末位減位減1時，先判斷，若第時，先判斷，若第i位位以下皆為以下皆為0時，則第時，則第i位應(yīng)翻位應(yīng)翻轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。 由此得出規(guī)律，若用由此得出規(guī)律，若用T觸觸發(fā)器構(gòu)成計數(shù)器，則第發(fā)器構(gòu)成計數(shù)器，則第i位位觸發(fā)器輸入端觸發(fā)器輸入端Ti的邏輯式應(yīng)的邏輯式應(yīng)為：為：10021 TQ.QQTiii0123BQ Q Q Q 借位借位波形圖波形圖同步加減計數(shù)器同步加減計數(shù)器(可逆計數(shù)器可逆計數(shù)器)加加/減減計數(shù)器計數(shù)器加加/ /減減選擇選擇計數(shù)結(jié)果加加/減減計數(shù)器計數(shù)器計數(shù)結(jié)果兩種方案:加加脈沖脈沖減減脈沖脈沖單單時鐘方式時鐘方式雙雙時鐘方式時鐘方式a.a.單時

18、鐘方式單時鐘方式：加加/ /減脈沖用同一輸入端減脈沖用同一輸入端, ,由加由加/ /減控制線的高低電平減控制線的高低電平?jīng)Q定加決定加/ /減減器件實例：器件實例：74LS191（集成十六進制同步可逆計數(shù)器（集成十六進制同步可逆計數(shù)器)工作狀態(tài)工作狀態(tài) X 1 1 X保持保持 X X 0 X預(yù)置數(shù)預(yù)置數(shù)(異步異步) 0 1 0加計數(shù)加計數(shù) 0 1 1減計數(shù)減計數(shù)DULDSCPI加加/減減選擇選擇74LS191具有具有異步置數(shù)異步置數(shù)功能功能.使能端使能端串行時串行時鐘輸出鐘輸出進進/借位借位/SU Db.雙時鐘加雙時鐘加/減計數(shù)器減計數(shù)器74LS193CBLDBCLD74LS193具有具有異步清

19、零異步清零和和異步置數(shù)異步置數(shù)功能功能.2 2、同步同步十進制計數(shù)器十進制計數(shù)器同步十進制加法計數(shù)器同步十進制加法計數(shù)器: 在同步二進制加法計在同步二進制加法計數(shù)器基礎(chǔ)上修改而來。數(shù)器基礎(chǔ)上修改而來。10 T212QQT 310TQ Q 321030TQ Q QQ Q 書書p289工作狀態(tài)工作狀態(tài)X0XXX置置 0（異步）（異步）10XX預(yù)置數(shù)（同步）預(yù)置數(shù)（同步）X1101保持（包括保持（包括C）X11X0保持（保持（C=0）1111計數(shù)計數(shù)ETEPLDRCPD 同步十進制加法計數(shù)器同步十進制加法計數(shù)器74LS160與同步十六進制加法計與同步十六進制加法計數(shù)器數(shù)器74LS161邏輯圖和功能表

20、均邏輯圖和功能表均相同相同,所不同的是所不同的是74LS160是十是十進制而進制而74LS161是十六進制。是十六進制。 題題6.11、6.13 同步十進制可逆計數(shù)器同步十進制可逆計數(shù)器 也有單時鐘和雙時鐘兩種結(jié)構(gòu)形式。也有單時鐘和雙時鐘兩種結(jié)構(gòu)形式。 單時鐘：單時鐘：74LS190（與（與74LS191邏輯圖和功能表均相同）邏輯圖和功能表均相同） 雙時鐘：雙時鐘：74LS192（與（與74LS193邏輯圖和功能表均相同）邏輯圖和功能表均相同）二、異步計數(shù)器二、異步計數(shù)器1 1、異、異步步二進制計數(shù)器二進制計數(shù)器3位異步二進制位異步二進制加法加法計數(shù)器計數(shù)器100 KJ111 KJ122 KJ

21、觸發(fā)器為觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)，Q0接接CLK1, Q1接接CLK2。若若上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)，則應(yīng)，則應(yīng) Q0接接CLK1, Q1接接CLK2。3個個T觸發(fā)器觸發(fā)器八進制八進制3位異步二進制位異步二進制減法減法計數(shù)器計數(shù)器觸發(fā)器為觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)，Q0接接CLK1, Q1接接CLK2。若若上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)，則應(yīng)，則應(yīng) Q0接接CLK1, Q1接接CLK2。3位異步二進制位異步二進制加法加法計數(shù)器計數(shù)器3位異步二進制位異步二進制減法減法計數(shù)器計數(shù)器唯一區(qū)別：唯一區(qū)別：下一級觸發(fā)脈下一級觸發(fā)脈沖沖CLK接上一接上一級觸發(fā)器的級觸發(fā)器的Q 還是還是 Q。原理：原理： 在在4

22、4位二進制異步加法位二進制異步加法計數(shù)器上修改而成，計數(shù)器上修改而成，要跳過要跳過1010 1111這六個狀態(tài)這六個狀態(tài)1 2 3 4 5 6 7 8 9 102 2、異、異步步十進制計數(shù)器十進制計數(shù)器CLK異異步步五進制計數(shù)器五進制計數(shù)器異步二五十進制計數(shù)器異步二五十進制計數(shù)器74LS290置0端置9端電路見書電路見書p298二進制二進制計數(shù)器：計數(shù)脈沖由計數(shù)器：計數(shù)脈沖由CLK0 端輸入，輸出由端輸入，輸出由Q0端引出；端引出；五進制五進制計數(shù)器計數(shù)器: 計數(shù)脈沖由計數(shù)脈沖由CLK1輸入，輸出由輸入，輸出由Q1Q3引出引出; 十進制十進制計數(shù)器計數(shù)器: CLK1與與Q0相連相連，以以CLK

23、0為輸入端為輸入端，輸出由，輸出由 Q0Q3引出引出.74LS290功能表功能表異步清零異步清零異步置異步置9異步二五十進制計數(shù)器異步二五十進制計數(shù)器74LS290電路原理圖電路原理圖例：例：74LS290具有異步清零功能具有異步清零功能六進制六進制題題6.17缺點：缺點：（1）工作頻率較低；）工作頻率較低； （2）可能存在競爭冒險現(xiàn)象。）可能存在競爭冒險現(xiàn)象。異步計數(shù)器特點異步計數(shù)器特點優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單三、任意進制計數(shù)器的構(gòu)成方法三、任意進制計數(shù)器的構(gòu)成方法 利用現(xiàn)有的利用現(xiàn)有的N N進制計數(shù)器構(gòu)成任意進制（進制計數(shù)器構(gòu)成任意進制（M M）計）計數(shù)器時，如果數(shù)器時，如果 MNMN

24、MN，則要多片，則要多片N N進制計數(shù)器。進制計數(shù)器。實現(xiàn)方法實現(xiàn)方法置零法（復(fù)位法）置零法（復(fù)位法）置數(shù)法（置位法）置數(shù)法（置位法）RD端控制端控制LD端控制端控制置零法：置零法：適用于有清零輸入端的集成計數(shù)器。不管輸出適用于有清零輸入端的集成計數(shù)器。不管輸出處于哪一狀態(tài)，只要在清零輸入端加一有效電平電壓，輸處于哪一狀態(tài)，只要在清零輸入端加一有效電平電壓，輸出會立即回到出會立即回到00000000狀態(tài)，清零信號消失后，計數(shù)器又可以狀態(tài)，清零信號消失后，計數(shù)器又可以從從00000000開始重新計數(shù)。開始重新計數(shù)。置數(shù)法：置數(shù)法：適用于具有預(yù)置功能的集成計數(shù)器。在預(yù)置適用于具有預(yù)置功能的集成計數(shù)

25、器。在預(yù)置數(shù)控制信號有效后，（對于同步數(shù)控制信號有效后，（對于同步預(yù)置數(shù)功能的計數(shù)器預(yù)置數(shù)功能的計數(shù)器, 還還要要在下一個在下一個CLK脈沖作用后，脈沖作用后，) )計數(shù)器會把預(yù)置數(shù)輸入計數(shù)器會把預(yù)置數(shù)輸入端端D0D1D2D3的狀態(tài)置入輸出端。預(yù)置數(shù)控制信號消失后，的狀態(tài)置入輸出端。預(yù)置數(shù)控制信號消失后，計數(shù)器就從被置入的狀態(tài)開始重新計數(shù)。計數(shù)器就從被置入的狀態(tài)開始重新計數(shù)。( (預(yù)置數(shù)可以是預(yù)置數(shù)可以是零零) )RD端控制端控制LD端控制端控制11CLK110 當(dāng)計數(shù)器記成當(dāng)計數(shù)器記成Q3Q2Q1Q00110時，與非門輸出低電平時，與非門輸出低電平信號給信號給 端，將計數(shù)器置零。置零信號不是

26、一個穩(wěn)定的狀態(tài)端，將計數(shù)器置零。置零信號不是一個穩(wěn)定的狀態(tài),持續(xù)時間很短，有可能導(dǎo)致電路誤動作。持續(xù)時間很短，有可能導(dǎo)致電路誤動作。DR當(dāng)當(dāng)MN時，需用多片時，需用多片N進制計數(shù)器組合實現(xiàn)進制計數(shù)器組合實現(xiàn)串行進位方式、并行進位方式、串行進位方式、并行進位方式、 整體置零方式、整體置數(shù)方式整體置零方式、整體置數(shù)方式 若若M可分解為可分解為M=N1N2(N1、N2均小于均小于N），），可采用連接方式有：可采用連接方式有： 若若M為大于為大于N的素數(shù)，不可分解，則其連接的素數(shù)，不可分解，則其連接方式只有：方式只有： 整體置零方式、整體置數(shù)方式整體置零方式、整體置數(shù)方式串行進位方式：串行進位方式：以

27、低位片的進位信號作為高位片的時以低位片的進位信號作為高位片的時鐘輸入信號鐘輸入信號。C CLK并行進位方式：并行進位方式：以低位片的進位信號作為高位片的工以低位片的進位信號作為高位片的工作狀態(tài)控制信號。作狀態(tài)控制信號。 C EP/ ET整體置零方式：整體置零方式：首先將兩片首先將兩片N進制計數(shù)器按進制計數(shù)器按C EP/ ET方式接成一個大于方式接成一個大于M進制的計數(shù)器，然后在計數(shù)器到進制的計數(shù)器，然后在計數(shù)器到M狀態(tài)時使?fàn)顟B(tài)時使 RD=0，將兩片計數(shù)器同時置零。，將兩片計數(shù)器同時置零。整體置數(shù)方式：整體置數(shù)方式：首先將兩片首先將兩片N進制計數(shù)器按進制計數(shù)器按C EP/ ET方式接成一個大于方

28、式接成一個大于M進制的計數(shù)器，然后在某一狀態(tài)進制的計數(shù)器，然后在某一狀態(tài)下使下使LD=0，將兩片計數(shù)器同時置數(shù)成適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，獲得，將兩片計數(shù)器同時置數(shù)成適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，獲得M進制計數(shù)器。進制計數(shù)器。例例6.3.3 用兩片同步十進制計數(shù)器接成百進制計數(shù)器用兩片同步十進制計數(shù)器接成百進制計數(shù)器.并行進位方式并行進位方式p303串行進位方式串行進位方式例例6.3.4 用兩片用兩片74LS160接成二十九進制計數(shù)器接成二十九進制計數(shù)器.整體置零整體置零 方式方式RD端控制端控制整體置數(shù)整體置數(shù) 方式方式LD端控制端控制并并行行進進位位方方式式題題6.18、6.19、6.20、6.23計數(shù)器應(yīng)用實例一計數(shù)器

29、應(yīng)用實例一計數(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)生器輸出的序列：00010111計數(shù)器應(yīng)用實例二計數(shù)器應(yīng)用實例二計數(shù)器計數(shù)器+數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器序列脈沖發(fā)生器序列脈沖發(fā)生器四、移位寄存器型計數(shù)器四、移位寄存器型計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點: D0=Q3CLK狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖:構(gòu)成四進制計數(shù)器構(gòu)成四進制計數(shù)器,不能自啟動不能自啟動.能自啟動的環(huán)形計數(shù)器能自啟動的環(huán)形計數(shù)器:扭環(huán)形計數(shù)器扭環(huán)形計數(shù)器結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點:10nQD狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：能自啟動的扭環(huán)形計數(shù)器能自啟動的扭環(huán)形計數(shù)器:狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖： n位移位寄存器構(gòu)成的扭環(huán)形計數(shù)器有位移

30、位寄存器構(gòu)成的扭環(huán)形計數(shù)器有2n個有效狀態(tài)，有個有效狀態(tài)，有2n-2n個無效狀態(tài)。個無效狀態(tài)。6.4 時序邏輯電路的設(shè)計方法時序邏輯電路的設(shè)計方法根據(jù)設(shè)根據(jù)設(shè)計要求計要求畫原始畫原始狀態(tài)圖狀態(tài)圖最簡狀最簡狀態(tài)圖態(tài)圖畫電畫電路圖路圖檢查電路檢查電路能否自啟能否自啟動動12 24 46 6選觸發(fā)器，求時鐘、選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程方程5 5狀態(tài)狀態(tài)分配分配3 3化簡化簡設(shè)計步驟設(shè)計步驟:確定輸入、確定輸入、輸出變量及輸出變量及狀態(tài)數(shù)狀態(tài)數(shù)2n-1M2n例例6.4.1 設(shè)計一個帶有進位輸出端的十三進制計數(shù)器設(shè)計一個帶有進位輸出端的十三進制計數(shù)器.解：解：進位輸出用進位輸

31、出用C表示，規(guī)定有進位輸出時表示，規(guī)定有進位輸出時C=1，無進位輸，無進位輸出時出時C=0。十三進制計數(shù)器應(yīng)該十三進制計數(shù)器應(yīng)該有十三個有效狀態(tài)，有十三個有效狀態(tài)，分別用分別用S0、S1、S12表示。畫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)表示。畫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：換圖：1建立原始狀態(tài)圖建立原始狀態(tài)圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖不需化簡。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖不需化簡。因為因為231324，因此取觸發(fā)器位數(shù)，因此取觸發(fā)器位數(shù)n=4。對狀態(tài)。對狀態(tài)進行編碼，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖得到狀態(tài)轉(zhuǎn)化表。進行編碼，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖得到狀態(tài)轉(zhuǎn)化表。狀態(tài)化簡狀態(tài)化簡2 2狀態(tài)分配狀態(tài)分配狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表34根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表寫出寫出狀態(tài)方程狀態(tài)方程并化簡，由并化簡

32、，由狀狀態(tài)方程態(tài)方程找出找出驅(qū)動方程驅(qū)動方程。選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程CQQQQ*0*1*2*3由狀態(tài)轉(zhuǎn)化表得由狀態(tài)轉(zhuǎn)化表得狀態(tài)方程：狀態(tài)方程：01223*3QQQQQQ012023123*2QQQQQQQQQQ0101*1QQQQQ0203*0QQQQQ23QQC 若選用若選用4個個JK觸發(fā)器，需將觸發(fā)器，需將狀態(tài)方程狀態(tài)方程變換成變換成JK觸發(fā)器觸發(fā)器特性特性方程方程的標(biāo)準(zhǔn)形式，即的標(biāo)準(zhǔn)形式，即 Q*=J Q+KQ, 找出找出驅(qū)動方程驅(qū)動方程。3230123301223*3)()(QQQQQQQQQQQQQQ201320120313201*2)()()()(QQQQQQQQQQQQQQQQ1010*1QQQQQ00230203*01)(QQQQQQQQQ230123QKQQQJ)(0132012QQQKQQJ0101QKQJ1)(0230KQQJ狀態(tài)方程：狀態(tài)方程：驅(qū)動方程：驅(qū)動方程：J3 K3J2 K2 J1 K1J0 K0根據(jù)驅(qū)動方程根據(jù)驅(qū)動方程畫電路圖畫電路圖5230123QKQQQJ)(0132012QQQKQQJ0101QKQJ1)(0230