第七次課寄存器與移位寄存器和計(jì)數(shù)與分頻電路

1、寄存器與移位寄存器計(jì)數(shù)與分頻電路1一、P153J3用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電路器件中的移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)序列信號(hào)發(fā)生器，其輸入信號(hào)為時(shí)鐘CP，輸出信號(hào)為序列碼F。實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求是：1.序列發(fā)生器模值M=8：2.各個(gè)碼位上的碼值為00011101，最右端碼位為最先輸出的低位：3.測量時(shí)鐘信號(hào)CP和F的波形。4.用一片74194和其它器件實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課題2P153J3-設(shè)計(jì)過程74194是4位串入、并入-串出、并出雙向移存器。其功能表如下： 功能輸 入輸 出CRM0M1CPDSRDSLD0D1D2D3Qn+10Qn+11Qn+12Qn+13清除00000并入111d0d1d2d3d0d1d2d3保持10Qn0Qn1Q

2、n2Qn3100右移11011Qn0Qn1Qn211000Qn0Qn1Qn2左移1011Qn1Qn2Qn311010Qn1Qn2Qn30右移：低位往高位移、左移：高位往低位移3兩片74LS194級(jí)連，預(yù)置“00011101”，使用右移，從U2的QD依次輸出10111000，同時(shí)返送到U1的右移輸入端，使其不斷循環(huán)輸出。圖中J1置 “1” （S1S0=“11”）時(shí)，電路預(yù)置數(shù)。J1置“0” （S1S0=“01”）時(shí)，進(jìn)行右移。P153J3-設(shè)計(jì)過程-方法一4修改預(yù)置數(shù)為10111000，再改S1S0=“10”，從U1的QA依次輸出10111000，同時(shí)返送到U2的左移輸入端，使其不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)左

3、移輸出。此類電路需預(yù)置數(shù)后再啟動(dòng)。為了避免預(yù)置數(shù)（加電即可產(chǎn)生所需序列信號(hào)）可用一片74LS194外加組合電路（門電路或數(shù)據(jù)選擇器）設(shè)計(jì)。P153J3-設(shè)計(jì)過程-方法一574LS194加組合電路設(shè)計(jì)：1、確定數(shù)據(jù)移動(dòng)方向，填寫狀態(tài)表。P153J3-設(shè)計(jì)過程-方法二194QDQCQBQASR1011101110111001100010001000100010101011右移：S1S0=“01”，Q端的數(shù)低位向高位移動(dòng)， SR的數(shù)送QA 。 QD先輸出， QC、 QB 、 QA的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)反饋電路后送SR。62、檢查QC 、 QB 、 QA 八組三位碼，無重碼，取74194的低三位輸出端可行。若有

4、重碼，74194的輸出端取四位，按16種狀態(tài)填寫狀態(tài)表。3、根據(jù)狀態(tài)表，寫出SR的邏輯表達(dá)式：4、根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出數(shù)據(jù)反饋電路。P153J3-設(shè)計(jì)過程-方法二75、數(shù)據(jù)反饋電路也可用74151實(shí)現(xiàn)：151/ABCD0= D2= D5= D6=1，其余為“0” /CBAD0= D2= D3= D5=1，其余為“0”194QDQCQBQASR右移時(shí)194的低三位輸出端連接151的地址端，最高位不用，否則需按16種狀態(tài)設(shè)計(jì)。151的輸出端W連接194的SR端。1011101110111001100010001000100010101011P153J3-設(shè)計(jì)過程-方法三8輸出F可在74194的任一Q

5、端獲得，最好不用數(shù)據(jù)反饋電路的輸出端。因74194的兩個(gè)或兩個(gè)以上Q端翻轉(zhuǎn)時(shí)有延時(shí)（功能冒險(xiǎn)），使得數(shù)據(jù)反饋電路的輸出有“毛刺”。若74194采用左移：S1S0=“10”，Q端的數(shù)高位向低位移動(dòng)， SL的數(shù)送QD 。 QA先輸出， QD、 QC 、 QB的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)反饋電路后送SL。P153J3-設(shè)計(jì)過程-方法三9151ABC/D0= D2= D3= D5=1，其余為“0”CBA/D0= D2= D5= D6=1，其余為“0”194SLQDQCQBQA左移時(shí)194的高三位輸出端連接151的地址端，最低位不用，否則需按16種狀態(tài)設(shè)計(jì)。151的輸出端W連接194的SL端。也可根據(jù)狀態(tài)表寫出SL的邏

6、輯表達(dá)式，然后用門電路實(shí)現(xiàn)。1110101110001110001110001010001010011010P153J3-設(shè)計(jì)過程-方法三10用雙蹤示波器同時(shí)觀測CP和F 的波形。觸發(fā)信源應(yīng)選擇F 的通道。至少顯示F 一個(gè)完整的周期。記錄波形時(shí)必須注意CP和F 波形對(duì)應(yīng)的時(shí)間關(guān)系。CP FP153J3-調(diào)測T11用預(yù)置法設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)電路。實(shí)驗(yàn)要求是：M=7，并且具有自啟動(dòng)特性；測試出其各個(gè)輸出端波形的時(shí)間關(guān)系；測試其自啟動(dòng)特性。用模N的計(jì)數(shù)器構(gòu)成模M的計(jì)數(shù)器(NM)，一般采用同步置數(shù)的方法?？刹捎弥米钚?shù)法、置“0”法和置最大數(shù)法?；舅悸肥鞘褂?jì)數(shù)器從預(yù)置狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)到滿足模值為M的終止

7、狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生置數(shù)控制信號(hào)，下一CP周期進(jìn)行置數(shù)，重復(fù)計(jì)數(shù)過程，從而實(shí)現(xiàn)模M的計(jì)數(shù)。 二、 P150J2實(shí)驗(yàn)課題12P150J2-設(shè)計(jì)過程74LS161是同步置數(shù)，異步清零十六進(jìn)制（M=16）計(jì)數(shù)器，其功能表 如下ENPENTCLKQD QC QB QA功能01 0 0 0 0異步清零10 D B C A同步并入1111000011118421計(jì)數(shù)110 1QnD QnB QnC QnA 保持RCO=RCOn110QnD QnB QnC QnA保持RCO= 013用74161構(gòu)成模M計(jì)數(shù)器的示意圖P150J2-設(shè)計(jì)過程74LS161A B C DCPQD QC QB QA RCOP T CR反饋函

8、數(shù)LD預(yù)置數(shù)“1”14P150J2-設(shè)計(jì)過程置“0”法：同步預(yù)置數(shù)為全“0”。對(duì)于同步預(yù)置加計(jì)數(shù)器，反饋狀態(tài)為（M1），本例中反饋狀態(tài)為71=6，即計(jì)數(shù)器從“000”計(jì)到“0110”?？蓹z測QC、QB為“1”，與非反相后置數(shù)。置最大數(shù)法：預(yù)置數(shù)為計(jì)數(shù)器工作循環(huán)中的最大數(shù)，最大數(shù)=N。對(duì)于同步預(yù)置加計(jì)數(shù)器，反饋狀態(tài)為（M2），本例中反饋狀態(tài)為72=5，即計(jì)數(shù)器從“1111”計(jì)到“0101”?？蓪D反相再和QC、QA為“1”，與非反相后置數(shù)。置最小數(shù)法：同步預(yù)置最小數(shù)，最小數(shù)=NM。本例中最小數(shù)=16-7=9，即計(jì)數(shù)器從“1001”計(jì)到“1111”?？衫谩癛CO”經(jīng)反相后置數(shù)。電路最簡單。15

9、以置“0”法為例：用雙蹤示波器同時(shí)觀測、記錄CP和QC的波形。觸發(fā)信源應(yīng)選擇QC的通道。至少顯示QC一個(gè)完整的周期，并注意查驗(yàn)、確認(rèn)QC一個(gè)的周期的起始位置。將觀測CP的探頭依次分別觀測、記錄QB、QA波形。 在示波器上QB、 QA 一個(gè)的周期的起始位置和QC的起始位置相同。記錄波形時(shí)必須注意CP、 QC 、 QB、 QA各波形的時(shí)間關(guān)系。P150J2-調(diào)測16使用數(shù)字示波器注意事項(xiàng)使用數(shù)字示波器同時(shí)觀測兩路數(shù)字信號(hào)時(shí)應(yīng)遵循以下基本操作規(guī)則：各通道的輸入耦合方式置“直流” 兩路信號(hào)分上、下半屏顯示，勿重疊。認(rèn)清各通道的橫坐標(biāo)位置。各通道的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度置1V2V /div。水平偏轉(zhuǎn)靈敏度應(yīng)調(diào)整到最大周期 信號(hào)至少能顯示一個(gè)完整的周期。內(nèi)觸發(fā)信源應(yīng)選擇顯示最大周期 信號(hào)的通道。必要時(shí)可采用“脈寬”觸發(fā)方式。觸發(fā)電平（LEVEL）標(biāo)志線應(yīng)調(diào)整到最大周期 信號(hào)的波形上。17自啟動(dòng)性測試步驟（靜態(tài)測試）1、CP接單脈沖K9，輸入端口D、C、B、A接邏輯電平K1-K8任意四個(gè)，輸出端口QDQCQBQA接邏輯電平顯示L1-L8任意四