常用時(shí)序邏輯電路器件

會(huì)計(jì)學(xué)1常用時(shí)序邏輯電路器件>目錄

反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器和計(jì)數(shù)型序列碼發(fā)生器的設(shè)計(jì)

異步集成計(jì)數(shù)器74LS90

十進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器74LS192

同步集成計(jì)數(shù)器74161

二進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器74LS169

任意模值計(jì)數(shù)器

四位雙向寄存器74LS194

典型移位型計(jì)數(shù)器

以MSI為核心的同步時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì)

集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)<退出總目錄

計(jì)數(shù)器的功能及分類(lèi)第1頁(yè)/共42頁(yè)

一:計(jì)數(shù)器的功能計(jì)數(shù)器的主要功能是累計(jì)輸入脈沖的數(shù)目，它可以用來(lái)計(jì)數(shù)，分頻，此外還可以對(duì)系統(tǒng)定時(shí)，順序控制等操作。

二:計(jì)數(shù)器的分類(lèi)按時(shí)鐘控制方式分類(lèi)，有異步，同步計(jì)數(shù)器兩大類(lèi)。按計(jì)數(shù)功能可分為，加法計(jì)數(shù)，減法計(jì)數(shù)和可逆計(jì)數(shù)三大類(lèi)。按數(shù)制分，可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器）兩大類(lèi)?？偰夸浲顺?gt;<目錄表:計(jì)數(shù)器分類(lèi)第2頁(yè)/共42頁(yè)異步集成計(jì)數(shù)器74LS90<>退出目錄總目錄集成計(jì)數(shù)器第3頁(yè)/共42頁(yè)74LS90功能表：74LS90

控制輸入：①異步清0端R01、R02

高電平有效②異步置9端S91、S92

高電平有效兩個(gè)時(shí)鐘：CP1、CP2下降沿有效<>目錄退出總目錄第4頁(yè)/共42頁(yè)74LS90構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的兩種接法：8421BCD碼接法5421BCD碼接法兩種接法的態(tài)序表<>目錄退出總目錄第5頁(yè)/共42頁(yè)同步集成計(jì)數(shù)器74161邏輯圖邏輯符號(hào)<>目錄退出總目錄第6頁(yè)/共42頁(yè)74161功能表：74161

控制端：①異步清0端

Cr

低電平有效

②同步預(yù)置端

LD

低電平有效

③計(jì)數(shù)允許控制端P、T

高電平有效

計(jì)數(shù)脈沖輸入端：CP

上升沿有效<>目錄退出總目錄第7頁(yè)/共42頁(yè)74161時(shí)序圖<>目錄退出總目錄第8頁(yè)/共42頁(yè)十進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器74LS192邏輯符號(hào)功能表特點(diǎn)：

①雙時(shí)鐘輸入CP+、CP-，上升沿有效。

②異步清0端Cr，

高電平有效。

③異步預(yù)置控制端LD，低電平有效。

④進(jìn)位輸出OC、借位輸出OB分開(kāi)。<>目錄退出總目錄第9頁(yè)/共42頁(yè)二進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器74LS169邏輯符號(hào)功能表特點(diǎn)：①加減控制型可逆計(jì)數(shù)器。②同步預(yù)置控制端LD，低電平有效。③無(wú)清0端，清0靠預(yù)置。④進(jìn)位和借位都為OC。⑤計(jì)數(shù)允許端P、T，低電平有效。⑥CP上升沿有效。<>目錄退出總目錄第10頁(yè)/共42頁(yè)74LS169時(shí)序工作波形圖<>目錄退出總目錄第11頁(yè)/共42頁(yè)集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)

⒈異步級(jí)聯(lián)

用前一級(jí)計(jì)數(shù)器的輸出作為后一級(jí)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)。

將多片集成計(jì)數(shù)器進(jìn)行級(jí)聯(lián)可以擴(kuò)大計(jì)數(shù)范圍。74LS90按異步級(jí)聯(lián)方式組成的100進(jìn)制計(jì)數(shù)器例：<>目錄退出總目錄第12頁(yè)/共42頁(yè)

⒉同步級(jí)聯(lián)

外加時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)接到各片的時(shí)鐘輸入端，用前一級(jí)的進(jìn)位（借位）輸出信號(hào)作為下級(jí)的工作狀態(tài)控制信號(hào)。

①利用T端串行級(jí)聯(lián)。

②利用P、T雙重控制。例：74161的兩種同步級(jí)聯(lián)方式<>目錄退出總目錄第13頁(yè)/共42頁(yè)任意模值計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器可以加適當(dāng)反饋電路后句成任意模值計(jì)數(shù)器。⒈反饋清0法｛①異步清0②同步清0⒉反饋置數(shù)法<>目錄退出總目錄第14頁(yè)/共42頁(yè)例：用74LS90實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)器①異步清0法<>目錄退出總目錄第15頁(yè)/共42頁(yè)清0法8421BCD碼態(tài)序表清0法5421BCD碼態(tài)序表特點(diǎn)：

㈠

計(jì)數(shù)范圍是0～6，計(jì)到7時(shí)異步清0。㈡8421BCD碼

R01R02=QCQBQA

㈢5421BCD碼

R01R02=QCQA過(guò)渡態(tài)<>M=7目錄退出總目錄第16頁(yè)/共42頁(yè)②反饋置9法M=7過(guò)渡態(tài)其中：8421BCD碼S91S92=QCQB5421BCD碼S91S92=QAQB<>目錄退出總目錄第17頁(yè)/共42頁(yè)例：用74161實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)器過(guò)渡態(tài)LD=0異步清0同步置0<>目錄退出總目錄第18頁(yè)/共42頁(yè)LD=0LD=0OC置數(shù)法中間任意M個(gè)狀態(tài)計(jì)數(shù)<>目錄退出總目錄第19頁(yè)/共42頁(yè)例：用74LS90實(shí)現(xiàn)模54計(jì)數(shù)器解：因M=54，因此用兩片74LS90實(shí)現(xiàn)。①

大模分解法。②

整體清0法。M=6×9整體清0法<>目錄退出總目錄第20頁(yè)/共42頁(yè)例：用74161實(shí)現(xiàn)模60計(jì)數(shù)器

因一片74161最大計(jì)數(shù)值為16，故實(shí)現(xiàn)模60計(jì)數(shù)器必須用兩片74161。①大模分解法。②整體置0法。③Oc整體置數(shù)法。大模分解法<>目錄退出總目錄第21頁(yè)/共42頁(yè)整體置0法

Oc整體置數(shù)法<>目錄退出總目錄第22頁(yè)/共42頁(yè)預(yù)置輸入數(shù)的設(shè)置方法如下表所示加計(jì)數(shù)減計(jì)數(shù)異步預(yù)置預(yù)=N-M-1預(yù)=M同步預(yù)置預(yù)=N-M預(yù)=M-1表中N為最大計(jì)數(shù)值目錄<>總目錄退出第23頁(yè)/共42頁(yè)

例：對(duì)于圖示可編程分配器，求出M=100和M=200時(shí)的預(yù)置值；若I7～

I0=01101000，求M值。解：該電路為同步置數(shù)加法計(jì)數(shù)器，N=256。預(yù)置值=N－M=[M]。①當(dāng)M=（100）=（01100100）時(shí)，預(yù)置值=[M]=10011100；當(dāng)M=（200）=（11001000）時(shí)，預(yù)置值=[M]=00111000。②當(dāng)I7～I(xiàn)0=01101000時(shí)，M=[預(yù)]，M=[01101000]=152。補(bǔ)101022補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)<>目錄退出總目錄第24頁(yè)/共42頁(yè)集成寄存器<>目錄退出總目錄第25頁(yè)/共42頁(yè)集成移位寄存器四位雙向移位寄存器74LS194邏輯圖<>目錄退出總目錄第26頁(yè)/共42頁(yè)四位雙向移位寄存器74LS194邏輯符號(hào)時(shí)序圖><目錄退出總目錄第27頁(yè)/共42頁(yè)741LS194功能表D0～D3：并行數(shù)碼輸入端。Cr：

異步清0端，低電平有效。SR、SL：右移、左移串行數(shù)碼輸入端。S1、S0：工作方式控制端。S1S0=11并行置數(shù)S1S0=01右移S1S0=10左移S1S0=00保持原態(tài)<>目錄退出總目錄第28頁(yè)/共42頁(yè)典型移位計(jì)數(shù)器㈠有自啟動(dòng)特性的環(huán)型計(jì)數(shù)器特點(diǎn)：①每個(gè)時(shí)鐘周期只有一個(gè)輸出端為1（或0）。

②不需譯碼電路。

③具有自啟動(dòng)特性，消除了無(wú)效循環(huán)。<>目錄退出總目錄第29頁(yè)/共42頁(yè)㈡扭環(huán)計(jì)數(shù)器（循環(huán)碼或約翰遜計(jì)數(shù)器）特點(diǎn)：①反饋邏輯方程為D1=Qn。②狀態(tài)按循環(huán)碼規(guī)律變化，無(wú)竟?fàn)帯⒚半U(xiǎn)，且譯碼簡(jiǎn)單。③有無(wú)效循環(huán)，不能自啟動(dòng)。<>目錄退出總目錄第30頁(yè)/共42頁(yè)序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)⒈反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器⒉計(jì)數(shù)型序列碼發(fā)生器①根據(jù)序列信號(hào)長(zhǎng)度M，確定移存器位數(shù)n。②確定移存器的M個(gè)獨(dú)立狀態(tài)。③根據(jù)M個(gè)狀態(tài)列出移存器的態(tài)序表和反饋函數(shù)表，求出反饋函數(shù)F。④檢查自啟動(dòng)性能。⑤畫(huà)邏輯圖。①根據(jù)序列信號(hào)長(zhǎng)度M，設(shè)計(jì)模M計(jì)數(shù)器，狀態(tài)自定。②按計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系和序列碼的要求設(shè)計(jì)組合輸出網(wǎng)絡(luò)。<>目錄退出總目錄第31頁(yè)/共42頁(yè)例：設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)生100111序列的反饋移位型序列信號(hào)發(fā)生器。解：①確定移存器位數(shù)n，因M=6，故n≥3。②確定移存器的6個(gè)獨(dú)立狀態(tài)。

100、001、011、111、111、110③列移存器的態(tài)序表和反饋函數(shù)表，求出反饋函數(shù)F。

F（SL）=Q0+Q2=Q0Q2④檢查自啟動(dòng)性能。

F=Q2+Q0Q3⑤畫(huà)邏輯電路。反饋函數(shù)表<>目錄退出總目錄第32頁(yè)/共42頁(yè)F的K圖和移存器狀態(tài)圖<>目錄退出總目錄第33頁(yè)/共42頁(yè)修正后的F的K圖和移存器狀態(tài)圖<>目錄退出總目錄第34頁(yè)/共42頁(yè)反饋網(wǎng)絡(luò)采用SSI門(mén)反饋網(wǎng)絡(luò)采用MSI器件邏輯電路<>目錄退出總目錄第35頁(yè)/共42頁(yè)例：設(shè)計(jì)一個(gè)能同時(shí)產(chǎn)生兩組序列碼的雙序列碼發(fā)器，要求兩組代碼分別是：Z1－110101，Z2－010110。解：⑴用74LS194設(shè)計(jì)一個(gè)能自啟動(dòng)的模6扭環(huán)計(jì)樹(shù)器。⑵列出組合輸出電路的真值表。模6計(jì)樹(shù)器真值表<>目錄退出總目錄第36頁(yè)/共42頁(yè)⑶用一片3-8譯碼器和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)組合輸出網(wǎng)絡(luò)。⑷畫(huà)出邏輯電路。邏輯電路<>目錄退出總目錄第37頁(yè)/共42頁(yè)以MSI為核心的同步時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì)例：分析同步時(shí)序電路。解：該電路為Moore型。⑴寫(xiě)激勵(lì)方程。

Cr=1，PT=1，LD=QB，

DCBA=QDQC10⑵列狀態(tài)遷移表，畫(huà)狀態(tài)圖。

⑶分析功能。該電路是模12計(jì)數(shù)器，若從輸出，則可以得到12分頻對(duì)稱(chēng)方波。<>目錄退出總目錄第38頁(yè)/共42頁(yè)例：分析電路。解：該電路是由74LS194和8選1數(shù)選器組成的Moore型同步時(shí)序電路，X為外部輸入，Z為外輸出。①寫(xiě)激勵(lì)方程和輸出方程。

S1S0=10，

D0D1D2D3=1111，

SL=Y=（Q1Q2Q