第六章常用集成時序邏輯器件下

第六章下常用集成時序邏輯器件及應(yīng)用序列碼的產(chǎn)生與序列碼的檢測

典型移位型計數(shù)器以MSI為核心的同步時序電路的分析與設(shè)計集成計數(shù)器的級聯(lián)、任意模值計數(shù)器集成計數(shù)器

集成寄存器本章主要內(nèi)容計數(shù)器的功能及用途計數(shù)器的主要功能是累計輸入脈沖的數(shù)目。它可以用來計數(shù)，分頻，此外還可以對系統(tǒng)定時，順序控制等操作。6.5.1集成計數(shù)器計數(shù)器的分類按時鐘控制方式分類：異步，同步計數(shù)器。按計數(shù)功能分類：加法計數(shù)，減法計數(shù)和可逆計數(shù)三大類。6.5.1集成計數(shù)器按數(shù)制分類SYN名稱模值狀態(tài)編碼方式/無多余狀態(tài),能自啟動二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器任意進制計數(shù)器環(huán)形計數(shù)器扭環(huán)形計數(shù)器M=2nM=10M＜2nM=nM=2n二進制碼BCD碼多種方式/自啟動情況6個多余狀態(tài)2n-M個多余狀態(tài)2n-n個多余狀態(tài)2n-2n個多余狀態(tài)檢查多余狀態(tài)注意:n表示觸發(fā)器的個數(shù)一、同步二進制計數(shù)器7416174161邏輯符號QAQBQCQDPCPABCD74161TCrLDOC(MSB)74161是同步加1計數(shù)器，具有同步置數(shù)和異步清零的功能。計數(shù)范圍從0000到1111循環(huán).74161電路圖⑤計數(shù)脈沖輸入端CP:

上升沿有效控制端QAQBQCQDPCPABCD74161TCrLDOC(MSB)②同步預(yù)置端

LD:低電平有效③計數(shù)允許控制端P、T:高電平有效④置數(shù)輸入端A、B、C、D:CP上升沿置數(shù)有效①異步清0端

Cr:低電平有效與CP無關(guān)計數(shù)器輸出端QD

為最高位進位輸出端Oc74161功能表OC=QDQCQBQAT

二、同步十進制計數(shù)器7416074160是同步十進制加1計數(shù)器，具有同步置數(shù)和異步清零的功能,控制信號與74161相同.計數(shù)范圍從0000到1001循環(huán).74160aQaQbQcQdCPOcCrLDTPbcd74160邏輯符號Oc=QdQcQbQaT1、同步級聯(lián)QAQBQCQDQ0Q1Q2Q3Oc1P1T174161(1)QAQBQCQDQ4Q5Q6Q7Oc2P2T211CP74161(2)CPCP三.集成計數(shù)器的級聯(lián)

工作過程:CpQ3Q2Q1Q0T2=Oc1Q7Q6Q5Q40000000000001000001↑……000001110000001111100000000000012↑15↑16↑OC=QDQCQBQAT

2、異步級聯(lián)工作過程:0000100000001100001↑……10000111010000111100000000012↑15↑16↑CpQ3Q2Q1Q0CP2=Oc1Q7Q6Q5Q40001OC=QDQCQBQAT

四.任意模值計數(shù)器00011001輸入輸出CPCrLDPTDCBAQDQCQBQA×0×××××××0000××10××dcbadcba1111110111×0××××××××××××加１計數(shù)保持保持Oc=074161功能表00000010001101000101011001111000101010111100110111101111異步清零同步置數(shù)

也可以使用中間任意M個狀態(tài)作有效狀態(tài)

同步置0法（前M個狀態(tài)作為有效狀態(tài)）

異步清0法

Oc置數(shù)法（后M個狀態(tài)作為有效狀態(tài)）四.任意模值計數(shù)器例：用74161實現(xiàn)模M=7計數(shù)器。1.異步清0法10000100110000101010011011100000QaQbQcQdCr=0過渡狀態(tài)1Cr=M中的“1”與非異步戰(zhàn)清零世的時列序波遣形：Cp123456789QaQbQc2.同步原置0或置槽數(shù)法QdQcQbQa0000000100100011010001010110LD=0例：用74貝16神1實現(xiàn)眉模M=懇7計數(shù)稻器。QdQcQbQa0001000100100011010001010111LD=0計數(shù)蔬狀態(tài)嗓表1計數(shù)明狀態(tài)雀表2M=計數(shù)觀終值-計數(shù)揉初值+1計數(shù)椒器模葉值(M傅)的確哄定QdQcQbQa0000000100100011010001010110計數(shù)狀態(tài)表1計數(shù)留終值11翁0LD擴=計數(shù)產(chǎn)終值中的綠“1”與非計數(shù)笑初值00券0M=撒24-DQdQcQbQa1001101010111100110111101111例：用74無16爺1實現(xiàn)吧模M=條7計數(shù)引器。LD=0計數(shù)錯終值=24-1計數(shù)億初值DM=計數(shù)凍終值-計數(shù)欺初值+1Oc忙=Qd濤Qc沙Qb描Qa雅TM=孔2n-D3.更O腦c置數(shù)安法例：分析譜以下毫計數(shù)殃器的爸計數(shù)掛模值M=貴?M=計數(shù)師終值-計數(shù)梳初值+1M=蜘(1頸00姥0-蹤蝶00備10鎖+1塊)2=710M=墻(1躲11澤1-拜10醋01柿+1壯)2=710M=賤2n-D改=24-9墳=7大模樂計數(shù)蘿器實液現(xiàn)方特法①大束模分斑解法②整刮體置紗數(shù)法③Oc整體怪置數(shù)都法例：用74搞16久1實現(xiàn)怨模60計數(shù)紐奉器①大扣模分閥解法QAQBQCQDOCABCDPTCrCP1LD74161011011QAQBQCQDOCPT1741611CPABCDCrLD01101CP=1版0×6廟=禍M1×M2M1=2n-D盈=24-1腸0=且6M2=2n-D宰=24-6蛛=1棍060聞=成6×10②整六體置戰(zhàn)數(shù)法M(振60現(xiàn))=計數(shù)稅終值(5男9)-計數(shù)交初值(0戀)+159嶺=(徹11責(zé)10騰11幕)2LD=QB’QA’QD

QBQA③Oc整體腦置數(shù)來法M=計數(shù)質(zhì)終值-計數(shù)類初值+1M=貝2n-D60允=28-DD=粗28-6牙0=器19歸6=赴(1梳10臉00觸10物0)2LD=Oc模M計數(shù)姻器=M倍分龍頻器計數(shù)器鞏與分諸頻器亂的關(guān)班系0時鐘村頻率fcp輸出消頻率fo=fcp/7【例】圖6.企5.飽11為可拋編程抽分頻完器，條試分菠別求目出M=1鏟00和M=2棉00時的脆預(yù)置翼值；惠若I7~I0=0屆11錯01榆00彎0，試求M值。登圖6.講5.肢11可編狼程分瞞頻器解：該電連路為穗同步艱置數(shù)目加法蠶計數(shù)仔器，臟最大甘計數(shù)隱值N=2槽56。根據(jù)麥預(yù)置疼值=N-M，可芒求得粉：①當(dāng)M=(憐10摟0)10時，預(yù)置羅值D′候C′蔑B′量A′子DC啊BA=2千56拿-1參00慘=1撇56揪=1六00插11辰10胳0B；當(dāng)M=(撥20芹0)10時，預(yù)置鍵值D′岔C′推B′資A′精DC攝BA=2掏56抗-2鼓00及=5產(chǎn)6=讀00磨11泥10有00山B。卷②喊當(dāng)I7~I0=0葬11碑01戒00緒0時，M=1欺11株11雄11掉1-陡01史10怨10識00拘+1=(涼10疤01柏10棟00吃)2=1鞋52。28（1）74變16勢1級聯(lián)危時是非否加陽反相熔器（2）關(guān)線于74茂16醋0芯片急的級悉聯(lián)復(fù)習(xí)29（1）74供16餃1級聯(lián)例時是雷否加獵反相姑器QAQBQCQDOCABCDPTCrCP1LD74161011011QAQBQCQDOCPT1741611CPABCDCrLD01101CP1）異滅步級根聯(lián)時戴要加效反相希器，渾保證屆計數(shù)版狀態(tài)的翻虛轉(zhuǎn)時幕刻的釀?wù)_冬；2）渾注意鍵看74能16追1的時礎(chǔ)序。30（1）74憲16綠1級聯(lián)番時是毯否加黑反相穩(wěn)器1）同放步級華聯(lián)時閣不加宏反相獸器，之即可枝保證鍬計數(shù)狀態(tài)項的翻待轉(zhuǎn)正帽確；2）Oc相對阻于CP具有部一點損延時星，保鍋證高慈位片計盒數(shù)正標(biāo)確。攪注意彩看74為16睬1的時對序Oc。31（2）74殃16貍0的級討聯(lián)1）大倡模分跨解形談成的察異步岔級聯(lián)2）同取步整質(zhì)體置0法3）同岔步整婚體置君數(shù)法4）同割步Oc置數(shù)攜發(fā)74喬16路0與74菜16資1方法詠相同321）大長模分鄭解異袖步級現(xiàn)聯(lián)異步蛾級聯(lián)搞時與74蠅16哭1完全電一樣上述磚電路辛完成怖計數(shù)果模值M=販10顯×4耐=哀40332）同裕步整糠體置0設(shè)計M受=冠40的計來數(shù)器制：40紐奉=信X－0+蔑1榮X茂=黎3慢910燈33）同顯步整化體置稻數(shù)法設(shè)計M受=耀40的計翅數(shù)器烏：40其=敢X－45撞+艷1妻X處=課8410柿34）同濟步Oc置數(shù)由法設(shè)計M溫=陷40的計專數(shù)器速：40迎=尼9介9－X+吳1X噴=伸6拔010犯3寄存悄器是抬計算客機的避主要練部件貧之一爭，它效用來私暫時摧存放求數(shù)據(jù)舍或指踏令。6.神5.勤2集成寄存劉器和世移位溪寄存究器1.二拍番接收凈四位評數(shù)據(jù)攻寄存叉器Q3Q2Q1Q0&&&&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取數(shù)脈沖接收脈沖(CP)10欠42.移位很寄存嚷器所謂晉“移位”，眉就是之將寄惹存器劑所存職各位圾數(shù)姻據(jù)，襖在每拾個移盲位脈末沖的疊作用程下，喪向左舒或向維右移嫌動一葛位。10慮5移位凱寄存浴器的窗分類尼：根據(jù)撇移位室方向榨，常悟分成左移勻寄存生器、右移桐寄存次器和雙向輪移位改寄存沉器三種妨：寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器雙向移位(c)10脈6Q3CPQ2FF2DFF3DFF1DQ1R0單向撕移位定寄存置器舉辦例FF0DQ0RiQ0Q1Q2Q3RD清01.單向床右移順。2.串入進并出或串入渴串出10軍7根據(jù)劣移位揀數(shù)據(jù)定的輸惠入－卡輸出陰方式叢，又?？蓪⒒糜袼钟聻槿缇ο滤某攴N電石路：串行輸入－串行輸出串行輸入－并行輸出并行輸入－串行輸出并行輸入－并行輸出移位元寄存樣器的汗分類遵：10津8FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入染－串核出串入追－并鋸出并入嶺－串宣出并入嫁－并赴出10卷9QQDQQDQQDQQD&&&&A0A1A2A3SDRDCLRLOAD移位脈沖CP0串行輸出數(shù)據(jù)預(yù)置

3210存數(shù)脈沖清零脈沖SD四位羊并入善串出活的左叛移寄繳存器11蜜0單向丈移位譜寄存芒器舉繩例設(shè)A3A2A1A0＝10條11，在存榜數(shù)脈掘沖作酷用下土，并兆行輸穗入數(shù)舉據(jù)，殘使Q3Q2Q1Q0＝10秧11。D0＝0D1＝Q0D2＝Q1D3＝Q21內(nèi)0板1唐10慘1葡1怎00庸1撒1改01木1拘0淺01路1湊0趁01飯0薪0壘01豬0倘0夢00綿0衛(wèi)0瀉00牲0告0湯00賢0固0膝00戴0林0勿00藍0幻玉0擠0Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入將初態(tài)Q3Q2Q1Q0＝10急11Q3Q2D1Q0D0移位語脈沖CP0串行螺輸出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1左移件過程11邊1構(gòu)成完原理幫：既炭能左鞭移又趁能右角移。給移渣位寄雙存器政設(shè)置返一個饞控制棒端如S，令S＝0時左季移；S＝1時右殘移即均可。集成益組件74鼓LS趨19姻4就是刻這樣陪的多較功能雨移位澡寄存抬器。雙向熊移位寄存榮器11蔽274饑19乒4電路譜結(jié)構(gòu)四位腸雙向肢移位覺寄存棕器74圈19弄474燙19跡4邏輯研符號D0～D3：并行底數(shù)碼幅輸入圣端。Cr：異步求清0端，梳低電秩平有訪效。SR、SL：右移、左移貼串行渴數(shù)碼鞏輸入染端。S1、S0：工作摧方式拌控制毒端。74194Q0Q1Q2Q3CrSLS0CPD0S1D1D2D3SR011110店00掏11墳01橋1直接恐清零保絹持右移(從Q0向右燃移動)左移(從Q3向左上移動)并行今同步鳳置數(shù)CLRCPS1

S0Q的功能74棉LS滅19臺4簡化油功能華表11張474淺19必4詳細丈功能鏟表CrS1S0CPSLSRD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30000000001111101111aabcdbcd×××××××××××××××××××××××××SR××××SL×××××××SRQ2Q0Q1Q1Q2Q3SL保持保持VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCPS1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194右移逐串行劑輸入左移菜串行摩輸入并行扔輸入工作惕方式控制11來32.慶74者LS交19胡4的應(yīng)牌用例:毒7位串樓入/并出語轉(zhuǎn)換舞電路沫。SrSr（1）實允現(xiàn)串賠并、來并串只轉(zhuǎn)換家（不獻講）例:縫7位并圣入/串出吵轉(zhuǎn)換汪電路巨。組合電路

移位寄存器Q0Q1Q2…Qm-1SRf一般醋移位朋型計呢數(shù)器的實堆現(xiàn)框匯圖m為移位為寄存喚器的組位數(shù)（２緞）移位廁寄存淘器構(gòu)璃成移幕位型糧計數(shù)開器1彩燈普循環(huán)誘亮10100100000010010有效循環(huán)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖m為移位勒寄存膛器的街位數(shù)這樣進的電滲路存在什冰么問械題呢?1）移位睜寄存賴器構(gòu)冤成環(huán)型計數(shù)戀器10010010010000001有效循環(huán)狀態(tài)圖011110111101111000111001110001100101101000001111電路保不能腫自啟心動!無效皂循環(huán)畫狀態(tài)字圖具有礦自啟虛動的賓環(huán)形姿計數(shù)籍器1100000001001101111010001010000100011010101111111011011001010111000001.狀態(tài)度組合獎中只根有一挽個1或0，無需號再譯無碼；2.最大浩的模翁值Mma股x=m3.觸發(fā)玻器很陡浪費環(huán)形鼻計數(shù)尾器的雜特點嗚：扭環(huán)慨計數(shù)碌器00叮00100011001110011100110001111101玩0010101101011001010010100110111012）移位清寄存舒器構(gòu)傳成扭環(huán)計數(shù)信器00墾0010蔥0011衛(wèi)0011鄰1000戚0100刪1101頓1111萌1101垮0010承1011記0101執(zhí)1010惡0100迫1001芳0110傍11有效默狀態(tài)10波0110侄1111造0111墨11扭環(huán)公計數(shù)括器的邊自啟機動問兔題1.最大坑的模蕉值Mma經(jīng)x=2m2.相鄰笛狀態(tài)鹽僅一腸位代淡碼不廳同，澆屬于格雷堤碼3.觸發(fā)槽器有批些浪濤費扭環(huán)煮計數(shù)謝器的愛特點趣：用74青LS敲19坡4構(gòu)成憂的7分頻責(zé)電路M=2n-16.岸5.村3序列蠻信號的產(chǎn)標(biāo)生序列蘇信號怠發(fā)生排器:能夠末循環(huán)活產(chǎn)生婦一組足或多文組序儀列信山號的時序忍電路。周期梅序列典信號:11躬01鋪0111閘01迷01聯(lián)…11喚01快0111濱01線01序列簽信號增的長允度M=嘗6時序面電路郊需要鈴記憶歡的獨粗立狀評態(tài)也獵是6個1.計數(shù)另器法2.反饋撕移位法中規(guī)隆模集泉成電慎路設(shè)勉計序列啊發(fā)生里器的方尾法③畫階出邏佩輯電辱路圖起。1.計數(shù)放型序嗚列碼糾發(fā)生領(lǐng)器組合輸出電路模M計數(shù)器Q1Q2QnCP…Z1Z2Zm實現(xiàn)脫邏輯威框圖:實現(xiàn)率步驟:①根半據(jù)序粘列信儉號長果度M，設(shè)計模M計數(shù)尋器，對狀態(tài)戒自定;②按紛計數(shù)島器的盡狀態(tài)損轉(zhuǎn)移雁關(guān)系和序挺列碼憐的要聚求設(shè)逗計組鏈合輸出電刊路;例：想設(shè)計府一個教能同脅時產(chǎn)菌生兩更組序知列碼評的雙州序列欺碼發(fā)微生器凡，要香求兩圍組序顧列碼愚分別殲為：Z1－11勺01外01，Z2－01黃01戀10。解：⑴扣根據(jù)到序列脹確定夏計數(shù)委器的備模值M=集6(2僻)確定忘計數(shù)太器的M個計加數(shù)狀縮慧態(tài)00河1010011100101110選74柏16揮1計數(shù)駝器(3歪)列出擇組合疊輸出術(shù)電路悟的真識值表Z1－11羊01霉01，Z2－01泛01笨10(4后)用3-昌8譯碼隔器和睡與非盞門實峽現(xiàn)組來合電來路QCQBQAZ1Z2

0滅0智1100擺1儀0110俱1充1001恨0圣0111賴0聚1011最1樸010Z1=∑各(1橡,2城,4固,6趁)Z2=∑(2甲,4束,5調(diào))(5局)畫邏他輯電寧路圖Z1=∑扭(1圖,2膚,4維,6漫)Z2=∑(2迅,4娃,5谷)

QCQBQAZ1Z2

0011

0

0101

1

0110

0

1001

1

1010

1

1101

0

⑴趨用74翅LS猶19撕4設(shè)計絹一個流能自啟胃動的箱模6扭環(huán)繳計數(shù)躁器選74儲19炸4實現(xiàn)計數(shù)傻器⑵慌列出洞組合洞輸出電路顏的真宜值表Z1=∑沒(0降,1瞇,4鄉(xiāng)豐,7晚)Z2=∑(3新,4屈,7端)Z1－11欺01淺01，Z2－01刻01妙10⑶荷用3-眠8譯碼溉器和紐奉與非疤門實萄現(xiàn)組偷合電睡路Z1=∑所(0校,1滑,4虎,7吧)Z2=∑(3松,4福,7詞)2.反饋綠移位勵型序驗列信紀號發(fā)敵生器特點驕：從移昆存器依的任頂一Q端都桑可以灰得到把周期鞭性的榜序列蓋碼Q0Q1Q2Q3SL100110110101011100110111111110例：制設(shè)計快一個絨產(chǎn)生10熄01返11序列雜的反旱饋移宜位型京序列顧信號枝發(fā)生兇器。Q0Q1Q2Q3SR111100111111010111010110011100右移驗：叉左移根：按左忘移處蘇理：闖列幸移存遵器的籌態(tài)序廳表和桑反饋途函數(shù)濾表100劑100110111111111101100××1××××1110×××0×0001111000011110Q0Q1Q2Q3SLQ0Q1Q2Q3SL100110110101011100110111111110檢查虛自啟輸動性蜘能？求出痰反饋活函數(shù)SL××1××××1110×××0×0001111000011110Q0Q1Q2Q3SL10100100100100110010010111001110主01111111000000011000101101101101101001001001001101101100主0001011100100000100011111110101111010101××1××××1110×××0×0001111000011110Q0Q1Q2Q3SL再檢顏查自醒啟動際性能最？反饋漢網(wǎng)絡(luò)紛采用SS隱I門畫邏技輯電租路74194Q0Q1Q2Q3S1S0SL10＆＆1CPSLZCP××1××××1110×××0×0001111000011110Q0Q1Q2Q3SLSL=Q2+Q0Q3反饋歡網(wǎng)絡(luò)慈采用MS炕I器件用4選1器件個實現(xiàn)SLQ2Q0Q30001111001SLQ2Q00101SLSL=Q2+Q0Q374LS194Q0Q1Q2Q3S1S0SL10CPD0D1D2D3A0A1ZY14選1MUX0Q0Q2--縣A1A0D0=D2=1D1=Q3D3=0畫邏貪輯電呼路例:給定泛元器孫件74早16驢1計數(shù)護器一層個，8選1數(shù)選器碧一個披，SS竊I門電芝路若針干。美利用菜給定枝元器石件試設(shè)錢計一潔個能顧產(chǎn)生匠如圖頭所示遷輸出錯波形漿的電江路,并畫黑出電房誠路圖疤。123456789101112131415UiU01U02設(shè)計魯分解123456789101112131415UiU01U02(1眼)挨U01輸出蹦波形釀是:每來7個Ui輸入裝脈沖月輸出易一個蝦脈沖,即U01是Ui輸入周脈沖撲的7分頻;(2競)口U02波形華可認饒為是01羨00漠11鄉(xiāng)豐0序列染碼;(3罪)設(shè)計仍一個恒模7計數(shù)細器,列出U01祥,U02與計評數(shù)狀陣態(tài)的期關(guān)系;時序觸電路