中規(guī)模時序正常邏輯使用電路

中規(guī)模時序邏輯電路

11寄存器時序邏輯電路寄存器和移位寄存器計數(shù)器順序脈沖發(fā)生器分析設計21.1數(shù)碼寄存器Q3Q2Q1Q0&&&&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取數(shù)脈沖接收脈沖(CP)寄存器是計算機的主要部件之一，它用來暫時存放數(shù)據(jù)或指令。采用任何一種類型的觸發(fā)器均可構(gòu)成寄存器。每個觸發(fā)器存放一位二進制數(shù)或一個邏輯變量，由n個觸發(fā)器構(gòu)成的寄存器可存放n位二進制數(shù)或n個邏輯變量的值。四位數(shù)碼寄存器31.2移位寄存器

所謂“移位”，就是將寄存器所存各位數(shù)據(jù)，在每個移位脈沖的作用下，向左或向右移動一位。根據(jù)移位方向，常把它分成三種：寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器雙向移位(c)4根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入－輸出方式，又可將它分為四種：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入－串出串入－并出并入－串出并入－并出串行輸入－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：5SDQQDQQDQQDQQD&&&&A0A1A2A3RDCLRLOAD移位脈沖CP0串行輸出數(shù)據(jù)預置3210存數(shù)脈沖清零脈沖四位并入-串出的左移寄存器初始狀態(tài)：設A3A2A1A0

＝1011在存數(shù)脈沖作用下，Q3Q2Q1Q0

＝1011。D0

＝0D1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2QQDQQDQQDQQD移位脈沖CP0串行輸出32106D0

＝0D1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2QQDQQDQQDQQD移位脈沖CP0串行輸出3210101101100110110011001000100000000000000000000000Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0設初態(tài)Q3Q2Q1Q0

＝1011用波形圖表示如下：Q3Q2Q1Q0CP1101001100110000000000017四位串入-串出的左移寄存器：D0

＝LD1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2四位串入-串出的右移寄存器：D1＝Q2D2＝Q3D3＝RD0＝Q1QQDQQDQQDQQDCP串行輸出3210串行輸入QDQQ3DQDQDCP串行輸出Q1Q2Q0串行輸入雙向移位寄存器的構(gòu)成：只要設置一個控制端S，當S＝0時左移；而當S＝1時右移即可。集成組件電路74LS194就是這樣的多功能移位寄存器。8雙向移位寄存器9R—右移串行輸入L—左移串行輸入A、B、C、D—并行輸入VCCQAQBQCQDS1S0CPQAQBQCQDCPS1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194151614131211109123456780111100011011直接清零保持右移(從QD

向QA移動)左移(從QA

向QD移動)并行輸入CLRCPS1S0功能101.3寄存器應用舉例例：序列發(fā)生器用一片74194和適當?shù)倪壿嬮T構(gòu)成產(chǎn)生序列為的序列發(fā)生器。步驟：第一步：序列有多長就用相應的多少個狀態(tài)Tp來與之對應，根據(jù)Tp<=2n來決定移位寄存器的級數(shù)（即觸發(fā)器的個數(shù)）第二步：按照循環(huán)左移或者右移的規(guī)律來確定寄存器的初始狀態(tài)，和相應的左移或者右移輸入端的輸入，并列出狀態(tài)表第三步：狀態(tài)表推導出反饋函數(shù)的邏輯表達式，畫出相應電路圖11§2計數(shù)器的分析2.1計數(shù)器的功能和分類1.計數(shù)器的作用記憶輸入脈沖的個數(shù)；用于定時、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖及進行數(shù)字運算等等。2.計數(shù)器的分類按工作方式分：同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。按功能分：加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器。按計數(shù)器的計數(shù)容量(或稱模數(shù))來分：各種不同的計數(shù)器，如二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、二－十進制計數(shù)器等等。12

1）同步二進制加法計數(shù)器設計思想：同步計數(shù)器中，所有觸發(fā)器的CP端相連，CP的每一個觸發(fā)沿都會使所有的觸發(fā)器狀態(tài)更新。二進制加法運算規(guī)則：對一個多位二進制而言，最低位每次加1都改變狀態(tài)，而第i位（除最低位外）僅有當以下各位皆為1時才改變狀態(tài)

同步二進制計數(shù)器是將計數(shù)脈沖同時引入到各級觸發(fā)器，當計數(shù)時鐘脈沖到來時，各級觸發(fā)器狀態(tài)同時發(fā)生轉(zhuǎn)換，并且按照二進制的規(guī)律增加或減少。同步計數(shù)器133位二進制同步加法計數(shù)器選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。狀態(tài)圖輸出方程：時鐘方程：14時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0=1時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。FF2在Q0=Q1=1時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。15電路圖由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。推廣到n位二進制同步加法計數(shù)器驅(qū)動方程輸出方程162）同步二進制減法計數(shù)器設計思想：只有當?shù)臀幌蚋呶唤栉粫r（即低位全0時再減1），令高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計數(shù)減1。為此，只要將二進制加法計數(shù)器的輸出由Q端改為端，便成為同步二進制減法計數(shù)器了。173位二進制同步減法計數(shù)器選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。狀態(tài)圖輸出方程：時鐘方程：18時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0=0時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。FF2在Q0=Q1=0時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。19電路圖由于沒有無效狀態(tài)，電路能自啟動。推廣到n位二進制同步減法計數(shù)器驅(qū)動方程輸出方程203位二進制同步可逆計數(shù)器設用X表示加減控制信號，且X＝0時作加計數(shù)，X＝1時作減計數(shù)，則把二進制同步加法計數(shù)器的驅(qū)動方程和X相與，把減法計數(shù)器的驅(qū)動方程和X相與，再把二者相加，便可得到二進制同步可逆計數(shù)器的驅(qū)動方程。輸出方程21電路圖224位集成二進制同步加法計數(shù)器74LS161/163①CR=0時異步清零。②CR=1、LD=0時同步置數(shù)。③CR=LD=1且CPT=CPP=1時，按照4位自然二進制碼進行同步二進制計數(shù)。④CR=LD=1且CPT·CPP=0時，計數(shù)器狀態(tài)保持不變。74LS163的引腳排列和74LS161相同，不同之處是74LS163采用同步清零方式。234位集成二進制同步可逆計數(shù)器74LS193CR是異步清零端，高電平有效；LD是異步置數(shù)端，低電平有效；CPU是加法計數(shù)脈沖輸入端；CPD是減法計數(shù)脈沖輸入端；

D0～D3是并行數(shù)據(jù)輸入端；Q0～Q3是計數(shù)器狀態(tài)輸出端；CO是進位脈沖輸出端；BO是借位脈沖輸出端；多個74LS193級聯(lián)時，只要把低位的CO端、BO端分別與高位的CPU、CPD連接起來，各個芯片的CR端連接在一起，LD端連接在一起，就可以了。241.四位二進制同步計數(shù)器74LS16374LS163不但計數(shù)方式是同步的，而且它的清零方式也是同步的：即使控制端CLR＝0，清零目的真正實現(xiàn)還需等待下一個時鐘脈沖的上升沿到來以后才能夠變?yōu)楝F(xiàn)實。這就是“同步清零”的含義。

利用集成功能組件設計計數(shù)電路一、中規(guī)模計數(shù)器組件介紹及其應用2516151413121110123456789QAQDQDQCQBQAQBQCVCCTTPPCPAABBCCDDCLRLOADENABLERC串行進位輸出允許允許GND時鐘清除輸出數(shù)據(jù)輸入置入74LS16374LS163管腳圖(1)74LS163的介紹26TPRCABCDQBQCQDQALOADCLR74LS16374LS163功能表1111計數(shù)0111X保持1011X保持(RC=0)XX01并行輸入XXX0清零PTLOADCLRCP功能

27清除置入ABCD時鐘允許P允許TQAQBQCQD串行進位輸出輸出數(shù)據(jù)輸入28例1：用一片74LS163構(gòu)成六進制計數(shù)器。QDQCQBQA000000010010001101000101六個穩(wěn)態(tài)準備清零：使CLR＝0TPRCABCDQBQCQDQALOADCLR74LS163&+5VCP(2)74LS163的應用29在QDQCQBQA

＝0110時立即清零。比較用74LS160與用74LS163構(gòu)成六進制計數(shù)器:在QDQCQBQA

＝0101時準備清零。TPRCABCDQBQCQDQALOADCLR74LS163&+5VCP30例2：用74LS163構(gòu)成二十四進制計數(shù)器。(1).需要兩片74LS163；(2).為了提高運算速度，使用同步計數(shù)方式。TPRCABCDQBQCQDQALOADCLR74LS163TPRCABCDQBQCQDQALOADCLR74LS163+5V+5V,,,,CPCLR

應該在QDQCQBQAQDQCQB