《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課件18實(shí)踐任務(wù)5.1

實(shí)踐任務(wù)5.1設(shè)計(jì)能存儲(chǔ)八位二進(jìn)制數(shù)的寄存器PART01學(xué)習(xí)目標(biāo)PART02任務(wù)描述PART03知識(shí)鏈接PART04實(shí)踐準(zhǔn)備PART05工作計(jì)劃PART06任務(wù)實(shí)施PART07學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)(1)掌握觸發(fā)器的功能(2)掌握同步觸發(fā)與邊沿觸

發(fā)的各自特點(diǎn)(3)掌握邊沿觸發(fā)器的應(yīng)用方法學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)在數(shù)字電路中，需要處理的對(duì)象都可以抽象為“0”（也可理解為低電平）和“1”（也可理解為低電平）。又因?yàn)閿?shù)字電路中處理的一般都是8位、16位、32位或64位的二進(jìn)制數(shù)，所以本次實(shí)踐的內(nèi)容就是設(shè)計(jì)8位二進(jìn)制寄存器。在完成任務(wù)的過程中，進(jìn)一步熟悉鎖存器概念和觸發(fā)器概念，了解同步觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器的工作原理，掌握使用觸發(fā)器設(shè)計(jì)寄存器的方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)知識(shí)鏈接01鎖存器概念02觸發(fā)器概念03同步觸發(fā)器工作原理04邊沿觸發(fā)器工作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)①鎖存器概念RS鎖存器是靜態(tài)存儲(chǔ)單元當(dāng)中最基本、也是電路結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，通常它是由兩個(gè)或非門或者與非門組成。下圖中給出了兩個(gè)與非門組成的RS鎖存器的電路。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)①模擬信號(hào)①鎖存器概念

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)①模擬信號(hào)①鎖存器概念輸入輸出功能說明01101保持1111001010置11101000101置01010100011不允許10011基本RS鎖存器真值表學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)②觸發(fā)器概念觸發(fā)器與鎖存器的不同點(diǎn)在于它增加了一個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸入端，只有當(dāng)觸發(fā)信號(hào)到來時(shí)，觸發(fā)器才能按照輸入的置1、置0信號(hào)置成相應(yīng)的狀態(tài)，并且保持下去。我們將這個(gè)觸發(fā)信號(hào)稱為時(shí)鐘信號(hào)，用??????作為代記符號(hào)。有了時(shí)鐘信號(hào)后，當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)觸發(fā)器需要同時(shí)動(dòng)作時(shí)，就可以用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為同步控制信號(hào)了。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)③同步觸發(fā)器工作原理當(dāng)????=0時(shí)，??_3和??_4門被封鎖，無論??和??端信號(hào)如何變化，輸出都不會(huì)發(fā)生變化，相當(dāng)于RS觸發(fā)器處于保持狀態(tài)。當(dāng)????=1時(shí)，（即????脈沖的上升沿到來時(shí)，??_3和??_4門使能，此時(shí)同步RS觸發(fā)器相當(dāng)于基本RS觸發(fā)器），具體情況如下：(1)當(dāng)??=??=0時(shí)且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=??^??（保持原態(tài)）。(2)當(dāng)??=0，??=1時(shí)且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=1（置1）。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)(3)當(dāng)??=1，??=0時(shí)且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=0（置0）。(4)當(dāng)??=??=1時(shí)且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)不定（不定狀態(tài)）。③同步觸發(fā)器工作原理當(dāng)????=1時(shí)，（即????脈沖的上升沿到來時(shí)，??_3和??_4門使能，此時(shí)同步RS觸發(fā)器相當(dāng)于基本RS觸發(fā)器），具體情況如下：(1)當(dāng)??=??=0時(shí)且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=??^??（保持原態(tài)）。(2)當(dāng)??=0，??=1時(shí)且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=1（置1）。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)輸入輸出功能說明00001保持1001000110置11011001001置011001011不定態(tài)不定態(tài)不允許111不定態(tài)不定態(tài)同步RS觸發(fā)器特性表③同步觸發(fā)器工作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)④邊沿觸發(fā)器工作原理為了提高觸發(fā)器的可靠性，提高其抗干擾能力，并且希望觸發(fā)器的次態(tài)僅僅取決于時(shí)鐘信號(hào)的下降沿或上升沿，而在此之前和之后輸入狀態(tài)的變化對(duì)觸發(fā)器的次態(tài)沒有影響。為此，人們相繼研制出了各種邊沿觸發(fā)器。邊沿觸發(fā)器的由來在各類集成觸發(fā)器中，JK觸發(fā)器的邏輯功能最為齊全。在實(shí)際應(yīng)用中，它不僅有很強(qiáng)的通用性，而且能靈活地轉(zhuǎn)換成其他類型的觸發(fā)器。例如，可以用JK觸發(fā)器構(gòu)成D觸發(fā)器和T觸發(fā)器。JK觸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)④邊沿觸發(fā)器工作原理說明0↓00置“0”0↓10置“0”1↓01置“1”1↓11置“1”下降沿觸發(fā)D觸發(fā)器的真值表

說明0↓00置“0”0↓10置“0”1↓01置“1”1↓11置“1”下降沿觸發(fā)D觸發(fā)器的真值表學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)④邊沿觸發(fā)器工作原理

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)寄存器：在實(shí)際數(shù)字系統(tǒng)中，通常把能夠用來存儲(chǔ)一位二進(jìn)制代碼的同步時(shí)序邏輯電路稱為寄存器。觸發(fā)器特點(diǎn)：由于寄存器的功能就是存儲(chǔ)輸入的二進(jìn)制代碼，因此需要選擇的觸發(fā)器特點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)輸出與輸入在時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)時(shí)保持一致。n位二進(jìn)制寄存器：由于一個(gè)觸發(fā)器能夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)制代碼，所以把由n個(gè)并行觸發(fā)器組合在一起，并將他們的時(shí)鐘端口連接在一起，這樣就可以構(gòu)造一個(gè)n位二進(jìn)制寄存器。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)說明0↓00置“0”0↓10置“0”1↓01置“1”1↓11置“1”D觸發(fā)器的邏輯功能如下表所示，在觸發(fā)時(shí)鐘信號(hào)的下降沿到來時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出二進(jìn)制代碼與輸入二進(jìn)制代碼保持一致。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)工作組織因本任務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此以個(gè)人為單位，完成整個(gè)任務(wù)。工作方案制定項(xiàng)目具體實(shí)施步驟。工作用具準(zhǔn)備設(shè)計(jì)類任務(wù)，無需工具準(zhǔn)備。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)第一步在下框中畫出下降沿觸發(fā)的D觸發(fā)器邏輯符號(hào)，并列出該種觸發(fā)器的真值表說明0↓00置“0”0↓10置“0”1↓01置“1”1↓11置“1”學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)第二步在下框中畫出一位該種D觸發(fā)器的波形圖學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)第三步在下框中畫出八個(gè)該種D觸發(fā)器組合而成的能存儲(chǔ)八位二進(jìn)制數(shù)的寄存器輸出Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0輸入D7D6D5D4D3D2D1D0學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接