《时序电路》PPT课件

文档格式：PPT| 44 页|大小 959KB|积分 15|2022-12-26 发布|文档ID：177553478

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5-1)按功能分按功能分(5-2)5.2.1 数码寄存器数码寄存器Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取数取数脉冲脉冲接收接收脉冲脉冲(CP)寄存器是计算机的主要部件之一，寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放数据或指令它用来暂时存放数据或指令四位数码寄存器四位数码寄存器(5-3)所谓所谓“移位移位”，就是将寄存器所存各，就是将寄存器所存各位位数据，在每个移位脉冲的作用下，向左数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位根据移位方向，常把它或向右移动一位根据移位方向，常把它分成分成左移寄存器左移寄存器、右移寄存器右移寄存器和和双向移双向移位寄存器位寄存器三种：三种：寄存器寄存器左移左移(a)寄存器寄存器右移右移(b)寄存器寄存器双向双向移位移位(c)(5-4)根据移位数根据移位数据的输入输据的输入输出方式，又可出方式，又可将它分为将它分为串串行行输输入入串串行输行输出出、串串行输行输入入并并行输行输出出、并并行输行输入入串串行输行输出出和和并并行行输输入入并并行输行输出出四种电路结四种电路结构：构：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入并出(5-5)QQ DQQ DQQ DQQ D&A0A1A2A3SDRDCLRLOAD移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出数数据据预预置置 3210存数存数脉冲脉冲清零清零脉冲脉冲四位串入四位串入-串出的左移寄存器串出的左移寄存器初始状态：初始状态：设设A3A2A1A0 1011 在存数脉冲作用下，也有在存数脉冲作用下，也有 Q3Q2Q1Q0 1011 。

D0 0 0D1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 2QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210 下面将下面将重点讨论重点讨论兰颜色的兰颜色的那部分那部分电电路路的工作的工作原理5-6)D0 0 0D1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 2QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出32101 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0设初态设初态 Q3Q2Q1Q0 1011(5-7)QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210用波形图表示如下：用波形图表示如下：1 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0设初态设初态Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2Q1Q0CPCP1 11 10 01 10 00 01 11 10 00 01 11 10 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 0(5-8)QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210四位串入四位串入-串出的串出的左移左移寄存器：寄存器：D0 0 0D1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 2QDQQ3DQDQD移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出Q1Q2Q0四位串入四位串入-串出的串出的右移右移寄存器：寄存器：D1 Q Q2 2D2 Q Q3 3D3 0 0D0 Q Q1 1(5-9)四位串入四位串入-串出串出的的左移左移寄存器：寄存器：D0 L LD1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 2 四位串入四位串入-串出串出的的右移右移寄存器：寄存器：D1 Q Q2 2D2 Q Q3 3D3 R RD0 Q Q1 1 双向移位双向移位寄存器的寄存器的构成：构成：只要设置一个控制端只要设置一个控制端S S，当，当S S0 0 时左移；而时左移；而当当S S1 1时右移即可。

时右移即可L L”即即需左移的需左移的输入数据输入数据“R R”即即需右移的需右移的输入数据输入数据D0=SL SQ1 D2=SQ1 SQ3 D3=SQ2 SR D1=SQ0 SQ2 集成组件集成组件电路电路74LS194就是这样的就是这样的多功能移位寄存器多功能移位寄存器5-10)VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194右移右移串行串行输入输入左移左移串行串行输入输入并行输入并行输入(5-11)VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194011110 00 11 01 1直接清零直接清零保保持持右移右移(从从QA向右移动向右移动)左移左移(从从QD向左移动向左移动)并入并入 CLRCPS1 S0功功能能 (5-12)计数器的功能和分类计数器的功能和分类1.计数器的计数器的功能功能记忆输入脉冲的个数；用于定时、分记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。

频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等2.计数器的计数器的分类分类同步计数器和异步计数器同步计数器和异步计数器加法计数器、减法计数器和可逆计数器加法计数器、减法计数器和可逆计数器有时也用计数器的计数容量有时也用计数器的计数容量(或称模数或称模数)来区分各种不同的计数器，如二进制来区分各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器等等计数器等等5-13)加法计数器加法计数器:来一个计数脉冲，输出二进制来一个计数脉冲，输出二进制结果就加结果就加1，如由，如由000变成变成001减法计数器：来一个计数脉冲，输出的减法计数器：来一个计数脉冲，输出的二进制结果就减二进制结果就减1，如，如010变成变成0015-14)1、异步计数器的分析、异步计数器的分析Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP计数计数脉冲脉冲在异步计数器中，有的触发器直在异步计数器中，有的触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发接受输入计数脉冲控制，有的触发器则是把其它触发器的输出信号作器则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟脉冲，为自己的时钟脉冲，因此各个触发因此各个触发器状态变换的时间先后不一，故被器状态变换的时间先后不一，故被称为称为“异步计数器异步计数器”。

三位二进制异步加法计数器三位二进制异步加法计数器例例1.三位二进制三位二进制异步异步加法计数器加法计数器5-15)Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2CP计数计数脉冲脉冲三位二进制异步加法计数器三位二进制异步加法计数器Q2Q1Q0 Q Q010 0 010101010100 010 1011 0 11 1000 0010 1思考题：思考题：试画出三位二进制异试画出三位二进制异步减法计数器的电路图，步减法计数器的电路图，并分析其工作过程并分析其工作过程优点优点：电路简单、可靠：电路简单、可靠缺点缺点：速度慢：速度慢(5-16)2 同步计数器的分析同步计数器的分析在同步计数器中，在同步计数器中，各个触发器都各个触发器都受同一时钟脉冲受同一时钟脉冲输入计数脉冲的控输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为同时的，故被称为“同步计数同步计数器器”例例2.三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲CP(5-17)Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲八进制同步加法计数器八进制同步加法计数器CP分析步骤分析步骤:1.先列写控制端的逻辑表达式：先列写控制端的逻辑表达式：J2=K2=Q1 Q0J1=K1=Q0J0=K0=1C0=C1=C2=1(5-18)CPQ0Q1Q22.还可以用波形图显示状态转换表还可以用波形图显示状态转换表3、还可以用状态表来表示、还可以用状态表来表示(5-19)Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 0 0 0 脉冲数脉冲数(CP)(5-20)Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲同步加法计数器同步加法计数器CP(5-21)3 任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲CP1.写出控制端的逻辑表达式：写出控制端的逻辑表达式：J2=Q1 Q0 ，K2 1 J1=K1 1 J0=Q2 ，K0 1 (5-22)2.再列写状态转换表，分析其状态转换过程：再列写状态转换表，分析其状态转换过程：Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲CP 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 3 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0CP Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原状态原状态控控制制端端下状态下状态,1Q2(5-23)Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲CP 如前所述，右如前所述，右图电路为图电路为异步五异步五进制加法计数器进制加法计数器。

3.还可以用波形图显示状态转换表还可以用波形图显示状态转换表(略略)CPQ0Q1Q2(5-24)另有三种状态另有三种状态111、110、101不在计数循不在计数循环内，如果这些状态经若干个时钟脉冲能够进环内，如果这些状态经若干个时钟脉冲能够进入计数循环，称为能够入计数循环，称为能够自行启动自行启动4.检验其能否检验其能否自动启动自动启动？CP Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原状态原状态控控制制端端下状态下状态,1Q2 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0结论：结论：经检验，可以自动启动经检验，可以自动启动5-25)1.同步同步(5-26)二进制数二进制数Q3Q2Q1Q0脉冲数脉冲数(CP)十进制数十进制数0123456789100 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 001234567890(5-27)RDQJKQFF0QJKQFF1 CP计数脉冲计数脉冲QJKQFF2QJKQQ3FF3Q2Q1Q0(5-28)Q0Q1Q2Q3CP12345678910 常用常用74LS160型同步十进制加法计数器型同步十进制加法计数器,其外引脚排其外引脚排列及功能表与列及功能表与74LS161型计数器相同。

型计数器相同5-29)Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQFF0(5-30)110 10清零清零0000Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQFF0(5-31)0置置“9”1100 1 1 Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQFF0(5-32)0 011Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQFF0(5-33)0 011输入脉冲输入脉冲输出十进制输出十进制Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQFF0(5-34)输输入入输输出出Q2Q3R01S92S91R02Q1Q011011011000000001010R01S92S91R02有任一为有任一为“0”有任一为有任一为“0”(5-35)输入计输入计数脉冲数脉冲十分频输出十分频输出(进位输出进位输出)计数状态计数状态计数器输出计数器输出S91N74LS290S92Q2Q1NUCCR01R02CP0CP1Q0Q3地地17814S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02CP1CP0(5-36)Q1Q2Q3Q0CP1 2 3 4 5 6 7 8 9 10工作波形工作波形S92S91Q0Q3Q1Q2R01R02CP1CP0(5-37)S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02CP1CP0五进制输出五进制输出计数脉冲计数脉冲输入输入CP12345Q1Q2Q3工作波形工作波形(5-38)(5-39)0 0 01 0 00 1 10 0 10 1 00 1 00 1 01 1 15、状态转换图、状态转换图(5-40)(5).写出各个控制端的逻辑表达式：写出各个控制端的逻辑表达式：JC=QA KC=QA JB=QC KB=QC JA=QB KA=QB QCQCJCKCQBQBJBKBJAQAQAKARDRDSD预置数预置数计数脉冲计数脉冲CP(6).画出计数器的逻辑电路图。

画出计数器的逻辑电路图5-41)(7).检验该计数电路能否自动启动检验该计数电路能否自动启动本计数电路有三个触发器，本计数电路有三个触发器，可有八个状态组合，可是只用去可有八个状态组合，可是只用去六个，尚有两六个，尚有两个未利用，因此个未利用，因此需要检验一下，若不能自行启动需要检验一下，若不能自行启动要进行修改要进行修改5-42)5.4.2 利用集成功能组件设计计数电路利用集成功能组件设计计数电路一一.中规模计数器组件介绍及其应用中规模计数器组件介绍及其应用1.二二-五五-十进制计数器十进制计数器 74LS90 74LS90 内部含有两个独立的内部含有两个独立的计数电路：一个是模计数电路：一个是模 2 计数器计数器(CPA为其时钟，为其时钟，QA为其输出端为其输出端)，另一个是模另一个是模 5 计数器计数器(CPB为其时为其时钟，钟，QDQCQB为其输出端为其输出端)外部时钟外部时钟CP是先送到是先送到CPA还还是先送到是先送到CPB，在，在QDQCQBQA这这四个输出端会形成不同的码制四个输出端会形成不同的码制1).74LS90的介绍的介绍(5-43)QCQAJKQBJKJKQDQDJKCPACPBR 0(1)R 0(2)R 9(2)R 9(1)QAQBQCQD74LS 90原理电路图原理电路图下面将给出它的原理电路图：下面将给出它的原理电路图：(5-44)CPACPBR 0(1)R 0(2)R 9(2)R 9(1)NCNCVCCQAQDQBQCGND1234567141312111098QAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)CPBCPA74LS9074LS 90管脚分布图管脚分布图。

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