數(shù)電課件工大part數(shù)字第6章

1、第六章第六章 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路 6.1 6.1 時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的基本概念6.1 6.1 時(shí)序邏輯電路的一般分析方法時(shí)序邏輯電路的一般分析方法6.3 6.3 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器6.4 6.4 數(shù)碼寄存器與移位寄存器數(shù)碼寄存器與移位寄存器6.1 6.1 時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法6.1 6.1 時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的基本概念組組合合電電路路觸觸發(fā)發(fā)器器電電路路X1XiZ1ZjQ1QmD1Dm輸入信號(hào)信號(hào)輸出觸發(fā)器觸發(fā)器輸入信號(hào)輸出信號(hào)CP一、一、 時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路任何一個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)不

2、僅取決于當(dāng)時(shí)的任何一個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，還與電路的原狀態(tài)有關(guān)輸入信號(hào)，還與電路的原狀態(tài)有關(guān)。 時(shí)序電路的特點(diǎn)：（時(shí)序電路的特點(diǎn)：（1 1）含有記憶元件（最常用的是觸發(fā)器）。）含有記憶元件（最常用的是觸發(fā)器）。 （2 2）具有反饋通道。具有反饋通道。組組合合電電路路觸觸發(fā)發(fā)器器電電路路X1XiZ1ZjQ1QmD1Dm輸入信號(hào)信號(hào)輸出觸發(fā)器觸發(fā)器輸入信號(hào)輸出信號(hào)CP輸出方程輸出方程驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程狀態(tài)方程同步時(shí)序邏輯電路同步時(shí)序邏輯電路 異同步時(shí)序邏輯電路異同步時(shí)序邏輯電路 ),(),(),(3121nnnnQDFQQXFDQXFZ一、分析時(shí)序邏輯電路的一般步驟一、分

3、析時(shí)序邏輯電路的一般步驟 1 1由邏輯圖寫出下列各邏輯方程式：由邏輯圖寫出下列各邏輯方程式： （1 1）各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程。）各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程。 （2 2）時(shí)序電路的輸出方程。）時(shí)序電路的輸出方程。 （3 3）各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。）各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。 2 2將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得時(shí)序邏輯電路將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)方程。的狀態(tài)方程。 3 3根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時(shí)序電路的狀態(tài)表，畫出根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時(shí)序電路的狀態(tài)表，畫出狀態(tài)圖或時(shí)序圖。狀態(tài)圖或時(shí)序圖。 4根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說(shuō)明給定時(shí)序邏輯電路的邏輯功根據(jù)電路的

4、狀態(tài)表或狀態(tài)圖說(shuō)明給定時(shí)序邏輯電路的邏輯功能。能。6.2 6.2 時(shí)序邏輯電路的一般分析方法時(shí)序邏輯電路的一般分析方法二、同步時(shí)序邏輯電路的分析舉例二、同步時(shí)序邏輯電路的分析舉例例例6.2.1：試分析如圖所示的時(shí)序邏輯電路。試分析如圖所示的時(shí)序邏輯電路。解：該電路為同步時(shí)序邏輯電路，時(shí)鐘方程可以不寫。解：該電路為同步時(shí)序邏輯電路，時(shí)鐘方程可以不寫。（1）寫出輸出方程：）寫出輸出方程： nnQQXZ01)(nQXJ10 10 KnQXJ01 11 K （2 2）寫出驅(qū)動(dòng)方程：）寫出驅(qū)動(dòng)方程：0=11K1J1=11K=11JZ1CPX0QC1Q11FF&C1FF（3）寫出）寫出JK觸發(fā)器的

5、特性方程，然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入觸發(fā)器的特性方程，然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：（4）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)圖）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)圖 當(dāng)當(dāng)X=0時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：作出作出X=0的狀態(tài)表：的狀態(tài)表：nnnnnQQXQKQJQ01000010)( nnnnnQQXQKQJQ10111111) (nnnQQQ0110 nnnQQQ1011 輸出方程簡(jiǎn)化為：輸出方程簡(jiǎn)化為：nnQQZ01 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)輸輸 出出Q1 n Q0 n Q1 n+1 Q0 n+1 Z 0 00 1 0 11 0

6、0 1 0 0 0 0 1 X X= =0 0時(shí)時(shí)的的狀狀態(tài)態(tài)圖圖/1Q/0Q/000110100當(dāng)當(dāng)X=1時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：時(shí)：觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為：作出作出X=1的狀態(tài)表：的狀態(tài)表：將將X=0與與X=1的狀態(tài)圖合并起來(lái)得的狀態(tài)圖合并起來(lái)得完整的狀態(tài)圖。完整的狀態(tài)圖。nnnQQQ0110 nnnQQQ1011 輸出方程簡(jiǎn)化為：輸出方程簡(jiǎn)化為：nnQQZ01 各觸發(fā)器的各觸發(fā)器的次態(tài)方程：次態(tài)方程：nnnnnQQXQKQJQ01000010)( nnnnnQQXQKQJQ10111111) (現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)輸輸 出出Q1 n Q0 n Q1 n+1 Q0 n+1 Z 0 01

7、 0 1 00 1 1 0 1 0 0 0 0 X X= =1 1時(shí)時(shí)的的狀狀態(tài)態(tài)圖圖/00010/0Q0101/1Q1/0010/11/10/0000/0101/0完完整整的的狀狀態(tài)態(tài)圖圖 根據(jù)狀態(tài)表或狀態(tài)圖，根據(jù)狀態(tài)表或狀態(tài)圖， 可畫出在可畫出在CP脈沖作用下電路的時(shí)序圖。脈沖作用下電路的時(shí)序圖。（5 5）畫時(shí)序波形圖。）畫時(shí)序波形圖。1/0010/11/10/0000/0101/0XCP1234560QZ1Q（6 6）邏輯功能分析：）邏輯功能分析： 當(dāng)當(dāng)X=1=1時(shí)，按照減時(shí)，按照減1 1規(guī)律規(guī)律從從1001001010010010循環(huán)變化，循環(huán)變化，并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為0000狀態(tài)

8、（最小數(shù)）時(shí)，狀態(tài)（最小數(shù)）時(shí)，輸出輸出Z=1=1。 該電路一共有該電路一共有3 3個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)0000、0101、1010。 當(dāng)當(dāng)X=0=0時(shí)，按照加時(shí)，按照加1 1規(guī)律從規(guī)律從0001100000011000循環(huán)變化，循環(huán)變化，并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為并每當(dāng)轉(zhuǎn)換為1010狀態(tài)（最大數(shù)）時(shí)，輸出狀態(tài)（最大數(shù)）時(shí)，輸出Z=1=1。所以該電路是一個(gè)可控的所以該電路是一個(gè)可控的3 3進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1/0010/11/10/0000/0101/0完完整整的的狀狀態(tài)態(tài)圖圖CP1 1= =Q0 0 （當(dāng)（當(dāng)FF0 0的的Q0 0由由0101時(shí)，時(shí)，Q1 1才可能改變狀態(tài)。）才可能改變狀態(tài)。）三、異步時(shí)序邏

9、輯電路的分析舉例三、異步時(shí)序邏輯電路的分析舉例例例6.2.2：試分析如圖所示的時(shí)序邏輯電路試分析如圖所示的時(shí)序邏輯電路該電路為異步時(shí)序邏輯電路。具體分析如下：該電路為異步時(shí)序邏輯電路。具體分析如下：（1 1）寫出各邏輯方程式。）寫出各邏輯方程式。時(shí)鐘方程：時(shí)鐘方程：CP0 0= =CP （時(shí)鐘脈沖源的上升沿觸發(fā)。（時(shí)鐘脈沖源的上升沿觸發(fā)。）輸出方程：輸出方程：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：（3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。（2）將各驅(qū)動(dòng)方程代入）將各驅(qū)動(dòng)方程代入D觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：nnQDQ0010 （CP由由01時(shí)此式

10、有效）時(shí)此式有效） 1111nnQDQ （Q0由由01時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） nnQQZ01 nQD00 nQD11 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)輸輸 出出時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖Q1 n Q0 n Q1 n+1 Q0 n+1 ZCP1 CP0 CP1 1= =Q0 0時(shí)鐘方程：時(shí)鐘方程：CP0 0= =CP0 0 1 0 0 0 111 1 01 0 1 010 0 100 0 （4）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖。（5 5）邏輯功能分析）邏輯功能分析 該電路一共有該電路一共有4個(gè)狀態(tài)個(gè)狀態(tài)00、01、10、11，在，在CP作用下，按照減作用下，按照減1規(guī)律循規(guī)律循環(huán)變化，所以是一個(gè)環(huán)變化，

11、所以是一個(gè)4進(jìn)制減法計(jì)進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器數(shù)器，Z是借位信號(hào)。是借位信號(hào)。Q/0/0/110111000Q/001CPZ1QQ0計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器用以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖用以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖CPCP個(gè)數(shù)的電路。個(gè)數(shù)的電路。 6.3 6.3 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的分類：計(jì)數(shù)器的分類：（2 2）按數(shù)字的增減趨勢(shì)可分為加法計(jì)數(shù)器、減）按數(shù)字的增減趨勢(shì)可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。（1 1）按計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)）按計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最典型的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最典型的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。制計(jì)數(shù)器。（3 3）按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是

12、否與計(jì)數(shù)脈沖同）按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否與計(jì)數(shù)脈沖同步分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。步分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。 計(jì)數(shù)脈沖序計(jì)數(shù)脈沖序號(hào)號(hào)電電 路路 狀狀 態(tài)態(tài)等效十進(jìn)等效十進(jìn)制數(shù)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q00123456789101112131415160 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 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 0 001234567891011121314150一、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器一、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1 1二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制異

13、步計(jì)數(shù)器（1 1）二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器二進(jìn)制異步加法器功能表二進(jìn)制異步加法器功能表Q1在在Q0的下降沿翻轉(zhuǎn)的下降沿翻轉(zhuǎn)Q2在在Q1的下降沿翻轉(zhuǎn)的下降沿翻轉(zhuǎn)Q3在在Q2的下降沿翻轉(zhuǎn)的下降沿翻轉(zhuǎn)工作原理：工作原理： 4個(gè)個(gè)JK觸發(fā)器都接成觸發(fā)器都接成T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 每當(dāng)每當(dāng)Q2由由1變變0，F(xiàn)F3向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。 每來(lái)一個(gè)每來(lái)一個(gè)CP的下降沿時(shí)，的下降沿時(shí)，F(xiàn)F0向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當(dāng)每當(dāng)Q0由由1變變0，F(xiàn)F1向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當(dāng)每當(dāng)Q1由由1變變0，F(xiàn)F2向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反

14、的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；1J1KC12Q1QCPFF3R1KFF21JC1R1KFF1Q1J0C1RR0FF1JC11KQ31CR計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖QQQQ用用“觀察法觀察法”作出該電路的作出該電路的時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。由時(shí)序圖可以看出，由時(shí)序圖可以看出，Q0 0、Ql、Q2 2、Q3 3的周期分別是計(jì)數(shù)脈沖的周期分別是計(jì)數(shù)脈沖( (CP) )周周期的期的2 2倍、倍、4 4倍、倍、8 8倍、倍、1616倍，因而計(jì)數(shù)器也可作為分頻器。倍，因而計(jì)數(shù)器也可作為分頻器。CPQ0Q1Q2Q3000100110110101000101000010110010100Q1101111101110Q

15、31011Q100001100Q20111（2）二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖序計(jì)數(shù)脈沖序號(hào)號(hào)電電 路路 狀狀 態(tài)態(tài)等效十進(jìn)等效十進(jìn)制數(shù)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q00123456789101112131415160 0 0 01 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 11 1 0 01 0 1 11 0 1 01 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 00 0 1 10 0 1 00 0 0 10 0 0 001514131211109876543210二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器的功能表二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器的功能表Q1在在Q0的上升沿翻轉(zhuǎn)的

16、上升沿翻轉(zhuǎn)Q2在在Q1的上升沿翻轉(zhuǎn)的上升沿翻轉(zhuǎn)Q3在在Q2的上升沿翻轉(zhuǎn)的上升沿翻轉(zhuǎn)用用4 4個(gè)上升沿觸發(fā)的個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4 4位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。 工作原理：工作原理：D觸發(fā)器也都接成觸發(fā)器也都接成T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 由于是上升沿觸發(fā)，則應(yīng)將低位觸發(fā)器的由于是上升沿觸發(fā)，則應(yīng)將低位觸發(fā)器的Q端與相鄰高位觸發(fā)端與相鄰高位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端相連，即從器的時(shí)鐘脈沖輸入端相連，即從Q端取借位信號(hào)。端取借位信號(hào)。 它也同樣具有分頻作用。它也同樣具有分頻作用。C1CPFF31DQ3計(jì)數(shù)脈沖QRQ31DQQ22FFC1R2Q1DQQ11FFC1R1Q

17、1DQQ00FFC1R0Q清零脈沖CR二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器的二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器的時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。時(shí)序波形圖和狀態(tài)圖。 在異步計(jì)數(shù)器中，高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必須在相鄰觸發(fā)器產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)在異步計(jì)數(shù)器中，高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必須在相鄰觸發(fā)器產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)（加計(jì)數(shù)）或借位信號(hào)（減計(jì)數(shù)）之后才能實(shí)現(xiàn)，所以工作速度較低。（加計(jì)數(shù)）或借位信號(hào)（減計(jì)數(shù)）之后才能實(shí)現(xiàn)，所以工作速度較低。 為了提高計(jì)數(shù)速度，可采用同步計(jì)數(shù)器。為了提高計(jì)數(shù)速度，可采用同步計(jì)數(shù)器。 CPQ0Q1Q2Q32310QQQ Q0000111111101101110010111001101010000111011001010100001

18、1001000012 2二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（1 1）二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖序號(hào)序號(hào)電電 路路 狀狀 態(tài)態(tài)等效十進(jìn)等效十進(jìn)制數(shù)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q00123456789101112131415160 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 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 0 001234567891011121314150二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器功能表二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器功能表FF0：每來(lái)一個(gè)：每來(lái)一

19、個(gè)CP，向向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。選：選：J0=K0=1FF1：Q0=1時(shí)，來(lái)一個(gè)時(shí)，來(lái)一個(gè)CP,向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。選：選：J1=K1= Q0FF2：當(dāng)：當(dāng)Q0Q1=1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一來(lái)一個(gè)個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。選：一次。選：J2=K2= Q0Q1FF3： 當(dāng)當(dāng)Q0Q1Q3=1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè)CP，向相反的向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。選：選：J3=K3= Q0Q1Q3FF1KRC11J清零脈沖Q01K1QQFFC11JQ1K計(jì)數(shù)脈沖&22FF1J&01JQCP3R1KQCRQC11&RR3F

20、FC1Q1J0 0= =K0 0=1=1J1 1= =K1 1= = Q0 0J2 2= =K2 2= = Q0 0Q1 1J3 3= =K3 3= = Q0 0Q1 1Q3 3（2）二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器 分析分析4位二進(jìn)制同步減法計(jì)位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表，很容易看出，數(shù)器的狀態(tài)表，很容易看出，只要將各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程只要將各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程改為：改為：21033QQQKJ 1022QQKJ 011QKJ 100 KJ計(jì)數(shù)脈計(jì)數(shù)脈沖序號(hào)沖序號(hào)電電 路路 狀狀 態(tài)態(tài)等效十等效十進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q00123456789101112131415160 0

21、0 01 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 11 1 0 01 0 1 11 0 1 01 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 00 0 1 10 0 1 00 0 0 10 0 0 001514131211109876543210 將加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)器合并起來(lái)，并引入一加將加法計(jì)數(shù)器和減法計(jì)數(shù)器合并起來(lái)，并引入一加/ /減控制信號(hào)減控制信號(hào)X便構(gòu)便構(gòu)成成4 4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為：位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為：（3 3）二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器21021033QQQXQQXQKJ 1

22、01022QQXQXQKJ 0011QXXQKJ 100 KJ 當(dāng)控制信號(hào)當(dāng)控制信號(hào)X=1時(shí)，時(shí)，F(xiàn)F1FF3中的各中的各J、K端分別與低位各觸發(fā)器的端分別與低位各觸發(fā)器的Q端相連，作加法計(jì)數(shù)。端相連，作加法計(jì)數(shù)。作出二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器的邏輯圖：作出二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器的邏輯圖：實(shí)現(xiàn)了可逆計(jì)數(shù)器的功能。實(shí)現(xiàn)了可逆計(jì)數(shù)器的功能。 當(dāng)控制信號(hào)當(dāng)控制信號(hào)X=0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)F1FF3中的各中的各J、K端分別與低位各觸發(fā)器端分別與低位各觸發(fā)器的端相連，作減法計(jì)數(shù)。的端相連，作減法計(jì)數(shù)。QQR02Q11JQCRRQFF清零脈沖FFC10C11K1K計(jì)數(shù)脈沖1K1QC12RCPQ1J1FF1J1J1KQR3

23、C1FF3Q&111X加/減控制信號(hào)3 3集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例 （1 1）4 4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器7416174161RC1&Q1J1K&13Q&Q&RC11J1K&12Q&Q&RC11J1K&11Q&Q&RC11J1K&10Q0D1&1EPET11D2D3DCPLDRDRCO 異步清零。異步清零。7416174161具有以下功能：具有以下功能： 計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 同步并行預(yù)置數(shù)。同步并行預(yù)置數(shù)。進(jìn)位輸出端進(jìn)位輸出端 保持。保持。01111RD清零清

24、零0111LD預(yù)置預(yù)置 0 01 1EP ET使能使能CP時(shí)鐘時(shí)鐘 d3 d2 d1 d0 D3 D2 D1 D0預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入0 0 0 0d3 d2 d1 d0保保 持持保保 持持計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)Q3 Q2 Q1 Q0輸出輸出工作模式工作模式異步清零異步清零同步置數(shù)同步置數(shù)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)7416174161的功能表的功能表41235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74161891011121413RD3DDLEPETQ0RCO0123QQQQETRCO QCPQ0Q21Q3LDRDDD0D21D3EPETRCO12131415012

25、0清零異步同步置數(shù)加法計(jì)數(shù)保持（2）4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器741910111LD預(yù)置預(yù)置100EN使能使能01D/ U加加/減控制減控制CP時(shí)鐘時(shí)鐘d3 d2 d1 d0 D3 D2 D1 D0預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入d3 d2 d1 d0保保 持持加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)Q3 Q2 Q1 Q0輸輸 出出工作模式工作模式異步置數(shù)異步置數(shù)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)74191的功能表的功能表LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q7419141235671516Vcc741918910111214133D0Q1GN

26、DD1EN D/UQ3Q2QD2LDMAX/MINRCOCP0D01230123)(QQQQU/DQQQQU/DMIN/MAX 二、非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二、非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器又稱模進(jìn)制計(jì)數(shù)器又稱模N計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。當(dāng)當(dāng)N=2n時(shí)，就是前面討論的時(shí)，就是前面討論的n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；當(dāng)當(dāng)N2n時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1 1 84218421BCD碼同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器碼同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器用前面介紹的同步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析。用前面介紹的同步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該

27、電路進(jìn)行分析。（1）寫出驅(qū)動(dòng)方程：）寫出驅(qū)動(dòng)方程：10 J10 KnnQQJ031 nQK01 nnQQJ012 nnQQK012 nnnQQQJ0123 n03QK QQ1KR1J2QC10C111JFFRQ計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖CR0Q1JRFFQ11KC13FF1KRFFC1CP2Q1Q1K1J3&然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：（2）轉(zhuǎn)換成次態(tài)方程：）轉(zhuǎn)換成次態(tài)方程： 先寫出先寫出JK觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程nnQQJ031 10 J10 KnQK01 nnQQJ012 nnQQK01

28、2 nnnQQQJ0123 n03QK nnnQKQJQ 1nnnnQQKQJQ0000010 nnnnnnnnQQQQQQKQJQ10103111111 nnnnnnnnnQQQQQQQKQJQ201201222212 nnnnnnnnnQQQQQQQKQJQ303012333313 （3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。設(shè)初態(tài)為設(shè)初態(tài)為Q3 3Q2 2Q1 1Q0 0=0000=0000，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表?，F(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)Q3 n Q2 n Q1 n Q0 n Q3 n+1 Q2 n+1 Q1 n+1 Q0 n+1 nnQQ010

29、nnnnnnQQQQQQ1010311 nnnnnnnQQQQQQQ20120112 nnnnnnnQQQQQQQ30301213 0 0 0 010000 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 1010011000010000010100110111000011001（4 4）作狀態(tài)圖）作狀態(tài)圖 和時(shí)序圖。和時(shí)序圖。2310QQQ Q0000100001000011000100101001010101100111CP12345678910Q0Q1Q2Q3（5）檢查電路能否自啟動(dòng)）檢查電路能否自啟動(dòng) 用同樣的分析

30、方法分別求出用同樣的分析方法分別求出6種無(wú)效狀態(tài)下的次態(tài)，得到完整的狀態(tài)種無(wú)效狀態(tài)下的次態(tài)，得到完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。轉(zhuǎn)換圖。 由于電路中有由于電路中有4個(gè)觸發(fā)器，它們的狀態(tài)組合共有個(gè)觸發(fā)器，它們的狀態(tài)組合共有16種。而在種。而在8421BCD碼碼計(jì)數(shù)器中只用了計(jì)數(shù)器中只用了10種，稱為有效狀態(tài)。其余種，稱為有效狀態(tài)。其余6種狀態(tài)稱為無(wú)效狀態(tài)。種狀態(tài)稱為無(wú)效狀態(tài)。 當(dāng)由于某種原因，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)時(shí)，如果能在時(shí)鐘信號(hào)作用當(dāng)由于某種原因，使計(jì)數(shù)器進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)時(shí)，如果能在時(shí)鐘信號(hào)作用下，最終進(jìn)入有效狀態(tài)，我們就稱該電路具有下，最終進(jìn)入有效狀態(tài)，我們就稱該電路具有自啟動(dòng)自啟動(dòng)能力能力。1001000

31、010001Q3010100100100QQ有效循環(huán)0011Q01100111100002111111101101110010101011可見(jiàn)，該計(jì)數(shù)器能夠自啟動(dòng)。可見(jiàn)，該計(jì)數(shù)器能夠自啟動(dòng)。28421BCD碼異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器碼異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CP2 2= =Q1 1 （當(dāng)（當(dāng)FF1 1的的Q1 1由由1010時(shí)，時(shí)，Q2 2才可能改變狀態(tài)。）才可能改變狀態(tài)。）用前面介紹的異步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析：用前面介紹的異步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析：（1 1）寫出各邏輯方程式。）寫出各邏輯方程式。 時(shí)鐘方程：時(shí)鐘方程： CP0 0= =CP （時(shí)鐘脈沖源的下降沿觸發(fā)。）

32、（時(shí)鐘脈沖源的下降沿觸發(fā)。）CP1 1= =Q0 0 （當(dāng)（當(dāng)FF0 0的的Q0 0由由1010時(shí)，時(shí)，Q1 1才可能改變狀態(tài)。才可能改變狀態(tài)。) )CP3 3= =Q0 0 （當(dāng)（當(dāng)FF0 0的的Q0 0由由1010時(shí)，時(shí)，Q3 3才可能改變狀態(tài)才可能改變狀態(tài)) )1J1KC12Q1QCPFF3R1KFF21JC1R1KFF1Q1J0C1RR0FF1JC11KQ31CR計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖QQQQ&各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：10 J10 KnQJ31 11 K12 J12 KnnQQJ123 13 K1J1KC12Q1QCPFF3R1KFF21JC1R1KFF1Q1J0C1

33、RR0FF1JC11KQ31CR計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖QQQQ&（2）將各驅(qū)動(dòng)方程代入）將各驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程：nnnnQQKQJQ0000010 （CP由由10時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） nnnnnQQQKQJQ13111111 （Q0由由10時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） nnnnQQKQJQ2222212 （Q1由由10時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） nnnnnnQQQQKQJQ312333313 （Q0由由10時(shí)此式有效）時(shí)此式有效） 10 J10 KnQJ31 11 K12 J12 KnnQQJ123 13 K （3）作

34、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。設(shè)初態(tài)為設(shè)初態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0000，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。nnQQ212 nnQQ010 （CP由由10時(shí)）時(shí)） nnnQQQ1311 （Q0由由10時(shí)）時(shí)） （Q1由由10時(shí)）時(shí)） nnnnQQQQ31213 （Q0由由10時(shí)）時(shí)） 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖Q3 n Q2 n Q1 n Q0Q3 n+1 Q2 n+1 Q1 n+1 Q0 n+1 CP3 CP2 CP1 CP00 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

35、0 01 0 0 110000100110000100000101001101110000110010000000000000000013 3集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器舉例（1 1）84218421BCD碼同步加法計(jì)數(shù)器碼同步加法計(jì)數(shù)器741607416001111RD清零清零0111LD預(yù)置預(yù)置 0 01 1EP ET使能使能CP時(shí)鐘時(shí)鐘 d3 d2 d1 d0 D3 D2 D1 D0預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入0 0 0 0d3 d2 d1 d0保保 持持保保 持持十進(jìn)制計(jì)十進(jìn)制計(jì) 數(shù)數(shù)Q3 Q2 Q1 Q0輸出輸出工作模式工作模式異步清零異步清零同步置數(shù)同步置數(shù)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)

36、保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)7416074160的功能表的功能表3Q2QETCP0D1D2D3DRCO1Q0Q74160EPRDDL41235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74160891011121413RD3DDLEPETQ0RCO（2 2）二）二五五十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器7429074290二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CP1 1，輸出端為，輸出端為Q0 0；五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CP2 2，輸出端為，輸出端為Q1 1、Q2 2、Q3 3。7429074290包含一個(gè)獨(dú)立的包含一個(gè)獨(dú)立的1 1位二

37、進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 如果將如果將Q0 0與與CP2 2相連，相連，CP1 1作時(shí)鐘輸入端，作時(shí)鐘輸入端，Q0 0Q3 3作輸出端，則為作輸出端，則為84218421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如果將如果將Q3與與CP1相連，相連，CP2作時(shí)鐘輸入端，從高作時(shí)鐘輸入端，從高位到低位的輸出為位到低位的輸出為Q0 Q3 Q2 Q1 時(shí)，則構(gòu)成時(shí)，則構(gòu)成5421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 7429074290的功能：的功能： 異步清零。異步清零。 計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 異步置數(shù)（置異步置數(shù)（置9 9）。）。 復(fù)位輸入復(fù)位輸入置位輸

38、入置位輸入時(shí)時(shí) 鐘鐘輸輸 出出工作模式工作模式R0（1） R0（2）R9（1） R9（2）CPQ3 Q2 Q1 Q01 11 10 00 0 0 00 0 0 0異步清零異步清零0 0111 11 0 0 11 0 0 1異步置數(shù)異步置數(shù)0 0 0 00 00 0計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)4123567891011121314GNDVcc74LS2909(1)NC9(2)NC0(1)0(2)21Q3Q0Q1Q2CPCPRRRR三、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用三、集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用（1 1）同步級(jí)聯(lián)。）同步級(jí)聯(lián)。例：用兩片例：用兩片4 4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)

39、器74161,74161,采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成的的8 8位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，模為位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，模為161616=25616=256。1 1計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)3Q2QETCP0D1D2D3DRCO1Q0Q74161(1)EPRDDLD13DD3DCPQ Q00RCO74161(2)L21ETQDQR2DEP111計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖0132Q Q Q Q4576Q Q Q Q0123QQQQETRCO （2 2）異步級(jí)聯(lián)）異步級(jí)聯(lián) 例：用兩片四位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器例：用兩片四位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74191,采用異步級(jí)聯(lián)方采用異步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成式構(gòu)成8位二進(jìn)制

40、異步可逆計(jì)數(shù)器。位二進(jìn)制異步可逆計(jì)數(shù)器。LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q74191(2)LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q74191(1)計(jì)數(shù)脈沖D/UENL0132Q Q Q QQ6Q7Q4Q5DMIN/MAXCPENRCO 01230123)(QQQQU/DQQQQU/DMIN/MAX 0（3）用計(jì)數(shù)器的輸出端作進(jìn)位）用計(jì)數(shù)器的輸出端作進(jìn)位/借位端借位端有的集成計(jì)數(shù)器沒(méi)有進(jìn)位有的集成計(jì)數(shù)器沒(méi)有進(jìn)位/借位輸出端，這時(shí)可根據(jù)具體情況，借位輸出端，這時(shí)可根據(jù)具體情況，用計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)用計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)Q3、Q2、Q1、Q

41、0產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位/借位。借位。例：用兩片二例：用兩片二五五十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器74290, 采用異步級(jí)聯(lián)方采用異步級(jí)聯(lián)方式組成的二位式組成的二位8421BCD碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 模為模為1010=1003Q2Q1Q0Q74290(1)CP1CP2R0(2)R0(1)R9(1)9(2)RQ0Q12QQ374290(2)CP1CP20(2)RR0(1)9(1)RR9(2)計(jì)數(shù)脈沖置數(shù)脈沖清零脈沖個(gè)位輸出十位輸出01Q2QQ3Q01Q2QQ3Q2 2組成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器（1）異步清零法）異步清零法適用于具有異步清零端的集成計(jì)數(shù)器。適

42、用于具有異步清零端的集成計(jì)數(shù)器。例：用十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器例：用十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器74160和與非門組成的和與非門組成的6進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。Q2EPD2CPETQ計(jì)數(shù)脈沖DR1RCO0QQQ11DQLD7416123110D3D0QQ32310QQQ Q0000100001000011000100101001010101100111&（2）同步清零法）同步清零法同步清零法適用于具有同步清零端的集成計(jì)數(shù)器。同步清零法適用于具有同步清零端的集成計(jì)數(shù)器。例：例：用二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器用二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器74163和與非門組成的和與非門組成的6進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。QDRETEP7

43、4163DRCO33QD211QL010QDCPDD1計(jì)數(shù)脈沖2&0132Q Q Q Q3Q0010000000011Q0001Q1Q010020101同步清零端同步清零端,同步置數(shù)端同步置數(shù)端（3）異步預(yù)置數(shù)法）異步預(yù)置數(shù)法異步預(yù)置數(shù)法適用于具有異步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。異步預(yù)置數(shù)法適用于具有異步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。例：用例：用二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74191和與非門組成的余和與非門組成的余3碼碼10進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q7419100計(jì)數(shù)脈沖&Q30QQ21Q11000110011010

44、01101002Q11011QQQ3010101111001011010001010（4）同步預(yù)置數(shù)法）同步預(yù)置數(shù)法同步預(yù)置數(shù)法適用于具有同步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。同步預(yù)置數(shù)法適用于具有同步預(yù)置端的集成計(jì)數(shù)器。例：用例：用十進(jìn)制同步加法十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器74160和與非門組成的和與非門組成的余余3碼碼7進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。QDRETEP74160DRCO33QD211QL010QDCPDD1計(jì)數(shù)脈沖200111Q30QQ21Q3Q0101000110111Q0100Q1Q100021001011003QQETRCO 例例6.3.16.3.1 用用十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)

45、器7416074160組成組成4848進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。先將兩芯片采用同步級(jí)聯(lián)方式連接成先將兩芯片采用同步級(jí)聯(lián)方式連接成100100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 然后再用異步清零法組成了然后再用異步清零法組成了4848進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：解：因?yàn)橐驗(yàn)镹4848，而，而7416074160為模為模1010計(jì)數(shù)器，所以要用兩片計(jì)數(shù)器，所以要用兩片7416074160構(gòu)成構(gòu)成. .。3Q2QETCP0D1D2D3DRCO1Q0Q74160(1)EPRDDLD13DD3DCPQ Q00RCO74160(2)L21ETQDQR2DEP1計(jì)數(shù)脈沖&113 3組成分頻器組成分頻器前面提到，

46、模前面提到，模N計(jì)數(shù)器進(jìn)位輸出端輸出脈沖的頻率是輸入脈沖計(jì)數(shù)器進(jìn)位輸出端輸出脈沖的頻率是輸入脈沖頻率的頻率的1/1/N，因此可用模，因此可用模N計(jì)數(shù)器組成計(jì)數(shù)器組成N分頻器。分頻器。解：解： 因?yàn)橐驗(yàn)?2768=232768=21515，經(jīng)，經(jīng)1515級(jí)二分頻，就可獲得頻率為級(jí)二分頻，就可獲得頻率為1 1Hz的脈沖的脈沖信號(hào)。因此將四片信號(hào)。因此將四片7416174161級(jí)聯(lián)，從高位片（級(jí)聯(lián)，從高位片（4 4）的）的Q2 2輸出即可。輸出即可。例例6.3.26.3.2 某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號(hào)的頻率為某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號(hào)的頻率為3276832768Hz，用，用7416174161組

47、成分頻器，將其分頻為頻率為組成分頻器，將其分頻為頻率為1 1Hz的脈沖信號(hào)。的脈沖信號(hào)。1DET1D31RCOD102LDQ3Q01CPD3DQDDQD74161(4)RCOQDRCOL0CPD13101QRQD3DEPQ2D2DDCP1CPR023RD74161(2)Q QRQQETD74161(3)2121D00QEP31ETET1Q21D=32768HzRCODD0EPQD=1Hzf1EPf1174161(1)DLQ32L4 4組成序列信號(hào)發(fā)生器組成序列信號(hào)發(fā)生器序列信號(hào)序列信號(hào)在時(shí)鐘脈沖作用下產(chǎn)生的一串周期性的二進(jìn)制信號(hào)在時(shí)鐘脈沖作用下產(chǎn)生的一串周期性的二進(jìn)制信號(hào)。例：用例：用4位二進(jìn)

48、制同步加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器74161 及門電路構(gòu)成序列信號(hào)發(fā)生器。及門電路構(gòu)成序列信號(hào)發(fā)生器。其中其中74161與與G1構(gòu)成了一個(gè)模構(gòu)成了一個(gè)模5計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 ，因此，這是一個(gè)，因此，這是一個(gè)01010序列信號(hào)發(fā)生器，序列長(zhǎng)度序列信號(hào)發(fā)生器，序列長(zhǎng)度P=5。20QQZ 3Q2QETCP0D1D2D3DRCO1Q0Q74161EPRDDL11&ZCP&1G1G2G30132Q Q Q Q01010Z輸出輸出0 0 1 0 1 00 1 11 0 00 0 0 Q2 n+1 Q1 n+1 Q0 n+1 次次 態(tài)態(tài)0 0 0 0 0 10 1 00 1 11 0 0

49、Q2 n Q1 n Q0 n 現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)狀狀 態(tài)態(tài) 表表 例例6.3.3 試用試用4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器74161和數(shù)據(jù)選擇和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)器設(shè)計(jì)一個(gè)01100011序列發(fā)生器。序列發(fā)生器。 解：解：由于序列長(zhǎng)度由于序列長(zhǎng)度P=8，故將，故將74161構(gòu)成模構(gòu)成模8計(jì)數(shù)器，并選計(jì)數(shù)器，并選用數(shù)據(jù)選擇器用數(shù)據(jù)選擇器74151產(chǎn)生所需序列。產(chǎn)生所需序列。112DD0RETDEPDLCPQQ31741613QD1RCO2QD0CP1DZ2D74151D6DDDG74Y3D150DY0A1A2A11110000圖中的反相器也可不用圖中的反相器也可不用5組成脈沖組成脈沖 分配

50、器分配器CPQ0Q1Q20Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y6.4 6.4 數(shù)碼寄存器與移位寄存器數(shù)碼寄存器與移位寄存器集成數(shù)碼寄存器集成數(shù)碼寄存器74LSl75 ：一、一、 數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件1DRC1QQR1DC1QRC11D1FFQ11Q2FFQ22Q3FFQ33Q1DD32D1DRC1R0101DQQFF0DQ0CP7474LS175175的功能的功能: :RD是異步清零控制端。是異步清零控制端。D0D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，是并行數(shù)據(jù)輸入端，CP為時(shí)鐘脈沖端。為時(shí)鐘脈沖端。Q0Q3是并行數(shù)據(jù)輸出端。是并行數(shù)據(jù)輸出端

51、。0111RD清零清零10CP時(shí)鐘時(shí)鐘 d0 d1 d2 d3 D0 D1 D2 D3輸輸 入入0 0 0 0d0 d1 d2 d3保保 持持保保 持持Q0 Q1 Q2 Q3輸輸 出出工作模式工作模式異步清零異步清零數(shù)碼寄存數(shù)碼寄存數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持7474LS175175的功能表的功能表二二、移位寄存器、移位寄存器 移位寄存器移位寄存器不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)1 1位。位。1 1單向移位寄存器單向移位寄存器 （1 1）右移寄存器（）右移寄存器（D觸

52、發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4 4位右移寄存器）位右移寄存器）右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。QRC11D1DC1RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行輸入串行輸出D0D1D20FF1FF2FF3FF并 行 輸 出D3移位脈沖移位脈沖輸入數(shù)碼輸入數(shù)碼輸輸 出出CPDIQ0 Q1 Q2 Q300 0 0 0 設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為0000，串行輸入數(shù)碼，串行輸入數(shù)碼DI=1101，從高，從高位到低位依次輸入。其位到低位依次輸入。其狀態(tài)表如下：狀態(tài)表如下：QRC11

53、D1DC1RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行輸入串行輸出D0D1D20FF1FF2FF3FF并 行 輸 出D3111 0 0 01 1 0 012030 1 1 0141 0 1 1右移寄存器的時(shí)序圖：右移寄存器的時(shí)序圖： 由于右移寄存器移位的方向由于右移寄存器移位的方向?yàn)闉镈IQ0 0Q1 1Q2 2Q3 3，所以，所以又稱又稱上移寄存器上移寄存器。 在在4 4個(gè)個(gè)CPCP作用下，輸入的作用下，輸入的4 4位串位串行數(shù)碼行數(shù)碼11011101全部存入了寄存器中。全部存入了寄存器中。這種方式稱為這種方式稱為串行輸入方式串行輸入方式。619273584CP1D1I012

54、03Q1QQQ移位脈沖移位脈沖輸入數(shù)碼輸入數(shù)碼輸輸 出出CPDIQ0 Q1 Q2 Q3012345678110100000 0 0 01 0 0 01 1 0 00 1 1 01 0 1 10 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0（2 2）左移寄存器）左移寄存器 2 2 雙向移位寄存器雙向移位寄存器 將右移寄存器和左移寄存器組合起來(lái)，并引入一控制端將右移寄存器和左移寄存器組合起來(lái)，并引入一控制端S便構(gòu)成便構(gòu)成既可左移又可右移的雙向移位寄存器。既可左移又可右移的雙向移位寄存器。左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。右邊觸發(fā)器的輸

55、出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。1DC1RQ1DQRC1Q1D1DC1C1RQRCPCRD01DFF0FF1FF23FF20并 行 輸 出3QQ1QQID串行輸入串行輸出2D3D當(dāng)當(dāng)S=1時(shí)，時(shí)，D0=DSR、D1=Q0、D2=Q1、D3=Q2，實(shí)現(xiàn)右移操作；，實(shí)現(xiàn)右移操作；其中，其中，DSR為右移串行輸入端，為右移串行輸入端，DSL為左移串行輸入端。為左移串行輸入端。當(dāng)當(dāng)S=0時(shí)，時(shí)，D0=Q1、D1=Q2、D2=Q3、D3=DSL，實(shí)現(xiàn)左移操作。，實(shí)現(xiàn)左移操作。RFF1DC13Q&1R1DC12FFQ&1R1DC11FFQ&1FF&C1R01DQ1111QQQQ1

56、302CPCR串行輸入SLD（左移）串行輸入DSR（右移）串行輸出DOR（右移）串行輸出DOL（左移）移位控制SS=1：右移S=0：左移并 行 輸 出 D D觸發(fā)器組成的雙向移位寄存器：觸發(fā)器組成的雙向移位寄存器：三、集成移位寄存器三、集成移位寄存器741947419474194為四位雙向移位寄存器為四位雙向移位寄存器 Q0和和Q3分別是左移和右移時(shí)的串行輸出端，分別是左移和右移時(shí)的串行輸出端，Q0、Q1、Q2和和Q3為為 并行輸出端。并行輸出端。S1和和S2是控制端。是控制端。 DSL 和和DSR分別是左移和右移串行輸入。分別是左移和右移串行輸入。D0、D1、D2 2和和D3是并行輸入端。是

57、并行輸入端。0Q1QS3D2D1D0D2Q3Q7419441235671516D0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74194891011121413RD3D0SQ0SRDCPSLSR01SRSLS1CPDDDD74194的功能表的功能表輸輸 入入輸輸 出出工作模式工作模式清零清零控控 制制串行輸入串行輸入時(shí)鐘時(shí)鐘并行輸入并行輸入RDS1 S0DSL DSRCPD0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q30 0 0 0 0異步清零異步清零10 0 Q0n Q1n Q2n Q3n保保 持持110 10 1 1 0 1 Q0n Q1n Q2n0 Q0n Q1n Q2n右右 移移111 01 01 0

58、 Q1n Q2n Q3n 1Q1n Q2n Q3n 0左左 移移11 1 D0 D1 D2 D3D0 D1 D2 D3并行置數(shù)并行置數(shù)四、移位寄存器構(gòu)成的移位型計(jì)數(shù)器四、移位寄存器構(gòu)成的移位型計(jì)數(shù)器 1. 環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器 環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：環(huán)形計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)： 電路簡(jiǎn)單，電路簡(jiǎn)單，N位移位寄存器可以計(jì)位移位寄存器可以計(jì)N個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)模個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)模N計(jì)數(shù)器。狀態(tài)為計(jì)數(shù)器。狀態(tài)為1的輸出端的序號(hào)等于計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，通常不需要譯碼電路。的輸出端的序號(hào)等于計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，通常不需要譯碼電路。0Q1QS3D2D1D0D2Q3Q74194SRDCPDSLSRD01111000START0Q31000Q0

59、100Q2Q0010100012扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器為了增加有效計(jì)數(shù)狀態(tài)，擴(kuò)大計(jì)數(shù)器的模，可用扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。為了增加有效計(jì)數(shù)狀態(tài)，擴(kuò)大計(jì)數(shù)器的模，可用扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。 一般來(lái)說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)，N位移位寄存器可以組成模位移位寄存器可以組成模2N的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，只需將末級(jí)的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，只需將末級(jí)輸出反相后，接到串行輸入端。輸出反相后，接到串行輸入端。QD1SR013SQQSSLD74194DRDDCPQ02D1D32010清零1Q100000012QQ00000300111Q11000111111011116.5 6.5 同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法一、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)

60、計(jì)方法一、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法1 1同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟（3 3）狀態(tài)分配，又稱狀態(tài)編碼。即把一組適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制代碼分配給）狀態(tài)分配，又稱狀態(tài)編碼。即把一組適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制代碼分配給簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）中各個(gè)狀態(tài)。簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）中各個(gè)狀態(tài)。（1 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖或狀態(tài)表。）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖或狀態(tài)表。（2 2）狀態(tài)化簡(jiǎn)。消去多余的狀態(tài)，得簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）。）狀態(tài)化簡(jiǎn)。消去多余的狀態(tài)，得簡(jiǎn)化狀態(tài)圖（表）。（4 4）選擇觸發(fā)器的類型。）選擇觸發(fā)器的類型。（5 5）根據(jù)編碼狀態(tài)表以及所采用的觸發(fā)器的邏輯功能，導(dǎo)出待設(shè)計(jì)）根據(jù)編碼狀態(tài)表以及所采用的觸發(fā)器的邏輯功能，導(dǎo)出待設(shè)計(jì)電路的輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程。電路的輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程。（6 6）根據(jù)輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程畫出邏輯圖。）根據(jù)輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程畫出邏輯圖。（7 7）檢查電路能否自啟動(dòng)。檢查電路能否