環(huán)形脈沖分配器教案

..課題任務(wù)七時(shí)序邏輯電路7.1環(huán)形脈沖分配器課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)6教學(xué)目標(biāo)了解時(shí)序邏輯電路的組成；掌握時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)和應(yīng)用。掌握各種存放器的工作原理和過(guò)程教學(xué)重點(diǎn)移位存放器的功能測(cè)試教學(xué)難點(diǎn)使用示波器觀察移位存放器的各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換環(huán)形脈沖分配器的安裝和調(diào)試步驟學(xué)情分析教學(xué)效果教后記Ａ、導(dǎo)入新課實(shí)物演示：演示環(huán)形脈沖分配器的電路功能，提出本次學(xué)習(xí)的任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的興趣。B、新授課7、1環(huán)形脈沖分配器根底知識(shí)一、概述按照邏輯功能和電路組成的不同，數(shù)字電子電路分成組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩大類。本任務(wù)將介紹時(shí)序邏輯電路。時(shí)序邏輯電路是由組合邏輯電路和存儲(chǔ)電路兩局部組成，其方框圖如圖7-1所示。圖7-1時(shí)序邏輯電路組成時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)是：電路在任一時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅與該時(shí)刻輸入信號(hào)狀態(tài)有關(guān)，而且還與電路原有的狀態(tài)有關(guān)?！踩纾褐讣y開(kāi)門(mén)〕時(shí)序邏輯電路按狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況可分為同步時(shí)序邏輯電路和異步時(shí)序邏輯電路兩大類。同步時(shí)序邏輯電路是指在同一時(shí)鐘脈沖CP的控制下，電路中所有觸發(fā)器Q的狀態(tài)都在同一時(shí)刻發(fā)生改變。而異步時(shí)序邏輯電路是在時(shí)鐘脈沖CP的控制下，各觸發(fā)器Q的狀態(tài)改變不在同一時(shí)刻發(fā)生。最常用的時(shí)序邏輯電路是各種類型的存放器和計(jì)數(shù)器。存放器〔一〕概述

存放器是常用于接收、暫存、傳遞數(shù)碼及指令等信息的數(shù)字邏輯部件。存放器存放數(shù)碼及指令等信息的方式有并行輸入和串行輸入兩種：⑴并行輸入——數(shù)碼及指令等信息從各對(duì)應(yīng)位置的輸入端同時(shí)輸入到存放器中。⑵串行輸入——數(shù)碼及指令等信息從一個(gè)輸入端逐位輸入到存放器中。存放器傳遞數(shù)碼及指令等信息的方式也有并行輸出和串行輸出兩種：⑴并行輸出——數(shù)碼及指令等信息同時(shí)出現(xiàn)在各對(duì)應(yīng)位置的存放器的輸出端。⑵串行輸出——數(shù)碼及指令等信息在一個(gè)存放器的輸出端逐位出現(xiàn)。存放器分為數(shù)碼存放器和移位存放器：⑴數(shù)碼存放器——用于暫時(shí)存放數(shù)碼的邏輯記憶電路。⑵移位存放器——除具有存放數(shù)碼的記憶功能外，還具有移位功能?！捕?、數(shù)碼存放器數(shù)碼存放器是簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)器，具有接收、暫存數(shù)碼和傳遞原有數(shù)碼的功能。存放器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位數(shù)就是構(gòu)成觸發(fā)器的個(gè)數(shù)。存放器受時(shí)鐘脈沖CP的控制，將數(shù)據(jù)存放到對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器中。圖7-2四位數(shù)碼存放器圖7-2所示為采用D觸發(fā)器組成的四位數(shù)碼存放器。四個(gè)觸發(fā)器G0～G3的時(shí)鐘脈沖輸入端CP接在一起，作為接收數(shù)碼的控制端，D0～D3為存放器的數(shù)碼輸入端，Q0～Q3是存放器的數(shù)據(jù)輸出端，各觸發(fā)器的復(fù)位端連接在一起，作為存放器的總清零端，低電平有效。存放器工作過(guò)程如下：⒈工作前的清零或去除原有數(shù)碼存放數(shù)碼前，存放器應(yīng)清零；使＝0，Q3Q2Q1Q0＝0000。⒉存放數(shù)碼只要將要存放的數(shù)碼同時(shí)加到相對(duì)應(yīng)的存放器的數(shù)碼輸入端D0～D3；當(dāng)時(shí)鐘脈沖CP的上升沿到來(lái)時(shí)，根據(jù)D觸發(fā)器的特性，觸發(fā)器G0～入到存放器中，并同時(shí)可以從存放器的輸出端Q0～Q3輸出。例如：D3D2D1D0=1100,當(dāng)CP脈沖的到來(lái)時(shí)，Q3Q2Q1Q0=1100⒊保存數(shù)碼在時(shí)鐘脈沖CP消失后，各觸發(fā)器G0～G3都處于保持狀態(tài)，即記憶；與各輸入端D0～D3的狀態(tài)無(wú)關(guān)。〔三〕、移位存放器移位是指在移位脈沖的作用下，能把存放器中的數(shù)碼依次左移或右移。移位存放器具有存放數(shù)碼和移位的功能。移位存放器可分為單向移位存放器和雙向移位存放器。單向移位存放器：在移位脈沖作用下，存放器所存數(shù)碼只能向某一方向移動(dòng)。單向移位存放器有左移存放器和右移存放器兩種。雙向移位存放器：所存數(shù)碼既能左移又能右移，具有雙向移位功能。1、左移存放器圖7-3四位左移存放器圖7-3所示為采用D觸發(fā)器組成的四位左移存放器；其是由四個(gè)上升沿觸發(fā)控制的D觸發(fā)器G0～G3組成。由圖可見(jiàn)，四個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端CP連在一起，作為移位脈沖的控制端；受同一移位脈沖CP上升沿觸發(fā)控制。各觸發(fā)器的復(fù)位端連在一起，作為存放器的總清零端，低電平觸發(fā)有效。最低位觸發(fā)器G0的輸入端D為數(shù)碼輸入端，每個(gè)低位觸發(fā)器的輸出端Q與高一位觸發(fā)器的輸入端D相連。工作過(guò)程：⑴工作前的清零或去除原有數(shù)碼，當(dāng)＝0，Q3Q2Q1Q0＝0000。⑵按移位脈沖CP的工作節(jié)拍，數(shù)碼輸入的順序應(yīng)先進(jìn)入高位數(shù)碼，然后依次逐位輸入低位數(shù)碼到輸入端D0。例如現(xiàn)要存放的二進(jìn)制數(shù)碼為l100。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)移位脈沖CP的上升沿到來(lái)后，輸出為Q3Q2Q1Q0＝0001；當(dāng)?shù)诙€(gè)移位脈沖CP的上升沿到來(lái)后，輸出為Q3Q2Q1Q0＝0011；當(dāng)?shù)谌齻€(gè)移位脈沖CP的上升沿到來(lái)后，輸出為Q3Q2Q1Q0＝0110；依此類推，經(jīng)過(guò)四個(gè)移位脈沖CP的上升沿到來(lái)后，要存放的二進(jìn)制數(shù)碼由高位到低位依次逐位移入到存放器中。2、右移存放器器的工作過(guò)程圖7-4四位右移存放器圖7-4所示為采用D觸發(fā)器組成的四位右移存放器，由圖可見(jiàn)該電路的構(gòu)造與左移存放器相似。右移存放器與左移存放器的區(qū)別是：最高位觸發(fā)器G3的輸人端D3為數(shù)碼輸入端，各觸發(fā)器的連接方式是高位觸發(fā)器的輸出Q與低一位觸發(fā)器的輸入端D相連。要存放的數(shù)碼應(yīng)從高位到低位依次逐位往右移動(dòng)送到最低位觸發(fā)器G0的輸入端。同樣具有串行輸入串行輸出、并行輸出等功能。工作步驟步驟一：移位存放器(集成電路)的認(rèn)識(shí)㈠器材準(zhǔn)備完本錢(qián)學(xué)習(xí)任務(wù)所需要的工具與器材、設(shè)備見(jiàn)表7-1。㈡功能測(cè)試⒈按圖7-5所示連接設(shè)備和元件。圖7-5移位存放器測(cè)試⒉采用右移方式按表7-2中輸入數(shù)碼，觀察存放器的數(shù)據(jù)串行輸出、并行輸出，并將結(jié)果填入表7-2中。⒊采用左移方式按表7-3中輸入數(shù)碼，觀察存放器的數(shù)據(jù)串行輸出、并行輸出，并將結(jié)果填入表7-3中。⒋采用并行輸入方式按表7-4中輸入數(shù)碼，觀察存放器的數(shù)據(jù)串行輸出、并行輸出，并將結(jié)果填入表7-4中。演示：數(shù)碼左移和右移的串行輸入、并行輸入及數(shù)據(jù)串行輸出、并行輸出的操作。相關(guān)連接雙向移位存放器是指在不同的控制信號(hào)下，數(shù)碼能夠向右移位或者向左移位，即具有既能右移又能左移兩種工作方式的存放器。圖7-6所示為集成四位雙向移位存放器74LSl94的外腳引線排列。圖7-674LSl94外腳引線排列各腳功能：①M(fèi)1、M0為工作方式控制端。M1M0M1M0M1M0M1M0②為清零控制端。當(dāng)＝0時(shí)，輸出端均為0，=1時(shí)，存放器工作。③DSR為右移串行輸入端。在M1M0④DSL為左移串行輸入端。在M1M0⑤D0～D3為數(shù)碼輸入端。在CP控制脈沖的作用下，數(shù)碼可由D0或D3串行輸入；亦可在M1M0＝11時(shí)并行輸入；即將輸入端D0～D3的數(shù)碼并行輸入到Q0～Q3⑥Q0～Q3為數(shù)據(jù)的輸出端。步驟二：四位環(huán)形脈沖分配器的連接和調(diào)試⒈在線路板上按圖7-7連接電路。圖7-7四位環(huán)形脈沖分配器⒉置M1M0＝01；先置D0＝1，輸入CP脈沖，然后置D0＝0，用示波器觀察輸出端Q0～Q3的⒊校對(duì)圖7-8所示的波形圖。圖7-8輸出波形圖演示四位環(huán)形脈沖分配器的連接和調(diào)試操作演示法〔結(jié)合演示講解〕舉例法圖片解釋〔結(jié)合演示講解〕連接線路功能測(cè)試〔結(jié)合