msi時(shí)序邏輯電路的分析步驟

工程4數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作主講：褚麗麗內(nèi)容工程1：表決器的設(shè)計(jì)與制作工程2：搶答器的設(shè)計(jì)與制作工程3：防盜報(bào)警電路設(shè)計(jì)與制作工程4：電子鐘表的設(shè)計(jì)與制作時(shí)序邏輯電路計(jì)數(shù)器與存放器電子鐘表的設(shè)計(jì)與制作工程4：電子鐘表的設(shè)計(jì)與制作學(xué)習(xí)情境1時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境2計(jì)數(shù)器與存放器任務(wù)1計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用任務(wù)2存放器的分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)情境3電子鐘表的設(shè)計(jì)與制作任務(wù)1電子鐘表的設(shè)計(jì)與調(diào)試任務(wù)2電子鐘表的制作總的學(xué)習(xí)目標(biāo)了解時(shí)序邏輯的特點(diǎn)；掌握時(shí)序邏輯電路的描述方法；了解時(shí)序邏輯電路的分析的一定步驟；掌握計(jì)數(shù)器的分類；掌握用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器的方法。了解存放器、移位存放器電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能與特點(diǎn)；學(xué)會電子鐘表電路的設(shè)計(jì)、制作和檢測。問題引入學(xué)習(xí)情境1時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解時(shí)序邏輯的特點(diǎn)；掌握時(shí)序邏輯電路的描述方法；了解時(shí)序邏輯電路的分析的一定步驟；任務(wù)：分析時(shí)序邏輯電路的輸出邏輯功能難點(diǎn)：時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)看一看時(shí)序邏輯電路定義：時(shí)序邏輯電路在任何時(shí)刻的輸出不僅取決于該時(shí)刻的輸入，而且還取決于電路的原來狀態(tài)。電路構(gòu)成：存儲電路〔主要是觸發(fā)器，必不可少〕組合邏輯電路〔可選〕。時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)是由存儲電路來記憶和表示的。時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)框圖任務(wù)1時(shí)序邏輯電路的分析按各觸發(fā)器接受時(shí)鐘信號的不同分類：同步時(shí)序電路：各觸發(fā)器狀態(tài)的變化都在同一時(shí)鐘信號作用下同時(shí)發(fā)生。異步時(shí)序電路：各觸發(fā)器狀態(tài)的變化不是同步發(fā)生的，可能有一局部電路有公共的時(shí)鐘信號，也可能完全沒有公共的時(shí)鐘信號。任務(wù)1時(shí)序邏輯電路的分析學(xué)一學(xué)時(shí)序邏輯電路的分析方法任務(wù)1時(shí)序邏輯電路的分析1〕判斷觸發(fā)方式2〕列輸出方程3〕列驅(qū)動(dòng)方程4〕列狀態(tài)方程5〕列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表6〕畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖7〕說明時(shí)序電路邏輯功能圖中所有觸發(fā)器CP都連在一起，共同接受輸入時(shí)鐘脈沖CP，所以是一個(gè)同步電路。分析如下：1〕觸發(fā)器時(shí)鐘脈沖輸入處有小圓圈，是下降沿觸發(fā)。2〕輸出方程：

3〕驅(qū)動(dòng)方程：任務(wù)1時(shí)序邏輯電路的分析4〕狀態(tài)方程

5〕列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表任務(wù)1時(shí)序邏輯電路的分析6〕畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖

7〕說明時(shí)序電路邏輯功能。

此電路為具有自啟動(dòng)的同步六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖時(shí)序圖任務(wù)1時(shí)序邏輯電路的分析

同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與分析正好相反，它是根據(jù)給定邏輯功能的要求，設(shè)計(jì)出能滿足要求的同步時(shí)序邏輯電路。

設(shè)計(jì)同步時(shí)序邏輯電路的關(guān)鍵是根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定狀態(tài)轉(zhuǎn)換的規(guī)律和求出各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。

同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)過程

學(xué)一學(xué)———同步邏輯電路的設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)要求繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、表最簡狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、表電路各種方程式繪制邏輯電路圖確定觸發(fā)器類型檢查能否自啟動(dòng)化簡任務(wù)1時(shí)序邏輯電路的分析學(xué)習(xí)情境1時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解時(shí)序邏輯的特點(diǎn)；掌握時(shí)序邏輯電路的描述方法；了解時(shí)序邏輯電路的分析的一定步驟；任務(wù)：分析時(shí)序邏輯電路的輸出邏輯功能難點(diǎn)：時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)查一查任務(wù)時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)練一練課本228頁圖4-65拓寬229頁圖4-71謝謝欣賞！工程4：電子鐘表的設(shè)計(jì)與制作學(xué)習(xí)情境1時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境2計(jì)數(shù)器與存放器任務(wù)1計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用任務(wù)2存放器的分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)情境3電子鐘表的設(shè)計(jì)與制作任務(wù)1電子鐘表的設(shè)計(jì)與調(diào)試任務(wù)2電子鐘表的制作任務(wù)1計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用學(xué)一學(xué)同步計(jì)數(shù)器同步2進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步2進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器集成同步2進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161和74LS163利用同步置數(shù)功能獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用同步置0功能獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)器同步2進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器同步10進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器集成同步10進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160和74LS162集成同步10進(jìn)制加/減法計(jì)數(shù)器74LS190任務(wù)1時(shí)序邏輯電路的分析任務(wù)1計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用學(xué)一學(xué)異步計(jì)數(shù)器異步2進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步2進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器異步10進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器集成異步計(jì)數(shù)器74LS290利用計(jì)數(shù)器的級聯(lián)獲得大容量N進(jìn)制計(jì)數(shù)器任務(wù)1時(shí)序邏輯電路的分析任務(wù)1計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)掌握各種類型計(jì)數(shù)器功能的分析和描述方法了解各類計(jì)數(shù)器的分析步驟任務(wù)：計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用難點(diǎn)：計(jì)數(shù)器的應(yīng)用內(nèi)容重組學(xué)一學(xué)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器〔加法、減法〕同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器〔加法、減法、可逆〕學(xué)一學(xué)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器〔加法、減法〕同步計(jì)數(shù)器〔加法、減法、可逆〕學(xué)一學(xué)中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用異步2—5—10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例一、

異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二、

同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

學(xué)一學(xué)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

學(xué)一學(xué)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)了解同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)掌握二進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能的分析和描述方法了解二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析步驟任務(wù)：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用難點(diǎn)：計(jì)數(shù)器的應(yīng)用計(jì)數(shù)器：用以統(tǒng)計(jì)輸入時(shí)鐘脈沖CP個(gè)數(shù)的電路。計(jì)數(shù)器的分類：

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

1．按計(jì)數(shù)進(jìn)制分

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路稱作二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路稱作十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器之外的其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器統(tǒng)稱為任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是結(jié)構(gòu)最簡單的計(jì)數(shù)器，但應(yīng)用很廣。2．按數(shù)字的變化規(guī)律

加法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞增計(jì)數(shù)的電路稱作加法計(jì)數(shù)器。

減法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞減計(jì)數(shù)的電路稱作減法計(jì)數(shù)器。

加/減計(jì)數(shù)器：在加/減控制信號作用下，可遞增計(jì)數(shù)，也可遞減計(jì)數(shù)的電路，稱作加/減計(jì)數(shù)器，又稱可逆計(jì)數(shù)器。

也有特殊情況，不作加/減，其狀態(tài)可在外觸發(fā)控制下循環(huán)進(jìn)行特殊跳轉(zhuǎn)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中構(gòu)成封閉的計(jì)數(shù)環(huán)。

3．按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否同步分異步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖只加到局部觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端上，而其它觸發(fā)器的觸發(fā)信號那么由電路內(nèi)部提供，應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器狀態(tài)更新有先有后的計(jì)數(shù)器，稱作異步計(jì)數(shù)器。同步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到所有觸發(fā)器的時(shí)鐘信號輸入端，使應(yīng)翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)器，稱作同步計(jì)數(shù)器。異步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖沒有加到所有觸發(fā)器的CP端。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖到來時(shí)，各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻不同。分析時(shí)，要特別注意各觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)所對應(yīng)的有效時(shí)鐘條件。異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是計(jì)數(shù)器中最根本最簡單的電路，它一般由接成計(jì)數(shù)型的觸發(fā)器連接而成，計(jì)數(shù)脈沖加到最低位觸發(fā)器的CP端，低位觸發(fā)器的輸出Q作為相鄰高位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖。一、異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1．異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

必須滿足二進(jìn)制加法原那么：逢二進(jìn)一〔1+1=10，即Q由1→0時(shí)有進(jìn)位?！辰M成二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)，各觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)滿足：①每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)翻轉(zhuǎn)一次〔即用T′觸發(fā)器〕；②當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器由1變?yōu)?時(shí)，應(yīng)輸出一個(gè)進(jìn)位信號加到相鄰高位觸發(fā)器的計(jì)數(shù)輸入端。3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器〔1〕JK觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器〔用CP脈沖下降沿觸發(fā)〕①電路組成②工作原理③計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表④時(shí)序圖3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖⑤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圓圈內(nèi)表示Q2Q1Q0的狀態(tài)用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向⑥結(jié)論如果計(jì)數(shù)器從000狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，在第八個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸入后，計(jì)數(shù)器又重新回到000狀態(tài)，完成了一次計(jì)數(shù)循環(huán)。所以該計(jì)數(shù)器是八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器或稱為模8加法計(jì)數(shù)器。如果計(jì)數(shù)脈沖CP的頻率為f0，那么Q0輸出波形的頻率為1/2f0，Q1輸出波形的頻率為1/4f0，Q2輸出波形的頻率為1/8f0。這說明計(jì)數(shù)器除具有計(jì)數(shù)功能外，還具有分頻的功能。由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器(a)電路圖〔b〕時(shí)序圖〔2〕由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器〔用CP脈沖上升沿觸發(fā)〕2．異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器必須滿足二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算規(guī)那么：0-1不夠減，應(yīng)向相鄰高位借位，即10-1＝1。組成二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器時(shí)，各觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)滿足：①每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，觸發(fā)器應(yīng)當(dāng)翻轉(zhuǎn)一次〔即用T′觸發(fā)器〕；②當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器由0變?yōu)?時(shí)，應(yīng)輸出一個(gè)借位信號加到相鄰高位觸發(fā)器的計(jì)數(shù)輸入端。3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器(a)邏輯圖(b)時(shí)序圖〔1〕JK觸發(fā)器組成的3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器〔用CP脈沖下降沿觸發(fā)〕。3位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表

3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圓圈內(nèi)表示Q2Q1Q0的狀態(tài)用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

〔2〕D觸發(fā)器構(gòu)成的3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器〔用CP脈沖上升沿觸發(fā)〕。異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法可以歸納為：①N位異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器由N個(gè)計(jì)數(shù)型〔T′〕觸發(fā)器組成。②假設(shè)采用下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器加法計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號從Q端引出減法計(jì)數(shù)器的借位信號從Q端引出假設(shè)采用上升沿觸發(fā)的觸發(fā)器加法計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號從Q端引出減法計(jì)數(shù)器的借位信號從Q端引出

N位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可以計(jì)2N個(gè)數(shù)，所以又可稱為2N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)：電路較為簡單。缺點(diǎn)：進(jìn)位〔或借位〕信號是逐級傳送的，工作頻率不能太高；狀態(tài)逐級翻轉(zhuǎn)，存在中間過渡狀態(tài)。

狀態(tài)從111→000的過程？二、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

同步計(jì)數(shù)器中，各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)與時(shí)鐘脈沖同步。同步計(jì)數(shù)器的工作速度較快，工作頻率也較高。

1．同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器〔1〕設(shè)計(jì)思想：①所有觸發(fā)器的時(shí)鐘控制端均由計(jì)數(shù)脈沖CP輸入，CP的每一個(gè)觸發(fā)沿都會使所有的觸發(fā)器狀態(tài)更新。②應(yīng)控制觸發(fā)器的輸入端，可將觸發(fā)器接成T觸發(fā)器。當(dāng)?shù)臀徊幌蚋呶贿M(jìn)位時(shí)，令高位觸發(fā)器的T＝0，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；當(dāng)?shù)臀幌蚋呶贿M(jìn)位時(shí)，令高位觸發(fā)器的T=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)加1?！?〕當(dāng)?shù)臀蝗?時(shí)再加1，那么低位向高位進(jìn)位。1＋1＝1011＋1＝100111＋1＝10001111＋1＝10000……可得到T的表達(dá)式為：T0=J0=K0=1T1=J1=K1=Q0

T2=J2=K2=Q1Q0T3=J3=K3=Q2Q1Q04位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3

Q2

Q1

Q0000001000120010300114010050101601107011181000910011010101110111211001311011411101511111600004位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器T0=J0=K0=1T1=J1=K1=Q0

T2=J2=K2=Q1Q0T3=J3=K3=Q2Q1Q02．同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器〔1〕設(shè)計(jì)思想：①所有觸發(fā)器的時(shí)鐘控制端均由計(jì)數(shù)脈沖CP輸入，CP的每一個(gè)觸發(fā)沿都會使所有的觸發(fā)器狀態(tài)更新。②應(yīng)控制觸發(fā)器的輸入端，可將觸發(fā)器接成T觸發(fā)器。當(dāng)?shù)臀徊幌蚋呶唤栉粫r(shí)，令高位觸發(fā)器的T＝0，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；當(dāng)?shù)臀幌蚋呶唤栉粫r(shí)，令高位觸發(fā)器的T=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)減1?！?〕觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件是：當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器的Q端全1時(shí)再減1，那么低位向高位借位。10－1＝1100－1＝111000－1＝11110000－1＝1111……可得到T的表達(dá)式為：

4位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP順序Q3

Q2

Q1

Q0000001111121110311014110051011610107100181000901111001101101011201001300111400101500011600003．同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器將加法和減法計(jì)數(shù)器綜合起來，由控制門進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可得到可逆計(jì)數(shù)器。4位同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器S為加／減控制端S=1時(shí)，加法計(jì)數(shù)S=0時(shí)，減法計(jì)數(shù)想一想二進(jìn)制計(jì)數(shù)器學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)了解同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)掌握二進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能的分析和描述方法了解二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析步驟任務(wù)：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用難點(diǎn)：計(jì)數(shù)器的應(yīng)用謝謝欣賞！內(nèi)容重組學(xué)一學(xué)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器〔加法、減法〕同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器〔加法、減法、可逆〕學(xué)一學(xué)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器〔加法、減法〕同步計(jì)數(shù)器〔加法、減法、可逆〕學(xué)一學(xué)中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用異步2—5—10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例一、異步計(jì)數(shù)器二、

同步計(jì)數(shù)器學(xué)一學(xué)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)了解任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)掌握任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成與設(shè)計(jì)了解任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析步驟任務(wù)：任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用難點(diǎn)：計(jì)數(shù)器的應(yīng)用

任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器是指計(jì)數(shù)器的模N不等于2n的計(jì)數(shù)器。任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器在異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的根底上，通過脈沖反響或阻塞反響來實(shí)現(xiàn)。一、異步計(jì)數(shù)器1．脈沖反響式〔以10進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例〕①設(shè)計(jì)思想：通過反響線和門電路來控制二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器的RD端，以消去多余狀態(tài)〔無效狀態(tài)〕構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。②實(shí)現(xiàn)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器的工作原理：4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器從0000到1001計(jì)數(shù)。當(dāng)?shù)谑畟€(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP到來后，計(jì)數(shù)器變?yōu)?010狀態(tài)瞬間，要求計(jì)數(shù)器返回到0000。顯然，1010狀態(tài)存在的時(shí)間極短〔通常只有10ns左右〕，可以認(rèn)為實(shí)際出現(xiàn)的計(jì)數(shù)狀態(tài)只有0000~1001，所以該電路實(shí)現(xiàn)了十進(jìn)制計(jì)數(shù)功能。當(dāng)計(jì)數(shù)器變?yōu)?000狀態(tài)后，RD又迅速由0變?yōu)?狀態(tài)，清零信號消失，可以重新開始計(jì)數(shù)?？闪頡D=Q1Q3，當(dāng)1010狀態(tài)時(shí)Q1、Q3同時(shí)為1，RD=0，使各觸發(fā)器置0。CP順序Q3

Q2

Q1

Q0等效十進(jìn)制數(shù)0000001000112001023001134010045010156011067011178100089100191000000③狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表短暫過渡狀態(tài)1010

④狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖10個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)短暫過渡狀態(tài)1010⑤邏輯電路圖

異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器取狀態(tài)1010異步置0⑥時(shí)序圖

異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)序圖00000000十進(jìn)制2．阻塞反響式〔以10進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例〕①設(shè)計(jì)思想：通過反響線和門電路來控制二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中某些觸發(fā)器的輸入端，以消去多余狀態(tài)〔無效狀態(tài)〕來構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。②邏輯電路圖阻塞反響式異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CP3=Q1

進(jìn)位信號C=Q3Q0

J3=Q2Q1

J1=Q3

③實(shí)現(xiàn)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)原理：由于J1=Q3=1，計(jì)數(shù)器從0000狀態(tài)到0111狀態(tài)的計(jì)數(shù)，其過程與二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器完全相同當(dāng)計(jì)數(shù)器為0111狀態(tài)時(shí)，由于J1=1、J3=Q2Q1=1，假設(shè)第八個(gè)CP計(jì)數(shù)脈沖到來，使Q0、Q1、Q2均由1變?yōu)?，Q3由0變?yōu)?，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)?000；第九個(gè)CP計(jì)數(shù)脈沖到來后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)?001，同時(shí)進(jìn)位端C=Q0Q3=1；第十個(gè)CP計(jì)數(shù)脈沖到來后，因?yàn)榇藭r(shí)J1=Q3=0，從Q0送出的負(fù)脈沖〔Q0由1變?yōu)?時(shí)〕不能使觸發(fā)器F1翻轉(zhuǎn)；但是，由于J3=Q2Q1=0、K3=1，Q0能直接觸發(fā)F3，使Q3由1變?yōu)?，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)?000，從而使計(jì)數(shù)器跳過1010~1111六個(gè)狀態(tài)直接復(fù)位到0000狀態(tài)。此時(shí)，進(jìn)位端C由1變?yōu)?，向高位計(jì)數(shù)器發(fā)出進(jìn)位信號?？梢?，該電路實(shí)現(xiàn)了十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的功能。CP順序Q3

Q2

Q1

Q0C等效十進(jìn)制數(shù)000000010001012001002300110340100045010105601100670111078100008910011910000000④狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表進(jìn)位信號C=Q3Q0

J3=Q2Q1

CP3=Q1

J1=Q3

二、同步計(jì)數(shù)器

分析步驟：〔1〕寫驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程?！?〕將驅(qū)動(dòng)方程代入觸發(fā)器的特性方程，求出電路的狀態(tài)方程〔Qn+1表達(dá)式〕?！?〕畫出相應(yīng)的Qn+1卡諾圖，然后畫計(jì)數(shù)器的狀態(tài)卡諾圖?！?〕列計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，并畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖?！?〕說明計(jì)數(shù)器的邏輯功能。下面介紹同步計(jì)數(shù)器的分析方法。計(jì)數(shù)器的分析：根據(jù)給定的邏輯電路圖，分析計(jì)數(shù)器狀態(tài)和它的輸出在輸入信號和時(shí)鐘信號作用下的變化規(guī)律。

⑤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖10個(gè)有效狀態(tài)構(gòu)成計(jì)數(shù)環(huán)能自啟動(dòng)⑥說明：六種無效狀態(tài)六種無效狀態(tài)自啟動(dòng)是指假設(shè)計(jì)數(shù)器由于某種原因進(jìn)入無效狀態(tài)后，在連續(xù)時(shí)鐘脈沖作用下，能自動(dòng)從無效狀態(tài)進(jìn)入到有效計(jì)數(shù)狀態(tài)。同步計(jì)數(shù)器電路

例1：試分析以下圖所示計(jì)數(shù)器的邏輯功能。解：〔1〕根據(jù)給定的邏輯圖寫出驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程J=?K=?〔驅(qū)動(dòng)方程〕Y=?〔輸出方程〕解：〔1〕根據(jù)給定的邏輯圖寫出驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程〔2〕將驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的特性方程，可以得到各觸發(fā)器的狀態(tài)方程〔3〕填Qn+1卡諾圖及計(jì)數(shù)器的狀態(tài)卡諾圖計(jì)數(shù)器的狀態(tài)卡諾圖〔a〕Q2n+1卡諾圖〔b〕Q1n+1卡諾圖〔c〕Q0n+1卡諾圖〔d〕計(jì)數(shù)器的狀態(tài)卡諾圖〔4〕列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

例1電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Qn3

Qn2

Qn1Q2n+1

Q1n+1

Q0n+1Y000001000101000100110011100010010101011100110000111100010000010畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

例1

電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

能自啟動(dòng)7個(gè)有效狀態(tài)構(gòu)成計(jì)數(shù)環(huán)畫時(shí)序圖〔即工作波形圖〕

例1電路的時(shí)序圖

〔5〕說明計(jì)數(shù)器的邏輯功能是一個(gè)同步七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，Y為進(jìn)位脈沖，能夠自啟動(dòng)。

想一想任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)了解任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)掌握任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成與設(shè)計(jì)了解任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析步驟任務(wù)：任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用難點(diǎn)：計(jì)數(shù)器的應(yīng)用謝謝欣賞！內(nèi)容重組學(xué)一學(xué)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器〔加法、減法〕同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器〔加法、減法、可逆〕學(xué)一學(xué)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器〔加法、減法〕同步計(jì)數(shù)器〔加法、減法、可逆〕學(xué)一學(xué)中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用異步2—5—10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例學(xué)一學(xué)中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器的方法。74LS29074LS161任務(wù)：用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器難點(diǎn)：集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用1.

74LS290的外引腳圖、邏輯符號及邏輯功能中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用2.根本工作方式3.

應(yīng)用舉例

一、

異步2—5—10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290表5-11局部常用集成計(jì)數(shù)器一、異步2—5—10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290返回1.74LS290的外引腳圖、邏輯符號及邏輯功能74LS2902－5－10進(jìn)制計(jì)數(shù)器(a)外引腳圖(b)邏輯符號輸出CP輸入異步置數(shù)

74LS290功能表CP1-Q3Q2Q1

5進(jìn)制

CP0-Q02進(jìn)制

CP下降沿有效

2．根本工作方式〔1〕二進(jìn)制計(jì)數(shù)〔2〕五進(jìn)制計(jì)數(shù)〔3〕8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)〔4〕5421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)2．根本工作方式〔1〕二進(jìn)制計(jì)數(shù)：將計(jì)數(shù)脈沖由CP0輸入，由Q0輸出二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)器狀態(tài)CP0Q0001120返回2．根本工作方式〔2〕五進(jìn)制計(jì)數(shù)：將計(jì)數(shù)脈沖由CP1輸入，由Q3、Q2、Q1輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)順序計(jì)數(shù)器狀態(tài)CP1Q3Q2Q10000100120103011410050002．根本工作方式〔3〕8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)：將Q0與CP1相連,計(jì)數(shù)脈沖CP由CP0輸入8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)計(jì)

數(shù)

器

狀

態(tài)順序Q3Q2Q1Q000000100012001030011401005010160110701118100091001100000二進(jìn)制五進(jìn)制2．根本工作方式〔4〕5421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)：把CP0和Q3相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1輸入5421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)計(jì)

數(shù)

器

狀

態(tài)順序Q0Q3Q2Q100000100012001030011401005100061001710108101191100100000五進(jìn)制二進(jìn)制附：用級聯(lián)〔相當(dāng)于串行進(jìn)位〕法實(shí)現(xiàn)N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法〔異步〕。討論：級聯(lián)法實(shí)現(xiàn)更大容量計(jì)數(shù)器時(shí)，計(jì)數(shù)器的順序如何？這樣構(gòu)成的N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)將保存M1進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)。返回用S0，S1，S2…，SN表示輸入0，1，2，…，N個(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP時(shí)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。

N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)工作狀態(tài)應(yīng)為N個(gè)：S0，S1，S2…，SN-1在輸入第N個(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP后，通過控制電路，利用狀態(tài)SN產(chǎn)生一個(gè)有效置0信號，送給異步置0端，使計(jì)數(shù)器立刻置0，即實(shí)現(xiàn)了N進(jìn)制計(jì)數(shù)。

〔1〕利用脈沖反響法獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)器3．應(yīng)用舉例課堂討論：異步置0時(shí)狀態(tài)SN出現(xiàn)的時(shí)間有多久？時(shí)間極短〔通常只有10ns左右〕①構(gòu)成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器七進(jìn)制計(jì)數(shù)器

先構(gòu)成8421BCD碼的10進(jìn)制計(jì)數(shù)器；再用脈沖反響法，令R0B＝Q2Q1Q0實(shí)現(xiàn)。當(dāng)計(jì)數(shù)器出現(xiàn)0111狀態(tài)時(shí)，計(jì)數(shù)器迅速復(fù)位到0000狀態(tài)，然后又開始從0000狀態(tài)計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)0000～0110七進(jìn)制計(jì)數(shù)。②構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器六進(jìn)制計(jì)數(shù)器先構(gòu)成8421BCD碼的10進(jìn)制計(jì)數(shù)器；再用脈沖反響法，令R0A＝Q2、R0B＝Q1。當(dāng)計(jì)數(shù)器出現(xiàn)0110狀態(tài)時(shí)，計(jì)數(shù)器迅速復(fù)位到0000狀態(tài)，然后又開始從0000狀態(tài)計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)0000～0101六進(jìn)制計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的級聯(lián)是將多個(gè)集成計(jì)數(shù)器〔如M1進(jìn)制、M2進(jìn)制〕串接起來，以獲得計(jì)數(shù)容量更大的N〔=M1×M2〕進(jìn)制計(jì)數(shù)器。一般集成計(jì)數(shù)器都設(shè)有級聯(lián)用的輸入端和輸出端。異步計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的方法：低位的進(jìn)位信號→高位的CP端①先用級聯(lián)法②再用脈沖反響法〔2〕構(gòu)成大容量計(jì)數(shù)器例：利用兩片74LS290構(gòu)成23進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。74LS290構(gòu)成二十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器先將兩片接成8421BCD碼十進(jìn)制的CT74LS290級聯(lián)組成10×10=100進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器。00100011再將狀態(tài)“00100011〞通過反響與門輸出至異步置0端，從而實(shí)現(xiàn)23進(jìn)制計(jì)數(shù)器。10進(jìn)制計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號？1001→0000時(shí)Q3有下降沿想一想中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器的方法。74LS29074LS161任務(wù)：用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器難點(diǎn)：集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用謝謝欣賞！1.

74LS161的邏輯功能學(xué)一學(xué)中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用2.

應(yīng)用舉例二、

同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161學(xué)一學(xué)中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器的方法。74LS29074LS161任務(wù)：用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器難點(diǎn)：集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用二、

同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS1611.74LS161的邏輯功能74LS161的外引線圖

狀態(tài)輸出74LS161的邏輯符號并行輸入CP輸入

74LS161的功能表

CP上升沿有效

異步清0功能最優(yōu)先同步并行置數(shù)CO=Q3Q2Q1Q0CTT74LS161的時(shí)序圖返回〔1〕同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)2．應(yīng)用舉例實(shí)現(xiàn)四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)〔2〕構(gòu)成16以內(nèi)的任意進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器：①設(shè)計(jì)思想：利用脈沖反響法用S0，S1，S2…，SM…SN表示輸入0，1，2，…，N個(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP時(shí)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。SM可以為S0，但需小于SN。對于異步置數(shù)：在輸入第N個(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP后，通過控制電路，利用狀態(tài)SN產(chǎn)生一個(gè)有效置數(shù)信號，送給異步置數(shù)端，使計(jì)數(shù)器立刻返回到初始的預(yù)置數(shù)狀態(tài)SM，即實(shí)現(xiàn)了SM～SN-1計(jì)數(shù)。

對于同步置數(shù)：在輸入第N－1個(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP時(shí)，利用狀態(tài)SN-1產(chǎn)生一個(gè)有效置數(shù)信號，送給同步置數(shù)控制端，等到輸入第N個(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP時(shí)，計(jì)數(shù)器返回到初始的預(yù)置數(shù)狀態(tài)SM，從而實(shí)現(xiàn)SM～SN-1計(jì)數(shù)。②分析74LS161的置數(shù)功能：③反響信號的拾取可利用與非門拾取狀態(tài)SN或SN－1可利用進(jìn)位輸出CO拾取狀態(tài)1111

十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)順序表

④電路舉例〔以十進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例〕74LS161構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器改變D3D2D1

D0的狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)其它進(jìn)制計(jì)數(shù)。令D3D2D1

D0＝0110利用進(jìn)位輸出CO取狀態(tài)1111

實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)〔0110到1111〕用74LS161構(gòu)成從0開始計(jì)數(shù)的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器改變與非門的輸入信號，可以實(shí)現(xiàn)其它進(jìn)制計(jì)數(shù)。令D3D2D1

D0＝0000利用與非門拾取狀態(tài)1001可實(shí)現(xiàn)從0開始計(jì)數(shù)的十進(jìn)制計(jì)數(shù)〔0000到1001〕用74LS161構(gòu)成從0開始計(jì)數(shù)的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器改變與非門的輸入信號，可以實(shí)現(xiàn)其它進(jìn)制計(jì)數(shù)。利用與非門拾取狀態(tài)1010實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)〔0000到1001〕〔3〕利用多片74LS161實(shí)現(xiàn)大容量計(jì)數(shù)①先用級聯(lián)法計(jì)數(shù)器的級聯(lián)是將多個(gè)集成計(jì)數(shù)器〔如M1進(jìn)制、M2進(jìn)制〕串接起來，以獲得計(jì)數(shù)容量更大的N〔=M1×M2〕進(jìn)制計(jì)數(shù)器。一般集成計(jì)數(shù)器都設(shè)有級聯(lián)用的輸入端和輸出端。同步計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的方法：低位的進(jìn)位信號→高位的保持功能控制端〔相當(dāng)于觸發(fā)器的T端〕有進(jìn)位時(shí)，高位計(jì)數(shù)功能T＝1；無進(jìn)位時(shí)，高位保持功能T＝0。用兩片CT74LS161級聯(lián)成16×16進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器

低位片高位片在計(jì)到1111以前，CO1＝0，高位片保持原狀態(tài)不變在計(jì)到1111時(shí)，CO1＝1，高位片在下一個(gè)CP加一②再用脈沖反響法例：用兩片74LS161級聯(lián)成五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器00100011實(shí)現(xiàn)從00000000到00110001的50進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制數(shù)50對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為00110010想一想中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器的方法。74LS29074LS161任務(wù)：用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器難點(diǎn)：集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用謝謝欣賞！1.

構(gòu)成分頻器

學(xué)一學(xué)中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用2.

組成數(shù)字鐘計(jì)數(shù)顯示電路

三、

計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例三、

計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例返回1.構(gòu)成分頻器

分頻器可用來降低信號的頻率，是數(shù)字系統(tǒng)中常用的電路。

分頻器的輸入信號頻率fI與輸出信號頻率fO之比稱為分頻比N。N進(jìn)制計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)N分頻器。

程序分頻器是指分頻比N隨輸入置數(shù)的變化而改變的分頻器。用集成計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的程序分頻器，在通信、雷達(dá)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。具有并行置數(shù)功能的計(jì)數(shù)器都可以構(gòu)成程序分頻器。

程序分頻器〔分頻比N為1~256〕CC4516為可逆4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

接成減法計(jì)數(shù)器〔U/D＝0〕當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器均減為0時(shí)001分頻器的輸出信號fO

改變預(yù)置數(shù)的值，可以改變分頻比。當(dāng)前置數(shù)值S7S6S5S4S3S2S1S0為10000011，那么該程序分頻器的分頻比N=？132＝8×16＋3＋1

2．組成數(shù)字鐘計(jì)數(shù)顯示電路

通常數(shù)字鐘需要一個(gè)精確的時(shí)鐘信號，一般采用石英晶體振蕩器產(chǎn)生，經(jīng)分頻后得到周期為1秒的脈沖信號CP。數(shù)字鐘“秒〞計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路個(gè)位十進(jìn)制×十位六進(jìn)制＝六十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器進(jìn)位信號BCD-七段顯示譯碼器7448，輸出為高電平有效。選共陰型數(shù)碼管BS201。想一想中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器的方法。74LS29074LS161任務(wù)：用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器難點(diǎn)：集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用謝謝欣賞！學(xué)一學(xué)中規(guī)模時(shí)序邏輯電路的分析一、

MSI時(shí)序邏輯電路的分析步驟二、

分析舉例返回一、

MSI時(shí)序邏輯電路的分析步驟可以采用與分析MSI組合邏輯電路類似的劃分功能塊方法。劃分的功能塊既有組合邏輯電路功能塊，又有時(shí)序邏輯電路功能塊。如有必要，在對整個(gè)電路進(jìn)行整體功能分析時(shí)，可以畫出電路的工作波形。分析MSI時(shí)序邏輯電路的流程圖邏輯電路圖劃分功能塊分析各塊功能分析整體功能〔1〕將電路按功能劃分成3個(gè)功能塊二、

分析舉例

例2分析圖5-43所示電路的邏輯功能。設(shè)輸出邏輯變量R、Y、G分別為紅、黃和綠燈的控制信號，時(shí)鐘脈沖CP的周期為10S。

計(jì)數(shù)器譯碼器門電路〔2〕分析各功能塊電路的邏輯功能8進(jìn)制計(jì)數(shù)器反碼輸出的數(shù)據(jù)分配電路輸出譯碼電路返回例2電路的工作波形〔3〕分析總體邏輯功能,畫出電路的工作波形。在CP作用下，計(jì)數(shù)器循環(huán)計(jì)數(shù)，輸出信號R持續(xù)30S，Y持續(xù)10S，G持續(xù)30S，Y持續(xù)10S，周而復(fù)始?？傮w電路邏輯功能為交通燈控制電路。

該電路只是原理性的，與實(shí)用的電路有較大差距。實(shí)際的交通燈，黃燈〔Y〕通常只亮1～2秒，而紅燈〔R〕和綠燈〔G〕通常要亮60秒左右，故其控制電路要復(fù)雜一些。讀者可自行設(shè)計(jì)實(shí)際的交通燈控制電路。想一想中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器的方法。74LS29074LS161任務(wù)：用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制〔任意進(jìn)制〕計(jì)數(shù)器難點(diǎn)：集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用謝謝欣賞！工程4：電子鐘表的設(shè)計(jì)與制作學(xué)習(xí)情境1時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境2計(jì)數(shù)器與存放器任務(wù)1計(jì)數(shù)器的分析與應(yīng)用任務(wù)2存放器的分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)情境3電子鐘表的設(shè)計(jì)與制作任務(wù)1電子鐘表的設(shè)計(jì)與調(diào)試任務(wù)2電子鐘表的制作任務(wù)2存放器的分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解存放器的特點(diǎn)掌握各種類型存放器功能的分析和描述方法了解各類存放器的分析步驟任務(wù)：存放器的分析與應(yīng)用難點(diǎn)：存放器的應(yīng)用時(shí)序邏輯電路三、存放器的應(yīng)用實(shí)例一、數(shù)碼存放器二、移位存放器存放器1.存放器通常分為兩大類：存放器數(shù)碼存放器：存儲二進(jìn)制數(shù)碼、運(yùn)算結(jié)果或指令等信息的電路。移位存放器：不但可存放數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，存放器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移位。2.組成：觸發(fā)器和門電路。一個(gè)觸發(fā)器能存放一位二進(jìn)制數(shù)碼；

N個(gè)觸發(fā)器可以存放N位二進(jìn)制數(shù)碼。3.存放器應(yīng)用舉例：(1)運(yùn)算中存貯數(shù)碼、運(yùn)算結(jié)果。(2)計(jì)算機(jī)的CPU由運(yùn)算器、控制器、譯碼器、存放器組成，其中就有數(shù)據(jù)存放器、指令存放器、一般存放器。4.存放器與存儲器有何區(qū)別?存放器內(nèi)存放的數(shù)碼經(jīng)常變更，要求存取速度快，一般無法存放大量數(shù)據(jù)。〔類似于賓館的貴重物品存放、超級市場的存包處?！炒鎯ζ鞔娣糯罅康臄?shù)據(jù)，因此最重要的要求是存儲容量?！差愃朴趥}庫〕數(shù)碼存放器具有接收、存放、輸出和去除數(shù)碼的功能。在接收指令〔在計(jì)算機(jī)中稱為寫指令〕控制下，將數(shù)據(jù)送入存放器存放；需要時(shí)可在輸出指令〔讀出指令〕控制下，將數(shù)據(jù)由存放器輸出。一、數(shù)碼存放器單拍工作方式的數(shù)碼存放器1．由D觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)碼存放器〔1〕電路組成CP：接收脈沖〔控制信號輸入端)輸出端

數(shù)碼輸入端

〔2〕工作原理當(dāng)CP↑時(shí)，觸發(fā)器更新狀態(tài)，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0，即接收輸入數(shù)碼并保存。單拍工作方式：不需去除原有數(shù)據(jù)，只要CP↑一到達(dá)，新的數(shù)據(jù)就會存入。常用4D型觸發(fā)器74LS175、6D型觸發(fā)器74LS174、8D型觸發(fā)器74LS374或MSI器件等實(shí)現(xiàn)。2．由D型鎖存器構(gòu)成的數(shù)碼存放器〔1〕鎖存器的工作原理

鎖存器

送數(shù)脈沖CP為鎖存控制信號輸入端，即使能信號〔電平信號〕。工作過程：①當(dāng)CP=0時(shí)，Q=D，電路接收輸入數(shù)據(jù)；即當(dāng)使能信號到來〔不鎖存數(shù)據(jù)〕時(shí)，輸出端的信號隨輸入信號變化；②當(dāng)CP=1時(shí)，D數(shù)據(jù)輸入不影響電路的狀態(tài)，電路鎖定原來的數(shù)據(jù)。即當(dāng)使能信號結(jié)束后〔鎖存〕，數(shù)據(jù)被鎖住，輸出狀態(tài)保持不變?！?〕集成數(shù)碼鎖存器74LS3738D型鎖存器74LS373(a)外引腳圖(b)邏輯符號8D型鎖存器74LS373功能表

二、移位存放器移位存放器除了具有存儲數(shù)碼的功能外，還具有移位功能。移位功能：存放器中所存數(shù)據(jù)，可以在移位脈沖作用下逐位左移或右移。在數(shù)字電路系統(tǒng)中，由于運(yùn)算〔如二進(jìn)制的乘除法〕的需要，常常要求實(shí)現(xiàn)移位功能。4位右移位存放器1．單向移位存放器單向移位存放器，是指僅具有左移功能或右移功能的移位存放器?！?〕右移位存放器①電路組成串行輸入同步時(shí)序邏輯電路②工作過程將數(shù)碼1101右移串行輸入給存放器〔串行輸入是指逐位依次輸入〕。在接收數(shù)碼前，從輸入端輸入一個(gè)負(fù)脈沖把各觸發(fā)器置為0狀態(tài)〔稱為清零〕。③狀態(tài)表

表5-24位右移位存放器狀態(tài)表CP順序輸

入DSR輸

出Q0Q1Q2Q301000011100020110031011040101150010160001070000180000