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

實踐任務(wù)5.1設(shè)計能存儲八位二進制數(shù)的寄存器PART01學(xué)習(xí)目標(biāo)PART02任務(wù)描述PART03知識鏈接PART04實踐準(zhǔn)備PART05工作計劃PART06任務(wù)實施PART07學(xué)習(xí)評價目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價(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(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)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價在數(shù)字電路中，需要處理的對象都可以抽象為“0”（也可理解為低電平）和“1”（也可理解為低電平）。又因為數(shù)字電路中處理的一般都是8位、16位、32位或64位的二進制數(shù)，所以本次實踐的內(nèi)容就是設(shè)計8位二進制寄存器。在完成任務(wù)的過程中，進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)計寄存器的方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價知識鏈接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)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價①鎖存器概念RS鎖存器是靜態(tài)存儲單元當(dāng)中最基本、也是電路結(jié)構(gòu)最簡單的一種，通常它是由兩個或非門或者與非門組成。下圖中給出了兩個與非門組成的RS鎖存器的電路。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價①模擬信號①鎖存器概念

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價①模擬信號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)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價②觸發(fā)器概念觸發(fā)器與鎖存器的不同點在于它增加了一個觸發(fā)信號輸入端，只有當(dāng)觸發(fā)信號到來時，觸發(fā)器才能按照輸入的置1、置0信號置成相應(yīng)的狀態(tài)，并且保持下去。我們將這個觸發(fā)信號稱為時鐘信號，用??????作為代記符號。有了時鐘信號后，當(dāng)系統(tǒng)中有多個觸發(fā)器需要同時動作時，就可以用同一個時鐘信號作為同步控制信號了。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價③同步觸發(fā)器工作原理當(dāng)????=0時，??_3和??_4門被封鎖，無論??和??端信號如何變化，輸出都不會發(fā)生變化，相當(dāng)于RS觸發(fā)器處于保持狀態(tài)。當(dāng)????=1時，（即????脈沖的上升沿到來時，??_3和??_4門使能，此時同步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時且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=??^??（保持原態(tài)）。(2)當(dāng)??=0，??=1時且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=1（置1）。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價(3)當(dāng)??=1，??=0時且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=0（置0）。(4)當(dāng)??=??=1時且????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，（即????脈沖的上升沿到來時，??_3和??_4門使能，此時同步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時且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=??^??（保持原態(tài)）。(2)當(dāng)??=0，??=1時且????脈沖的上升沿到來后，??^(??+1)=1（置1）。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價輸入輸出功能說明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)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價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)僅僅取決于時鐘信號的下降沿或上升沿，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。在實際應(yīng)用中，它不僅有很強的通用性，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)點學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價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)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價④邊沿觸發(fā)器工作原理

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價寄存器：在實際數(shù)字系統(tǒng)中，通常把能夠用來存儲一位二進制代碼的同步時序邏輯電路稱為寄存器。觸發(fā)器特點：由于寄存器的功能就是存儲輸入的二進制代碼，因此需要選擇的觸發(fā)器特點就是能夠?qū)崿F(xiàn)輸出與輸入在時鐘信號觸發(fā)時保持一致。n位二進制寄存器：由于一個觸發(fā)器能夠存儲一位二進制代碼，所以把由n個并行觸發(fā)器組合在一起，并將他們的時鐘端口連接在一起，這樣就可以構(gòu)造一個n位二進制寄存器。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價說明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)時鐘信號的下降沿到來時，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出二進制代碼與輸入二進制代碼保持一致。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價工作組織因本任務(wù)相對簡單，因此以個人為單位，完成整個任務(wù)。工作方案制定項目具體實施步驟。工作用具準(zhǔn)備設(shè)計類任務(wù)，無需工具準(zhǔn)備。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價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，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)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價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)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價第三步在下框中畫出八個該種D觸發(fā)器組合而成的能存儲八位二進制數(shù)的寄存器輸出Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0輸入D7D6D5D4D3D2D1D0學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接