電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能-(9).ppt

1、了解寄存器的功能、基本構(gòu)成和常見(jiàn)類型； 了解數(shù)碼寄存器的電路構(gòu)成，理解其工作原理； 了解移位寄存器的工作原理和典型集成移位寄存器的引腳及應(yīng)用。,9.1.1 數(shù)碼寄存器,一、電路組成,電路如圖所示。,9.1.1 數(shù)碼寄存器,二、工作過(guò)程,寄存器工作分兩步進(jìn)行：,1. 寄存前先清零 在接收數(shù)據(jù)前先在復(fù)位端加一個(gè)負(fù)脈沖，把所有觸發(fā)器置0，清零脈沖恢復(fù)高電平后，為接收數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。 2. 接收脈沖控制數(shù)據(jù)寄存 接收脈沖CP到來(lái)，將 打開(kāi)， 接收輸入數(shù)碼 。例如， =1101，則與非門 輸出為1101，各觸發(fā)器被置成1101，即 = 1101，完成接收和寄存工作。電路如圖所示。,9.1.2 移位寄存器,

2、一、單向移位寄存器,1. 電路組成,電路如圖所示。,JK觸發(fā)器構(gòu)成的4位右移寄存器,9.1.2 移位寄存器,一、單向移位寄存器,2. 工作過(guò)程,下面以存入數(shù)碼1011為例，分析 4位右移寄存器的工作過(guò)程，要寄存數(shù) 碼 =1011，一般先對(duì)寄存器 清0，然后將被存放數(shù)碼從高位到低位 按移位脈沖節(jié)拍依次送到 端，當(dāng)?shù)?一個(gè)CP上升沿到來(lái)時(shí) =1，則 =0001；當(dāng)?shù)诙€(gè)CP上升沿到來(lái)時(shí)， =0， =0010，經(jīng)過(guò)四個(gè)移位脈沖后寄存器狀態(tài)為 =1011。如圖所示。,9.1.2 移位寄存器,二、集成雙向移位寄存器,1. 74LSl94的引腳排列和邏輯符號(hào),74LSl94的實(shí)物圖引腳排列和邏輯符號(hào)如圖所

3、示。,9.1.2 移位寄存器,二、集成雙向移位寄存器,2. 74LSl94的邏輯功能,異步清0功能：當(dāng) =0時(shí)，直接清0，寄存器各位 均為0，不能進(jìn)行置數(shù)和移位。只有當(dāng) =1時(shí)，寄存器允許工作。,右移功能：當(dāng) =0、 =1 時(shí)，在移位控制信號(hào) 上升沿作用時(shí)，寄存器中數(shù)碼依次右移一位，且將 送到 。,左移功能：當(dāng) =1、 =0 時(shí)，在 上升沿作用時(shí)，寄存器中數(shù)碼依次左移一位，且將 送到 。,并行置數(shù)功能：當(dāng) =1時(shí)，在 上升沿作用時(shí)，將數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)碼并行送到寄存器中，使 。,保持功能：當(dāng) =0時(shí)，無(wú)論有無(wú) 作用時(shí)，寄存器中內(nèi)容不變。,真值表如表所示。,74LS94芯片的真值表,了解計(jì)數(shù)器的功能

4、及計(jì)數(shù)器的類型； 理解二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路組成和工作原理； 掌握十進(jìn)制典型集成計(jì)數(shù)器的外特性及使用。,9.2.1 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,在計(jì)數(shù)脈沖作用下，各觸發(fā)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換按二進(jìn)制數(shù)的編碼規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的數(shù)字電路稱為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 構(gòu)成計(jì)數(shù)器電路的核心器件是具有計(jì)數(shù)功能的JK觸發(fā)器，可將JK觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)（ ），如圖所示，這樣在CP脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)按010的規(guī)律翻轉(zhuǎn)。 可見(jiàn)，一個(gè)觸發(fā)器即可連成一個(gè)最簡(jiǎn) 單的1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。其邏輯電路 如圖所示。,9.2.1 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,一、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,圖所示電路是用三個(gè)JK觸發(fā)器連成的異步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。圖中各位觸發(fā)器的 端接

5、在一起作為計(jì)數(shù)器的直接復(fù)位輸入信號(hào)；計(jì)數(shù)脈沖加到最低位觸發(fā)器 的 端，其他觸發(fā)器的 依次受低位觸發(fā)器 端的控制。各觸發(fā)器接收到負(fù)跳變脈沖信號(hào)時(shí)狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)。 波形如圖所示。,異步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,9.2.1 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,一、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)前，在復(fù)位端 先輸入一負(fù)脈沖，使 ，這一過(guò)程稱為清0，清0后，應(yīng)使 ，才能正常計(jì)數(shù)。,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)計(jì)數(shù)脈沖 作用后，該脈沖的下降沿使觸發(fā)器 的 由0態(tài)轉(zhuǎn)為1態(tài)，其他兩個(gè)觸發(fā)器因沒(méi)有 下降沿的作用，仍保持0態(tài)，所以當(dāng)?shù)谝粋€(gè) 作用后，計(jì)數(shù)器狀態(tài)為 。,當(dāng)?shù)诙€(gè)計(jì)數(shù)脈沖 作用時(shí)，觸發(fā)器 翻轉(zhuǎn)， 由1態(tài)轉(zhuǎn)為0態(tài)， 的下降沿加到 的時(shí)鐘脈沖輸入端，使 從0態(tài)

6、轉(zhuǎn)為1態(tài)， 上升沿變化對(duì)觸發(fā)器 無(wú)效， 狀態(tài)保持不變，所以當(dāng)?shù)诙€(gè) 作用后，計(jì)數(shù)器狀態(tài)為 。,依此類推，當(dāng)?shù)谄邆€(gè) 作用后計(jì)數(shù)器狀態(tài)為111，當(dāng)?shù)诎藗€(gè) 作用后計(jì)數(shù)器又回到000狀態(tài)，完成一次計(jì)數(shù)循環(huán)。,8421BCD編碼如表所示。,一、電路組成,9.2.2 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路由4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)用于計(jì)數(shù)器清0的門電路組成。與二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的主要差異是跳過(guò)了二進(jìn)制數(shù)碼10101111的六個(gè)狀態(tài)。 電路如圖所示。,異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路,9.2.2 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,二、工作過(guò)程,計(jì)數(shù)器輸入09個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，工作過(guò)程與4位二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器完全相同，第九個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后 。 當(dāng)?shù)谑?/p>

7、個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)后，計(jì)數(shù)器狀態(tài)為 ，此時(shí) ，與非門輸入全1，輸出為0，使各觸發(fā)器復(fù)位，即 ， 同時(shí)使與非門輸出又變 為1，計(jì)數(shù)器重新開(kāi)始工作。 從而實(shí)現(xiàn)8421BCD碼十進(jìn) 制加法計(jì)數(shù)的功能。,9.2.3 集成計(jì)數(shù)器,集成計(jì)數(shù)器是將觸發(fā)器及有關(guān)門電路集成在一塊芯片上，使用方便且便于擴(kuò)展。中規(guī)模集成同步計(jì)數(shù)器類型很多，常見(jiàn)的4位十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器有74LSl60、74LSl62、74LS196、CC40192等；4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器有74LSl61、74LSl63、74LSl69、74LSl91等。其引腳功能可查閱數(shù)字集成電路手冊(cè)。 下面以74LSl61為例介紹集成二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器的邏輯功能及應(yīng)用。,9.2.3 集成計(jì)數(shù)器,一、引腳排列圖和邏輯符號(hào),引腳排列和邏輯符號(hào)如圖所示。,9.2.3 集成計(jì)數(shù)器,二、74LSl61芯片的邏輯功能,1. 異步清0 當(dāng)異步端 時(shí)，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，無(wú)論有無(wú)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器輸出將直接置零，稱異步清零。,2. 同步預(yù)置數(shù) 當(dāng) 時(shí)，同步置數(shù)控制端 ，且在 上升沿作用時(shí)，并行輸入數(shù)據(jù)被置入計(jì)數(shù)器的輸出端，使 。由于這個(gè)操作要與 同步，所以又稱為同步預(yù)置數(shù)。真值表如表所示。,3