数字电路教案-阎石 第七章 时序逻辑电路

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1、第7章时序逻辑电路7.1概述时序电路在任何时刻的稳定输出,不仅与该时刻的输入信号有关,而且还与电路原来的状态有关。图7.1.1 时序逻辑电路的结构框图2、时序电路的分类(1)根据时钟分类同步时序电路中,各个触发器的时钟脉冲相同,即电路中有一个统一的时钟脉冲,每来一个时钟脉冲,电路的状态只改变一次。异步时序电路中,各个触发器的时钟脉冲不同,即电路中没有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化,电路状态改变时,电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后,是异步进行的。(2)根据输出分类米利型时序电路的输出不仅与现态有关,而且还决定于电路当前的输

2、入。穆尔型时序电路的其输出仅决定于电路的现态,与电路当前的输入无关;或者根本就不存在独立设置的输出,而以电路的状态直接作为输出。7.2时序逻辑电路的分析方法时序电路的分析步骤:电路图时钟方程、输出方程、驱动方程状态方程计算状态表(状态图、时序图)判断电路逻辑功能分析电路能否自启动。7.2.1同步时序电路的分析方法分析举例:[例7.2.1]7.2.2异步时序电路的分析方法分析举例:[例7.2.3]7.3计数器概念:在数字电路中,能够记忆输入脉冲CP个数的电路称为计数器。计数器累计输入脉冲的最大数目称为计数器的“模”,用M表示。计数器

3、的“模”实际上为电路的有效状态。计数器的应用:计数、定时、分频及进行数字运算等。计数器的分类:(1)按计数器中触发器翻转是否同步分:异步计数器、同步计数器。(2)按计数进制分:二进制计数器、十进制计数器、N进制计数器。(3)按计数增减分:加法计数器、减法计数器、加/减法计数器。7.3.1异步计数器13一、异步二进制计数器1、异步二进制加法计数器分析图7.3.1由JK触发器组成的4位异步二进制加法计数器。分析方法:由逻辑图到波形图(所有JK触发器均构成为T/触发器的形式,且后一级触发器的时钟脉冲是前一级触发器的输出Q),再由波形图到

4、状态表,进而分析出其逻辑功能。2、异步二进制减法计数器减法运算规则:0000-1时,可视为(1)0000-1=1111;1111-1=1110,其余类推。由JK触发器组成的4位异步二进制减法计数器的工作情况分析略。二、异步十进制加法计数器由JK触发器组成的异步十进制加法计数器的由来:在4位异步二进制加法计数器的基础上经过适当修改获得。有效状态:0000——1001十个状态;无效状态:1010~1111六个状态。三、集成异步计数器CT74LS290为了达到多功能的目的,中规模异步计数器往往采用组合式的结构,即由两个独立的计数来构成整

5、个的计数器芯片。如:74LS90(290):由模2和模5的计数器组成;74LS92:由模2和模6的计数器组成;74LS93:由模2和模8的计数器组成。1.CT74LS290的情况如下。(1)电路结构框图和逻辑功能示意图(2)逻辑功能如下表7.3.1所示。13注:5421码十进制计数时,从高位到低位的输出为。2、利用反馈归零法获得N(任意正整数)进制计数器方法如下:(1)写出状态SN的二进制代码。(2)求归零逻辑(写出反馈归零函数),即求异步清零端(或置数控制端)信号的逻辑表达式。(3)画连线图。举例:试用CT74LS290构成模小

6、于十的N进制计数器。CT74LS290则具有异步清零和异步置9功能。讲解教材P215的[例7.3.1]。注:CT74LS90的功能与CT74LS290基本相同。7.3.2同步计数器一、同步二进制计数器1.同步二进制加法计数器2、同步二进制减法计数器3、集成同步二进制计数器CT74LS161(1)CT74LS161的引脚排列和逻辑功能示意图13注:74LS163的引脚排列和74LS161相同,不同之处是74LS163采用同步清零方式。(2)CT74LS161的逻辑功能①=0时异步清零。C0=0②=1、=0时同步并行置数。③==1且C

7、PT=CPP=1时,按照4位自然二进制码进行同步二进制计数。④==1且CPT·CPP=0时,计数器状态保持不变。4、反馈置数法获得N进制计数器方法如下:·写出状态SN-1的二进制代码。·求归零逻辑,即求置数控制端的逻辑表达式。·画连线图。(集成计数器中,清零、置数均采用同步方式的有74LS163;均采用异步方式的有74LS193、74LS197、74LS192;清零采用异步方式、置数采用同步方式的有74LS161、74LS160;有的只具有异步清零功能,如CC4520、74LS190、74LS191;74LS90则具有异步清零和异

8、步置9功能。等等)试用CT74LS161构成模小于16的N进制计数器5、同步二进制加/减计数器二、同步十进制加法计数器8421BCD码同步十进制加法计数器电路分析三、集成同计数器1、集成十进制同步加法计数器CT74LS160(1)CT74LS160

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