《寄存器和计数器》PPT课件

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1、第19章寄存器和计数器19.1寄存器19.2同步计数器19.3异步计数器19.4任意进制计数器的构成方法习题1919.1寄存器19.1.1数码寄存器数码寄存器是用于存放二进制代码的电路。图19.1所示是利用触发器的记忆功能构成的寄存器，它是由四个D触发器(F0～F3)组成的，有D0～D3四个数据输入端，Q0～Q3四个输出端。CP为脉冲输入端，RD为各触发器的清零端，低电平有效。图19.1四位数码寄存器19.1.2移位寄存器1.单向移位数码寄存器图19.2所示是用四个D触发器组成的四位右移寄存器，其中F3是最高数码

2、触发器，F0是最低数码触发器，四个触发器共用同一个时钟脉冲CP信号，因此称为同步时序电路。F0的D0端是串行输入，每当CP脉冲沿来到时，输入的数码被移入到F0触发器，而每个触发器的状态在CP脉冲的作用下，也同时移入下一位触发器，最高位触发器的状态从串行输出端移出寄存器。图19.2四位右移寄存器例19.1有一组串行数据1011，依次送入四位右移寄存器，试画出四位右移寄存器的电路、状态表和工作波形图。解根据题意画出如图19.3所示的电路图和波形图，状态表如表19.1所示（输入数据为1011）。图19.3例19.1图(

3、a)例19.1四位右移寄存器的电路图19.3例19.1图(b)例19.1波形图表19.1四位右移寄存器状态表2.双向移位寄存器由单向移位寄存器的工作原理可知，双向移位寄存器的左移和右移功能是在单向寄存器的基础上增加左移或右移功能，另外加上一些控制电路和控制信号即可构成双向移位寄存器。如图19.4所示为集成四位双向移位寄存器74LS194的引脚图，其功能表如表19.2所示。图19.4四位双向移位寄存器74LS194引脚图表19.2四位双向移位寄存器74LS194功能表19.2同步计数器19.2.1同步二进制计数器1

4、.同步二进制加法计数器根据二进制加法运算的规则，在一个多位二进制数的末位加1时，若其中的第i位以下的各位皆为1，则第i位应改变状态（由0变1或由1变0）。而最低位在每次加1时其状态都要改变。按照上述规则，最低的3位数都改变了状态，而第4位未变。利用这一特点，可使用JK触发器组成一个四位同步二进制加法计数器，如图19.5所示。从图上可知，各触发器受同一CP脉冲控制，其触发器的翻转与CP脉冲的下降沿同步。图19.5四位同步二进制加法计数器逻辑图对图19.5的时序电路分析如下。输出方程:C=Q3Q2Q1Q0驱动方程:J

5、0=K0=1J1=K1=Qn0J2=K2=Qn1Qn0J3=K3=Qn2Qn1Qn0将驱动方程代入触发器的特性方程,得到根据状态方程可作出电路的状态转换表，如表19.3所示。表19.3四位同步二进制加法计数器状态转换表根据状态转换表，可画出状态转换图和各触发器输出端的波形图，如图19.6和图19.7所示。图19.6四位同步二进制加法计数器状态转换图图19.7四位同步二进制加法计数器波形图2.同步二进制减法计数器根据二进制减法计数器的运算规则可知，从多位二进制数减1时，要求每输入一个计数脉冲，最低位触发器要翻转一

6、次，而其它触发器只能在其低位触发器均为0时，在计数脉冲CP的作用下才翻转。用JK触发器构成四位同步二进制减法计数器如图19.8所示。图19.8四位同步二进制减法计数器逻辑图根据图19.8的逻辑电路可写出驱动方程:输出方程:将驱动方程代入JK触发器的特性方程式中,得到电路的状态方程：根据状态方程，可作出状态转换表19.4，其中C为进位。表19.4四位同步二进制减法计数器状态转换表根据状态转换表，可画出状态转换图19.9和各触发器输出端的波形图19.10。图19.9四位同步二进制减法计数器状态转换图图19.10四位同

7、步二进制减法计数器各触发器输出端的波形19.2.2同步十进制计数器1.同步十进制加法计数器图19.11所示为由四个JK触发器和门电路构成的同步十进制加法计数器。图19.11同步十进制加法计数器逻辑图根据图19.11的逻辑关系，写出电路的驱动方程：J0=K0=1J1=K1=Qn3Qn0J2=K2=Qn1Qn0J3=K3=Qn2Qn1Qn0+Qn3Qn0输出方程：C=Qn3Qn0将上面的式子代入JK触发器的特性方程可得到：由上面的的状态转换方程可列出状态转换表19.5。表19.5同步十进制加法计数器状态转换表状态转换

8、如图19.12所示。根据图19.12可画出各触发器输出端的波形图，如图19.13所示。图19.12同步十进制加法计数器状态转换图图19.13同步十进制加法计数器各触发器输出端波形图2.同步十进制减法计数器图19.14所示是同步十进制减法计数器的逻辑图，它是从同步二进制减法计数器电路的基本上演变过来的，其工作原理请读者自行分析。图19.14同步十进制减法计数器逻辑图19.3