课题4时序逻辑电路

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1、课题4时序逻辑电路实训4.1Multisim仿真计数器电路实训4.2实现N进制计数(N分频)电路实训4.3步进电机序列脉冲发生器的设计实训4.1Multisim仿真计数器电路4.1.1时序逻辑电路的概述时序逻辑电路简称为时序电路，指任何时刻电路的稳态输出不仅取决于该时刻的输入，而且还与电路原来状态有关的逻辑电路。时序电路通常由组合电路和存储电路组成，组合电路基本单元是门电路，存储电路基本单元是触发器。时序电路有多种分类方式。根据触发脉冲CP控制方式不同，时序电路分为同步时序电路和异步时序电路两大类。

2、在同步时序电路中，所有存储单元(即触发器)状态的变化都是在同一时钟脉冲信号的上沿或下沿控制下同时发生的;而在异步时序电路中，存储单元(即触发器)状态的变化不是同时发生的，各存储单元(即触发器)状态的变化不受同一时钟脉冲统一控制。常用的时序电路有计数器、寄存器、时序脉冲分配器等。下一页返回实训4.1Multisim仿真计数器电路4.1.2时序逻辑电路的分析在进行时序逻辑电路的分析时，就是根据给定的时序逻辑电路图，找出该时序电路在输入信号及时钟信号作用下，存储电路状态变化的规律及电路的输出，从而了解该时

3、序电路所完成的逻辑功能。1.分析过程与步骤1)写方程式2)求状态方程3)列状态表4)画状态图5)画时序图6)功能描述上一页返回实训4.2实现N进制计数(N分频)电路4.2.1同步计数器电路4.2.1.1计数器概述数字电路中，能够对脉冲信号计数的逻辑器件称为计数器。计数器的种类繁多，有不同的分类方法，主要分类有以下几种①按计数器中各个触发器CP控制方式不同，可分为同步计数器和异步计数器。在同步计数器中各触发器均采用同一个CP脉冲触发;而异步计数器中各触发器的脉冲触发CP不相同。②按计数器的计数数字的变

4、化规律分，有加法(递增)计数器、减法(递减)计数器和可逆(加法、减法)计数器。它是指在计数工作时其计数结果是增加还是减少的情况。③按计数进制分，有二进制计数器、二一十进制计数器(或称十进制计数器)、N任意进制计数器。下一页返回实训4.2实现N进制计数(N分频)电路4.2.1.2同步计数器电路实例分析例4-3试分析如图4一10所示同步二进制减法计数器解:(1)驱动方程(2)特征方程下一页上一页返回实训4.2实现N进制计数(N分频)电路(3)状态方程(4)状态表(表4一3)(5)状态图(图4一11)(6

5、)时序图(图4一12)下一页上一页返回实训4.2实现N进制计数(N分频)电路4.2.1.3集成同步计数器1.中规模集成计数器74LS16174LS161它是4位二进制同步计数器，其逻辑符号和外引线图如图4一13所示，它具有计数、保持、同步预置、异步清零功能。表4一4是74LS161的功能表。2.中规模集成计数器件74LS160这是一个二-十进制(BCD)加法计数器芯片，除了计数不同外其余与74LS160相同。3.中规模集成计数器件74LS16374LS163与74LS161不同的是采用同步清零方式。

6、当为低电平时，在CP脉冲的上升沿到来时，计数器才清零，Q2Q3Q1Q0=0000。其他逻辑功能、计数工作原理和引脚与74LS161没有区别，表4一5是74LS163的功能表。下一页上一页返回实训4.2实现N进制计数(N分频)电路4.2.2异步计数器电路异步时序逻辑电路的分析过程与同步时序逻辑电路的分析过程基本相同。由于不同触发器的时钟脉冲各不相同，触发器只有在它自己的CP脉冲的相应边沿才动作，故异步时序逻辑电路的分析应该写出每一级的时钟方程，具体分析过程比同步时序逻辑电路的分析要复杂。4.2.2.1

7、二进制异步计数器例4-4试分析图4一14所示异步四位二进制加法数器下一页上一页返回实训4.2实现N进制计数(N分频)电路解:(1)驱动方程(2)特征方程(3)状态方程和时钟方程(4)状态表(表4一6)下一页上一页返回实训4.2实现N进制计数(N分频)电路(5)状态图(4一15)(6)时序图(4一16)4.2.2.2集成异步计数器常见的集成异步计数器芯片有74LS290,74LS292,74LS293,74LS393等几种，它们功能大致相同，下面主要介绍二-五-十进制异步计数器74LS290。74LS

8、290功能如表4一7所示。它主要有以下功能1.置2.置93.计数下一页上一页返回实训4.2实现N进制计数(N分频)电路4.2.3N进制计数(N分频)电路在通常情况下，实际使用N进制计数(N分频)电路时一般都是采用中规模集成器件来实现，目前有许多TTL和CMOS集成器件可以使用，这些器件功能强大，灵活性好，用来实现N进制计数(N分频)电路简单可靠。4.2.3.1同步集成计数芯片N进制计数(N分频)电路用集成器件来组成N进制计数(N分频)电路是需要一定的连接方法才能实现。