《数字电子技术基础》第五版 阎石第06章 时序逻辑电路2.ppt

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1、第6章时序逻辑电路6.1概述6.2时序逻辑电路的分析方法6.3若干常用时序逻辑电路6.4时序逻辑电路的设计方法6.3若干常用时序逻辑电路6.3.1寄存器可寄存一组二进制数码的逻辑部件，叫寄存器。是由触发器构成的，一个触发器可以存1位二进制代码，故N位二进制代码需要N个触发器。根据有无移位功能，寄存器常分为：数码寄存器移位寄存器一、数码寄存器RD为清零端此寄存器为并行输入/并行输出方式。在CLK↑时，将D0～D3数据存入，而且有异步置零（清零）功能。74HC175为由边沿触发器构成的4位寄存器。其中：D0~D3为并行数据输入端；CLK为寄存脉

2、冲输入端移位寄存器不仅具有数码存储功能，还具有移位的功能，即在移位脉冲的作用下，依次左移或右移。故移位寄存器除了寄存代码外，还可以实现数据的串/并转换、数值运算（二进制乘/除运算）以及数据处理等。二、移位寄存器1.由D触发器构成的4位移位寄存器（存储+移位）：其中D1为串行输入端，D0为串行输出端，Q3～Q0为并行输出端，CLK为移位脉冲输入端驱动方程D触发器的特性方程：Q*=D状态方程：状态方程：输入数据D1=10112.双向移位寄存器74LS194A：R’DS1S0工作状态0XX置零100保持101右移110左移111并行输入6.3.2计

3、数器计数器（Counter）：累计输入脉冲的个数也可以用作定时、分频等分类：按计数脉冲引入的方式：同步计数器、异步计数器按计数进位制分类：二进制（N=2n进制，N代表进制数，也称模值为N的计数器，n代表触发器个数）非二进制按计数值增减趋势分加法计数器、减法计数器、可逆计数器一、同步计数器1.同步二进制加法计数器原理：根据二进制加法运算规则可知，在多位二进制数末位加1，若第i位以下皆为1时，则第i位应改变状态（由0变1或由1变0），否则第i位不变。而最低位的状态在每次加1时都要改变。由此得出规律，若用T触发器（T=1翻转，T=0保持）构成计数器

4、，则第i位触发器输入端Ti的逻辑式应为：4位同步二进制加法计数器的驱动方程：时序图：逻辑功能:(1)由于每输入16个CLK脉冲，触发器的状态循环一次，并在输出端C产生一进位信号，故为16进制计数器。将计数器中能计到的最大数称为计数器的容量，为2n－1.(2)计数器有分频功能，也把它叫做分频器。若CLK脉冲的频率为f0,则由16进制计数器的时序图可知，输出端Q0、Q1、Q2、Q3的频率为f0/2、f0/4、f0/8、f0/16.中规模集成4位同步二进制加法计数器74161(74LS161):EP和ET为工作状态控制端D0—D3为数据输入端C为进

5、位端RD'为异步置零（复位）端LD'为同步置数端0000Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0C=Q3Q2Q1Q0ET例：如图所示逻辑电路是由74161构成的计数器，试分析为几进制计数器？解：状态表为故由状态表可知为5进制计数器。状态转换图：时序图为：2.同步二进制减法计数器原理：根据二进制减法运算规则可知：在多位二进制数末位减1，若第i位以下皆为0时，则第i位应翻转。由此得出规律，若用T触发器构成计数器，则第i位触发器输入端Ti的逻辑式应为：3.可逆计数器LD－异步置数端；D0～D3－预置数输入端；S－计数控制端;Q0～Q3－计数输出端U/

6、D－加减计数控制端（U/D=0加法计数，U/D=1减法计数）；C/B－进位/借位输出端（做加法计数，且Q3Q2Q1Q0=1111时，C/B=1，有进位输出；做减法计数，且Q3Q2Q1Q0=0000时，C/B=1，有借位）;CLKI－计数脉冲输入端，上升沿动作;，CLKO－串行时钟输出端，它等于（CLKI·S·C/B)，即允许计数，且当C/B=1时，在下一个CLKI上升沿到达前CLKO端有一个负脉冲输出。（287页图6.3.17）04.同步十进制加法计数器基本原理：在四位二进制计数器基础上修改，当计到1001时，则下一个CLK电路状态回

7、到0000。中规模集成同步十进制计数器74160(74LS160):二、异步计数器1.异步二进制加法计数器在末位+1时，从低位到高位逐位进位方式工作。原则：每1位从“1”变“0”时，向高位发出进位，使高位翻转在末位-1时，从低位到高位逐位借位方式工作。原则：每1位从“0”变“1”时，向高位发出进位，使高位翻转2.异步二进制减法计数器三、任意进制计数器的构成方法用已有的N进制芯片，组成M进制计数器。N进制M进制1.N>M原理：计数循环过程中设法跳过N－M个状态。具体方法：置零法：适合于有置零端的计数器置数法：适合于有预置数功能的计数器例：将

8、十进制的74160接成六进制计数器异步置零法工作状态X0XXX置0（异步）10XX预置数（同步）X1101保持（包括C）X11X0保持（C=0）1111计数例：将十