电子线路 教学课件 作者 孙成林 第十三章时序逻辑电路.ppt

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1、第十三章时序逻辑电路教学目标第一节时序逻辑电路的特点和分类第二节计数器第三节寄存器教学目标1.理解时序逻辑电路的特点和分类。2.掌握数码寄存器的功能、电路组成及工作原理。3.理解二进制计数器的逻辑功能，了解二进制加法计数器、十进制计数器电路组成及工作原理。返回第一节时序逻辑电路的特点和分类一、时序逻辑电路的组成和特点时序逻辑电路组成的方框图如图13-1所示，它包括组合逻辑电路和存储电路两部分，其中存储电路由触发器构成。时序逻辑电路的特点：电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关，而且与电路原有状态有关。下一页返回第一节时序逻辑电路的特点和分类二、时序逻辑电路的分类1.同步时序电路同步时序电路

2、中存储电路的各触发器都受到同一时钟脉冲控制，所有触发器的状态变化都发生在同一时刻，如CP的上升沿或是下降沿。2.异步时序电路异步时序电路中存储电路的各触发器没有统一的时钟，各触发器状态变化不发生在同一时刻。返回上一页第二节计数器计数器的种类很多，特点各异，主要分类如下：1.按计数进制分类二进制计数器；十进制计数器；任意进制计数器2.按计数增减分类加法计数器；减法计数器；加/减计数器3.按计数器中触发器翻转是否同步分类.同步计数器.异步计数器下一页返回第二节计数器一、二进制计数器1.二进制加法计数器(1)异步二进制加法计数器如图13-2整个计数过程各触发器状态的变化及计数情况见表13-1所示。三

3、位异步二进制加法计数器的工作波形图如图13-3所示。(2)同步二进制加法计数器图13-4所示为典型的同步三位二进制加法器电路三位同步加法器电路如图13-4所示。下一页返回上一页第二节计数器2.二进制减法计数器(1)异步二进制减法计数器如图13-5所示当CP连续输入计数脉冲时，电路状态变化情况如表13-2所示。三位异步二进制减法计数器的工作波形图如图13-6(2)三位同步二进制减法计数器将图13-4所示的二进制加法计数器的输出端由Q改为Q端后，便组成了同步二进制减法计数器。下一页返回上一页第二节计数器二、十进制计数器由JK触发器构成的异步十进制加法计数器如图13-7所示，其工作原理如下:假设计数

4、器从Q3Q2Q1Q0=0000开始计数，输入第10个计数脉冲时，计数器从1001状态返回到初始0000状态，电路跳过了1010~1111等6个状态，实现了十进制加法计数。十进制计数器的状态变化过程见表13-3所示。十进制计数器的工作波形图如图13-8所示。下一页返回上一页第二节计数器三、集成异步计数器74LS290集成异步二-五-十进制计数器74L5290的电路结构框图如图13-9(a)所示。图13-9(b)所示为74L5290的逻辑功能示意图功能表见13-4，由表13-4可知，74L5290的主要功能如下:1.异步置0功能2.异步置9功能3.计数功能：三种计数方式返回上一页第三节寄存器寄存器

5、是一种重要的数字逻辑部件，常用来存放数据、指令等二进制代码。寄存器分为数码寄存器和移位寄存器。一、数码寄存器能够存放二进制数码的电路称为数码寄存器。具有存储功能的寄存器均可构成数码寄存器。它具有接收、暂时存放和清除原有数码的功能下一页返回第三节寄存器图13-10是由D触发器构成的四位数码寄存器的逻辑图。工作过程如下:(1)清除原有数码(2)寄存数码若要存放的数码为1010，将数码1010加到对应的数码输入端(3)保存数码由于该寄存器能同时输入各位数码，同时输出各位数码，故又称并行输入、并行输出数码寄存器。下一页返回上一页第三节寄存器二、移位寄存器既可存放数码，又能使数码在CP脉冲作用下左、右移

6、动的寄存器，称为移位寄存器。1.单向移位寄存器：如图13-11所示图13-12所示是用D触发器组成的4位左移寄存器的逻辑图。左移位寄存器的逻辑图如表13-5所示4位左移寄存器串行输出波形图如图13-13所示下一页返回上一页第三节寄存器2.双向移位寄存器在移位控制信号的作用下，电路既可以实现右移，也可以实现左移，同时还附有保持、异步清零等功能。图13-14所示是4位双向移动寄存器74LS19474LS194的逻辑功能(见表13-6)返回上一页图13-1时序逻辑电路组成方框图返回图13-2异步三位二进制加法计数器电路返回表13-1三位二进制加法计数器状态表返回图13-3三位异步二进制加法计数器波形

7、返回图13-4同步三位二进制加法计数器返回图13-5三位异步二进制减法计数器返回表13-2三位异步二进制减法计数器电路状态表返回图13-6三位异步二进制减法计数器工作波形返回图13-7异步十进制加法计数器返回表13-3十进制计数器状态转换过程返回图13-8十进制计数器工作波形返回表13-474LS290功能表返回图13-9集成异步计数器74LS290返回图13-10四位数码寄存器逻辑图返回图13-