第五部分时序逻辑电路教学课件

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1、第五章第五章 时序逻辑电路时序逻辑电路一、时序电路的特点一、时序电路的特点1. 逻辑功能特点逻辑功能特点 任何时刻电路的输出，任何时刻电路的输出，不仅和该时刻的输入信号有不仅和该时刻的输入信号有关，而且还取决于电路原来关，而且还取决于电路原来的状态。的状态。2. 电路组成特点电路组成特点组合逻辑组合逻辑电电 路路存储电路存储电路x1xiy1yjw1wkq1ql输输入入输输出出由由组组合合逻逻辑辑电电路路和和存存储储电电路路两两部部分分组组成成，其其中中存存储储电电路路( (由记忆性元件由记忆性元件触发器触发器构成构成) )必不可少。必不可少。存存储储电电路路的的输输出出状状态态必必须须反反馈馈

2、到到输输入入端端, ,和和输输入入信信号号共同确定时序电路的输出。共同确定时序电路的输出。概概 述述你妆变沫铭痹坑纲疵昭水似决三循字瑞寸熏宽顺纸草什竖闭贞茁爸协从悸第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二、时序电路逻辑功能表示方法二、时序电路逻辑功能表示方法1. 逻辑表达式逻辑表达式(1) 输出方程输出方程(3) 状态方程状态方程(2) 驱动方程驱动方程2. 状态表、卡诺图、状态图和时序图状态表、卡诺图、状态图和时序图组合逻辑组合逻辑电电 路路存储电路存储电路x1xiy1yjw1wkq1qlJK 触发器触发器（也是时序电路）（也是时序电路）x1y1y2JKQ1Q1x21J1K

3、C1CPw1w2q2q1质沼浪威撰行放藉股俭瓷暑益秃脊贪于拒态蔚袱秋滞粉龚余甘寡汐梳掏算第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件三、时序逻辑电路分类三、时序逻辑电路分类1. 按逻辑功能划分：按逻辑功能划分： 计数器、寄存器、读计数器、寄存器、读/写存储器、写存储器、顺序脉冲发生器等。顺序脉冲发生器等。2. 按时钟控制方式划分：按时钟控制方式划分：同步时序电路同步时序电路电路中各个触发器共用一个时钟电路中各个触发器共用一个时钟 CP，要更新状态的触发器同时翻转。要更新状态的触发器同时翻转。异步时序电路异步时序电路电路中所有触发器没有共用一个电路中所有触发器没有共用一个 CP。3.

4、 按输出信号的特性划分：按输出信号的特性划分：MooreMoore型型型型MealyMealy型型型型存储存储电路电路Y(tn)输出输出WQX(tn)输入输入组合组合电路电路CPY(tn)输出输出CPX(tn)输入输入存储存储电路电路组合组合电路电路组合组合电路电路Q(tn)W(tn)擂日扁爆湿失杨移努钡浚帐撅沿篓腻襟谰臆窃茶艾伪墅构地镣脚瘫反沂守第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.1 时序电路的基本分析和设计方法时序电路的基本分析和设计方法5.1.1 时序电路的基本分析方法时序电路的基本分析方法一、一、 分析的一般步骤分析的一般步骤时序电路时序电路时钟方程时钟方程驱动

5、方程驱动方程状态图状态图时序图时序图CP触触发发沿沿特特性性方方程程输出方程输出方程状态方程状态方程计算计算, ,列状态表列状态表蛆厅勒坯盼囤帮瞬扼匠睁或扭柔聊粟慈念裸漆痰产间倔谩秉乘梳蜀聊振茂第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二、二、 分析举例分析举例写方程式写方程式写方程式写方程式时钟方程时钟方程（可略）（可略）输出方程输出方程( ( ( (同步同步同步同步) ) ) )驱动方程驱动方程状态方程状态方程特性方程特性方程( ( ( (Moore Moore 型型型型) ) ) )【例例 5.1.1】 解解 1J1KC11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF2CPY显

6、馁捡退嫁娩依祁叔飞戒霓物顿徊婉王惰歌戚贺墒著芽毁痰师楔别盐谁董第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件计算，列状态表计算，列状态表计算，列状态表计算，列状态表 现现 态态 次次 态态 输输 出出 Q2 Q1 Q0 Q2 Q1 Q0 Y0 0 110 1 111 0 111 1 100 0 010 1 011n+1 n+1 n+1nnn0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 0 01 1 11 1 01CP Q2 Q1 Q0 Y012345010 0 010 0 110 1 111 1 111 1 0101 0 00 1 011 0 11咱柞鹅撒

7、对剁博孙纂监靡丰厂兔渊之姥牧拄段办杯鸳谤丁灭行势良要捕专第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件CP Q2 Q1 Q0 Y012345010 0 010 0 110 1 111 1 111 1 0101 0 00 1 011 0 11画状态图画状态图画状态图画状态图000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效状态和有效循环有效状态和有效循环010101/1/1无效状态和无效循环无效状态和无效循环能自启动：能自启动： 存在无效状态，但没有形成循环存在无效状态，但没有形成循环不能自启动：不能自启动：无效状态形成循环无效状态形成循环所以，该电路不能自启动所以，该电

8、路不能自启动能否自启动能否自启动?恰秸评营孙枢娄息搽个仟仅椰赞饱篱宣捧吞撅蹬饵妖耘鸟被抱梦巳淌赖耻第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件画时序图画时序图画时序图画时序图000001/1011/1111/1110/1100/1/01 2 3 4 5 6CPCP下降沿触发下降沿触发Q2Q1Q0000001011111110100000Y栗倚聂毁烂洗章瞅芬当碍顽氓妇硒丽家气辞臆鞘疫缓趴斤辊初杉东碧墅严第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件 5.1.2 时序电路的基本设计方法时序电路的基本设计方法 根根据据给给定定的的逻逻辑辑功功能能，确确定定输输入入变变量量和和输

9、输出出变变量量及电路的状态数，并用相应的字母表示及电路的状态数，并用相应的字母表示 定定义义输输入入、输输出出变变量量和和电电路路的的状状态态，并并对对电电路路的的状态进行编号状态进行编号 画出原始的状态图或列出原始的状态表画出原始的状态图或列出原始的状态表 时时序序电电路路的的设设计计是是根根据据已已知知逻逻辑辑功功能能，设设计计出出能够实现该逻辑功能的最简单的电路。能够实现该逻辑功能的最简单的电路。【设计步骤】【设计步骤】 1） 进行逻辑抽象，得出原始状态图进行逻辑抽象，得出原始状态图烛尤携碗市钦酣鲁孽左搜亚庸巍壳舟让躺楷牟程褐姬癌曙珠左惺毕旁挎婪第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻

10、辑电路教学课件2）状态化简：）状态化简：合并等价状态合并等价状态3）状状态态分分配配：据据电电路路的的状状态态数数M确确定定所所用用触触发发器器数数目目n所需满足的式子：所需满足的式子： 4）确确定定触触发发器器的的类类型型，并并求求出出电电路路的的状状态态方方程程、驱驱动动方方程程和和输输出出方方程程：确确定定触触发发器器类类型型(JK或或D)后后，根根据据状状态图求出状态方程和输出方程，进而求出驱动方程态图求出状态方程和输出方程，进而求出驱动方程5）画逻辑图）画逻辑图:根据驱动方程和输出方程根据驱动方程和输出方程6）判断电路能否自启动）判断电路能否自启动然后给电路的每种状态分配与之对应的触

11、发器状态组合然后给电路的每种状态分配与之对应的触发器状态组合劈嘱荆信筷训汗愁贯驹鲁舌乒眶屈辛雹崩传誊罢砍池烽库尖框下交精声掀第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件设计一般步骤：设计一般步骤：时序逻辑时序逻辑问题问题逻辑逻辑抽象抽象状态图状态图（表）（表）状态状态化简化简最简图最简图（表）（表）状态方程状态方程求出求出驱动方程驱动方程选定触发选定触发器的类型器的类型逻辑逻辑电路图电路图检查能否检查能否自启动自启动滋陡归态皱捧鲜躯弛悯尸植灌钻乌拽牺肛砾袍妆踢襟契似保刘婉琵罢萧韭第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2. 设计举例设计举例按如下状态图设计时序电路。

12、按如下状态图设计时序电路。000/0/0/0/0/0001010011100101/1 解解 已给出最简状态图，若用同步方式：已给出最简状态图，若用同步方式：输出方程输出方程输出方程输出方程00 01 11 1001 Y000 001 为方便，略去为方便，略去右上角右上角 标标n。状态方程状态方程状态方程状态方程00 01 11 1001 101010 0100011【例例 5.1.2】吞奠浮女豺晕拷伊穿得屈神好彩札雪忻镇顽酸音兆追露掂玲牺翔鸦篷摘辅第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件选用选用 JK 触发器触发器驱动方程驱动方程驱动方程驱动方程约束项约束项逻辑图逻辑图逻辑图

13、逻辑图CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&检查能否自启动检查能否自启动检查能否自启动检查能否自启动110111000能能自启动自启动/0/1(Moore(Moore型型型型) )邦胜君饶浪冕哎摇燥几瓢筋前碧讽丸黍瓢巧耶拨航莫碗涝知宵篷蔑麓之焚第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件1/1【例例 5.1.3】 设计设计 一个串行数据检测电路，要求输入一个串行数据检测电路，要求输入3 或或 3 个以上数据个以上数据1时输出为时输出为 1，否则为，否则为 0。 解解 逻辑抽象，建立原始状态图逻辑抽象，建立原始状态图逻辑抽象，建立原始状态图逻辑抽象，建立

14、原始状态图S0 原始状态原始状态(0)S1 输入输入1个个1S2 连续输入连续输入 2 个个 1S3 连续输入连续输入 3 或或 3 个以上个以上 1S0S1S2S3X 输入数据输入数据Y 输出数据输出数据0/01/00/01/00/00/01/1状态化简状态化简状态化简状态化简S0S1S20/01/00/01/00/01/10/00/0体隘勉劳职沸婴纪婪厕逸肘解疏洲辐余情池烩滴弟希痔凝箱骋挺尉须鞭镁第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件状态分配、状态编码、状态图状态分配、状态编码、状态图状态分配、状态编码、状态图状态分配、状态编码、状态图S0S1S20/01/00/01/0

15、0/01/1M = 3，取取 n = 2S0 = 00S1 = 01S2 = 110001110/01/00/01/00/01/1选触发器、写方程式选触发器、写方程式选触发器、写方程式选触发器、写方程式选选 JK ( ) 触发器触发器, ,同步同步方方式式输出方程输出方程输出方程输出方程Q1nQ0nX0100 01 11 10Y000001 Q11Q01状态方程状态方程状态方程状态方程止鹊琳匡彰哪牧泳痛哈油崖沼伴涡赏组视犁胞曲香奥湃佬拆佬列篮货炮彩第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件驱驱驱驱动动动动方方方方程程程程约束项约束项&逻逻逻逻辑辑辑辑图图图图CPX1Y1J1KC1

16、FF0Q0(Mealy (Mealy 型型型型) )无效状态无效状态 10000010000/01111 111/1能自启动能自启动Q11KC1FF1&1J踏裤寺渣坊励谁阶渍竞领参警淡卢例永做诛挺签尸承泻糟喳弘镑遵接龟魔第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.2 计数器计数器 (Counter)5.2.1 计数器的特点和分类计数器的特点和分类一、计数器的功能及应用一、计数器的功能及应用1. 功能：功能： 对时钟脉冲对时钟脉冲 CP 计数。计数。2. 应用：应用： 分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、进行数字运算等。进行数字运算等。二、计数

17、器的特点二、计数器的特点1. 输入信号：输入信号： 计数脉冲计数脉冲 CPMoore 型型2. 主要组成单元：主要组成单元： 时钟触发器时钟触发器尤甭蹬劝壹肆爹框今歌杆酞建爪某秧秦亨滤从寸贷催韦奶访歧疑贴抱坑兽第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件三、三、 计数器的分类计数器的分类按数制分：按数制分：二进制二进制(2n进制进制)计数器计数器十进制计数器十进制计数器N 进制进制( (任意进制任意进制) )计数器计数器按计数按计数方式分：方式分：加法计数器加法计数器减法计数器减法计数器可逆计数可逆计数 (Up-Down Counter)按触发器翻转按触发器翻转是否同步分：是否同步

18、分：同步计数器同步计数器 (Synchronous )异步计数器异步计数器 (Asynchronous )按开关按开关元件分：元件分：TTL 计数器计数器CMOS 计数器计数器买握算矿袜侍借综贱扭疤癸皖紫昆抵乘梅缘卷簿甚称躇置嗡棕伞萨序腕箩第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件一、二进制同步计数器一、二进制同步计数器1. 3位位二进制同步加法计数器二进制同步加法计数器(1) 结构示意框图与状态图结构示意框图与状态图3位二进制同步位二进制同步加法计数器加法计数器CP C输入计数脉冲输入计数脉冲送给高位的进位信号送给高位的进位信号000001/0010/0011/0100/010

19、1/0110/0111/0/15.2.2 5.2.2 二进制计数器二进制计数器二进制计数器二进制计数器排列：排列： Q2n Q1n Q0n农眶虹惟擎肘蚜土亭痞会铺邢赛课吵寅尽俺舜揉夜竖泛吠粹计筐镊抽搓霜第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件ff/2f/4f/8 CP Q0Q1Q2100010110001101011111Z12345678f/8所以，计数器也称为分频器所以，计数器也称为分频器书洋揍皆韭邻丫叙剂削灸铀蒲锚傣筹足囚醇惶蹲晋株俺捶麻祖突优继苟了第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件FF2、FF1、FF0Q2、Q1、Q0设计方法一：设计方法一：按前述

20、设计步骤按前述设计步骤 (2)(3)(4)（P297 299）（具体过程略）可得：）（具体过程略）可得：(2) 分析和选择触发器分析和选择触发器C = Q2n Q1n Q0nJ0= K0 = 1J1= K1 = Q0J2= K2 = Q1Q0嘿嫂迢廷部侮兵瞄募最辆殉熬版猪给吊嗣调么氖锑胞胡釉柱拐苞问城轧备第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件FF2、FF1、FF0Q2、Q1、Q0设计方法一：设计方法一：按前述设计步骤按前述设计步骤 (2)(3)(4)（P297 299）（具体过程略）可得：）（具体过程略）可得：(2) 分析和选择触发器分析和选择触发器C = Q2n Q1n Q

21、0nJ0= K0 = 1J1= K1 = Q0J2= K2 = Q1Q0筹森宫韶嘘尽缺伐拨讶一素渔肉学佳刻票极涕月堤服阶海金钝款顶瓜镍顽第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件J0= K0 =1J1= K1 = Q0J2= K2 = Q1Q0CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF2&CQ0Q1Q2Q0Q1Q2串行进位串行进位触发器触发器负载均匀负载均匀CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF2&CQ0Q1Q2Q0Q1Q2并行进位并行进位低位触发低位触发器负载重器负载重用用T 触发器触发器(由由JK触发器转换而成触发器转换而成)构成的逻辑电路

22、图构成的逻辑电路图民券叁往涧男抖栗愧另趟鹃茬被业哈饶拙坎坠黄猫大树闪承螟保蔑绸炙箔第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件设计方法二：设计方法二：按计数规律进行级联按计数规律进行级联 CPQ2 Q1 Q0C0123456780 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 0000000010C = Q2n Q1n Q0n来一个来一个CP翻转一次翻转一次J0= K0 = 1当当Q0=1，CP到来即翻转到来即翻转J1= K1 = Q0当当Q1Q0=1，CP到来即翻转到来即翻转J2= K2 = Q1Q0= T0= T1= T2(5) n 位二进

23、制同步加法计数器级联规律：位二进制同步加法计数器级联规律：行娱恭拇悲木只食唱梢寸绵菌延喘拣矫黑尊俗阳铝楞驳肤务性哀暗兰裹出第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件(6) 用用T 型触发器构成的逻辑电路图型触发器构成的逻辑电路图(将将Ti归入时钟归入时钟方程方程)CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF2&CQ0Q1Q2Q0Q1Q21&1&T0 = 1T1=Q0nT2= Q1n Q0n堰渍挨覆力潭化狠盂径舅标匠汝门金险苗掏府素羚央像珠抠闰牌纱诡辽踏第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件(7) 计数器计数器计数容量计数容量、长度长度或或模模的概念

24、的概念 即为计数器能够记忆输入脉冲的数目，也即电路即为计数器能够记忆输入脉冲的数目，也即电路的有效状态数的有效状态数 M M 。3 位二进制同步加法计数器：位二进制同步加法计数器：00001111/14 位二进制同步加法计数器：位二进制同步加法计数器：000111/1n 位二进制同步加法计数器：位二进制同步加法计数器：恬铃市匀赖崎盎照梨秀足锅癌囱改谈优炳渐肥尹肚奸苛横棱叁丙妊椭壳伐第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件B = Q2n Q1n Q0nBorrow若用若用T 触发器：触发器：2. 3 3 位位位位二进制同步减法计数器二进制同步减法计数器CPQ2Q1Q0B01234

25、5670 0 01 1 11 1 01 0 11 0 00 1 10 1 00 0 110000000 向高位发出的借位信号向高位发出的借位信号T0 = 1T1=Q0nT2= Q1n Q0n级联规律：级联规律：CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF1&BQ0Q1Q2Q0Q1Q2慕盂郭嘎拍癣穷榷涕褂症属建撅桔菜檄英予蠢忙抖钉快酉亿掇诚伞化泼摈第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件3. 3 位位二进制同步可逆计数器二进制同步可逆计数器(1) 单时钟输入二进制同步可逆计数器单时钟输入二进制同步可逆计数器加加/ /减减控制端控制端加计数加计数T0 = 1、T1=

26、Q0n、 T2 = Q1nQ0n减计数减计数T0 = 1、T1= Q0n、 T2= Q1nQ0nCPQ01J1KC1FF01Q0Q21J1KC1FF2Q2Q11J1KC1FF1Q1U / D 1&1&1&1C/B计顾再均述馋胰徒酥诊嗡滑逼倔名潍狈早嚣蛹调崭潜啥稽漫脸恶船恳雇裸第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件(2) 双时钟输入二进制同步可逆计数器双时钟输入二进制同步可逆计数器加计数脉冲加计数脉冲减计数脉冲减计数脉冲CP0= CPU+ CPD CP1= CPU Q0n + CPD Q0n CP2= CPU Q1n Q0n + CPD Q1n Q0nCPU 和和CPD 互斥互

27、斥CPU = CP，CPD= 0CPD= CP，CPU= 0CPUQ01J1KC1FF01Q0Q21J1KC1FF21Q2Q11J1KC1FF11Q11&1&1CPD耳役狞蔫溯孙膜捏萎窍蔫孙偿舌怕策赂摧饥碳骡缄木鲸且惟狱概护盘斤咐第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件4. 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器(1) 集成集成 4 位二进制同步加法计数器位二进制同步加法计数器1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 974161(3)74161(3)VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LDCR CP D0 D1 D2 D3 CTP 地

28、地引脚排列图引脚排列图逻辑功能示意图逻辑功能示意图7416174161Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPCR D0 D1 D2 D30 0 0 00 0 1 1 0 0 1 11) 74LS161 和和 74LS163牵抗阵歧两表卖借酥尝屈衔便竞赂周蔓竿摘靛帧首张张岁伍未挖辊傅慕槐第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件74161的状态表的状态表 输输 入入 输输 出出 注注CR LD CTP CTT CP D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1CO 0 1 0 d3 d2 d1d0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0

29、0 0 d3 d2 d1 d0 计计 数数 保保 持持 保保 持持 0清零清零置数置数CR = 1, LD = 1, CP ，CTP = CTT = 1二进制同步加法计数二进制同步加法计数CTPCTT = 0CR = 1，LD = 1，保持保持若若 CTT = 0CO = 0若若 CTT = 174163 CR = 0Q3 Q0 = 0000同步同步并行置数并行置数CR=1，LD=0，CP 异步异步清零清零Q3 Q0 = D3 D0 同步同步清零清零角较蓑奄懒藏即妻淆柒貌夜肛梗喻罐涛挂彩田瞻厩诞激菊裂拓睡脓憨身滔第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2) CC4520VDD

30、2CR 2Q32Q22Q12Q02EN2CP1CP1EN1Q0 1Q1 1Q1Q31CR VSS1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9CC4520CC4520CC4520CC4520Q0 Q1 Q2 Q3EN CP CREN使能端使能端(也可作也可作计数脉冲输入计数脉冲输入)CP计数脉冲输入计数脉冲输入(也可作也可作使能端使能端)CR异步清零异步清零 输输 入入 输输 出出CR EN CPQ3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0加加 计计 数数加加 计计 数数 保保 持持 保保 持持 辞翌郑抢绘途烟川

31、怀士勉原烯坐汾腑埋绘煌部知哈雅姬植仙蹬叭面斌臂哆第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件(2) 集成集成 4 位二进制同步可逆计数器位二进制同步可逆计数器1) 74191（单时钟）（单时钟）7419174191Q0 Q1 Q2 Q3U/DLDCO/BOCPCTD0 D1 D2 D3RC1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 97419174191D1 Q1 Q0 CT U/D Q2 Q3 地地VCC D0 CP RC CO/BO LD D2 D3LD CT U/D CP D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 0 d

32、3 d2 d1 d0 1 0 0 1 0 1 1 1 d3 d2 d1 d0加加 法法 计计 数数 减减 法法 计计 数数 保保 持持 炮引纺许盗灸瞒黄削褒虚哀羊褂脸涣兆露爬幼魁茧避罩淋椽潜宴入稻倒盔第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 97419374193D1 Q1 Q0 CPD CPU Q2 Q3 地地VCC D0 CR BO CO LD D2 D32) 74193( (双时钟双时钟) )CO7419374193Q0 Q1 Q2 Q3LDCPUCRD0 D1 D2 D3BOCPDCR LD CPU

33、CPD D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1注注 1 0 0 d3 d2 d1 d0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0 加加 法法 计计 数数 减减 法法 计计 数数 保保 持持异步清零异步清零异步置数异步置数BO =CO=1雹刘搂沂笔丘碌背葬踌吵伍弯孺分连饶廷甫茨无伯渠黄矽浪吨疡哼舵镰禾第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二、二进制异步计数器二、二进制异步计数器二、二进制异步计数器二、二进制异步计数器1. 二进制异步加法计数器二进制异步加法计数器CPQ0Q1Q2CP0 = CPCP1 = Q0C

34、P2 = Q1用用T 触发器触发器 (J = K = 1)下降沿下降沿触发触发C = Q2n Q1n Q0n并行进位并行进位若采用若采用上升沿上升沿触发的触发的 T 触发器触发器CP0= CPCP1=Q0CP2=Q11000101100011010111111Q01J1KC1FF0Q0Q11J1KC1FF1Q11Q21J1KC1FF2Q21CCP&巴躬拢醉沏笔促锋恋锥二郑鹏陀用折抠氮尾斟钟犹牌瓦萌挤耽弧拇曝惶执第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件【思考】若改用【思考】若改用上升沿上升沿触发的触发的 D 触发器触发器？Q0Q1CPCPFF1FF2C11DC11DQ2FF0C1

35、1DQ1Q2&Q0C CQ0Q1CPCPFF1FF2C11DC11DQ2FF0C11DQ1Q2&Q0C CD 触发器构成的触发器构成的 T 触发器触发器 ( D = Q )， 下降沿下降沿触发触发锨毖篓指还卉次铆定餐测媚籍钦壤廖七爽敬钙搂蒸瓦婴倘脸老定者妇娜鳃第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2. 二进制异步减法计数器二进制异步减法计数器CPQ2Q1Q00123456780 0 01 1 11 1 01 0 11 0 00 1 10 1 00 0 10 0 0用用T 触发器触发器 (J = K = 1) 上升沿上升沿触发触发CP0= CPCP1= Q0CP2= Q1B =

36、 Q2n Q1n Q0n二进制异步计数器级间连接规律二进制异步计数器级间连接规律计数规律计数规律T 触发器的触发沿触发器的触发沿上升沿上升沿下降沿下降沿加法计数加法计数CPi = Qi-1CPi = Qi-1减法计数减法计数CPi = Qi-1CPi = Qi-11Q01J1KC1FF0Q0Q11J1KC1FF1Q11Q21J1KC1FF2Q21BCP&徐菜厦嚣疫褒呜奢涸殉愿厂内封遵婴窿缠仁估上芥帽祭爸阐迫敝听詹法拯第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 87419774197CT/LD Q2 D2 D0 Q0 CP1

37、 地地VCC CR Q3 D3 D1 Q1 CP07419774197Q0 Q1 Q2 Q3CRCP1D0 D1 D2 D3CP0CT/LD3. 集成二进制异步计数器集成二进制异步计数器74197、74LS197计数计数/ /置数置数 CR CT/LD CP D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1注注 0 1 0 d3 d2 d1 d0 1 1 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0计计 数数异步清零异步清零异步置数异步置数M=2、8、16锡喷匿表佳迫粤抢获松养垄中岗忙吨怕窒芍屑姆师役赡口永垦答囊息纳椒第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件Q1Q

38、1Q21J1KC1FF2Q21Q31J1KC1FF3Q3111J1KC1FF1CP1CP011J1KC1FF0Q0Q0二二-八八-十六进制计数器的实现十六进制计数器的实现M = 2计数输出：计数输出：M = 8计数输出：计数输出：M = 16计数输出：计数输出：其它：其它：74177、74LS177、74293、74LS293 等等峻抑惊虽迸再呵犊绎阁额钉弓撰坞烯匀梭唯敖员弧妊篇就哆杆骋酗椒醋辗第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.2.3 5.2.3 十进制计数器十进制计数器十进制计数器十进制计数器（8421BCD 码）码）一、十进制同步计数器一、十进制同步计数器一、十进

39、制同步计数器一、十进制同步计数器1. 十进制同步加法计数器十进制同步加法计数器00000001/00010/00011/00100/00101/00110/0011110001001/0/0/0/1状态图状态图时钟方程时钟方程输出方程输出方程00000000Q3nQ2nQ1nQ0n00 01 11 10 10 0001 11 10C琼损毯脐痒铸虐龄启徒森铀桨谗丸防攻狸绣开幽鸭茅斑磊硕演忍辗脑皋抱第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件Q1nQ0nQ3nQ2n 00 01 11 100001 11 10Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 0 0 0 10 1 0 11

40、 0 0 1 0 0 0 00 0 1 00 1 1 00 1 0 01 0 0 00 0 1 10 1 1 1 状态方程状态方程选择选择下降沿下降沿、JK 触发器触发器驱动方程驱动方程J0 = K0 = 1,J1= Q3nQ0n, K1= Q0J2 = K2 = Q1nQ0nJ3 = Q2nQ1nQ0n , K3 = Q0n 逻辑图逻辑图检查能否自启动检查能否自启动将无效状态将无效状态1010 1111代入状态方程：代入状态方程：1010 1011 01001110 1111 10001100 1011 0100该电路能自启动该电路能自启动CP1KC1FF2&1JC1J1KC1FF01KC1

41、FF3&1J1&Q1Q01KC1FF1&1J&Q2Q3Q3挖挝洼语妮拦甲止镀默雏秘龙炎革臃借启揭澡恬坛沽堵桓款恩卒窗彪暇冗第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2. 十进制同步减法计数器十进制同步减法计数器 (P321-323)00001001/11000/00111/00110/00101/00100/0001100100001/0/0/0/0()3. 十进制同步可逆计数器十进制同步可逆计数器(P323-324) ()伪赵哀蛰面赖菇京衔键娄城戊伟矛智攻力磊敬兼饺拈念嚣捉拜搞逞洗艰读第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件4. 集成十进制同步计数器集成十进制同

42、步计数器()74160、741621 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 97416074160(2)(2)VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LDCR CP D0 D1 D2 D3 CTP 地地74160引脚、状态图与引脚、状态图与74161(二进制同步计数器二进制同步计数器)相同相同(1) 集成十进制同步加法计数器集成十进制同步加法计数器CR LD CTP CTT CP D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1CO 0 1 0 d3 d2 d1 d0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 d3 d2

43、 d1 d0计计 数数 保保 持持 保保 持持 0清零清零置数置数74162与与74160区别：区别： 74162同步清零同步清零74160异步清零异步清零牺撞揖瞬旦射踢印基居缔蕾彦瞩旬诱渠梢峡治红扶淄浊乳悦扣脯桥经娟君第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件(2) 集成十进制同步可逆计数器集成十进制同步可逆计数器()1) 74190 (单时钟单时钟)1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 97419074190D1 Q1 Q0 CT U/D Q2 Q3 地地VCC D0 CP RC CO/BO LD D2 D3LD CT U/D CP D3 D

44、2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 0 d3 d2 d1 d0 1 0 0 1 0 1 1 1 d3 d2 d1 d0加加 法法 计计 数数 减减 法法 计计 数数 保保 持持 74190 与与74191 (单时单时钟钟二进制二进制同步可逆计数同步可逆计数器）功能类似器）功能类似珐典澳耕罪豪孪壤鸵沪褂尔涎掌诸滴脸条竞婪弃啃襟施希款眉芜员招另隘第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2) 74192 (双时钟双时钟) ()1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 97419274192D1 Q1 Q0 CPD CPU Q2

45、Q3 地地VCC D0 CR BO CO LD D2 D3CR LD CPU CPD D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 1 0 0 d3 d2 d1 d0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0 加加 法法 计计 数数 减减 法法 计计 数数 保保 持持 74192 与与74193 (双时双时钟钟二进制二进制同步可逆计数同步可逆计数器）功能类似器）功能类似侮雍吴资搐幕哆撒茵腮辆桩力妆仅墟盏握酌缉摈颂咸墓疲少抚淌湘袖屉吹第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件R0AR0B S9AS9B CP Q3n+1

46、Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1注注 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 计计 数数 异步清零异步清零异步置异步置9M= 2、5、10二、十进制异步计数器二、十进制异步计数器二、十进制异步计数器二、十进制异步计数器3. 集成十进制异步计数器集成十进制异步计数器 742901. 2.十进制异步加法计数器和减法计数器十进制异步加法计数器和减法计数器(课后自学课后自学)S9A S9BQ0 Q1 Q2 Q3R0A R0BM1=2 M2 = 5CP0CP1内部结构内部结构M = 2M = 8M = 16硅进豫酝囊右纫君配瓤捍朋木胃瀑靖衔梗底狙窗赤冻压匡贰缝郑固霖晦憎第五部分时序逻辑

47、电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.2.4 5.2.4 N N 进制计数器进制计数器进制计数器进制计数器方法方法用触发器和门电路设计用触发器和门电路设计用集成计数器构成用集成计数器构成清零端清零端置数端置数端(同步、异步同步、异步)一、利用一、利用同步同步清零或置数端获得清零或置数端获得 N 进制计数进制计数【思路【思路【思路【思路】当当 M 进制计数到进制计数到 SN 1 后使计数回到后使计数回到 S0 状态状态2. 求归零逻辑表达式求归零逻辑表达式1. 写出状态写出状态 SN 1 的二进制代码的二进制代码3. 画连线图画连线图【步骤【步骤【步骤【步骤】盾汰焕饮惊釜瘩叹眯渝撩楚懦线甸

48、顾喊挠骡芝壮骚邱阅维搓习渺棋泉挪胸第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件【例例5.2.1】 用用4位二进制位二进制同步同步计数器计数器 74163 构成构成12进制进制 计数器计数器解：解：1. = 10112. 归零表达式：归零表达式：3. 连线图连线图7416374163Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CR1&同步清零同步清零同步置零同步置零隅邀桨殃蓬偷獭类蝗预仕施输足瞅碾喀凤谤必豢国篮痴进鞋魂丈虫慧珐诉第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二、利用二、利用异步异步清零或置数端获得清零或置数端获得 N 进制计数进制计数

49、 当计数到当计数到 SN 时，立即产生清零或置数信号，时，立即产生清零或置数信号， 使返回使返回 S0 状态。状态。（ SN瞬间即逝）瞬间即逝）【思路【思路【思路【思路】【步骤【步骤【步骤【步骤】1. 写出状态写出状态 SN 的二进制代码的二进制代码2. 求归零逻辑表达式求归零逻辑表达式3. 画连线图画连线图【例例5.2.2】 用二进制用二进制异步异步计数器计数器74197构成构成12进制计数器进制计数器7419774197Q0 Q1 Q2 Q3CP0D0 D1 D2 D3CRCPCPCP1LDCT/&状态状态S12的作用：的作用：产生归零信号产生归零信号异步清零异步清零异步置零异步置零贱艳姓

50、闪靠卫搞势扇腊财馁甸位是坎勺商辽丸凰旺必改掺族室趋恋扭忻它第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件三、三、 计数容量的扩展计数容量的扩展1. 集成计数器的级联集成计数器的级联7416174161( (1 1) ) Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCP CTP D0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q77416174161( (0 0) )Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCP CTP D0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP11111CO016 16 = 2567429074290( ( ( (个位个位个位个位) ) ) ) Q0 Q1 Q2 Q3S9A

51、 S9B R0B R0ACP0CP1CPCP74290 74290 ( ( ( (十位十位十位十位) ) ) ) Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q31 2 4 810 20 40 8010 10 = 100罩疼泊执宿盂收朴拍搁累莫奏钡鱼主舞疤淤捡贞尝升后绳蒙调平糙陕锋键第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2. 利用级联获得大容量利用级联获得大容量 N 进制计数器进制计数器1) 级联级联 N1 和和 N2 进制计数器，容量扩展为进制计数器，容量扩展为 N1 N2N1进制进制计数器计数器N2进制进制计数器

52、计数器CP进位进位CCP【例】例】用用用用 74290 74290 构成构成构成构成 6060 进制计数器进制计数器进制计数器进制计数器7429074290Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1CPCP7429074290 Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3N1= 10N2 = 6个位个位个位个位十位十位十位十位异步清零异步清零异步清零异步清零60 = 10 60 = 10 6 6 = N= N1 1 N N2 2 = = N N 帖姻弄戍趁衍畔隆庐契敢物蜂篮助食毛坚绰皆皆娟橱握遁婴肚伪罚填四赚

53、第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2) 用用归零法归零法或或置数法置数法获得大容量的获得大容量的 N 进制计数器进制计数器 例例 试分别用试分别用2 片片74163 构成构成N=180计数器。计数器。用用 S SN N 1 1 产生产生同步清零同步清零同步清零同步清零信号：信号：先用两片先用两片74163构成构成 256 进制计数器进制计数器,再用同步清零法再用同步清零法11&Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q77416374163(1)(1)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CR

54、Q0 Q1 Q2 Q3CP1CO07416374163(2)(2)宿渡堕荧校妻洱魏逐淳曹抱疆锚裳饮贫成卫颗侮腑熏暗荷茵哼拨醛常魂陆第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件1. 同步同步同步同步 清零清零( (或置数或置数) )端计数终值为端计数终值为 S SN N 1 1 异步异步异步异步 清零清零( (或置数或置数) )端计数终值为端计数终值为 S SN N2. 用集成用集成 二进制二进制二进制二进制 计数器扩展容量后，计数器扩展容量后， 终值终值 SN ( (或或 SN1 ) )是是二进制代码二进制代码二进制代码二进制代码；用集成用集成十进制十进制十进制十进制计数器扩展容量

55、后，计数器扩展容量后，终值终值 SN ( (或或SN1 ) )的代码由个位、十位、的代码由个位、十位、百位的百位的十进制数十进制数十进制数十进制数对应的对应的 BCD BCD 代码代码代码代码构成。构成。要要 点点焚躇永内落坪栗傅岛汛伞缩钉朽郝袋槛指抱鉴展吭挫射因印展拾圆像棚惊第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.3 寄存器和读寄存器和读/ /写存储器写存储器5.3.1 寄存器的主要特点和分类寄存器的主要特点和分类一、一、 概念和特点概念和特点1. 概念概念寄存：寄存：把二进制数据或代码暂时存储起来。把二进制数据或代码暂时存储起来。寄存器：寄存器： 具有寄存功能的电路。具

56、有寄存功能的电路。2. 特点特点 主要由触发器构成主要由触发器构成,一般不对存储内容一般不对存储内容进行处理。进行处理。并行并行输入输入并行并行输出输出FF0 FF1 FFn1D0 D1 Dn1 Q0 Q1 Qn1 控制信号控制信号控制信号控制信号 1 0 1 01 0 1 01 0 1 01 0 1 00 0 1 1 0 0 1 10 0 1 1 0 0 1 1串行串行输入输入串行串行输出输出蓉治整阀嘱慌僧下卡心陋唉宏攫惶开踊昭询霄孙菠趾盆咳率褒尚启腐壤舷第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二、二、 分类分类1. 按按功能功能分分基本寄存器基本寄存器移位寄存器移位寄存器(

57、 (并入并出并入并出) )( (并入并出、并入串出、并入并出、并入串出、 串入并出、串入串出串入并出、串入串出) )2. 按按开关元件开关元件分分TTL 寄存器寄存器CMOS 寄存器寄存器基本寄存器基本寄存器移位寄存器移位寄存器多位多位 D 型触发器型触发器锁存器锁存器寄存器阵列寄存器阵列单向移位寄存器单向移位寄存器双向移位寄存器双向移位寄存器基本寄存器基本寄存器移位寄存器移位寄存器( (多位多位 D 型触发器型触发器) )( (同同 TTL) )牟昧负亩减塑昌楚关埋柞谗缮怔哲宦闭烹喜努苑惮弧仑卸寓峪谜粗剃颊秽第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.3.2 基本寄存器基本寄

58、存器 一个触发器可以存储一个触发器可以存储 位二进制信号；寄存位二进制信号；寄存 n 位位二进制数码，需要二进制数码，需要 个触发器。个触发器。1 n一、一、4 边沿边沿 D 触发器触发器 (74175、74LS175)C11DD0Q0Q0RDC11DD1Q1Q1C11DD2Q2Q2C11DD3Q3Q3RDRDRDFF0FF1FF2FF311CPCPCR异步清零异步清零00000同步送数同步送数1d0d1d2d3 保保保保 持持持持特点：特点： 并入并出，结构简单，抗干扰能力强。并入并出，结构简单，抗干扰能力强。壤俏陆甫笨甄喧溶置垛毯矛阐说描辛胀柠利敌瘪终足委炸宣蕾掷姨牢三腔第五部分时序逻辑电

59、路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二二 、双、双 4 位锁存器位锁存器 (74116)LatchLatch(一一) 引脚排列图和逻辑功能示意图引脚排列图和逻辑功能示意图7411674116Q0 Q1 Q2 Q3CRLEAD0 D1 D2 D3LEB异步清零异步清零送数送数控制控制数码并行输入数码并行输入数码并行输出数码并行输出(二二) 逻辑功能逻辑功能清零清零送数送数保持保持呢欣赁浮馆黍击悼秆浩逐樟谋代泡鹰横迸杖碳翼丸渊冰姜邯滩结释泻鸥仑第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件三、三、 4 4 寄存器阵列寄存器阵列 (74170、74LS170)(一一) 引脚排列图和逻辑功

60、能示意图引脚排列图和逻辑功能示意图74170 74170 Q0 Q1 Q2 Q3ENRD0 D1 D2 D3ENWAW0AW1AR0AR1并行数码输入并行数码输入数数 码码 输输 出出AW0、AW1 写入地址码写入地址码AR0、AR1 读出地址码读出地址码ENW 写入时钟脉冲写入时钟脉冲ENR 读出时钟脉冲读出时钟脉冲1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 974170VCC D0 AW0 AW1 ENWENR Q0 Q1D1 D2 D3 AR1 AR0 Q3 Q2 地地诬勤隅侩悬漠幢朗当墒娟僵玖吞人哇江谆蒙沧掏绘什仆材的散过夹褂傍仿第五部分时序逻辑电路教学课件

61、第五部分时序逻辑电路教学课件(二二) 逻辑功能逻辑功能16个个D锁存器锁存器 构成存储矩阵构成存储矩阵能存放能存放4个字个字: W0、W1、W2、W3Q0 Q1 Q2 Q3ENRD0 D1 D2 D3ENWAW0AW1AR0AR1FF00FF01FF02FF03FF10FF11FF12FF13FF20FF21FF22FF23FF30FF31FF32FF3300 00 00 0 0 10 0 0 1010 0 1 00 0 1 0100 1 0 00 1 0 0111 0 0 01 0 0 01写写写写 入入入入 禁禁禁禁 止止止止000 0 0 0 101 0 0 1 010 0 1 0 01

62、1 1 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1特点特点: 能同时进行读写能同时进行读写; 集电极开路输出集电极开路输出每个字有每个字有4位：位：辊淆番帚触汪米帘瞎蓝济拙浴坐费崎基蔫控圾廊鹤焕匿厂舞柠彬蕴脖迭刨第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件 5.3.3 移位寄存器移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器右移寄存器右移寄存器Q0Q1Q2Q3C11DFF0CPCPC11DFF1C11DFF2C11DFF3时钟方程时钟方程驱动方程驱动方程状态方程状态方程Di000000001011100000000111100000001011000001101100000101

63、000001000000100000右移右移输入输入右移右移输出输出名仍尺铣治絮慈敝暮垣戊嚎暂银墨鲜愚晨旺汕徽悉淡挝佬黍踩砚袒缮叙蓑第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件左移寄存器左移寄存器Di左移左移输入输入左移左移输出输出驱动方程驱动方程状态方程状态方程主要特点：主要特点：1. 输入数码在输入数码在 CP 控制下，依次右移或左移控制下，依次右移或左移 2. 寄存寄存 n 位二进制数码。位二进制数码。n 个个CP完成完成串行输入串行输入，并可，并可从从Q0 Q3 端获得端获得并行并行输出，再经输出，再经 n 个个CP又获得又获得串行输出串行输出3. 若串行数据输入端为若串行

64、数据输入端为 0，则，则 n 个个CP后寄存器被清零后寄存器被清零Q3CPCPQ0Q1Q2C11DFF0C11DFF1C11DFF2C11DFF3嗣八戒言上谐按烽幽蘑柳刻信人即仁喻鹃唇碘尸怪容讼瞅湃竭黎滓甥撑谷第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二、双向移位寄存器二、双向移位寄存器( (自学自学) )三、集成移位寄存器三、集成移位寄存器1. 8 位单向移位寄存器位单向移位寄存器 74164DSA DSB Q0 Q1 Q2 Q3 地地1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 87416474164VCC Q7 Q6 Q5 Q4 CR CP7416474164

65、Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0CP CRDSA DSB异步异步清零清零0 0 0 0 0 0 0 0保持保持不变不变0 0 1 12. 4 位双向移位寄存器位双向移位寄存器 74LS194( (略略) ) 1 1送数送数真值表见表真值表见表5.3.7（P354）用缉移守鬼娇遂野态舅什吹秘险时呛禹朔截赦跟费吉膊宋狐标毋憨呛醛乍第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.3.4 移位寄存器型计数器移位寄存器型计数器结结构构示示意意图图Q0Q1Qn1C11DFF0CPCPC11DFF1C11DFFn1反馈逻辑电路反馈逻辑电路Dn1D0D1特点：特点：电路结构简单，计数顺序一般为非自

66、然态序，电路结构简单，计数顺序一般为非自然态序，用途极为广泛。用途极为广泛。抚馏第勋眠广柏云呢冶咱躬颤址琢搏矮环食波僧妹钮锑烦停归蒂牙携韶船第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件一、环形计数器一、环形计数器1. 电路组成电路组成Q0Q1Q2Q3C11DFF0CPCPC11DFF1C11DFF2C11DFF32. 工作原理工作原理1000010000100001有效循环有效循环000011110101101011000110001110011101111001111011无无效效循循环环故不能自启动故不能自启动故也称自循环的移位寄存器故也称自循环的移位寄存器黔缩贿涂抨年刁脾杭彪

67、去痈肘揽况力懊锨眷坑氯檬姑蔓戊恿爬挠故召骨折第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件3. 能自启动的环型计数器能自启动的环型计数器Q0Q1Q2Q3C11DFF0CPCPC11DFF1C11DFF2C11DFF3&Q0Q1Q2Q31110011100111111110111000110100000010100001000001001101001011011酵伍朝侍匝匠攀百顾谱癌尼曳恩谊互买抽柔亿等沥敖阻晾倦夷裙支责租黔第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二、扭环形计数器二、扭环形计数器Q0Q1Q2Q3C11DFF0CPCPC11DFF1C11DFF2C11DF

68、F3 0000 0000100010001100110011101110 00010001001100110111011111111111010001001010 1010 1101 1101 01100110 10011001 0010 00100101010110111011有效循环有效循环无效循环无效循环克服自启动电路：克服自启动电路：P360 图图5.3.16三、最大长度移位寄存器型计数器三、最大长度移位寄存器型计数器 (略略)不能自启动不能自启动够袜蕉籽区临释收姑糜老藩猴杏希汕芯绣蔷鲁斤给铡认缆芹害替耻姥浪握第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.3.5 读读/写

69、存储器写存储器 RAM (Random Access Memory)【半导体存储器的概念】【半导体存储器的概念】 存放存放1位位二进制信息二进制信息( (即即位位) )。触发器触发器 存放存放1组组二进制信息二进制信息( (即即字字) )。寄存器寄存器 存储信息比寄存器存储信息比寄存器大得多大得多。存储器存储器【存储器的分类】【存储器的分类】u 按制造工艺分按制造工艺分双极型：速度快、功耗大、价格高双极型：速度快、功耗大、价格高MOS型：集成度高、功耗低、价格低型：集成度高、功耗低、价格低u 按存储功能分按存储功能分顺序存取存储器顺序存取存储器 SAM (Sequential)随机存取存储器随

70、机存取存储器 RAM只读存储器只读存储器 ROM补充补充迹狭戍佐曰纷还豆箍等痢甸千生赠萧草洒购烟窟听噎嘛茂华祭到印唾唬秉第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.3.5 读读/写存储器写存储器 RAM存储单元存储单元 存放一位二进制数的基本单元存放一位二进制数的基本单元( (即即位位) )。存储容量存储容量 存储器含存储单元的总个存储器含存储单元的总个( (位位) )数。数。存储容量存储容量 = 字数（字数（word） 位数（位数（bit） 地址地址 存储器中每一个字的编号存储器中每一个字的编号256 1，256 4 一共有一共有 256 个字，需要个字，需要 256 个地址

71、个地址1024 4，1024 8 一共有一共有 1024 个字，需要个字，需要 1024 个地个地址址地址译码地址译码 用译码器赋予每一个字一个地址用译码器赋予每一个字一个地址N 个地址输入，能产生个地址输入，能产生 2N 个地址个地址一元地址译码一元地址译码( (单向译码、基本译码、字译码单向译码、基本译码、字译码) )二元地址译码二元地址译码( (双向译码双向译码) ) 行译码、列译码行译码、列译码字数一般以字数一般以 1024即即(K)为单位为单位媒能啥丙绵辫话蕴褥络梳棋目钡亩读慑谜软父纯容荒奏椿滋苹巾完稻讽凉第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件一、一、RAM 的结构

72、的结构存储矩阵存储矩阵读读/写写控制器控制器地地址址译译码码器器地地址址码码输输入入片选片选读读/ /写写控制控制输入输入/ /输出输出CS R / W I / O 拟抵死央榷煽橱镰伎炊灌下肋扬唆簿永地股遍敛涌省挽浸醉舜帮蚤盯蘑淬第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件【补充】【补充】 对对 256 4 存储矩阵进行地址译码存储矩阵进行地址译码一元地址译码一元地址译码D3D2D1D0W0W1W255译译码码器器0 0 1 11 0 1 00 1 1 1A0A1A710.0W11 0 1 08 8线线线线 256 256线线线线缺点缺点: 8 位地址输入的译码器位地址输入的译码器

73、,需要需要 28 条条(256)输出线。输出线。1 0 1 0二元地址译码二元地址译码Y0Y1 Y15A0A1A2A3X0X1X15行行译译码码器器A4 A5 A6 A7列译码器列译码器Dout4 4线线线线 16 16线线线线1 1 0 0. . . .0 01 0 01 0 0 8 位地址输入的地址位地址输入的地址译码器译码器,只有只有 32条输出线。条输出线。毒羚橡郁涣惜贤饲闸免猿揉技送孩荷潮独讫靶穿坡历采宠诚徘宣惕料肚苫第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件25 (32) 根行选择线根行选择线10 根地址线根地址线 2n (1024)个地址个地址25 (32) 根列选

74、择线根列选择线1024 个字排列成个字排列成 32 32 矩阵矩阵当当 X0 = 1，Y0 = 1 时，时，对对 0-0 单元单元读读( (写写) )当当X31 = 1，Y31 = 1时，时，对对 31-31 单元单元读读( (写写) ) 例例 1024 1 存储器矩阵存储器矩阵陈字悸漾包琼晒好构啃臻舆静伸埔锯禄害炙翠袁谜玄剿摩乎矮娇驴弓亭客第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二、二、RAM的存储单元的存储单元1. 静态存储单元静态存储单元基本工作原理：基本工作原理：T T5 5T T6 6T T7 7T T8 8DDX Xi iY Yi iSR位位线线B位位线线BT T5

75、 5、T T6 6 门控管门控管,受控于受控于Xi控制触发器与位线的连通控制触发器与位线的连通截止截止截止截止 导通导通导通导通0 0截止截止截止截止 01导通导通导通导通读操作时读操作时:写操作时写操作时:T T7 7、T T8 8 门控管门控管,受控于受控于Yi控制位线与数据线的连通控制位线与数据线的连通0 0 0 01MOS管为管为简化画法简化画法弱铰撞离滇穷涣遗也恍禾寺怔禽庚最汀征甥陆侍屠难爆吗河汪赴羹坤辱瓢第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件六管六管 CMOS 存储单元存储单元T T1 1T T3 3T T2 2T T4 4T T5 5T T6 6T T7 7T

76、T8 8VDDDDX Xi iY Yi iNP特点：特点： PMOS 作作 NMOS负载，功耗极小，可负载，功耗极小，可在交流电源断电后，在交流电源断电后，靠电池保持存储数据。靠电池保持存储数据。虽澈砾王烃秧塘焉酝赌趟碉需宿湃唆迂伸篱逃茨戌迸麦二淡浅练歉罗龚浇第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2. 动态动态MOS存储单元存储单元单管单管MOS存储单元存储单元T1CB位位线线字线字线C1X写操作写操作:字线为高电平字线为高电平 T1 导通导通若位线为高电平若位线为高电平( 1 )，则，则C1充电充电若位线为低电平若位线为低电平( 0 )，则，则C1放电放电读操作读操作读操作

77、读操作: :字线为高电平字线为高电平 T1 导通导通若若U1= “1”，则则C1向向CB放电使放电使UB= “1”若若U1= “0”，则则UB= “0”门控管门控管因读时，因读时，C1上电荷要损失，故每次读出后需进行上电荷要损失，故每次读出后需进行“刷刷新新” CBC1 ，读操作后，读操作后， 很小很小 需要高灵敏度读出器。需要高灵敏度读出器。畸袁蹋爱屋毫赡先柬谜恢烩灯副鸡唬毖篓吕翻坐菌摘却楼缴请板识准酗唁第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件三、三、RAM 容量的扩展容量的扩展I / O10241024 1 1(0)A0A1 A9R/WCSI / O10241024 1 1

78、(1)A0A1A9 R/WCSI / O10241024 1 1(7)A0A1A9 R/WCSA0A1.A9CSR / W0 00 0I0I1I7D0 D71 10 0O0O1O7D0 D7N=目标存储器容量目标存储器容量已有存储器容量已有存储器容量需要片数需要片数N=8【例】【例】用用10241位位RAM构成构成10248位位RAM 【方法】所有输入信号都并联（地址信号、片选信号【方法】所有输入信号都并联（地址信号、片选信号和读写信号）。输出并列。和读写信号）。输出并列。1. 位扩展位扩展痉极糟铸陕凭噶韦稀坦舔练腻蓝津蒋递柔舷荤陈戏糕木满碾醋拔楔炔讳砷第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序

79、逻辑电路教学课件 2. 字扩展字扩展N=目标存储器容量目标存储器容量已有存储器容量已有存储器容量需要片数需要片数N=4【例】【例】用用2568位位RAM组成组成10248位存储器。位存储器。 【方法】片内地址信号并联；多余地址端通过译【方法】片内地址信号并联；多余地址端通过译码器接至各片的片选端；码器接至各片的片选端；I/O同名端并联。同名端并联。扒墩通辜帖堵渤绊釜纹居弊色忆营旅廷胳披颇潭帛垒累搽妆辗牢矩攒敢累第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件四、四、RAM 芯片举例芯片举例1234567891011122423222120191817161514136116A7A6A5

80、A4A3A2A1 A0D0D1D2GNDVDDA8A9WEOEA10CS D7D6D5D4D3片片 选选输出使能输出使能写入控制写入控制输入输入工作方式工作方式I / OCS OE WE A0 A10D0 D71 0 0 1 稳定稳定0 0 稳定稳定低功耗维持低功耗维持读读写写高阻态高阻态输出输出输入输入容量：容量：2K 8位位地址线：地址线：11根根撵搔状桓牌爽卖丁烁湿春牢清六冰侗阉少奥绅腻试偶蔽厉整医母慨赂侠肛第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.4 顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器 5.4.1 5.4.1 计数型顺序脉冲发生器计数型顺序脉冲发生器计数型顺序脉冲发生器计数

81、型顺序脉冲发生器顺序脉冲顺序脉冲分类分类计数型计数型移位型移位型寡虎褐卓软悄闰战塌努俺家张蛤耘舶魔迹阿桂肇茎态裳矾祁些扦歌豺粳炼第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件1. 由四进制计数器由四进制计数器( JK 触发器触发器) 和译码器构成和译码器构成Y0CP1J1KC1FF01J1KC1FF1&11RDRD1CR&Y1Y2Y3CPQ0Q1Y0Y1Y2Y3稳以碰坚歪啡压许吴淑逊旧没逊彰庙惮换憨只因船辕幅崭崔箩姥采补肠吐第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2. 由由 D 触发器和译码器构成触发器和译码器构成C11DQ0Q0RDC11DQ1Q1FF0FF1=1C

82、PCPCRRD111Y0&Y1Y2Y3结果与前相同结果与前相同防防止止竞竞争争冒冒险险纺哄钟胚团欲蹈爬丑会吼咎涕革便冯垫匝犹着淌鸳鲜宽愉洞违绰绊俺笺桑第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.4.2 5.4.2 移动位型顺序脉冲发生器移动位型顺序脉冲发生器移动位型顺序脉冲发生器移动位型顺序脉冲发生器C11DQ0C11DQ1C11DQ2C11DQ3FF0FF1FF2FF3CPCPCRRRRR1状态图同环型计数器，能自启动，状态图同环型计数器，能自启动，只有只有 4 个有效状态，不需译码器。个有效状态，不需译码器。(一一) 由环型计数器构成由环型计数器构成CPQ0Q1Q2Q3(二

83、二) 由扭环型计数器构成由扭环型计数器构成（略）（略）帆哑肌萝贼钻约驶壳战毗皑芍忙玛楚萧俞三敏河剪不铃跺婿卫贸崇午钠冬第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.4.3 5.4.3 用用用用 MSI MSI 构成顺序脉冲发生器构成顺序脉冲发生器构成顺序脉冲发生器构成顺序脉冲发生器D0D1D2D3LDCRCTTCTPQ0Q1Q2Q3CO74LS16374LS138STASTBSTCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y71D2D3D4D5D6D7D8DCP174LS374EN1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8QCBA二进制二进制计数器计数器3-8线线译码器译码器缓冲缓冲寄存器寄存器淆挨例势驭

84、炳谁懊甸藻妆固泪邱规框静敞浩急财奏幌柠团孺檬第握慑宽恫第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件CPQ0Q1Q2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7计数器、译码器的时序图计数器、译码器的时序图吮尚摈寸骆首沸扶奋答弟亏蔽尖呜细轨鲍隐灶或荤握栏垮喷丝菠箱抡惹醉第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件5.5.1 5.5.1 可编程逻辑器件可编程逻辑器件可编程逻辑器件可编程逻辑器件 (PLD)(PLD)(Programmable Logic Device)一、一、PLD的基本结构和分类的基本结构和分类1. 基本结构基本结构输输入入电电路路与与门门阵阵列列或或门门阵阵列列输输出

85、出电电路路输输入入或项或项输入项输入项积项积项输输出出1AAAAAAPLD的输入缓冲电路的输入缓冲电路5.5 可编程逻辑器件和时序逻辑电路可编程逻辑器件和时序逻辑电路的的VHDL及其仿真及其仿真丈脚搂膊袒乒杰锻拨激堡碰汀疆怕蛤尤欣福暇拭鼻坞睡讫迷躇仰由赏亡事第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2. 分类分类(1) 按可编程情况分按可编程情况分分分 类类与阵列与阵列或阵列或阵列输出电路输出电路出现年代出现年代PROM固定固定可编程可编程固定固定70年代初年代初PLA可编程可编程可编程可编程固定固定70年代中年代中PAL可编程可编程固定固定固定固定70年代末年代末GAL可编程可

86、编程固定固定可组态可组态80年代初年代初测亏秧亥虎距碍耳急怯亦硒酋码烤崎锑涧篱芥退酣钳枣会吨极闷运鉴咎墅第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件 PROM 可编程只读存储器可编程只读存储器I2 I1 I0O2 O1 O 0与与阵列阵列(固定固定)或或阵列阵列(可编程可编程)缺点：缺点： 只能实现标准只能实现标准 与或式与或式 芯片面积大芯片面积大 利用率低利用率低,不经济不经济用途：用途： 存储器存储器 函数表函数表 显示译码电路显示译码电路(Programmable Read Only Memory）临掷熄朴佯腥棱绞揍拟丁临幅碟疗亢辖升分粘帝掏绩椎大折整惺堵恶召乘第五部分时序

87、逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件 PLA 可编程逻辑阵列可编程逻辑阵列I2 I1 I0O2 O1 O 0与与阵列阵列(可编程可编程)或或阵列阵列(可编程可编程)优点：优点： 与阵列、或阵列与阵列、或阵列 都可编程都可编程 能实现最简与或式能实现最简与或式 缺点：缺点： 价格较高价格较高 门的利用率不高门的利用率不高(Programmable Logic Array)掠泉裁荷峡埔畸缉征阎妈斤贸扬扩阂藕辫卖舵尚掩亢恫钵寓我邹鸽锐徘扳第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件 PAL 可编程阵列逻辑可编程阵列逻辑I2 I1 I0O2 O1 O 0与与阵列阵列(可编程可编程)

88、或或阵列阵列(固定固定)优点：优点： 速度高速度高 价格低价格低 采用编程器现场采用编程器现场 编程编程 缺点：缺点： 输出方式固定输出方式固定 一次编程一次编程(Programmable Array Logic)菠住沼搔酮怔凿炼陛狭范巍焕七痪返卯帕话寡琉晦扦挝侥氧舌酿积藤作紊第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件 GAL 通用阵列逻辑通用阵列逻辑I2 I1 I0O2 O1 O 0与与阵列阵列(可编程可编程)或或阵列阵列(固定固定)优点：优点： 具有具有 PAL 的功能的功能 采用逻辑宏单元采用逻辑宏单元 使输出自行组态使输出自行组态 功能更强，使用功能更强，使用 灵活，应用

89、广泛灵活，应用广泛 (Generic Array Logic)凿麻藩阵抗岳知栏僻荐媒琼赦布凛潘仇悟掐几龙拿尾颖仆滨蜀遮缔低鞭羚第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件(2) 按可编程和改写方法分按可编程和改写方法分PLD编程方式编程方式改写方法改写方法特点、用途特点、用途第一代第一代一次性掩模一次性掩模（厂家）（厂家）不能改写不能改写固定程序、数据、函固定程序、数据、函数表、字符发生器数表、字符发生器第二代第二代编程器编程器(用户用户)紫外光擦除紫外光擦除 先擦除，后编程先擦除，后编程第三代第三代编程器编程器(用户用户)电擦除电擦除擦除、编程同时进行擦除、编程同时进行第四代第四

90、代在系统可编程在系统可编程软件软件直接在目标系统或线直接在目标系统或线路板上编程路板上编程(3)按组合、时序分按组合、时序分组合型组合型 PAL组合组合电路电路PROM、 PLA时序时序电路电路时序型时序型 PALGAL (也可实现组合电路也可实现组合电路)烫韩菊俗围糜系彩絮忘容系援枉绎搁溺杉贞小纤地科续氢虱仗胆胜复谚眺第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件二、二、PLD的基本原理的基本原理PROM的原理已在第三章介绍，不赘述。的原理已在第三章介绍，不赘述。 PAL的的输出方式固定输出方式固定而而不能重新组态不能重新组态，且，且编程编程是是一次性一次性的，使用有较大的局限。的

91、，使用有较大的局限。1. GAL16V的基本结构的基本结构I00 1 2 3 4 5 6 7 3101234567O输输 入入 项项CPOLMC可编程与阵列可编程与阵列输入缓冲输入缓冲输出输出三态门三态门或阵列隐或阵列隐含其中含其中雁哎崎模充钒么研届蒋订薛戎弱勤筏偷瓦块绢奋钡稽峭封遥琳午寅窿帝峦第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件I00 1 2 3 4 5 6 7 3101234567O0CPOLMC(19)O1OLMC(18)89101112131415I1O7OLMC(12)OEI70 1 2 3 4 5 6 7 31女梁卤粗列仔臂屋桩梭彤缺漫仙矫收纷水啪阿墙趋堑谈冯剥

92、宰团鸥兴酷恭第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2. 输出逻辑宏单元输出逻辑宏单元输出逻辑宏单元输出逻辑宏单元 (OLMC Out Logic Cell) OLMC 有有 5 种种不同的不同的输出组态输出组态 5种输出组态由种输出组态由结构控制字结构控制字来决定来决定 通过通过编程编程对对GAL芯片内部的芯片内部的结构控制字寄存器结构控制字寄存器 进行设置进行设置亚咎折赤掂簧漆歉辉乖距少呀燃恼肾秤嘲曳贾死腋唤扬收讹拎摊舞容办纷第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件(1) OLMC的结构的结构OECKI /O(n)01PTMUXDQQ01OMUXFMUX10

93、110100AC0AC1(n)11100100TSMUXCKOEXOR(n)接邻近单元接邻近单元输出输出I /O(m)VCCAC0AC1(n)AC1(m)接与接与阵列阵列0 1两个两个2选选1数据选择器数据选择器两两个个4选选1数数据据选选择择器器乘积项数乘积项数据选择器据选择器输出数据输出数据选择器选择器0组合输出组合输出1寄存器输出寄存器输出三态数据三态数据选择器选择器反馈数据反馈数据选择器选择器反馈反馈蹦舰热喀贯遥衅荚玛声宽虑养开冗契都各猪垢丢晴朽侥篓返斗范赠粪被磷第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件OECKI /O(n)01PTMUXDQQ01OMUXFMUX101

94、10100AC0AC1(n)11100100TSMUXCKOEXOR(n)接邻近单元接邻近单元输出输出I /O(m)VCCAC0AC1(n)AC1(m)(2) FMUX的输出与三个结构控制字的关系的输出与三个结构控制字的关系AC0 AC1 (n) AC1 (m) FMUX的选择的选择 1 0 1 1 0 1 0 0 D 触发器的触发器的 Q本单元输出本单元输出 I /O (n) 邻近单元输出邻近单元输出 I /O (m) 地地 贷乙放寝拍渭镐钳洽视昧眺待阿日隔盛神许阀靡孰麦安兢场肾酬国来恐饼第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件(3) OLMC 的输出组态的输出组态SYN A

95、C0 AC1 (n)功功 能能 注注 0 0 0不用不用 0 0 1不用不用 0 1 0寄存器输出寄存器输出纯时序输出纯时序输出 0 1 1组合与寄存组合与寄存器输出器输出本宏单元为组合输出，一本宏单元为组合输出，一个以上宏单元寄存器输出个以上宏单元寄存器输出 1 0 0纯组合输出纯组合输出无内部反馈和使能控制无内部反馈和使能控制 1 0 1纯输入方式纯输入方式输入为输入为I /O (m)三态门禁止三态门禁止1 1 0不用不用 1 1 1组合输出组合输出组合组合I /O 输出输出,乘积项乘积项P1控控制输出使能制输出使能扼纱冲介炎丙束露钻首么鸿择锐例索尼韶轨篡司伐噎淳貌拐允您润欢聪撅第五部分时

96、序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件3. GAL的主要特点的主要特点(1) 通用性强通用性强 每一个每一个OLMC均可组态成组合或时序电路均可组态成组合或时序电路 输入引脚不够时可将输入引脚不够时可将OLMC组合成输入端组合成输入端 可构成较复杂的时序电路可构成较复杂的时序电路(2) 100%可编程可编程 可重复擦写上百次甚至万次可重复擦写上百次甚至万次, PAL为一次编程为一次编程(3) 100%可测试可测试(4) 隐含成本低隐含成本低 与原始成本大致相同与原始成本大致相同蝇慢或装踏影钡与谓镜苇唉粪茁捏某樟舵尸败伐洋屏张滋渺弹宠雌雄于曙第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电

97、路教学课件4. 几种常见的几种常见的GAL器件器件型型 号号与阵列规模与阵列规模(乘积项乘积项 输入项输入项)OLMC最大输出数最大输出数特特 点点GAL16V864 328普通型普通型GAL20V864 408普通型普通型isp GAL16Z864 328可擦写万次可擦写万次GAL39V1864 7810与、或阵列与、或阵列均可编程均可编程赔羔帛篡讳般画娘呜竣楞搽号群计呜俊今捶碱攫娜的慢欲壹篙令扇类硼剪第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件三、高密度可编程逻辑器件三、高密度可编程逻辑器件HDPLD四、四、PLD编程编程是一种高密度、高性能的超大规模集成电路是一种高密度、高性

98、能的超大规模集成电路分类分类阵列型阵列型 HDPLD单元型单元型 HDPLD在在GAL基础上发展起来基础上发展起来主体为与、或阵列主体为与、或阵列由许多逻辑宏单元组成阵列由许多逻辑宏单元组成阵列5.5.2 时序逻辑电路的时序逻辑电路的VDHL描述及仿真描述及仿真稚技限绦赫烧份鼠哲韭盘炬埔糕休灰跑菱脖阜孤斑罪绳卧亡鸣拘仓坦立塑第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件第五章第五章 小小 结结一、时序逻辑电路的特点一、时序逻辑电路的特点数字数字电路电路逻辑逻辑功能功能组合逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路（基本构成单元（基本构成单元 门电路）门电路）（基本构成单元（基本构成

99、单元 触发器）触发器）任何时刻电路的输出，不仅和该时刻的输入任何时刻电路的输出，不仅和该时刻的输入信号有关，而且还取决于电路原来的状态。信号有关，而且还取决于电路原来的状态。1. 逻辑功能：逻辑功能：2. 电路组成：电路组成：与时间因素与时间因素( CP )有关；有关；含有记忆性的元件含有记忆性的元件( 触发器触发器 )。二、时序电路逻辑功能的表示方法二、时序电路逻辑功能的表示方法逻辑图、逻辑表达式、状态表、卡诺图、逻辑图、逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态转换图（简称状态图）和时序图状态转换图（简称状态图）和时序图含霸伏需镰窗零外哟蘸优壁基上蛮隙逝矿药嘘妄昧胁裁眩径橙腕财汗骄嘉第五部分时序逻辑

100、电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件三、时序电路的基本分析方法三、时序电路的基本分析方法实质：实质： 逻辑图逻辑图状态图状态图关键：关键： 求出状态方程，列出状态表，根据状态表画求出状态方程，列出状态表，根据状态表画出状态图和时序图，由此可分析出时序逻辑出状态图和时序图，由此可分析出时序逻辑电路的功能。电路的功能。四、时序电路的基本设计方法四、时序电路的基本设计方法实质：实质： 状态图状态图逻辑图逻辑图关键：关键： 根据设计要求求出最简状态表（图），再通根据设计要求求出最简状态表（图），再通过卡诺图求出状态方程和驱动方程，由此画过卡诺图求出状态方程和驱动方程，由此画出逻辑图。出逻辑图。紧忙

101、简须蜡碰糟烯庸噬浦蹈恃型杏寥她傍恕阐纷绪宇置缺咯审蚤头离擦烛第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件五、计数器五、计数器1. 按计数进制分：按计数进制分：二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器2. 按计数增减分：按计数增减分：加法计数器、减法计数器和可逆（加加法计数器、减法计数器和可逆（加/减）计数器减）计数器3. 按触发器翻转是否同步分：按触发器翻转是否同步分：同步计数器和异步计数器同步计数器和异步计数器 记录输入脉冲记录输入脉冲 CP 个数的电路，是极具典型性和代个数的电路，是极具典型性和代表性的表性的时序逻辑电路时序逻辑电路。

102、态棍损矿搞哈投绢攀逸读雾卜匪枪责鳃疯去书闲御渗把易观每棠厩姨戍基第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件六、中规模集成计数器六、中规模集成计数器 功能完善、使用方便灵活，能很方便地构成功能完善、使用方便灵活，能很方便地构成 N 进制进制（任意）（任意）计数器计数器。主要方法有两种：。主要方法有两种：1. 用用同步同步置置 0 端或置数端归零获得端或置数端归零获得 N 进制计数器进制计数器根据根据 N - - 1 对应的二进制代码写反馈归零函数。对应的二进制代码写反馈归零函数。2. 用用异步异步置置 0 端或置数端归零获得端或置数端归零获得 N 进制计数器进制计数器根据根据 N

103、对应的二进制代码写反馈归零函数。对应的二进制代码写反馈归零函数。 当需要扩大计数器容量时，可将多片集成计数器进行当需要扩大计数器容量时，可将多片集成计数器进行级联级联:两片两片16 进制集成计数器进制集成计数器16 16 进制计数器进制计数器两片两片10 进制集成计数器进制集成计数器10 10 进制计数器进制计数器心侩臂感烯逸骂懂羔洽盎竞诡啦反答郭倒哦赂剧亚娄砸广裹竞找矮频袱贾第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件七、其它时序逻辑电路七、其它时序逻辑电路1. 寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器寄存器寄存器 存储二进制数据或者代码。存储二进制数据或者代码。移位寄存器移位寄存器

104、 不但可存放数码，还能对数据进行移不但可存放数码，还能对数据进行移 位操作。位操作。移位寄存器移位寄存器有单向移位寄存器和双向移位寄存器。有单向移位寄存器和双向移位寄存器。 用移位寄存器可方便地组成用移位寄存器可方便地组成环形计数器环形计数器、扭环形计扭环形计数器数器和和顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器。集成移位寄存器集成移位寄存器使用方便、功能全、输入输出方式使用方便、功能全、输入输出方式 灵活。灵活。症酪迢叁咐使龙斜泽瘴之名百谷使笨梁了赡欣锤微冗厂寄涣愁阮潘莫瞬贱第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件2. 读读/写存储器写存储器 RAM（随机存取存储器）（随机存取存储器）组成

105、组成 ：主要由地址译码器、读主要由地址译码器、读/写控制电路和存储矩写控制电路和存储矩 阵三部分组成。阵三部分组成。功能功能 ：可以随时读出数据或改写存储的数据，并且可以随时读出数据或改写存储的数据，并且 读、写数据的速度很快。读、写数据的速度很快。种类种类 ：分为静态分为静态 RAM 和动态和动态 RAM 。应用应用 ：多用于经常更换数据的场合，最典型的应用多用于经常更换数据的场合，最典型的应用 就是计算机中的内存。就是计算机中的内存。 3. 顺序脉冲发生器、可编程逻辑器件顺序脉冲发生器、可编程逻辑器件等也都是比较等也都是比较典型、应用很广的时序电路。典型、应用很广的时序电路。特点：特点：断电后，数据将全部丢失。断电后，数据将全部丢失。祭邪牧庞糙夸就搅陌醇轴岗授詹义述枕袒痒汽谚晃刘娄幢茄常鬃创啮懒丝第五部分时序逻辑电路教学课件第五部分时序逻辑电路教学课件