《数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、M=12M=12例：分析下图所示的时序逻辑电路，试画出其状例：分析下图所示的时序逻辑电路，试画出其状态图和在态图和在CPCP脉冲作用下脉冲作用下Q QD D、Q QC C、Q QB B、Q QA A的波形，并的波形，并指出计数器的模是多少？指出计数器的模是多少？迁恨与惶窍么酪秽篱瓤橇眶试伏酌蜒片坚税陈枪坞拉砌羹横共蕉嗣傲染麓数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 N M 的实现方法：的实现方法：采用多片采用多片M进制计数器构成进制计数器构成各芯片可以连接为串行进位方式或并行进位方式各芯片可以连接为串行进位方式或并行进位方式对于扩展为
2、对于扩展为M M的计数器再采用反馈清零或反馈置数进行设的计数器再采用反馈清零或反馈置数进行设计计檬模拢卞钱转督澡刘泪渴土螺统椭翱预芒内审鳞颓慢脚捐算呵痞摊旗伙注数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联中规模计数器的级联中规模计数器的级联n 级联后的中规模计数器同样可以通过级联后的中规模计数器同样可以通过复位复位或者或者预置预置来改变整个计数器的模值。来改变整个计数器的模值。n有两种基本的做法：有两种基本的做法： a、一种一种是将级联后的计数器看成是一个整体，直是将级联后的计数器看成是一个整体，直接通过预置或者复位来改变计数模值。接通过
3、预置或者复位来改变计数模值。 b、另一种另一种是将单片的计数器先通过预置或复位到达是将单片的计数器先通过预置或复位到达一定的模值，级联后的计数器的模值一定的模值，级联后的计数器的模值等于被级联计数器等于被级联计数器模值的乘积。模值的乘积。只有级联后计数器的模值可以被分解为几只有级联后计数器的模值可以被分解为几个整数的乘积时，才可以用第二种方法。个整数的乘积时，才可以用第二种方法。掂番絮诡挂硅汤油悸妖泳毙律济别琴射魂洗铺鸟骆讽灸憨明啊淀舍逝闰掀数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联3、双时钟、双时钟4位二进制同步可逆计数器位二进制同步
4、可逆计数器 74LS193 集成计数器集成计数器碧彻邓订踊项意吸如呢政忱托氢级窖华涅庐受太郊夜帧爵阔兆搐挎能彝线数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联减计数减计数110加计数加计数110DCBADCBA0000001QDQCQBQADCBA ACP-CP+LDCR输输 出出预置数据输入预置数据输入时钟时钟预置预置清零清零异步清零：异步清零： 异步预置数：异步预置数： 3、双时钟、双时钟4位二进制同步可逆计数器位二进制同步可逆计数器 74LS193 同步加计数：同步加计数： 同步减计数：同步减计数： CR =1 CR =0, LD=0
5、 CR =0, LD=1,CP+=CR =0, LD=1,CP-=集成计数器集成计数器 0 1 1 1 X X X X 保保 持持展盆讽奶瞅语赎孟谱饺卸倾跋棋桑畏竭截坛言钧宝撕举耿辰得义孙吾弘笑数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联集成计数器集成计数器 74LS193时序图时序图崔宁刘下碗别芬板代蜜仗贷雄则廉蛔迭证文读瑰屏肌暖校凭即摧朴奉遵再数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联中规模计数器D A:高位高位低位低位CPU ，CPD :双时钟输入双时钟输入R: 异步清除异步
6、清除, ,高电平高电平有效有效LD: 异异步预置步预置, ,低电平低电平有效有效QD QA:高位高位低位低位（一）逻辑符号（一）逻辑符号加到最大值时加到最大值时产生进位信号产生进位信号QCC=0减到最大值时减到最大值时产生借位信号产生借位信号QDD=0邀荒比拜阜触程威函娩虎喊摹曝炉皋诛蓟斜撼账对烙漓丑傅擒稠态遥疑顶数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联4. 异步十进制计数器异步十进制计数器74xx290 （1）74xx290的功能的功能时钟时钟输入输入端端直接直接置置9 9端端直接直接清零清零端端输出端输出端奶潭讫宙檄康澡身崇踩躯葫
7、揖梅咐纠轩羊唤秋差挪恤碗勇头蚁庇烽竟腻潘数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联异步计数器相关连接异步计数器相关连接时钟输入端时钟输入端直接清零端直接清零端直接置直接置9 9端端二进制计数器二进制计数器 五进制计数器五进制计数器 十进制计数器十进制计数器 赋旗厂烟翟熟澎印赐募型穗逼馋葡逢颓障曙深躯镭膳泄隘堰阮午拈吾傍虞数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联（1）74LS290的功能的功能二进制计数器二进制计数器 CPA QA 五进制计数器五进制计数器CPB QD QC QB
8、 008421BCD码十进制计数器码十进制计数器CPA QD QC QB QA 膝利躁烹兜剧哩袋氢金谦每约恃湛嚼户篱描耀漾曹祷唱逝熟库疫屁槽础茵数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联74xx290的功能表的功能表计计 数数00计计 数数00计计 数数00计计 数数0010011100000110000011QDQCQBQACPR9(2)R9(1)R0(2)R R0(1)0(1)输输 出出时钟时钟置位输入置位输入复位输入复位输入在计数或清零时，均要求在计数或清零时，均要求R9(1)和和R9(2)中至少一个必须为中至少一个必须为0只有在
9、只有在R0(1)和和R0(2)同时为同时为1时，才能清零时，才能清零英旅柿妙卸稗别份分以室肿告钙谭邦扯维绣辆羽桩舜慑忧劣到仿蝉而氮醋数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联方法一：利用方法一：利用R端端M=6 M=6 态序表态序表 NQDQCQBQA00 0 0 010 0 0 120 0 1 030 0 1 140 1 0 050 1 0 160 1 1 001100000倔抄移胶厌甜波缔庆尤恃孵杀罪阐休茶歌坚口兄痒戴松全炒蓖烛瞬免捞夫数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级
10、联M=7 M=7 态序表态序表 NQDQCQB QA00 0 0 010 0 0 120 0 1 030 0 1 140 1 0 050 1 0 160 1 1 071 0 0 1方法二：利用方法二：利用S 端端10010110咬辖遗觉兰泉斯襄迷蝴屹蓉下铂羔妨钧保蹬贫纬湘殷飞跨蛤贩昂虏男级隋数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联M=10 M=10 态序表态序表 NQAQDQC QB00 0 0 010 0 0 120 0 1 030 0 1 140 1 0 051 0 0 061 0 0 171 0 1 081 0 1 191 1
11、0 0要求：采用要求：采用5421码计数码计数彻弯歌仟驻高畜眺奋吞美淡臻汽咬砸魔哨堤港丢盈绷仑仑解枚硅促问奋滚数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联三、三、 寄存器，移位寄存器。寄存器，移位寄存器。 寄存器是一种常用的时序逻辑电路寄存器是一种常用的时序逻辑电路,用来存储多位二进用来存储多位二进 制代码。这些代码可以是数据，指令，地址或其他信制代码。这些代码可以是数据，指令，地址或其他信 息。由于一个触发器只能存放一位二进制代码，因此，息。由于一个触发器只能存放一位二进制代码，因此， 用用n个触发器和一些起控制作用的门电路，可以组成个
12、触发器和一些起控制作用的门电路，可以组成 n位寄存器。位寄存器。 按功能划分，寄存器可分为：按功能划分，寄存器可分为： 数码寄存器数码寄存器 移位寄存器移位寄存器 1 、 数码寄存器数码寄存器庙针藐帚蛆批批刺庙卧也佣霸亩宙否岩靛侗阎操筹吉通绝朝小途珍嚣讳宛数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 1D CI DI存数指令 Q Q1 、 数码寄存器数码寄存器 数码寄存器是能够存放二进制数码的电路。由于数码寄存器是能够存放二进制数码的电路。由于 触发器具有记忆功能，因此可以作为数码寄存器触发器具有记忆功能，因此可以作为数码寄存器 的电路。
13、的电路。 下图为由下图为由D触发器实现寄存一位数码的寄存单元。触发器实现寄存一位数码的寄存单元。 工作原理：工作原理： 若若DI=0， 在存数指令的作用下，在存数指令的作用下， Qn+1 =0， 若若DI=1， 在存数指令的作用下，在存数指令的作用下， Qn+1=1。梧储心豢直煤偿怎腥窑嗓憋项纤旷焕腋齿奏湖砷奋耐刽硝打毅蜂珊过丘乍数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联n这样，在存数指令的作用下，将输入这样，在存数指令的作用下，将输入信号的数码信号的数码DI存入到存入到D触发器中。触发器中。 n这样寄存器只用来存放数码，一般仅这样寄存
14、器只用来存放数码，一般仅具有具有接收数码接收数码，保持保持并并清除清除原有数码原有数码等功能，电路结构和工作原理都比较等功能，电路结构和工作原理都比较简单。简单。一个多位的数码寄存器，可以看作是多一个多位的数码寄存器，可以看作是多个触发器的并行使用。个触发器的并行使用。盈鲤趾荧凋荔仪冀撒氏仙炉甭颁眉离勋吐材砸注獭伎掖著苦肥惶斯羡罕瑞数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 2、移位寄存器、移位寄存器 移位寄存器是一个同步时序电路，除具有移位寄存器是一个同步时序电路，除具有存放存放数数 码的功能外，还具有将数码码的功能外，还具有将数码移
15、位移位的功能，即在时钟的功能，即在时钟CP 作用下，能够把寄存器中存放的数码作用下，能够把寄存器中存放的数码依次左移或右移。依次左移或右移。沦辨墅沟赚瞄烫义渺握枣扰谢熟羌侯框柒画毗税衰盅味困邓困珍综阅簧赦数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 下图为由下图为由4个个D触发器构成的触发器构成的4位左移的移位寄存器位左移的移位寄存器 由图可见：由图可见：Q1n+1=VI， Q2n+1=Q1n Q3n+1=Q2n，Q4n+1=Q3n 1D4 CI 1D4 CI 1D4 CI 1D4 CIQ4Q3Q2Q1输入 VICP 就实现了数码在移存脉
16、冲作用下，向左依位移存。就实现了数码在移存脉冲作用下，向左依位移存。 同理可构成同理可构成右移位寄存器右移位寄存器。10111111001011疫匡辕侣洪溢舱两攀姥俄揽诊疼赴谈琵坊调几汝奋凡适岗茵爆钮功莹骂旦数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 双向寄存器双向寄存器 同时具有左移和右移的功能，是左移还是右移取决于同时具有左移和右移的功能，是左移还是右移取决于 移存控制信号移存控制信号M。 如图所示如图所示 由图可写出各级由图可写出各级D触发器的状态转移方程：触发器的状态转移方程： Q4n+1=AM+MQ3n 其中，其中，A为右移输
17、入数码为右移输入数码 Q3n+1=MQ4n+MQ2n B为左移输入数码为左移输入数码 Q2n+1=MQ3n+MQ1n Q1n+1=MQ2n+MB 糙抚警顿弹幽汝存逗蕾捡盖颅报狈想瑟谱仲钵粮挑汞撂寨圆涝洗宽确椽囚数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 当当M=1时，时， Q4n+1=A Q3n+1=Q4n Q2n+1=Q3n Q1n+1=Q2n 因此，在移存脉冲因此，在移存脉冲CP作用下，实现作用下，实现右移右移移位寄存功能。移位寄存功能。 当当M=0时，时， Q4n+1=Q3n Q3n+1=Q2n Q2n+1=Q1n Q1n+1=B
18、 因此，在移存脉冲因此，在移存脉冲CP作用下，实现作用下，实现左移左移移位寄存功能。移位寄存功能。惊鸵赣巫咐鼎道芳讨凋节开悸矾钻至祟怒丽蛊靠专垮拨删庞帚奇梯蛤节悄数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 所以在双向移位寄存器中，我们可通过控制所以在双向移位寄存器中，我们可通过控制M的取的取值来完成左右移功能。在上例中，值来完成左右移功能。在上例中， M=1时，完成右移功能；时，完成右移功能； M=0时，完成左移功能。时，完成左移功能。宽靠肖译芥谩杉套画倪蝗葵弘狸嗣标挖酥炬嘿羚傅乖慈哲堑橱滁燎并嫂滁数字电路与逻辑设计第6章1120中规模
19、计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联1.移位寄存器的逻辑功能：移位寄存器的逻辑功能： 既能寄存数码，又能在时钟脉冲的作用下使既能寄存数码，又能在时钟脉冲的作用下使数码向高位或向低位移动数码向高位或向低位移动移位寄存器移位寄存器按移动方式分按移动方式分单向单向移位寄存器移位寄存器双向双向移位寄存器移位寄存器左左移位寄存器移位寄存器右右移位寄存器移位寄存器2. 移位寄存器的逻辑功能分类移位寄存器的逻辑功能分类蒜孩犬冈喻冈副湾塔姚项隧匿爹朔至史挠憨嘘溃桨擞胃丝杰工夫八皿盎逸数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联实
20、现数码串实现数码串并行转换并行转换 通常信息在线路上的传递是串行传送，而终通常信息在线路上的传递是串行传送，而终端的输入或输出往往是并行的，因而需对信号进行端的输入或输出往往是并行的，因而需对信号进行 串串并行转换并行转换或或并并串转换串转换。 移位寄存器的应用移位寄存器的应用并入并出、并入串出、串入并出、串入串出并入并出、并入串出、串入并出、串入串出煮狱蚀仑锭设靡待拄郝永蹿厕捻蛆檄垛疙申峭溢卤咳课窖袁靶挖魏浴塑椎数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联萧宣豁叮偷包糜故钻扬炯三稠联嗣骏霜念览蓉叹矾躬萍塞趁弦窍侯姨睛矫数字电路与逻辑设计
21、第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联移位寄存器的应用移位寄存器的应用并入并出数据寄存并入并出数据寄存并入串出多位数据共信道传输并入串出多位数据共信道传输串入并出共信道传输数据接收串入并出共信道传输数据接收串入串出数字延迟串入串出数字延迟可变长度移位寄存器可变长度移位寄存器谎请冀讲浑卯峪管氦莽稗崔重蹦邑戏味域沿叮峰训柏惋奔蛙恩杠盔彦蝴结数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联nA 、 串行转换成并行串行转换成并行n （5单位信息的串单位信息的串并转换电路）并转换电路） 组成组成：由两部分：由
22、两部分: 5位右移移位寄存器位右移移位寄存器, 5个与门组成的并行读出电路个与门组成的并行读出电路. 5单位信息单位信息：是由是由5位二进制数码组成一个信位二进制数码组成一个信 息的代码。息的代码。n并行读出脉冲必须在经过并行读出脉冲必须在经过5个移存脉冲后出个移存脉冲后出 现，并且和移存脉冲出现的时间错开。现，并且和移存脉冲出现的时间错开。追哭裁嗅铀咏氧陕掖秸爷筹胺卖问隙慨搁俯相氓吴宾邢煌谣砷扬墩身喻帐数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联1D CI 1D CI 1D CI 1D CI 1D CI 并行读出指令并行读出指令串行输入
23、移存脉冲移存脉冲CPD5D4D3D2 D1Q1Q2Q3Q4Q511001兽葬蓑惰赁岔琅溪咙腔棋融寄容曼现淳蹦艾猩吉赛挞陵我亏嫁淫布窘貉继数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联分析：假设串行输入的数码为分析：假设串行输入的数码为10011（左边先入）（左边先入） 序号 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 0 1 1 2 0 1 3 0 0 1 4 1 0 0 1 5 1 1 0 0 1并行输出 1 1 0 0 1 串串并行转换状态表并行转换状态表倚泰救淳栋痔篡越诊喻邱顾哩姐窝鹅习闯剂懒璃伟饲焉咖旧膳摇焊珊称戚数字电路与逻辑设计第6章1120
24、中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 波形：波形： 并行输出脉冲移存脉冲Q1Q2Q3Q4Q5110011001桩竖匿渍烙醚畅韦辊坚剁非华咋坍海默对汪赃宠癌勇员泌辈瞅酶止嗜哮庸数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联B 并行转换为串行并行转换为串行（输入是并行，输出是串行）（输入是并行，输出是串行） 组成：组成： 右移移位寄存器和输入电路右移移位寄存器和输入电路 分析：分析：由于是由于是D触发器，有触发器，有Qn+1=D 由于由于D1=MD11=MD11，D2= 因此在移存脉冲作用下，状态转移方程为：因此
25、在移存脉冲作用下，状态转移方程为： Q1n+1=MD11， Q2n+1=MD12 + Q1n Q3n+1=MD13 + Q2n， Q4n+1=MD14 + Q3n Q5n+1=MD15 + Q4n煌坐缘宦宗惹桐涅疯篇揣蛰慎莆瓜赢诣腥绝汉歼干骇捏弯梗倦档怕浸身迪数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 工作时工作时: (1)(1) RD首先清零，使所有触发器置首先清零，使所有触发器置0。 (2)(2)当并行取样脉冲当并行取样脉冲M=1时，在第一个移存脉冲时，在第一个移存脉冲 CP的作用下，输入信号的作用下，输入信号D11D15并行存入并
26、行存入 到各级触发器中。到各级触发器中。 (3)(3)存入以后并行取样脉冲存入以后并行取样脉冲M=0，在移存的脉冲，在移存的脉冲 CP的作用下，实行右移移存功能，从的作用下，实行右移移存功能，从Q5端输端输 出串行数码。出串行数码。翁披猾枪慕咸倚恐酷脱候熄茸印枪尚陪熟耪擒迭摩班荆珠躯糙辊仕姐肛史数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联假设假设 输入的输入的5位数码为位数码为11001（Q1Q5），），第二组为第二组为10101。5单位数码并单位数码并串行转换状态转移表串行转换状态转移表 序号序号 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 0 0
27、0 0 0 0 1 1 1 0 0 1（并入）（并入） 2 0 1 1 0 0串行输出串行输出 3 0 0 1 1 0 4 0 0 0 1 1 5 0 0 0 0 1 6 1 0 1 0 1（并入）（并入）M=1M=1M=0屎辕阎别超考芥锄柜鳖蔬柳麻胆隔涝蓟垮纬菲顽淫根气科妹起恰瑶甩龙纱数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 波形：波形：RDCP并行取样Q1Q2Q3Q4Q51100100 0111234567891010011甜抓玖罚售出行桃复添昆资棠澡沫株崔姑中扦柑所芜房化讯鬼羞已近辽囊数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器
28、的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 注：并行取样脉冲注：并行取样脉冲M与与移存脉冲之间有一定的关系。移存脉冲之间有一定的关系。 若输入信号的位数为若输入信号的位数为N位，则由位，则由n级触发器构成移位寄存级触发器构成移位寄存器。器。 移存脉冲频率为移存脉冲频率为 ： fcp=n fm fcp为移存脉冲，为移存脉冲，fm并行取样脉冲频率，并行取样脉冲频率， M的脉冲宽度应比的脉冲宽度应比CP脉冲的宽。脉冲的宽。 移位寄存器用于脉冲节拍延迟。移位寄存器用于脉冲节拍延迟。 输入信号经过输入信号经过n级移位寄存器后才到达输出端，因此级移位寄存器后才到达输出端，因此 输出信号比输入
29、信号延迟了输出信号比输入信号延迟了n个移存脉冲周期，这样个移存脉冲周期，这样 就起到了节拍延迟的作用。延迟周期：就起到了节拍延迟的作用。延迟周期：td=ntcp。还可构成计数分频电路。还可构成计数分频电路。式席毫沏冗腮茎踏分寐绘沤阎氖囤情职皇鹰铲黔茸格柬薪向债滚瓮尖勋泞数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联3 集成移位寄存器集成移位寄存器 集成集成74LS195 首先看一下首先看一下195 内部电路构成（内部电路构成（189页）页） 及外部端口的作用。及外部端口的作用。 CR为为异步清异步清0端端 J，K为为 串行数据输入端串行数据
30、输入端 D0，D1，D2，D3为为并行数据输入端并行数据输入端。 SH/LD 为为 移位移位/置入控制置入控制 端端 筹妆魏董挠委蝶逮横神袖徐彰饲兔次秦妹噎灿掇厩卡戊揪廉锣仿安号晴慨数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联分析：分析： 根据根据D触发器的状态方程和激励函数，有触发器的状态方程和激励函数，有Q0n+1=SH/LD D0+SH/LD（JQ0n+KQ0n） Q1n+1=SH/LD D1+SH/LDQ0n Q2n+1=SH/LD D2+SH/LDQ1n Q3n+1=SH/LD D3+SH/LDQ2n 当当SH/LD=0时，即置
31、入功能时，有时，即置入功能时，有 Q0n+1=D0 Q1n+1=D1粱圃骆船色贪救榴闰笔扎镑慨洁疫涨旱知牡杰房拿注百纹襄铁肝惠犊渴裹数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 Q2n+1=D2 Q3n+1=D3 若若SH/LD=1，即右移功能时，有，即右移功能时，有 Q0n+1=J Q0+K Q0n Q1n+1=Q0n Q2n+1=Q1n Q3n+1=Q2n 74LS195的逻辑符号（书上的逻辑符号（书上190图图6214）督赢量侥那官凛漳电酝掖丝滋畜玻规灿粪打瞪睬妇僳陛碎份拈代茸蝶奶枷数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联
32、数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联74LS195的功能表的功能表 缎碰凉汉窍捞澳让虏芳炎讣练苍滩再炽党抄飞镊堡据值珠目唬守环麓枫徘数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 集成移位寄存器集成移位寄存器74LS195的应用的应用 a 串行串行并行转换并行转换 下图所示为下图所示为7位串行位串行-并行转换器并行转换器旗炯股痪足西挪针火曲素绩痹择漱诡拒抡晦仔貌接烘勃监粤促忘没光娜漱数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 J K D0 D1 D2 D3SH/LD C
33、R Q0 Q1 Q2 Q3 Q3 J K D0 D1 D2 D3SH/LD CR Q0 Q1 Q2 Q3 Q3 串输入行DI01 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 CR CP并行输出鸣契堂能姚料归薪渺毗初惕韵病阑皑帕本矾岿痘楼斗弯蛮稿疫载闺椎夹关数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联电路结构分析：电路结构分析： 串行输入数据串行输入数据DI加到片加到片的的J，K和和D0端。端。 片片的的D1端端接接0，作为，作为标志码标志码，片，片其余其余 的的D2，D3接接1。 片片的串行数据输入端的串行数据输入端J， K接片接片的的Q3
34、。 片片的输入端的输入端D0D3均接均接1。片。片的的Q3输出作输出作 片片和片和片的的SH/LD输入。输入。裁瞩脱戳磊央赁揉温盘郴蛤了财栋赊搀祖活柞疡脊熏蹲肪蛮珠年订禄龄贩数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联工作过程：工作过程： 器件通过器件通过CR清清0，使所有，使所有Q输出均为输出均为0， 包括片包括片的的Q3=0。由于此时片由于此时片Q3=0，使片，使片，片，片的的SH/LD 均为均为0，在第一个，在第一个CP上升沿到达时，两芯片均上升沿到达时，两芯片均 执行执行并行置入并行置入功能，使转换器总输出功能，使转换器总输出 “
35、Q0Q6”=“D0 011111”由于片由于片Q3=1，使，使SH/LD=1，在下一个，在下一个CP 上升沿到达时，执行右移寄存功能。使串行数上升沿到达时，执行右移寄存功能。使串行数 直驼暑岿矩傻助苯晃柜题嘶镜炔俱墨栓贿抠粤砸颇导写舶柞每藕锰杆复沁数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 数据的数据的D1移入寄存器，使总输出移入寄存器，使总输出 “D0D6”= “D1D0 01111”。 在在CP上升沿作用下，由于片上升沿作用下，由于片Q3=1，使电路，使电路 继续执行右移移位功能，串行输入数据逐个存继续执行右移移位功能，串行输入数据
36、逐个存 入到移位寄存器，直到入到移位寄存器，直到“Q0Q6”=“D6D0”。 这时标志码这时标志码0移到了片移到了片的的Q3，使，使SH/LD=0， 在下一在下一CP上升沿到达时，执行又一次的并行上升沿到达时，执行又一次的并行置入置入 功能，开始新的一组功能，开始新的一组7位数码的串位数码的串并开始。并开始。骋鹏拭这企毡到鼎咳挡陶攘拧扶客点挣毁硒裴够口棵侗辑彪财昭猿巨发吉数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联并行并行串行转换器串行转换器（书上页）（书上页）工作过程：工作过程：在在启动脉冲启动脉冲和时钟和时钟作用下，执行并作用下，执行
37、并行置入功能。片行置入功能。片。启动脉冲消失，在作用下，由于标志位启动脉冲消失，在作用下，由于标志位的存在，使门输出为，使得的存在，使门输出为，使得，执行右移移位寄存功能。，执行右移移位寄存功能。以后在移存脉冲作用，并行输入数据由片以后在移存脉冲作用，并行输入数据由片的的逐位串行输出，同时又不断地将片逐位串行输出，同时又不断地将片的串的串 行输入端，的数据移位寄存到寄存器。行输入端，的数据移位寄存到寄存器。头苟霸纪宜质贰职摇裙懒稍株苏囚么缀盈调惰炎咱列锦共喜坤伺肉憾宴誉数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联第个时：第个时：串出数据
38、(Q3)甄迈奠兵扬琉痢词领寂尘嚣任派戍鸳锁酸彩问凋阶蕊仲秋膝列攒盅惠黑霍数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 当第个脉冲到达后，片当第个脉冲到达后，片的的 ，片，片，的的 其余其余 输入端均为，门的输入全为输入端均为，门的输入全为 ，使，使 。 标志着这一组位并行输入数据转换结标志着这一组位并行输入数据转换结 束。同时在下一时钟作用下，执行下一组束。同时在下一时钟作用下，执行下一组 位数据的并行置入，进行下一组并行数据的位数据的并行置入，进行下一组并行数据的 并并串转换。串转换。悦缎饺傀斌旱执介霹翼厄刹哎陀冬酚撬史怂话领罢横淑费淳
39、翁挺忘没损痒数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联74LS194的功能表的功能表 0018L00117H10116001015111014D0D1D2D3D0D1D2D31113非上非上升沿升沿12000001D0D1D2D3右移右移DSR左移左移DSLMBMAQ0Q1Q2Q3并行并行输入入时钟脉冲脉冲CP串行串行输入入控制信号控制信号输 出出输 入入清清零零RD序序号号异步清零异步清零 同步置数同步置数低位向高位移动低位向高位移动(右移右移)高位向低位移动高位向低位移动(左移左移)保持保持虽裳农畅梳韭舀绽魁拒膀汐腾你筑觅蜘矣悲珐粒
40、骚撑忿碑遭贸灶找嚣悄脆数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联 按移存规律构成的任意模值计数分频按移存规律构成的任意模值计数分频器称为移存型计数器。常用的移存型器称为移存型计数器。常用的移存型计数器有计数器有 环形计数器环形计数器和和扭环计数器扭环计数器。用集成移位寄存器实现任意模值用集成移位寄存器实现任意模值 的计数分频的计数分频搁胯钙欢瞎庚搞笨礼薯酬撮罚茄竟磨狱揖吧凛燕苑昨榷耐配叹侨售撇嘘右数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联移位寄存器构成的同步移位计数器移位寄存器构
41、成的同步移位计数器 1. 环形计数器环形计数器 环形计数器的特点：环形计数器的特点： 电路简单，电路简单，N位移位寄存器可以计位移位寄存器可以计N个数，实现模个数，实现模N计数器。状态计数器。状态为为1的输出端的序号等于计数脉冲的个数，通常不需要译码电路。的输出端的序号等于计数脉冲的个数，通常不需要译码电路。3Q00001Q0010Q1Q010021000童掣雁烬溃智域虾烂绑挽截渴赡腋薛心蔑崖侩翟会奖澎鸭紊牺轩严仪产幢数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联1、环形计数器、环形计数器例例1 1：用：用CT1195CT1195构成构成M
42、=4 M=4 的环形计数器。的环形计数器。 态序表态序表 孵刃均力状捅妮沟语耪们混普翱狞坛连氖皮刘雁猎痕敛很姆勒碎褥枕宅脾数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联移位寄存器构成的移位计数器移位寄存器构成的移位计数器1. 环形计数器环形计数器3Q00001Q0010Q1Q010021000001101101100100101111110110110111010000011110101挠湍奠蜀寇涕宙批搭豺挛象伶需篡皱度变应笔洲殃养象糊双贬疲误制遵烷数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数
43、器的级联1、 环形计数器环形计数器1.1.电电路路除除了了有有效效计计数数循循环环外外，还还有有五五个个无效循环；无效循环；2.2.不能自启动不能自启动; ;3. 工工作作时时首首先先在在SH/LD加加启启动动信信号号进进行行预置预置.数仍祟拨宪禹伞毕怔沫振送遥帧崔搂渊瘩几飞攒饺湘跨阉拢磊秧籍肃咬脂数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联1、 环形计数器环形计数器1. 连接方法：连接方法：将将移移位位寄寄存存器器的的最最后后一一级级输输出出Q反反馈馈到到第第一一级级的、的、K输入端；输入端；2. 判断触发器个数判断触发器个数n ：计数
44、器的模为计数器的模为(n为所需移位寄存器的位为所需移位寄存器的位数数)额灾颖封围附墓谁傻掇干始菇虐菩秋说蝴杨疫虹嚎坑沪略避约藻钝贾散岛数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联2扭环形计数器扭环形计数器为了增加有效计数状态，扩大计数器的模，可用扭环形计数器。为了增加有效计数状态，扩大计数器的模，可用扭环形计数器。 一一般般来来说说，N位位移移位位寄寄存存器器可可以以组组成成模模2N的的扭扭环环形形计计数数器器，只只需需将将末级输出反相后，接到串行输入端。末级输出反相后，接到串行输入端。01011001001001001011101001
45、101101Q000110001QQ00003011002Q0011111001111111移位寄存器构成的移位计数器移位寄存器构成的移位计数器门冉板柬鞠克独糟拔挞蛮张灰洗眉惫三选轧插沟蝗酝祈疼飘极性路巴摘鸡数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联2 、 扭环形计数器扭环形计数器例例1 1： M=8 M=8 的的 扭环形计数器。扭环形计数器。 态序表态序表 Q0 Q1 Q2 Q 3 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1移位寄存器构成的移位计数器移
46、位寄存器构成的移位计数器颅巡孽息咙细恃骂铸皿汪中坊培自协拥株赡柬杏炭皆愈尾涅仁街房状粳瘪数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联1. 1. 电路除了有效计数循环外，还有一个电路除了有效计数循环外，还有一个无效循环无效循环; ;2. 2. 不能自启动不能自启动; ;3. 工作时首先在工作时首先在R加启动信号进行清零加启动信号进行清零.2、 扭环形计数器扭环形计数器遁舅柒坟蔬渤粉盾镭造柴乃优墙京裸酿垛啡咖昨基凯空睹虚付暇傣瓢臭缸数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联1. 连接方
47、法：连接方法：将将移移位位寄寄存存器器的的最最后后一一级级输输出出Q经经反反相相器器后后反反馈到第一级的、馈到第一级的、K输入端输入端;2. 判断触发器个数判断触发器个数n ：计数器的模为计数器的模为2n (n为移位寄存器的位数为移位寄存器的位数)2、 扭环形计数器扭环形计数器噶死峦笼佛挟亲茬挨怠烩煤拆羌叶肢蒜庭隶翅诊泼垒陀翼鼎偷佳胰悔赢袋数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联3移位计数器的设计移位计数器的设计移位计数器必定存在非工作循环移位计数器必定存在非工作循环无无论论环环形形或或扭扭环环形形移移位位计计数数器器，自自启启动动电
48、路设计均只改变第一级输入端电路设计均只改变第一级输入端01011001001001001011101001101101Q000110001QQ00003011002Q0011111001111111移移位位计计数数器器的的设设计计主主要要是是自自启启动动设设计计：选选定定工工作作循循环环并并使使移移位位计计数数器器自自动动工工作作于工作循环中于工作循环中可以选择的自启动方案分别是：可以选择的自启动方案分别是：鱼馏选见仗彩喘亚搐沥馋疚赖罚瓮想藤娩葛损某春雕夸乞民台欲禁蜜谢诽数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联例例6-12：应用：应用
49、4位移位寄存器位移位寄存器74195 ， 实现模实现模12同步计数。同步计数。 小结：用小结：用74195构成其余不同模值时，结构构成其余不同模值时，结构 不变，只需改变不变，只需改变 并行输入数据即可。并行输入数据即可。嘶鸵森负截膨溪接淹迈左耻艘糠晶倍拜邱凋呈识墨牛抖腮狭谢苗珐蝎望院数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联例：应用移位寄存器和译码器可以构成例：应用移位寄存器和译码器可以构成程序计数分频器。程序计数分频器。掂舵斧武阔寄窿迟箭幕偷盎恤迷碎烈引甭峰玖汹慌择棘帽荡碟恩鼠岳榷陛数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联
50、数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联任意模计数的实现方式一般性讨论同步计数器：控制各级的T端异步计数器：控制各级的CP端移位计数器：控制第一级的移入输入端基于触发器设计，可以对相应端进行操作反馈置数法反馈清零法具有置数或清零端的触发器、集成计数器哲待搏霜厦垄呀睫橱锄洁禽翘但票肄拨杏堂蒋榔递努掷尽坚勿补蓖控终期数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联本章小结 本章主要讨论了几种常用的时序模块，如本章主要讨论了几种常用的时序模块，如寄存器、移位寄存器寄存器、移位寄存器计数器计数器等。等。 移位寄存器分为左移、右移及双向移动等
51、。移位寄存器分为左移、右移及双向移动等。 计数器可分为同步、异步两种；同步计数计数器可分为同步、异步两种；同步计数器的工作频率高，异步计数器的电路简单。器的工作频率高，异步计数器的电路简单。岁奶宙乐劝颅哲钧泼毖啥亏蝎丝校藤栖坍抉惰沃屈盲注柠胃费疤控蜀暴呜数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联本章重点难点重点：重点：1. 会识别中规模时序模块的功能；会识别中规模时序模块的功能；2. 熟悉其功能扩展；熟悉其功能扩展；3. 具备应用时序模块及组合模块构成给定逻辑功能电具备应用时序模块及组合模块构成给定逻辑功能电路的能力。路的能力。难点：难点：灵活运用模块设计复杂逻辑功能电路。灵活运用模块设计复杂逻辑功能电路。榴平盏茹讣围扇灵滇叙禾捆煞烷附锑旋跑绵辰睛濒矽悬扼堂击烬列蒜嘛镊数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联数字电路与逻辑设计第6章1120中规模计数器的级联
