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1、第五章 时序逻辑电路时序逻辑电路:电路的输出不但和输入有关,还和电路的初始状态有关。5.1 时序电路的分析方法1.写方程式包括时钟方程、驱动方程、输出方程2.写状态方程3.进行状态计算4.画状态图5.2 计数器计数器:能对脉冲进行计数的电路。计数器的分类:一、同步计数器1.同步二进制计数器1)写方程式时钟方程:CP0=CP1=CP2=CP3=CP驱动方程: J0=K0=1J1=K1=Q0J2=K2=Q0Q1 J3=K3=Q0Q1Q2输出方程:C= Q0Q1Q2Q32)写状态方程3)状态计算以Q3Q2Q1Q0的顺序.J1=K1=Q0J2=K2=Q0Q1 J3=K3=Q0Q1Q2001000110
2、10001010110011110001001101010111100110111101111/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/1000000012.同步十进制计数器1)写方程式时钟方程:CP0=CP1=CP2=CP3=CP驱动方程: J0=K0=1J1=Q0Q3 K1=Q0J2=K2=Q0Q1 J3=Q0Q1Q2 K3=Q0输出方程:C= Q0Q32)写状态方程J1=Q0Q3 K1=Q0J2=K2=Q0Q1 J3=Q0Q1Q2 K3=Q03)状态计算,画状态图以Q3Q2Q1Q0的顺序,从0000开始。0010001101000101/0/0/0/0/0011001
3、111000/0/0/0/0/1100111101111/0/110101011/0/111001101/0/100000001有效状态:计数电路用到的计数状态;无效状态:计数电路没用到的状态;有效循环;由有效状态构成的循环;无效循环:由无效状态构成的循环;自启动:电路由于干扰等原因处于无效状态后,经过若干个CP脉冲,能回到有效循环的话,称电路能够自启动。作业:P153 5-7、5-9三、异步计数器1.异步二进制计数器(1)时钟方程CP1=CP;CP2=Q1;CP3=Q2(2)状态方程(3)状态计算(以Q3Q2Q1的顺序)000001010011100101110111(4)波形图2.异步十进
4、制计数器(1)时钟方程CP1=CP;CP2=CP4=Q1;CP3=Q2驱动方程:J1=K1=1;J2= K2=1;J3=K3=1; J4=Q2Q3 K4=1(2)状态方程0010001101000101011001111000100111101111101010111100110100000001(3)状态计算(以Q4Q3Q2Q1的顺序)3.异步N进制计数器000001010011100101110111三、中规模集成计数器1.同步二进制计数器74LS161(1)74160的管脚及功能介绍CTPCTTCP Q3 Q2 Q1 Q00111101110101 0 0 0 0 D3 D2 D1 D0
5、 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 加法计数 74161功能表为为清零端,低电平有效清零端,低电平有效为置数控制端,低电平有效为置数控制端,低电平有效CTP,CTT 为计数使能端,高电平有效为计数使能端,高电平有效(2)74161的应用清零法(异步)Q3Q2Q1Q0CRLDCTT74LS161&CTP“1”“1”“1”(a)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 11 0 1 01 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 0Q3Q2Q1Q0(b)持续一个时钟周期,持续一个时钟周期,只能算一个状态只能算一个状态构成了十进制计数器置
6、数法(从全零开始计数,同步)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 1 1 0Q3Q2Q1Q00 1 0 00 0 1 10 1 0 1(b)Q3Q2Q1Q074LS161LDCTTCTPCPD3D2D1D0CR&“1”11(a)构成七进制计数器置数法(从预置数开始计数至全1,同步)0 1 1 11 0 0 01 0 0 11 1 1 0Q3Q2Q1Q01 1 0 01 0 1 11 1 0 1(b)1 0 1 01 1 1 1Q3Q2Q1Q0COCPD3D2D1D0LD1(a)“0”“1”“1” “1”构成九进制计数器2. 同步十进制计数器74LS1603. 异步计数器74LS290
7、类型 型 号 功 能 计数器 746874LS90 74LS92 74LS9374LS16074LS161双十进制计数器十进制计数器十二分频计数器4位二进制计数器同步十进制计数器4位二进制同步计数器(异步清除) 类型 型 号 功 能 计数器74LS16274LS16374LS16874LS16974LS19074LS19174LS19274LS19374LS19674LS197十进制同步计数器(同步清除) 4位二进制同步计数器(同步清除)可预置制十进制同步加/减计数器可预置4位二进制同步加/减计数器可预置十进制同步加/减计数器可预置制4位二进制同步加/减计数器可预置十进制同步加/减计数器(双时
8、钟)可预置4位二进制同步加/减计数器(双时钟)可预置十进制计数器可预置二进制计数器 类型 型 号 功 能 计数器74LS29074LS29374LS39074LS39374LS49074LS56874LS56974LS66874LS669十进制计数器4 位二进制计数器双4位十进制计数器双4位二进制计数器(以不清楚)双4位十进制计数器可预置十进制同步加/减计数器(三态)可预置二进制同步加/减计数器(三态)十进制同步加/减计数器二进制同步加/减计数器 类型 型 号 功 能 计数器74LS69074LS69174LS69274LS69374LS69674LS69774LS69874LS699可预置十
9、进制同步计数器/寄存器(直接清除、三态)可预置二进制同步计数器/寄存器(直接清除、三态)可预置十进制同步计数器/寄存器(同步清除、三态)可预置二进制同步计数器/寄存器(同步清除、三态)十进制同步加/减计数器(三态、直接清除)二进制同步加/减计数器(三态、直接清除)十进制同步加/减计数器(三态、同步清除)二进制同步加/减计数器(三态、同步清除)7.4 寄存器和移位寄存器一、寄存器其功能是接受、存储和输出数据,主要由触发器和控制门组成。n个触发器可以储存n位二进制数据。数据寄存器按其接受数据的方式又分为双拍式和单拍式两种。 双拍三位数据寄存器电路单拍四位数据寄存器电路二、移位寄存器移位寄存器除了接
10、受、存储、输出数据以外,同时还能将其中寄存的数据按一定方向进行移动。移位寄存器有单向和双向移位寄存器之分。 1. 单向移位寄存器右移位寄存器 CP输入数据D右移移位寄存器输出Q3Q2Q1Q0000000111000200100311010411101状态表波形图2. 双向移位寄存器3. 移位寄存器的应用(1)构成环形计数器CDF3QQ2SDRDCDF2QSDRDCDF1QSDRDQ1CDF0QSDRDQ0CPQ3(a)0100100000010010000011110011011011001001010110100111111011011011(2)构成扭环形计数器CDF3QQCDF2QCDF
11、1QCDF0QCP(a)(b)Q3Q2Q1Q00 0 0 00 0 0 10 0 1 10 1 1 11 1 1 11 1 1 01 0 0 01 1 0 0三、中规模集成计数器1.同步二进制计数器74LS161(1)74160的管脚及功能介绍CTPCTTCP Q3 Q2 Q1 Q00111101110101 0 0 0 0 D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 加法计数 74161功能表为为清零端,低电平有效清零端,低电平有效为置数控制端,低电平有效为置数控制端,低电平有效CTP,CTT 为计数使能端,高电平有效为计数使能端,高电平有效(2)74161的应用清零法Q3Q2Q1Q0CRLDCTT74LS161&CTP“1”“1”“1”(a)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 11 0 1 01 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 0Q3Q2Q1Q0(b)持续一个时钟周期,持续一个时钟周期,只能算一个状态只能算一个状态构成了十进制计数器置数法(从全零开始计数)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 1 1 0Q3Q2Q1Q00 1 0 00 0 1 10 1 0 1(b)Q3Q2Q1Q074LS161LDCTTCTPCPD3D2D1D0CR&“1”11(a)构成七进制计数器