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1、来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载典型的时序逻辑电路的安装与调试典型的时序逻辑电路的安装与调试情境任务目录情境任务目录任务三任务三来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载1 1能分析、设计和制作典型的时序逻辑电路。能分析、设计和制作典型的时序逻辑电路。2 2能设计和制作寄存器、顺序脉冲发生器电路能设计和制作寄存器、顺序脉冲发生器电路3 3用仪器仪表测试典型的时序逻辑电路。用仪器仪表测试典型的时序逻辑电路。4 4分析和仿真典型的时序逻辑电路。分析和仿真典型的时序逻辑电路。5 5编写文档记录常用集成逻辑门电路的学习过程和测试结编写文档记录常用集成逻辑门电路的学习过程和
2、测试结果。（一组交一份）果。（一组交一份）6 6相互交流和学习。相互交流和学习。任务目标与要求任务目标与要求来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载任务三目录任务三目录任务技能训练任务技能训练任务基础知识任务基础知识来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载学习要点：学习要点：时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法寄存器的逻辑功能和使用方法寄存器的逻辑功能和使用方法计数器等中规模集成电路的逻辑功能和使用方法计数器等中规模集成电路的逻辑功能和使用方法任务基础知识任务基础知识来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载任务基础知识一任务基础知识一时序逻辑电路的分
3、析方法时序逻辑电路的分析方法一、时序电路的特点一、时序电路的特点时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻的时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载二、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 时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态图、时序图和逻辑图6种方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。逻辑表达式有：输出方程状态方程激励方程来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载三、时序电路的分类三、时序电路
4、的分类 （1） 根据时钟分类根据时钟分类 同步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲相同，即电路中有同步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲相同，即电路中有一个统一的时钟脉冲，每来一个时钟脉冲，电路的状态只改变一一个统一的时钟脉冲，每来一个时钟脉冲，电路的状态只改变一次。次。 异步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲不同，即电路中没异步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲不同，即电路中没有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化，电路状态改变时，电有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化，电路状态改变时，电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行的。路中要更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行的。 （2）根据
5、输出分类根据输出分类 米利型时序电路的输出不仅与现态有关，而且还决定于电路米利型时序电路的输出不仅与现态有关，而且还决定于电路当前的输入。当前的输入。 莫尔型时序电路的输出仅决定于电路的现态，与电路当前的莫尔型时序电路的输出仅决定于电路的现态，与电路当前的输入无关；或者根本就不存在独立设置的输出，而以电路的状态输入无关；或者根本就不存在独立设置的输出，而以电路的状态直接作为输出。直接作为输出。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载电路图电路图时钟方程、时钟方程、驱动方程和驱动方程和输出方程输出方程状态方程状态方程状态图、状态图、状态表或状态表或时序图时序图判断电路判断电路逻辑功能
6、逻辑功能1235计算计算4四、时序电路的分析方法与步骤四、时序电路的分析方法与步骤观看分析讲解观看分析讲解来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载分析实例分析实例分析实例分析实例1 1时钟方程：输出方程：输出仅与电路现态有关，为莫尔型时序电路。同步时序电路的时钟方程可省去不写。驱动方程：1写写方方程程式式分析电路逻辑功能分析电路逻辑功能分析电路逻辑功能分析电路逻辑功能来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载2求状态方程求状态方程JK触发器的特征方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3计算、列状态表计算、列
7、状态表0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 10 1 11 0 11 1 10 0 00 1 01 0 01 1 000001100来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载4画状态图、时序图画状态图、时序图状态图状态图来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载5电电路路功功能能时时序序图图有效循环的6个状态分别是05这6个十进制数字的格雷码，并且在时钟脉冲CP的作用下，这6个状态是按递增规律变化的，即：000001011111110100000所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。当对第6个脉冲计数时，计数器又重
8、新从000开始计数，并产生输出Y1。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载输出方程：输出与输入有关，为米利型时序电路。同步时序电路，时钟方程省去。驱动方程：1写写方方程程式式分析实例分析实例分析实例分析实例2 2 2 2分析电路逻辑功能分析电路逻辑功能分析电路逻辑功能分析电路逻辑功能来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载2求状态方程求状态方程T触发器的特征方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3计算、列状态表计算、列状态表来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载45电电路路功功能能由状态图
9、可以看出，当输入X 0时，在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状态按递增规律循环变化，即：0001101100当X1时，在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状态按递减规律循环变化，即：0011100100可见，该电路既具有递增计数功能，又具有递减计数功能，是一个2位二进制同步可逆计数器。画画状状态态图图时时序序图图来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载电路没有单独的输出，为莫尔型时序电路。异步时序电路，时钟方程：驱动方程：1写写方方程程式式分析实例分析实例分析实例分析实例3 3 3 3分析电路逻辑功能分析电路逻辑功能分析电路逻辑功能分析电路逻辑功能来自来自 中国最大的资料库下载中国
10、最大的资料库下载2求状态方程求状态方程D触发器的特征方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3计算、列状态表计算、列状态表来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载45电路功能电路功能由状态图可以看出，在时钟脉冲CP的作用下，电路的8个状态按递减规律循环变化，即：000111110101100011010001000电路具有递减计数功能，是一个3位二进制异步减法计数器。画状态图、时序图画状态图、时序图分析实例分析实例分析实例分析实例观看教材例观看教材例- -讲解演示讲解演示来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库
11、下载本节小结 时时序序电电路路的的特特点点是是：在在任任何何时时刻刻的的输输出出不不仅仅与与输输入入有有关关，而而且且还还决决定定于于电电路路原原来来的的状状态态。为为了了记记忆忆电电路路的的状状态态，时时序序电电路路必必须须包包含含有有存存储储电电路路。存存储储电电路路通通常常以以触触发发器器为为基基本本单单元元电电路构成。路构成。 时时序序电电路路可可分分为为同同步步时时序序电电路路和和异异步步时时序序电电路路两两类类。它它们们的的主主要要区区别别是是，前前者者的的所所有有触触发发器器受受同同一一时时钟钟脉脉冲冲控控制制，而而后后者的各触发器则受不同的脉冲源控制。者的各触发器则受不同的脉冲
12、源控制。 时时序序电电路路的的逻逻辑辑功功能能可可用用逻逻辑辑图图、状状态态方方程程、状状态态表表、卡卡诺诺图图、状状态态图图和和时时序序图图等等6 6种种方方法法来来描描述述，它它们们在在本本质质上上是是相相通的，可以互相转换。通的，可以互相转换。时序电路的分析，就是由逻辑图到状态图的转换。时序电路的分析，就是由逻辑图到状态图的转换。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载任务基础知识二任务基础知识二寄存器寄存器 在数字电路中，用来存放二进制数据或代码的电路称为寄存在数字电路中，用来存放二进制数据或代码的电路称为寄存器。器。 寄寄存存器器是是由由具具有有存存储储功功能能的的触触发
13、发器器组组合合起起来来构构成成的的。一一个个触触发发器器可可以以存存储储1位位二二进进制制代代码码，存存放放n位位二二进进制制代代码码的的寄寄存存器器，需需用用n个触发器来构成。个触发器来构成。 按按照照功功能能的的不不同同，可可将将寄寄存存器器分分为为数数码码寄寄存存器器和和移移位位寄寄存存器器两两大大类类。数数码码寄寄存存器器只只能能并并行行送送入入数数据据，需需要要时时也也只只能能并并行行输输出出。移移位位寄寄存存器器中中的的数数据据可可以以在在移移位位脉脉冲冲作作用用下下依依次次逐逐位位右右移移或或左左移移，数数据据既既可可以以并并行行输输入入、并并行行输输出出，也也可可以以串串行行输
14、输入入、串串行行输输出出，还还可可以以并并行行输输入入、串串行行输输出出，串串行行输输入入、并并行行输输出出，十十分分灵活，用途也很广。灵活，用途也很广。一、寄存器的功能和分类一、寄存器的功能和分类来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载二、数码寄存器二、数码寄存器1. 单拍工作方式的数码寄存器单拍工作方式的数码寄存器 无论寄存器中原来的内容是什么，只要送数控制时钟脉冲CP上升沿到来，加在并行数据输入端的数据D0D3，就立即被送入进寄存器中，即有：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载2. 双拍工作方式基本寄存器双拍工作方式基本寄存器（1）清零。CR=0，异步清零。即
15、有：（2）送数。CR=1时，CP上升沿送数。即有：（3）保持。在CR=1、CP上升沿以外时间，寄存器内容将保持不变。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载观看寄存器讲解观看寄存器讲解1 2 3 45 6 7109814 13 12 111516171819201Q 1D 2D 2Q 3Q 3D 4D 4Q GND输出输出控制控制时钟时钟VCC5D6D7D8D5Q6Q7Q8Q 74LS374低电平低电平有效有效正边沿正边沿触发触发八八D寄存器寄存器 ：三态输出：三态输出共输出控制共输出控制共时钟共时钟来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载三、移位寄存器三、移位寄存器
16、所谓所谓“移位移位”，就是将寄存器所存各位数据，在，就是将寄存器所存各位数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根根据移位方向据移位方向，常把它分成三种：，常把它分成三种：寄存器寄存器左移左移(a)寄存器寄存器右移右移(b)寄存器寄存器双向双向移位移位(c)来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载根据移位数据的输根据移位数据的输入输出方式入输出方式，又，又可将它分为四种：可将它分为四种：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入并出串串行输行输入入串
17、串行输行输出出串串行输行输入入并并行输行输出出并并行输行输入入串串行输行输出出并并行输行输入入并并行输行输出出：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载1.单向移位寄存器单向移位寄存器并行输出4位右移移位寄存器时钟方程：驱动方程：状态方程：观看右移寄存器讲解观看右移寄存器讲解来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载并行输出4位左移移位寄存器时钟方程：驱动方程：状态方程：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载单向移位寄存器具有以下主要特点：单向移位寄存器具
18、有以下主要特点： （1）单向移位寄存器中的数码，在CP脉冲操作下，可以依次右移或左移。 （2）n位单向移位寄存器可以寄存n位二进制代码。n个CP脉冲即可完成串行输入工作，此后可从Q0Qn-1端获得并行的n位二进制数码，再用n个CP脉冲又可实现串行输出操作。 （3）若串行输入端状态为0，则n个CP脉冲后，寄存器便被清零。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载2.双向移位寄存器双向移位寄存器M=0时右移M=1时左移来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3.集成双向集成双向移位寄存器移位寄存器74LS194来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载集成移位寄存器
19、简介集成移位寄存器简介并行输入并行输出并行输入并行输出 ( 双向双向 )74LS194、74LS198、74LS299，等。等。并行输入串行输出并行输入串行输出 74LS165、74LS166，等。等。串行输入并行输出串行输入并行输出 74LS164，等。等。串行输入串行输出串行输入串行输出 74LS91，等。等。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载四、寄存器的应用四、寄存器的应用1.环形计数器环形计数器结构特点结构特点结构特点结构特点即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输入端D0。工工工工作作作作原原原原理理理理根据起始状态设置的不同，在输入计数脉冲CP的作用下，环形计数
20、器的有效状态可以循环移位一个1，也可以循环移位一个0。即当连续输入CP脉冲时，环形计数器中各个触发器的Q端或Q非端，将轮流地出现矩形脉冲。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载能自启动的能自启动的4位环形计数器位环形计数器状状状状态态态态图图图图来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载由由74LS19474LS194构构成的能自启动成的能自启动的的4 4位环形计位环形计数器数器时时时时序序序序图图图图来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载2.扭环形计数器扭环形计数器结构特点结构特点结构特点结构特点状状状状态态态态图图图图即将FFn-1的输出Qn-1接到F
21、F0的输入端D0。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载能自启动的能自启动的4位扭环形计数器位扭环形计数器来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载本节小结寄寄存存器器是是用用来来存存放放二二进进制制数数据据或或代代码码的的电电路路，是是一一种种基基本本时时序序电电路路。任任何何现现代代数数字字系系统统都都必必须须把把需需要要处处理理的的数数据据和和代代码码先先寄寄存起来，以便随时取用。存起来，以便随时取用。寄寄存存器器分分为为基基本本寄寄存存器器和和移移位位寄寄存存器器两两大大类类。基基本本寄寄存存器器的的数数据据只只能能并并行行输输入入、并并行行输输出出。移移位位寄
22、寄存存器器中中的的数数据据可可以以在在移移位位脉脉冲冲作作用用下下依依次次逐逐位位右右移移或或左左移移，数数据据可可以以并并行行输输入入、并并行行输输出出，串串行行输输入入、串串行行输输出出，并并行行输输入入、串串行行输输出出，串串行行输输入入、并并行行输输出。出。寄寄存存器器的的应应用用很很广广，特特别别是是移移位位寄寄存存器器，不不仅仅可可将将串串行行数数码码转转换换成成并并行行数数码码，或或将将并并行行数数码码转转换换成成串串行行数数码码，还还可可以以很很方方便便地构成移位寄存器型计数器和顺序脉冲发生器等电路。地构成移位寄存器型计数器和顺序脉冲发生器等电路。来自来自 中国最大的资料库下
23、载中国最大的资料库下载任务基础知识三任务基础知识三计数器计数器在数字电路中，能够记忆输入脉冲个数的电路称为计数器。在数字电路中，能够记忆输入脉冲个数的电路称为计数器。计计数数器器二进制计数器二进制计数器十进制计数器十进制计数器N进制计数器进制计数器加法计数器加法计数器同步计数器同步计数器异步计数器异步计数器减法计数器减法计数器可逆计数器可逆计数器加法计数器加法计数器减法计数器减法计数器可逆计数器可逆计数器二进制计数器二进制计数器十进制计数器十进制计数器N进制计数器进制计数器一、计数器的功能和分类一、计数器的功能和分类来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载二、二进制计数器二、二进制
24、计数器1.同步二进制计数器同步二进制计数器3位同步二进制加法计数器位同步二进制加法计数器选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。状态图输出方程：时钟方程：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载时序图FF0每输入一个时钟脉冲CP翻转一次FF1在Q0=1时，在下一个CP触发沿到来时翻转。FF2在Q0=Q1=1时，在下一个CP触发沿到来时翻转。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载电路图由于没有无效状态，电路能自启动。推广到n位同步二进制加法计数器驱动方程输出方程来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3位同步二进制减法计数器位同
25、步二进制减法计数器选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。状态图输出方程：时钟方程：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载时序图FF0每输入一个时钟脉冲CP翻转一次FF1在Q0=0时，在下一个CP触发沿到来时翻转。FF2在Q0=Q1=0时，在下一个CP触发沿到来时翻转。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载电路图由于没有无效状态，电路能自启动。推广到n位同步二进制减法计数器驱动方程输出方程来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3位同步二进制可逆计数器位同步二进制可逆计数器设用U/D表示加减控制信号，且U/D0时作加计数，U
26、/D 1时作减计数，则把同步二进制加法计数器的驱动方程和U/D相与，把减法计数器的驱动方程和U/D相与，再把二者相加，便可得到同步二进制可逆计数器的驱动方程。输出方程来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载电路图来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载4 4位集成同步二进制加法计数器位集成同步二进制加法计数器74LS161/16374LS161/163CR=0时异步清零。CR=1、LD=0时同步置数。CR=LD=1且CPT=CPP=1时，按照4位自然二进制码进行同步二进制计数。CR=LD=1且CPTCPP=0时，计数器状态保持不变。74LS16374LS16374LS1
27、6374LS163的引脚排列和的引脚排列和的引脚排列和的引脚排列和74LS16174LS16174LS16174LS161相同，不同之相同，不同之相同，不同之相同，不同之处是处是处是处是74LS16374LS16374LS16374LS163采用同步清零方式。采用同步清零方式。采用同步清零方式。采用同步清零方式。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载双双4 4位集成同步二进制加法计数器位集成同步二进制加法计数器CC4520CC4520CR=1时，异步清零。CR=0、EN=1时，在CP脉冲上升沿作用下进行加法计数。CR=0、CP=0时，在EN脉冲下降沿作用下进行加法计数。CR=0、
28、EN=0或CR=0、CP=1时，计数器状态保持不变。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载4 4位集成同步二进制可逆计数器位集成同步二进制可逆计数器74LS19174LS191U/D是加减计数控制端；CT是使能端；LD是异步置数控制端；D0D3是并行数据输入端；Q0Q3是计数器状态输出端；CO/BO是进位借位信号输出端；RC是多个芯片级联时级间串行计数使能端，CT0，CO/BO1时，RCCP，由RC端产生的输出进位脉冲的波形与输入计数脉冲的波形相同。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载4 4位集成同步二进制可逆计数器位集成同步二进制可逆计数器74LS19374LS
29、193CR是异步清零端，高电平有效；是异步清零端，高电平有效；LD是异步置数端，低电平有效；是异步置数端，低电平有效；CPU是加法是加法计数脉冲输入端；计数脉冲输入端；CPD是减法计数脉冲输入端；是减法计数脉冲输入端； D0D3是并行数据输入端；是并行数据输入端；Q0Q3是计数器状态输出端；是计数器状态输出端； CO是进位脉冲输出端；是进位脉冲输出端；BO是借位脉冲输出端；多是借位脉冲输出端；多个个74LS193级联时，只要把低位的级联时，只要把低位的CO端、端、BO端分别与高位的端分别与高位的CPU、CPD连接起连接起来，各个芯片的来，各个芯片的CR端连接在一起，端连接在一起，LD端连接在一
30、起，就可以了。端连接在一起，就可以了。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载2.异步二进制计数器异步二进制计数器3位异步二进制加法计数器位异步二进制加法计数器状态图选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。输出方程：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载时钟方程：时序图FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次，FF1在Q0由1变0时翻转，FF2在Q1由1变0时翻转。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3个JK触发器都是在需要翻转时就有下降沿，不需要翻转时没有下降沿，所以3个触发器都应接成T型。驱动方程：电路图来自来自 中国最大的
31、资料库下载中国最大的资料库下载3位异步二进制减法计数器位异步二进制减法计数器状态图选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。输出方程：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载时钟方程：时序图FF0每输入一个时钟脉冲翻转一次，FF1在Q0由0变1时翻转，FF2在Q1由0变1时翻转。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3个JK触发器都是在需要翻转时就有下降沿，不需要翻转时没有下降沿，所以3个触发器都应接成T型。驱动方程：电路图来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载异步二进制计数器异步二进制计数器级间连接规律级间连接规律来自来自
32、 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载4 4位集成异步二进制加法计数器位集成异步二进制加法计数器74LS19774LS197CR=0时异步清零。CR=1、CT/LD=0时异步置数。CR=CT/LD=1时，异步加法计数。若将输入时钟脉冲CP加在CP0端、把Q0与CP1连接起来，则构成4位二进制即16进制异步加法计数器。若将CP加在CP1端，则构成3位二进制即8进制计数器，FF0不工作。如果只将CP加在CP0端，CP1接0或1，则形成1位二进制即二进制计数器。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载4个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2 、FF3表示。 三、三
33、、 十进制计数器十进制计数器1.同步十进制加法计数器同步十进制加法计数器时钟方程：电路图来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载各触发器的驱动方程：JK触发器的特征方程：将驱动方程代入,得到各触发器的状态方程：输出方程：来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载将无效状态10101111分别代入状态方程进行计算，可以验证在CP脉冲作用下都能回到有效状态，电路能够自启动。状态图功能描述：功能描述： 由状态图可知，该电路是一个同步十进制加法计数器由状态图可知，该电路是一个同步十进制加法计数器来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载状态图.同步十进制减法计数器同步十
34、进制减法计数器来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载同步十进制可逆计数器同步十进制可逆计数器集成同步十进制计数器集成同步十进制计数器集成同步十进制加法计数器74160、74162的引脚排列图、逻辑功能示意图与74161、74163相同，不同的是，74160和74162是同步十进制加法计数器，而74161和74163是4位同步二进制（16进制）加法计数器。此外，74160和74162的区别是，74160采用的是异步清零方式，而74162采用的是同步清零方式。74190是单时钟集成同步十进制可逆计数器，其引脚排列图和逻辑功能示意图与74191相同。74192是双时钟集成同步十进制可逆
35、计数器，其引脚排列图和逻辑功能示意图与74193相同。把前面介绍的十进制加法计数器和十进制减法计数器用与或门组合起来，并用U/D作为加减控制信号，即可获得同步十进制可逆计数器。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载.异步十进制加法计数器异步十进制加法计数器状态图来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载集集成成异异步步十十进进制制计计数数器器74L74LS90S90来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载四、四、N进制计数器进制计数器1.用同步清零端或置数端归零构成N进置计数器2.2.用异步清零端或置数用异步清零端或置数端归零构成端归零构成N进置进置计数器（
36、1）写写出出状状态态SN-1的的二二进进制制代码。代码。（2）求求归归零零逻逻辑辑，即即求求同同步步清清零零端端或或置置数数控控制制端端信信号号的逻辑表达式。的逻辑表达式。（3）画连线图。）画连线图。（1）写写出出状状态态SN的的二二进进制制代代码。码。（2）求求归归零零逻逻辑辑，即即求求异异步步清清零零端端或或置置数数控控制制端端信信号号的的逻辑表达式。逻辑表达式。（3）画连线图。）画连线图。 利用集成计数器的清零端和置数端实现归零，从而构成按利用集成计数器的清零端和置数端实现归零，从而构成按自然态序进行计数的自然态序进行计数的N进制计数器的方法。进制计数器的方法。 在在前前面面介介绍绍的的
37、集集成成计计数数器器中中，清清零零、置置数数均均采采用用同同步步方方式式的的有有74LS163；均均采采用用异异步步方方式式的的有有74LS193、74LS197、74LS192；清清零零采采用用异异步步方方式式、置置数数采采用用同同步步方方式式的的有有74LS161、74LS160；有有的的只只具具有有异异步步清清零零功功能能，如如CC4520、74LS190、74LS191；74LS90则具有异步清零和异步置则具有异步清零和异步置9功能。功能。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载用74LS163来构成一个十二进制计数器。（1）写出状态SN-1的二进制代码。（3）画连线图。S
38、N-1S12-1S111011（2）求归零逻辑。例例D D0 0D D3 3可随意处理可随意处理D D0 0D D3 3必须都接必须都接0 0来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载用74LS197来构成一个十二进制计数器。（1）写出状态SN的二进制代码。（3）画连线图。SNS121100（2）求归零逻辑。例例D D0 0D D3 3可随意处理可随意处理D D0 0D D3 3必须都接必须都接0 0来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载用74LS161来构成一个十二进制计数器。SNS121100例例D D0 0D D3 3可随意处理可随意处理D D0 0D D3 3必
39、须都接必须都接0 0SN-1S111011来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3.提高归零可靠性的方法提高归零可靠性的方法来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载4.计数器容量的扩展计数器容量的扩展 异异步步计计数数器器一一般般没没有有专专门门的的进进位位信信号号输输出出端端，通通常常可可以以用用本本级级的的高高位位输输出出信信号号驱驱动动下下一一级级计计数数器器计计数数，即即采采用用串行进位方式来扩展容量。串行进位方式来扩展容量。100100进制计数器进制计数器进制计数器进制计数器来自来自 中国最大的资料库下载
40、中国最大的资料库下载6060进制计数器进制计数器进制计数器进制计数器6464进制计数器进制计数器进制计数器进制计数器来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载 同同步步计计数数器器有有进进位位或或借借位位输输出出端端，可可以以选选择择合合适适的的进进位位或或借借位位输输出出信信号号来来驱驱动动下下一一级级计计数数器器计计数数。同同步步计计数数器器级级联联的的方方式式有有两两种种，一一种种:级级间间采采用用串串行行进进位位方方式式，即即异异步步方方式式，这这种种方方式式是是将将低低位位计计数数器器的的进进位位输输出出直直接接作作为为高高位位计计数数器器的的时时钟钟脉脉冲冲，异异步步方方
41、式式的的速速度度较较慢慢。另另一一种种:级级间间采采用用并并行行进进位位方方式式，即即同同步步方方式式，这这种种方方式式一一般般是是把把各各计计数数器器的的CP端端连连在在一一起起接接统统一一的的时时钟钟脉脉冲冲，而而低低位位计计数数器器的的进进位输出送高位计数器的计数控制端。位输出送高位计数器的计数控制端。1212位二进制计数器（慢速计数方式）位二进制计数器（慢速计数方式）位二进制计数器（慢速计数方式）位二进制计数器（慢速计数方式）来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载1212位二进制计数器（快速计数方式）位二进制计数器（快速计数方式）位二进制计数器（快速计数方式）位二进制计数
42、器（快速计数方式） 在此种接线方式中，只要片在此种接线方式中，只要片1的各位输出都为的各位输出都为1，一旦片，一旦片0的各的各位输出都为位输出都为1，片，片2立即可以接收进位信号进行计数，不会像基本接立即可以接收进位信号进行计数，不会像基本接法中那样，需要经历片法中那样，需要经历片1的传输延迟，所以工作速度较高。这种接的传输延迟，所以工作速度较高。这种接线方式的工作速度与计数器的位数无关。线方式的工作速度与计数器的位数无关。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载5.计数器应用举例计数器应用举例 例例1：数字频率计原理电路的设计。数字频率计原理电路的设计。清零清零计数计数1 秒钟秒
43、钟显示显示来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载译码显示译码显示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手动手动自动自动ux手动清零手动清零CPR 0(1)R 0(2)CPA数字频率计原理图数字频率计原理图1Hz !计数器：用于计数器：用于确定清零、计确定清零、计数、显示的时数、显示的时间。间。根据计数器根据计数器的状态确定的状态确定何时清零、何时清零、何时计数、何时计数、何时显示。何时显示。被测信号被测信号来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载Q2Q1Q0=001、101时：时：ux作为作为CPA被送入被送入计数器进行计数计数器进行计数1.
44、计数显示部分计数显示部分1110译码显示译码显示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手动手动自动自动ux手动手动清零清零CPR 0(1)R 0(2)CPA来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载Q2Q1Q0=100、000时：时：计数器清零计数器清零译码显示译码显示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手动手动自动自动ux手动手动清零清零CPR 0(1)R 0(2)CPA1011来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载译码显示译码显示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手动手动自动自动ux手动手
45、动清零清零CPR 0(1)R 0(2)CPAQ2Q1Q0=010、011、111、110时：时：ux被封锁，计数被封锁，计数器输出保持。器输出保持。00来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载2. 循环计数器部分循环计数器部分自动时自动时:译码显示译码显示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手动手动自动自动ux手动清零手动清零CPR 0(1)R 0(2)CPAQ2 Q1 Q00 0 10 1 11 1 11 1 01 0 0Q2Q1Q0组成五进组成五进制计数器：制计数器：计数计数清零清零显示显示来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载手动时：手
46、动时：Q2Q1Q0的状态的状态转换关系转换关系000001011111计数计数显示显示手动清零手动清零译码显示译码显示74 LS 907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手动手动自动自动ux手动清零手动清零CPR 0(1)R 0(2)CPA来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载自动测量过程：自动测量过程：000001011111110100手动清零手动清零计数计数显示显示显示显示显示显示自动清零自动清零1秒秒3秒秒1秒秒手动测量过程：手动测量过程：手动清零手动清零计数计数显示显示显示显示0000010111111秒秒来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载例
47、例2. 电子表电路。电子表电路。功能说明：功能说明：2. 只显示只显示 1、2、3、 9、10、11、12 ，十位不显示，十位不显示 “0” !1. 只计只计 12 个小时；个小时；小时脉冲小时脉冲 QA QDQCQB Q 显示结果显示结果 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 2 2 0 0 0 1 1 3 3 0 0 1 0 0 4 4 0 0 1 0 1 5 5 0 0 1 1 0 6 6 0 0 1 1 1 7 7 0 1 0 0 0 8 8 0 1 0 0 1 9 9 1 0 0 0 0 1 0 10 1 0 0 0 1 1 1 11 1 0 0 1 0 1 2 12
48、1 0 0 1 1 1 3 0 0 0 0 1 1十位十位个个 位位清零清零来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载如何实现如何实现?小时脉冲小时脉冲 QA QDQCQB Q 显示结果显示结果 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 2 2 0 0 0 1 1 3 3 0 0 1 0 0 4 4 0 0 1 0 1 5 5 0 0 1 1 0 6 6 0 0 1 1 1 7 7 0 1 0 0 0 8 8 0 1 0 0 1 9 9 1 0 0 0 0 1 0 10 1 0 0 0 1 1 1 11 1 0 0 1 0 1 2 12 1 0 0 1 1 1 3 0 0
49、0 0 1 1十位十位个个 位位清零清零CLR = QAQBQR 0(1) = QAQBQR 0(2) = 1来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载数数字字表表整整体体框框图图QAQDQCQBQD C B A74LS48显示显示显示显示bc 7 4 L S 9 07个位个位十位十位74LS20清零清零清零清零小时脉冲小时脉冲 JK来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载本节小结计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除用于计数、计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除用于计数、分频外，还广泛用于数字测量、运算和控制，从小型数字分频外，还广泛用于数字测量、运算和控制，从小型数
50、字仪表，到大型数字电子计算机，几乎无所不在，是任何现仪表，到大型数字电子计算机，几乎无所不在，是任何现代数字系统中不可缺少的组成部分。代数字系统中不可缺少的组成部分。计数器可利用触发器和门电路构成。但在实际工作中，计数器可利用触发器和门电路构成。但在实际工作中，主要是利用集成计数器来构成。在用集成计数器构成主要是利用集成计数器来构成。在用集成计数器构成N N进进制计数器时，需要利用清零端或置数控制端，让电路跳过制计数器时，需要利用清零端或置数控制端，让电路跳过某些状态来获得某些状态来获得N N进制计数器。进制计数器。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载1.计数器型顺序脉冲发生器
51、计数器型顺序脉冲发生器 在数字电路中，能按一定时间、一定顺序轮流输出脉冲波在数字电路中，能按一定时间、一定顺序轮流输出脉冲波形的电路称为顺序脉冲发生器。形的电路称为顺序脉冲发生器。计数器型顺序脉冲发生器一般用按自然态序计数的二进制计数器和译码器构成。 顺顺序序脉脉冲冲发发生生器器也也称称脉脉冲冲分分配配器器或或节节拍拍脉脉冲冲发发生生器器，一一般般由由计计数数器器（包包括括移移位位寄寄存存器器型型计计数数器器）和和译译码码器器组组成成。作作为为时时间间基基准准的的计计数数脉脉冲冲由由计计数数器器的的输输入入端端送送入入，译译码码器器即即将将计计数数器器状状态态译译成成输输出出端端上上的的顺顺序
52、序脉脉冲冲，使使输输出出端端上上的的状状态态按按一一定定时时间间、一一定定顺顺序序轮轮流流为为1，或或者者轮轮流流为为0。前前面面介介绍绍过过的的环环形形计计数数器器的的输输出出就就是是顺顺序序脉脉冲冲，故故可可不不加加译译码码电电路路即即可可直直接接作作为为顺顺序序脉脉冲冲发生器。发生器。六、顺序脉冲发生器六、顺序脉冲发生器来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载时序图时序图时序图时序图译码器电电电电路路路路图图图图计数器来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载用集成计数器用集成计数器用集成计数器用集成计数器74LS16374LS163和集成和集成和集成和集成3 3线
53、线线线-8-8线译码线译码线译码线译码器器器器74LS13874LS138构成的构成的构成的构成的8 8输出顺序脉冲发生器。输出顺序脉冲发生器。输出顺序脉冲发生器。输出顺序脉冲发生器。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载移位型顺序脉冲发生器由移位寄存器型计数器加译码电路构成。其中环形计数器的输出就是顺序脉冲，故可不加译码电路就可直接作为顺序脉冲发生器。2.移位型顺序脉冲发生器移位型顺序脉冲发生器来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载时时时时序序序序图图图图来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3.集成顺序脉冲发生器集成顺序脉冲发生器 CD4017CD
54、4017是集成顺序脉冲发生器，也是十进制计数分频器，其内是集成顺序脉冲发生器，也是十进制计数分频器，其内部由计数器及译码器两部分电路组成，由译码输出实现对脉冲信号的部由计数器及译码器两部分电路组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是分配，整个输出时序就是Y Y0 0Y Y9 9，在时钟作用下依次出现高电平，宽在时钟作用下依次出现高电平，宽度等于时钟周期。度等于时钟周期。 CD4017CD4017有有3 3个输入端。其中一个是清零端个输入端。其中一个是清零端R R，当在当在R R端上加高电平端上加高电平或正脉冲时，计数器中各计数单元输出为或正脉冲时，计数器中各计数单元输出为0 0，
55、经译码，只有对应，经译码，只有对应“0”0”状态的输出端状态的输出端Y Y0 0为高电平，其余均为低电平。另外两个输入是时钟输为高电平，其余均为低电平。另外两个输入是时钟输入端入端CPCP和和CPCPE E，如果要用上升沿来计数，则信号由如果要用上升沿来计数，则信号由CPCP端输入，此时端输入，此时CPCPE E应置应置0 0；若要用下降沿来计数，则信号由；若要用下降沿来计数，则信号由CPCPE E端输入，此时端输入，此时CPCP应置应置1 1。 CD4017CD4017有有1010个译码输出端个译码输出端Y Y0 0Y Y9 9，每个输出端的状态与输入计数器每个输出端的状态与输入计数器的时钟
56、脉冲的个数相对应。为了级联，电路还设有进位输出端的时钟脉冲的个数相对应。为了级联，电路还设有进位输出端COCO，在在输入脉冲个数输入脉冲个数5 5时，时，COCO输出高电平，其余为低电平。因此，每输入输出高电平，其余为低电平。因此，每输入1010个计数时钟脉冲，就可得到一个进位正脉冲，进位输出信号可作为下个计数时钟脉冲，就可得到一个进位正脉冲，进位输出信号可作为下一级的时钟信号。一级的时钟信号。下面介绍CD4017的应用电路。来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载（1 1）构成顺序脉冲发生器）构成顺序脉冲发生器 当时钟脉冲从CP输入，CD4017输出端Y0Y9依次循环变为高电平，
57、如果在输出端连接发光二极管，则发光二极管依次循环点亮，产生一种流动变化的效果，可作循环彩灯控制电路。Y9Y8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0CPECPRCD4017（2 2）用）用CD4017CD4017构成的多级十进制分频器构成的多级十进制分频器 将各级CD4017的R和CPE接地，CP端输入计数脉冲，低位CD4017进位输出端CO依次接到相邻高位的时钟输入端CP。计数脉冲CP每经过一级CD4017门，其频率是原来的1/10，可以用于十进制分频。f /10f /100f /1000Y9Y8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0CPECPRCD4017COY9Y8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0CP
58、ECPRCD4017COY9Y8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0CPECPRCD4017COf 来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载 在在数数控控装装置置和和数数字字计计算算机机中中，往往往往需需要要机机器器按按照照人人们们事事先先规规定定的的顺顺序序进进行行运运算算或或操操作作，这这就就要要求求机机器器的的控控制制部部分分不不仅仅能能正正确确地地发发出出各各种种控控制制信信号号，而而且且要要求求这这些些控控制制信信号号在在时时间间上上有有一一定定的的先先后后顺顺序序。通通常常采采取取的的方方法法是是，用用一一个个顺顺序序脉脉冲冲发发生生器器来来产产生生时时间间上上有有先后顺序
59、的脉冲，以控制系统各部分协调地工作。先后顺序的脉冲，以控制系统各部分协调地工作。 顺顺序序脉脉冲冲发发生生器器分分计计数数型型和和移移位位型型两两类类。计计数数型型顺顺序序脉脉冲冲发发生生器器状状态态利利用用率率高高，但但由由于于每每次次CP信信号号到到来来时时，可可能能有有两两个个或或两两个个以以上上的的触触发发器器翻翻转转，因因此此会会产产生生竞竞争争冒冒险险，需需要要采采取取措措施施消消除除。移移位型顺序脉冲发生器没有竞争冒险问题，但状态利用率低。位型顺序脉冲发生器没有竞争冒险问题，但状态利用率低。本节小结来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载任务技能训练一任务技能训练一硬
60、件实验硬件实验 验证寄存器和移位寄存器的功能，理解其工作原理。验证寄存器和移位寄存器的功能，理解其工作原理。熟悉集成移位寄存器的使用方法和应用。熟悉集成移位寄存器的使用方法和应用。 一、实验目的和任务一、实验目的和任务实验一实验一 寄存器和移位寄存器加法器寄存器和移位寄存器加法器 来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载二、实验内容及步骤二、实验内容及步骤 1. 数数据据寄寄存存器器 来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载2. 移位寄存器移位寄存器 (a) 移位寄存器原理图移位寄存器原理图 来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载 (b) 接线图接线图 来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载3. 集成移位寄存器集成移位寄存器 来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载1阐述集成移位寄存器阐述集成移位寄存器74LS194是如何实现左、是如何实现左、 右移位，并行加右移位，并行加载数据，清零等控制的？载数据，清零等控制的？2预置功能如何实现？要改变触发器的输出，应注意什么问题？预置功能如何实现？要改变触发器的输出，应注意什么问题？3实验中如何区别电平触发，沿触发？实验中如何区别电平触发，沿触发？三、实验问题与讨论三、实验问题与讨论
