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1、江苏省无锡交通高等职业技术学校江苏省无锡交通高等职业技术学校电子技术电子技术模块七模块七 时序逻辑电路时序逻辑电路目录目录 课题课题1 1 寄存器寄存器课题课题2 2 计数器计数器课题课题3 3 综合实训项目：制作秒计数器综合实训项目：制作秒计数器 下一页 返回课题课题1 1 寄存器寄存器课题课题1 1 寄存器寄存器学习目标学习目标（1 1）了解寄存器的功能、基本构成和常见类型。）了解寄存器的功能、基本构成和常见类型。（2 2）了解典型集成移位寄存器的应用。）了解典型集成移位寄存器的应用。上一页 下一页 返回课题课题1 1 寄存器寄存器任务分析任务分析按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和
2、按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两大类。基本寄存器只能并行送入数据，移位寄存器两大类。基本寄存器只能并行送入数据，需要时也只能并行输出。移位寄存器中的数据可以在需要时也只能并行输出。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，十可以并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，十分灵活，用途也很广。分灵活，用途也很广。上一页 下一页 返回课题课题1 1 寄存器寄存器前提知识前
3、提知识时序逻辑电路是这样一种逻辑电路，他在任何时时序逻辑电路是这样一种逻辑电路，他在任何时刻的稳定输出不仅取决于该时刻电路的输入，而且还刻的稳定输出不仅取决于该时刻电路的输入，而且还取决于电路过去的输入所确定的电路状态，即与输入取决于电路过去的输入所确定的电路状态，即与输入的历史过程有关。寄存器是由具有存储功能的触发器的历史过程有关。寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存储组合起来构成的。一个触发器可以存储1 1位二进制代码，位二进制代码，存放存放n n位二进制代码的寄存器，需用位二进制代码的寄存器，需用n n个触发器来构成。个触发器来构成。上一页 下一页 返回基本概念
4、基本概念具有存储数码或信息功能的逻辑电路称具有存储数码或信息功能的逻辑电路称寄存器。寄存器。 寄存器最起码具备以下寄存器最起码具备以下4 4种功能：种功能：1 1）清除清除数码：将寄存器里的原有数码清除。数码：将寄存器里的原有数码清除。2 2）接收接收数码：在接收脉冲作用下，将外输入数码存入寄存器中。数码：在接收脉冲作用下，将外输入数码存入寄存器中。3 3）存储存储数码：在没有新的写入脉冲来之前，寄存器能保存原有数码不变。数码：在没有新的写入脉冲来之前，寄存器能保存原有数码不变。4 4）输出输出数码：在输出脉冲作用下，才通过电路输出数码。数码：在输出脉冲作用下，才通过电路输出数码。返回下一页课
5、题课题1 1 寄存器寄存器上一页6 64 42 2数码寄存器数码寄存器上一页返回下一页课题课题1 1 寄存器寄存器实现实现清零清零功能功能 脉冲上升沿到脉冲上升沿到实现存入存入功能功能 输出清零脉冲未到，触发器输出不变，实现输出清零脉冲未到，触发器输出不变，实现寄存寄存功能。功能。 ：存储二进制数码的时序电路组件：存储二进制数码的时序电路组件：存储二进制数码的时序电路组件：存储二进制数码的时序电路组件：存储二进制数码的时序电路组件：存储二进制数码的时序电路组件：存储二进制数码的时序电路组件：存储二进制数码的时序电路组件：存储二进制数码的时序电路组件存储二进制数码的时序电路组件输出脉冲到，实现输
6、出脉冲到，实现数码输出数码输出功能，二进制从寄存器中取出。数码一次存入后，功能，二进制从寄存器中取出。数码一次存入后，可以反复取出。这种数码寄存器称为并行输入，并行输出数码寄存器不仅可以由可以反复取出。这种数码寄存器称为并行输入，并行输出数码寄存器不仅可以由 触发器构成，任何类型的触发器只要将它们转换成触发器都可以构成寄存器触发器构成，任何类型的触发器只要将它们转换成触发器都可以构成寄存器。 . . .移位寄存器移位寄存器 移移位位寄寄存存器器不不但但可可以以寄寄存存数数码码，而而且且在在移移位位脉脉冲冲作作用用下下，寄寄存存器器中的数码可根据需要向左或向右移动中的数码可根据需要向左或向右移动
7、1 1位。位。1 1单向移位寄存器单向移位寄存器 （1 1）左移寄存器（）左移寄存器（触发器组成的触发器组成的4 4位左移寄存器）位左移寄存器）左移寄存器的结构特点：左移寄存器的结构特点：右右边触发器的输出端接边触发器的输出端接左左邻触发器的输入端邻触发器的输入端。626 四位左移寄存器四位左移寄存器课题课题1 1 寄存器寄存器上一页 下一页 返回设移位寄存器的初始状态为设移位寄存器的初始状态为00000000，串行输入数码，串行输入数码D DI I= =，从，从高位高位到到低位低位依次输入。其状态表如下：依次输入。其状态表如下：顺序序输入入输出出移位移位过程程0 00 0 清零清零1 11
8、1输入第一个数入第一个数码2 20 0左移一位左移一位3 311左移二位左移二位4 41 1左移三位左移三位上一页 下一页 返回左移寄存器的时序图左移寄存器的时序图：在在4 4个个移移位位脉脉冲冲作作用用下下，输输入入的的4 4位位串串行行数数码码1 1全全部部存存入入了了寄寄存存器中。器中。这种输入方式称为这种输入方式称为串行输入方式串行输入方式。课题课题1 1 寄存器寄存器上一页 下一页 返回（2 2）右移寄存器）右移寄存器右移寄存器的结构特点：右移寄存器的结构特点：左左边触发器的输出端接边触发器的输出端接右右邻触发器的输入端。邻触发器的输入端。课题课题1 1 寄存器寄存器上一页 下一页
9、返回上一页返回课题课题1 1 寄存器寄存器 74HC194双向移位寄存器双向移位寄存器74HC194功能表DSL 和和DSR分别是左移和右移串行分别是左移和右移串行输入。输入。D0、D1、D2 2和和D3是并行输入端。是并行输入端。Q0和和Q3分别是左移和右移时的分别是左移和右移时的串行输出端，串行输出端，Q0、Q1、Q2和和Q3为并行输出端。为并行输出端。下一页2.2.双向移位寄存器双向移位寄存器在移位脉冲作用下具有即能左移又能在移位脉冲作用下具有即能左移又能右移的移位寄存器，称双向移位寄存器。右移的移位寄存器，称双向移位寄存器。课题课题1 1 寄存器寄存器 . . 环形脉冲分配器环形脉冲分
10、配器 计数器计数器 环形计数器的特点环形计数器的特点：它可以使一个矩形脉冲，按一定的顺序在输它可以使一个矩形脉冲，按一定的顺序在输出端之间，轮流分配反复循环的输出。出端之间，轮流分配反复循环的输出。 上一页 下一页 返回课题课题2 2 计数器计数器课题课题2 2 计数器计数器学习目标学习目标（1 1）了解计数器的功能及计数器的类型。）了解计数器的功能及计数器的类型。（2 2）掌握二进制、十进制等经典型集成计数器的外特性）掌握二进制、十进制等经典型集成计数器的外特性及应用。及应用。返回下一页上一页课题课题2 2 计数器计数器任务分析任务分析计数器是一种应用十分广泛的时序电路，除用于计数器是一种应
11、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，计数、分频外，还广泛用于数字测量、运算和控制，从小型数字仪表，到大型数字电子计算机，几乎无所从小型数字仪表，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。不在，是任何现代数字系统中不可缺少的组成部分。返回下一页上一页课题课题2 2 计数器计数器前提知识前提知识二进制：以二进制：以2 2为基数的计数体制，位权分别为为基数的计数体制，位权分别为2 23 3、2 22 2、2 21 1、2 20 0，等。由于二进制的结构简单，只有等。由于二进制的结构简单，只有0 0和和1 1两个数符，故它两个数符
12、，故它是数字逻辑电路中应用最广的数制。其缺点是位数太多。二是数字逻辑电路中应用最广的数制。其缺点是位数太多。二进制的计数规律是低位和相邻高位间进制的计数规律是低位和相邻高位间“逢二进一逢二进一”。十进制：是以十进制：是以1010为基数的计数体制，包括为基数的计数体制，包括0-90-9十个数码和十个数码和一个小数点，低位和相邻高位之间是一个小数点，低位和相邻高位之间是“逢十进一逢十进一”的计数关的计数关系。系。返回下一页上一页课题课题2 2 计数器计数器统计输入脉冲个数的功能称为计数，具有计数功能的电路称为计统计输入脉冲个数的功能称为计数，具有计数功能的电路称为计数器。数器。 按触发方式分，计数
13、器有按触发方式分，计数器有异步异步和和同步同步两种两种按计数容量分，计数器有二进制计数器和按计数容量分，计数器有二进制计数器和非非二进制计数器两种。二进制计数器两种。 按计数增减趋势分，有按计数增减趋势分，有加法加法计数器、计数器、减法减法计数器和计数器和即能加法又能即能加法又能减法减法的可逆计数器三种。的可逆计数器三种。 上一页 下一页 返回二进制计数器二进制计数器 1.1.二进制异步加法计数器（二进制异步加法计数器（位）位） 工作原理：工作原理： 4个个JK触发器都接成触发器都接成T触发器。触发器。 每来一个每来一个CP的下降沿时，的下降沿时，FF0向相反的状态翻转一次；向相反的状态翻转一
14、次； 每当每当Q0由由1变变0，FF1向相反的状态翻转一次；向相反的状态翻转一次； 每当每当Q1由由1变变0，FF2向相反的状态翻转一次；向相反的状态翻转一次；课题课题2 2 计数器计数器上一页 下一页 返回课题课题2 2 计数器计数器1 1二进制同步加法计数器二进制同步加法计数器(4(4位）位） 各触发器的驱动方程为各触发器的驱动方程为 将驱动方程代入将驱动方程代入触触发器的特性方程器的特性方程：得状态方程得状态方程 上一页 下一页 返回7.2 7.2 二进制计数器二进制计数器1.1.二进制异步加法计数器（位）二进制异步加法计数器（位） 波形图波形图 课题课题2 2 计数器计数器上一页 下一
15、页 返回脉冲个数 0 0 0 0 01 0 0 0 1 2 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 18 1 0 0 09 1 0 0 110 1 0 1 011 1 0 1 112 1 1 0 013 1 1 0 114 1 1 1 015 1 1 1 116 0 0 0 0上一页下一页课题课题2 2 计数器计数器课题课题2 2 计数器计数器图所示是四位同步十进制加法图所示是四位同步十进制加法计数器，它是在四位同步二进计数器，它是在四位同步二进制加法计数器的基础上改进而制加法计数器的基础上改进而来的。来的。 激励方程改动激励方
16、程改动上一页 下一页 返回课题课题2 2 计数器计数器二进制计数器的时钟输入端为二进制计数器的时钟输入端为CP1 1，输出端为，输出端为Q0 0；五进制计数器的时钟输入端为五进制计数器的时钟输入端为CP2 2，输出端为，输出端为Q1 1、Q2 2、Q3 3。7429074290包含一个独立的包含一个独立的1 1位位二进制计数器二进制计数器和一个独立的异步和一个独立的异步五进制计数器五进制计数器。如如果果将将Q0 0与与CP2 2相相连连，CP1 1作作时时钟钟脉脉冲冲输输入入端端，Q0 0Q3 3作作输输出出端端，则则为为84218421BCD码十进制计数器。码十进制计数器。 74290引脚图
17、 74290功能表功能表 上一页 下一页 返回7.2 7.2 二二五五十进制异步加法计数器十进制异步加法计数器742907429074290 连接成十进制计数器连接成十进制计数器74290功能表功能表 课题课题2 2 计数器计数器上一页 下一页 返回7.2 N7.2 N进制计数器进制计数器1.1.复位法复位法利用反馈复位使计数器清零从而利用反馈复位使计数器清零从而跳过无效状态跳过无效状态构成构成所需进制计数器的方法，称为所需进制计数器的方法，称为复位法复位法 例：用集成计数器例：用集成计数器74290组成的组成的6进制计数器。进制计数器。课题课题2 2 计数器计数器上一页 下一页 返回7.2
18、N7.2 N进制计数器进制计数器 为为了了得得到到计计数数容容量量较较大大的的计计数数器器，可可以以将将两两个个以以上上的的计计数数器器串串联联起起来来使使用用例例如如，把把一一个个六六进进制制计计数数器器和和一一个个十十进进制制计计数数器器串串联联起起来来，就就构构成成了了一一个个六十六十进制计数器。进制计数器。 2 2级联法级联法用用74290构成的构成的六十六十进制计数器进制计数器 课题课题2 2 计数器计数器上一页 下一页 返回课题课题3 3 训练项目：秒信号发生器训练项目：秒信号发生器技能训练技能训练训练项目：秒信号发生器训练项目：秒信号发生器技能目标技能目标技能目标技能目标1.1.
19、1.1.掌握基本的手工焊接技术。掌握基本的手工焊接技术。掌握基本的手工焊接技术。掌握基本的手工焊接技术。2.2.2.2.能熟练在万能板上进行合理布局布线。能熟练在万能板上进行合理布局布线。能熟练在万能板上进行合理布局布线。能熟练在万能板上进行合理布局布线。3.3.3.3.掌握计数器的使用方法。掌握计数器的使用方法。掌握计数器的使用方法。掌握计数器的使用方法。4.4.4.4.熟悉计数器的逻辑功能。熟悉计数器的逻辑功能。熟悉计数器的逻辑功能。熟悉计数器的逻辑功能。返回下一页上一页课题课题3 3 训练项目：秒信号发生器训练项目：秒信号发生器工具、元件和仪器工具、元件和仪器1.1.电烙铁等常用电子装配
20、工具。电烙铁等常用电子装配工具。、电阻等。、电阻等。3.3.万用表。万用表。返回下一页上一页课题课题3 3 训练项目：秒信号发生器训练项目：秒信号发生器技能训练技能训练1 1电路原理图及工作原理分析电路原理图及工作原理分析秒信号产生是依靠秒信号产生是依靠50Hz 220V50Hz 220V交流电源，经变压器降压过后交流电源，经变压器降压过后由由VD1-VD4VD1-VD4全波整流成为全波整流成为100Hz100Hz的脉动信号。此脉动信号经的脉动信号。此脉动信号经R2R2、R3R3分压后，由分压后，由VT5VT5、VT6VT6组成的施密特整形电路产生组成的施密特整形电路产生100Hz100Hz的
21、矩形的矩形脉冲，输入到脉冲，输入到IC1IC1（CD4518CD4518）计数。从）计数。从IC1IC1的的1414脚输出端得到脚输出端得到1Hz1Hz的脉冲秒信号。此脉冲信号送的脉冲秒信号。此脉冲信号送VT3-VT7VT3-VT7组成的声光显示电路。使组成的声光显示电路。使讯响器讯响器HAHA每秒发出每秒发出“嘟嘟”的一声报时声，发光管的一声报时声，发光管VD6VD6同步闪光显同步闪光显示。示。返回下一页上一页课题课题3 3 训练项目：秒信号发生器训练项目：秒信号发生器课题课题3 3 训练项目：秒信号发生器训练项目：秒信号发生器2.2.装配要求和方法装配要求和方法工艺流程：准备熟悉工艺要求绘制装配草图核对元件数量、规格、型号元件检测元器件预加工装配、焊接总装加工自检。返回下一页上一页课题课题3 3 训练项目：秒信号发生器训练项目：秒信号发生器3.3.调试、测量调试、测量（1 1）接通电源调整）接通电源调整RP1RP1，使稳压电路输出。，使稳压电路输出。（2 2）电路正常工作时，讯响器）电路正常工作时，讯响器HAHA应能每秒钟发出应能每秒钟发出“嘟嘟”的一声报时声。发光管的一声报时声。发光管VD6VD6应能同步闪光。应能同步闪光。4.4.课题考核评分标准课题考核评分标准
