数电课件第4章(N2).ppt

第4章时序电路基础 4 1集成触发器 4 2同步时序电路 4 3集成计数器其及应用 4 4集成移位寄存器其及应用 4 5随机访问存储器 4 6应用实例 计数器可利用触发器和门电路构成 但在实际应用中 主要是利用集成计数器来构成 时序逻辑电路由组合电路和存储电路两部分构成 按触发脉冲输入方式的不同 时序电路可分为同步时序电路和异步时序电路 同步时序电路是指各触发器状态的变化受同一个时钟脉冲控制 而在异步时序电路中 各触发器状态的变化不受同一个时钟脉冲控制 复习 由触发器构成同步计数器 同步 莫尔型 模八计数器 4 3集成计数器其及应用 4 3 1集成计数器 4 3 2任意模计数器 4 3 3计数器的扩展 4 3 4集成计数器的应用举例 在数字电路中 能够记忆输入脉冲个数的电路称为计数器 计数器是一种非常典型 应用很广的时序电路 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 对各种集成计数器 应重点掌握它们的逻辑功能 并在熟悉其功能的基础上加以充分利用 计数器的类型很多 按计数器时钟脉冲引入方式和触发器翻转时序的异同 可分为同步计数器和异步计数器 按计数体制的异同 可分为二进制计数器 BCD码计数器 按计数器中数字的变化规律的异同 可分为加法计数器 减法计数器和可逆计数器 按复位方式的异同 可分为异步复位和同步复位 按预置方式的异同 可分为异步预置和同步预置 4 3 1集成计数器74163 1 常用集成计数器 2 74163的逻辑符号 逻辑功能及工作波形 74163的标准逻辑符号 74163的传统逻辑符号 74163功能表 功能 响应时钟脉冲上升沿 同步复位 同步预置 模16同步加法计数器 74163工作波形 3 74163构成16以内任意模计数器 例1 用复位端构成模6计数器 反馈清零法 用同步清零时 用N 1状态返回清零 N 最大状态 1 例2 用预置端构成模6计数器 反馈置数法 用同步置数端时 用最大的状态返回置数 预置数输入端为最小状态值 N 最大状态 预置数 1 例3 用预置端和进位端构成模6计数器 用同步置数端时 N 16 预置数 4 3 2计数器74163的扩展 计数器的级联是将多个集成计数器 如M1进制 M2进制 串接起来 以获得计数容量更大的N M1 M2 进制计数器 异步级联实现的方法 低位的进位信号 高位的CP端 多个集成计数器不响应同一个时钟信号 同步级联实现的方法 低位的进位信号 高位的计数控制端 多个集成计数器响应同一个时钟信号 采用级联法 例1 用两片74163级联成16 16进制同步加法计数器 在计到1111以前 CO 0 高位片保持原状态不变 在计到1111时 CO 1 高位片在下一个CP加1 例2 用两片74163级联成16 16进制异步加法计数器 例3 用两片74163级联成五十进制计数器 十进制数49对应的二进制数为00110001 实现从00000000到00110001的50进制计数器 例4 用两片74163级联成8421BCD码模60异步加法计数器 问题 如何用两片74163级联成8421BCD码模60同步加法计数器 药片分装自动控制系统 4 3 3集成计数器的应用举例 1 构成可编程分频器 分频器可用来降低信号的频率 是数字系统中常用的电路 分频器的输入信号频率fI与输出信号频率fO之比称为分频比N N进制计数器可实现N分频器 可编程分频器是指分频比N随输入置数的变化而改变的分频器 可编程分频器在通信 雷达和自动控制系统中被广泛应用 具有并行置数功能的计数器都可以构成可编程分频器 例1 可编程分频器 分频比 16 N 2 构成序列信号发生器 构成 计数器 组合逻辑电路 序列信号是在时钟脉冲作用下的一串周期性输出的二进制信号 序列信号的位数称为序列长度P 例2 用计数器和数据选择器构成序列信号发生器 设计长度为P的序列信号发生器 可以先设计一个模P的计数器 再加一个数据选择器 计数器的输出接在MUX的地址端 序列数据接在MUX的数据端 例2 01100011序列信号发生器 例3 设计一个011001序列信号发生器 在数字电路中 能按一定时间 一定顺序轮流输出脉冲波形的电路称为脉冲分配器 脉冲分配器也称顺序脉冲发生器或节拍脉冲发生器 一般由计数器和译码器组成 作为时间基准的计数脉冲由计数器的输入端送入 译码器即将计数器状态译成输出端上的顺序脉冲 使输出端上的状态按一定时间 一定顺序轮流为1 或者轮流为0 3 构成脉冲分配器 用集成计数器74LS163和集成3线 8线译码器74LS138构成的8输出脉冲分配器 16输出脉冲分配器 4 3 474192双时钟模10加 减计数器 74192的标准逻辑符号 74192的传统逻辑符号 74192功能表 异步复位 异步预置的双时钟模10加 减计数器 74192工作波形 例4 74192构成的模6计数器的设计 用复位端 用异步清零端时 用N状态返回清零 例5 74192构成的模6计数器的设计 用预置端 用异步置数端时 用最大的状态 1返回置数 数据输入端为最小状态值 4 74192双时钟模10加 减计数器 74192的标准逻辑符号 74192的传统逻辑符号 74192功能表 异步复位 异步预置的双时钟模10加 减计数器 74192工作波形 例4 74192构成的模6计数器的设计 用复位端 用异步清零端时 用N状态返回清零 例5 74192构成的模6计数器的设计 用预置端 用异步置数端时 用最大的状态 1返回置数 数据输入端为最小状态值 例6 用74192构成模100加 减计数器设计 1 用同步清零端时 用N 1状态返回清零 用异步清零端时 用N状态返回清零 2 用同步置数端时 用最大的状态返回置数 数据输入端为最小状态值 用异步置数端时 用最大的状态 1返回置数 数据输入端为最小状态值 3 如果返回状态为1111时 可用进位端 4 返回的状态只要把取值为1的Q端接入与非门 或与门 的输入端 模N计数器设计小结 4 4集成移位寄存器其及应用 4 4 1集成移位寄存器 4 4 2移位型计数器 4 4 3串 并 并 串变换器 4 4 4线性移位寄存器 寄存器通常分为两大类 数码寄存器 存储二进制数码 运算结果或指令等信息的电路 移位寄存器 不但可存放数码 而且在移位脉冲作用下 寄存器中的数码可根据需要向左或向右移位 组成 触发器和门电路 一个触发器能存放一位二进制数码 N个触发器可以存放N位二进制数码 寄存器应用举例 1 运算中存贮数码 运算结果 2 计算机的CPU由运算器 控制器 译码器 寄存器组成 其中就有数据寄存器 指令寄存器 一般寄存器 3 移位寄存器除了具有存储数码的功能外 还具有移位功能 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 十分灵活 用途也很广 4 4 1集成移位寄存器74194 1 常用集成移位寄存器 2 74194的逻辑符号 逻辑功能 74194功能 具有左移 右移 串 并行 输入 串 并行 输出 保持 清除等功能的4位双向移位寄存器 74194的标准逻辑符号 74194传统逻辑符号 74194功能表 四位双向移位寄存器74LS194构成八位双向移动寄存器 4 4 2移位型计数器 1 环形计数器 无自启动性 移位型计数器由移位寄存器加反馈网络组成 实现环形计数器时 必须设置适当的初态 N位环形计数器由N位寄存器构成 环形计数器电路图 环形计数器工作波形 2 扭环形计数器 N位环形计数器由N位寄存器构成 N位移位寄存器可以构成模2N计数器 无自启动性 扭环形计数器电路图 扭环形计数器工作波形 有自启动的环形计数器 4 4 3串 并变换器及并 串并换器 串 并变换器 把若干位串行二进制