电子技术基础9

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；了解数码寄存器的电路构成，理解其工作原理；了解数码寄存器的电路构成，理解其工作原理；了解移位寄存器的工作原理和典型集成移位寄存器的引脚及应用。了解移位寄存器的工作原理和典型集成移位寄存器的引脚及应用。9.1.1 9.1.1 数码寄存器数码寄存器一、电路组成一、电路组成电路如图所示。电路如图所示。9.1.1 9.1.1 数码寄存器数码寄存器二、工作过程二、工作过程寄存器工作分两步进行：寄存器工作分两步进行： 1.1. 寄存前先清零寄存前先清零 在接收数据前先在复位端加一个负脉冲，把所有触发器置在接收数据前先在复位端加一个

2、负脉冲，把所有触发器置0，清零脉冲恢，清零脉冲恢复高电平后，为接收数据做好准备。复高电平后，为接收数据做好准备。 2.2. 接收脉冲控制数据寄存接收脉冲控制数据寄存 接收脉冲接收脉冲CP到来，将到来，将 打开，打开，接收输入数码接收输入数码 。例如，。例如， =1101，则，则与非与非门门 输出为输出为1101，各触发器被置成，各触发器被置成1101，即，即 = 1101，完成接收和寄存工作，完成接收和寄存工作。电路如图所示。电路如图所示。30GG0123DDDD0123DDDD0123GGGG、0123QQQQ9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器1

3、. 1. 电路组成电路组成电路如图所示。电路如图所示。JK触发器构成的触发器构成的4位右移寄存器位右移寄存器9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器2. 2. 工作过程工作过程 下面以存入数码下面以存入数码1011为例，分析为例，分析4位右移寄存器的工作过程，要寄存数位右移寄存器的工作过程，要寄存数码码 =1011，一般先对寄存器，一般先对寄存器清清0，然后将被存放数码从高位到低位，然后将被存放数码从高位到低位按移位脉冲节拍依次送到按移位脉冲节拍依次送到 端，当第端，当第一个一个CP上升沿到来时上升沿到来时 =1，则，则 =0001；当第二个；当第二个C

4、P上升沿到上升沿到来时，来时， =0， =0010，经过四个移位脉冲后寄存器状态为，经过四个移位脉冲后寄存器状态为 =1011。如图所示。如图所示。 0123DDDD0D0D0123QQQQ0D0123QQQQ0123QQQQ9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器二、集成双向移位寄存器二、集成双向移位寄存器 1. 1. 74LSl94的引脚排列和逻辑符号的引脚排列和逻辑符号74LSl94的实物图引脚排列和逻辑符号如图所示。的实物图引脚排列和逻辑符号如图所示。9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器二、集成双向移位寄存器二、集成双向移位寄存器 2. 2. 74LSl94的逻辑功能的逻辑

5、功能 异步清异步清0功能功能：当：当 =0时，直接清时，直接清0，寄存器各位，寄存器各位 均为均为0，不，不能进行置数和移位。只有当能进行置数和移位。只有当 =1 1时，寄存器允许工作。时，寄存器允许工作。CP03 QQCP 右移功能右移功能：当：当 =0、 =1 1 时，在移位控制信号时，在移位控制信号 上升沿作用时，上升沿作用时，寄存器中数码依次右移一位，且将寄存器中数码依次右移一位，且将 送到送到 。1M0MCPSRD0Q 左移功能左移功能：当：当 =1 1、 =0 0 时，在时，在 上升沿作用时，寄存器中数码上升沿作用时，寄存器中数码依次左移一位，且将依次左移一位，且将 送到送到 。1

6、M0MCPSRD3Q 并行置数功能并行置数功能：当：当 =1 1时，在时，在 上升沿作用时，将数据输入上升沿作用时，将数据输入端的数码并行送到寄存器中，使端的数码并行送到寄存器中，使 。01MM CP01230123DDDDQQQQ 保持功能保持功能：当：当 =0 0时，无论有无时，无论有无 作用时，寄存器中内容作用时，寄存器中内容不变。不变。01MM CP真值表如表所示。真值表如表所示。74LS94芯片的真值表芯片的真值表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；理解二进制计数器，十进制计数器的电路组成和工作原理；理解二进制计数器，十进制计数器的电路组成和工作原理；掌握

7、十进制典型集成计数器的外特性及使用。掌握十进制典型集成计数器的外特性及使用。9.2.1 9.2.1 二进制计数器二进制计数器 在计数脉冲作用下，各触发器状态的转换按二进制数的编码规律进在计数脉冲作用下，各触发器状态的转换按二进制数的编码规律进行计数的数字电路称为二进制计数器。行计数的数字电路称为二进制计数器。 构成计数器电路的核心器件是具有计数功能的构成计数器电路的核心器件是具有计数功能的JK触发器，可将触发器，可将JK触发器接成计数状态（触发器接成计数状态（ ），如图所示，这样在），如图所示，这样在CP脉冲作用下，脉冲作用下，触发器的状态按触发器的状态按0 01 10 0的规律翻转。的规律翻

8、转。可见，一个触发器即可连成一个最简可见，一个触发器即可连成一个最简单的单的1 1位二进制计数器。其逻辑电路位二进制计数器。其逻辑电路如图所示。如图所示。nQn19.2.1 9.2.1 二进制计数器二进制计数器一、异步二进制加法计数器一、异步二进制加法计数器 图所示电路是用三个图所示电路是用三个JK触发器连成的异步触发器连成的异步3 3位二进制加法计数器。图位二进制加法计数器。图中各位触发器的中各位触发器的 端接在一起作为计数器的直接复位输入信号；计数脉冲端接在一起作为计数器的直接复位输入信号；计数脉冲加到最低位触发器加到最低位触发器 的的 端，其他触发器的端，其他触发器的 依次受低位触发器依

9、次受低位触发器 端端的控制。各触发器接收到负跳变脉冲信号时状态就翻转。的控制。各触发器接收到负跳变脉冲信号时状态就翻转。 波形如图所示。波形如图所示。0FF0CPCPQDR异步异步3位二进制加法计数器位二进制加法计数器9.2.1 9.2.1 二进制计数器二进制计数器一、异步二进制加法计数器一、异步二进制加法计数器 计数前，在复位端计数前，在复位端 先输入一负脉冲，使先输入一负脉冲，使 ，这一过，这一过程称为清程称为清0，清，清0后，应使后，应使 ，才能正常计数。，才能正常计数。DR000012QQQ1DR 当第一个计数脉冲当第一个计数脉冲 作用后，该脉冲的下降沿使触发器作用后，该脉冲的下降沿使

10、触发器 的的 由由0 0态转为态转为1 1态，其他两个触发器因没有态，其他两个触发器因没有 下降沿的作用，仍保持下降沿的作用，仍保持0态，态，所以当第一个所以当第一个 作用后，计数器状态为作用后，计数器状态为 。CP001012QQQ0FF0QCPCP 当第二个计数脉冲当第二个计数脉冲 作用时，触发器作用时，触发器 翻转，翻转， 由由1 1态转为态转为0 0态，态， 的下降沿加到的下降沿加到 的时钟脉冲输入端，使的时钟脉冲输入端，使 从从0态转为态转为1态，态， 上升沿变化上升沿变化对触发器对触发器 无效，无效， 状态保持不变，所以当第二个状态保持不变，所以当第二个 作用后，计数器作用后，计数

11、器状态为状态为 。CP010012QQQ0FF0QCP0Q1FF1Q1Q2FF2Q 依此类推，当第七个依此类推，当第七个 作用后计数器状态为作用后计数器状态为111，当第八个，当第八个 作用后作用后计数器又回到计数器又回到000状态，完成一次计数循环。状态，完成一次计数循环。 CPCP9.2.2 9.2.2 十进制计数器十进制计数器 二进制计数器结构简单，运算方便。但在许多场合，使用十进制计二进制计数器结构简单，运算方便。但在许多场合，使用十进制计数器较符合人们的习惯。所谓十进制计数器是在计数脉冲作用下各触发数器较符合人们的习惯。所谓十进制计数器是在计数脉冲作用下各触发器状态的转换按十进制数的

12、编码规律进行计数的数字电路。器状态的转换按十进制数的编码规律进行计数的数字电路。 用二进制数码表示十进制数的方法称为二用二进制数码表示十进制数的方法称为二十进制编码（即十进制编码（即BCD码）。十进制数有码）。十进制数有09共共10个数码，至少要用个数码，至少要用4位二进制数。而位二进制数。而4位二进制位二进制数有十六个状态，表示数有十六个状态，表示1位十进制数只需要十个状态，因此需要去掉其中位十进制数只需要十个状态，因此需要去掉其中的六个状态。在十进制计数器中常采用的六个状态。在十进制计数器中常采用8421BCD码的编码方式进行计数。码的编码方式进行计数。8421BCD编码如表所示。编码如表

13、所示。一、电路组成一、电路组成 9.2.2 9.2.2 十进制计数器十进制计数器 异步十进制加法计数器电路由异步十进制加法计数器电路由4位二进制计数器和一个用于计数器清位二进制计数器和一个用于计数器清0的门电路组成。与二进制加法计数器的主要差异是跳过了二进制数码的门电路组成。与二进制加法计数器的主要差异是跳过了二进制数码10101111的六个状态。的六个状态。 电路如图所示。电路如图所示。异步十进制加法计数器电路异步十进制加法计数器电路9.2.2 9.2.2 十进制计数器十进制计数器二、工作过程二、工作过程 计数器输入计数器输入09个计数脉冲时，工作过程与个计数脉冲时，工作过程与4位二进制异步

14、计数器完位二进制异步计数器完全相同，第九个计数脉冲后全相同，第九个计数脉冲后 。 当第十个计数脉冲到来后，计数器状态为当第十个计数脉冲到来后，计数器状态为 ，此，此时时 ，与非门输入全，与非门输入全1 1，输出为，输出为0 0，使各触发器复位，使各触发器复位，即即 ，同时使同时使与非与非门输出又变门输出又变为为1 1，计数器重新开始工作。，计数器重新开始工作。从而实现从而实现8421BCD码十进码十进制加法计数的功能。制加法计数的功能。 10010123QQQQ10100123QQQQ113QQ00000123QQQQ9.2.3 9.2.3 集成计数器集成计数器 集成计数器是将触发器及有关门电

15、路集成在一块芯片上，使用方集成计数器是将触发器及有关门电路集成在一块芯片上，使用方便且便于扩展。中规模集成同步计数器类型很多，常见的便且便于扩展。中规模集成同步计数器类型很多，常见的4位十进制同位十进制同步计数器有步计数器有74LSl60、74LSl62、74LS196、CC40192等；等；4位二进制位二进制同步计数器有同步计数器有74LSl61、74LSl63、74LSl69、74LSl91等。其引脚功能等。其引脚功能可查阅数字集成电路手册。可查阅数字集成电路手册。 下面以下面以74LSl61为例介绍集成二进制同步计数器的逻辑功能及应用。为例介绍集成二进制同步计数器的逻辑功能及应用。 9.

16、2.3 9.2.3 集成计数器集成计数器一、引脚排列图和逻辑符号一、引脚排列图和逻辑符号引脚排列和逻辑符号如图所示。引脚排列和逻辑符号如图所示。9.2.3 9.2.3 集成计数器集成计数器二、二、74LSl61芯片的逻辑功能芯片的逻辑功能 1. 1. 异步清异步清0 0 当异步端当异步端 时，不管其他输入端的状态如何，无论有无时钟时，不管其他输入端的状态如何，无论有无时钟脉冲，计数器输出将直接置零，称异步清零。脉冲，计数器输出将直接置零，称异步清零。0CR 2. 2. 同步预置数同步预置数 当当 时，同步置数控制端时，同步置数控制端 ，且在，且在 上升沿作用时，上升沿作用时，并行输入数据被置入计数器的输出端，使并行输入数据被置入计数器的输出端，使 。由于。由于这个操作要与这个操作要与 同步，所以又称为同步预置数。真值表如表所示。同步，所以又称为同步预置数。真值表如表所示。1CR0LDCP01230123DDDDQQQQCP 3. 3. 保持保持 当当 时，输出时，输出 保持不变。这时如保持不变。这时如 ，则进位输出信号，则进位输出信号 保持不变；若保持不变；若 进位输出信号进位输出信号 为低电平