数字电路讲义-第六章wv3-2013

1、七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 可设置任意进制计数器可设置任意进制计数器16位寄存器位寄存器七、集成同步七、集成同步BCD码计数器码计数器 计数器小结计数器小结 集成计数器集成计数器第六节第六节 移位寄存器（移位寄存器（SRG-Shift Register）实际需求：串行传输、实际需求：串行传输、 无线通信无线通信移位寄存器从结构上看，是将若干个触发器级联起来移位寄存器从结构上看，是将若干个触发器级联起来按输入方式分：串行和并行输入按输入方式分：串行和并行输入按输出方式分：串行和并行输出按输出方式分：串行和并行输出按移位方向分：左移和右移按移位方向分：左移和右移例：设计一个例：

2、设计一个“111”检测检测器器第六节第六节 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 串入并出串入并出特征方程：特征方程：串出串出一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器注意！注意！在时钟上升在时钟上升沿沿同时移位同时移位一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器右移右移左移左移移位寄存器特征方程：移位寄存器特征方程： 右移：右移： 左移：左移：并、串输入并、串输入-并、串输出并、串输出LD=0并入并入LD=1 串入串入有误有误第六节第六节 移位寄存器移位寄存器二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 单向移位单向移位双向移位双向移位4种模式

3、种模式第六节第六节 移位寄存器移位寄存器二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 M1M011 预置预置01 右移右移10左移左移00 保持保持二、集成二、集成4位通用移位寄存器位通用移位寄存器 移位寄存器的扩展移位寄存器的扩展三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 关键是控制电路设计关键是控制电路设计三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 并并/ 串转换器串转换器74LS166 （串、并入（串、并入/串出）串出） 三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应

4、用 并并/ 串转换器串转换器74LS166 （串、并入（串、并入/串出）串出） 好处是？好处是？三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 并并/ 串转换器串转换器74LS166 （串、并入（串、并入/串出）串出） 三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 并并/ 串转换器串转换器74LS166 （串、并入（串、并入/串出）串出） 三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 串串/并转换器并转换器74LS164（串入（串入/ 串、并出）串、并出） 三、移位寄存器的直接应用三、移位寄存器的直接应用 串串/并转换器并转换器74LS164（串入（串入/ 串、并出）串、并出） 串串

5、/并转换器并转换器74LS164（串入（串入/ 串、并出）串、并出） 数据串行传输的发送数据串行传输的发送 1、 加电加电+时钟时钟计数器置全计数器置全1Bit7=02 、第二个时钟、第二个时钟74166并行置数并行置数D0串行输出串行输出3、再来时钟、再来时钟74166串行移位串行移位计数器给出指示计数器给出指示计数控制计数控制 字、位字、位指示电路指示电路存在的问题？存在的问题？数据串行传输的接收数据串行传输的接收工作流程工作流程1、移位、移位Bit0=1时时存入存入LS3772、一帧结束、一帧结束清零清零存在的问题？存在的问题？四、移存型计数器四、移存型计数器 1.环形计数器环形计数器

6、移位寄存器也可以构成计数器或分频器移位寄存器也可以构成计数器或分频器 1.环形计数器环形计数器其他循环其他循环00011.环形计数器环形计数器为什么说：为什么说：移位寄存器也可以构成计数器或分频器移位寄存器也可以构成计数器或分频器 1.环形计数器环形计数器1.环形计数器环形计数器缺点：主循环状态比较少缺点：主循环状态比较少解决自启动办法：解决自启动办法：2.扭环形计数器扭环形计数器2.扭环形计数器扭环形计数器0000其他其他2.扭环形计数器扭环形计数器其他状态？其他状态？2.扭环形计数器扭环形计数器扭环形计数器也可作为计数器、分频器扭环形计数器也可作为计数器、分频器2.扭环形计数器扭环形计数器

7、移存型计数器的应用移存型计数器的应用2.扭环形计数器扭环形计数器如何解决自启动如何解决自启动2.扭环形计数器扭环形计数器解决办法解决办法卡诺图法：卡诺图法：111100002.扭环形计数器扭环形计数器解决办法解决办法卡诺图法：卡诺图法：其他方法其他方法思路？思路？2.扭环形计数器扭环形计数器如何解决自启动：其它可行方案如何解决自启动：其它可行方案注意！注意！ 先选择方案先选择方案 然后进行验证然后进行验证五五.序列发生器序列发生器（一）、什么是序列发生器（一）、什么是序列发生器产生序列信号的电路称为序列发生器产生序列信号的电路称为序列发生器五五.序列发生器序列发生器例例6-7 试分析如图时序电

8、路，列出状态表和状态图，说明试分析如图时序电路，列出状态表和状态图，说明其功能其功能五五.序列发生器序列发生器五五.序列发生器序列发生器五五.序列发生器序列发生器方法二：用移存器直接产生序列方法二：用移存器直接产生序列五五.序列发生器序列发生器当序列很长时：器件增加、受到干扰易跑飞（可能不能自启当序列很长时：器件增加、受到干扰易跑飞（可能不能自启动）动）如何用级数不多的移存器，产生循环长度最大的序列来，而如何用级数不多的移存器，产生循环长度最大的序列来，而且电路是易于自启动的。且电路是易于自启动的。研究表明：由异或门组成的反馈网络用于移存器时，所构成研究表明：由异或门组成的反馈网络用于移存器时

9、，所构成的序列发生器就有这种特性，其构成如图的序列发生器就有这种特性，其构成如图 6-58 所示。由于异所示。由于异或函数就是模或函数就是模 2 加法运算，故适用叠加原理，所以这类序列发加法运算，故适用叠加原理，所以这类序列发生器又称为线性序列发生器。生器又称为线性序列发生器。五五.序列发生器序列发生器对于对于n位移存器，产生最长的序列位移存器，产生最长的序列m序列序列五五.序列发生器序列发生器例例6-8 试分析如图所示序列发生器试分析如图所示序列发生器五五.序列发生器序列发生器序列中序列中1的个数：的个数：8个个 0的个数：的个数：7个个五五.序列发生器序列发生器五五.序列发生器序列发生器补

10、充（数字电路逻辑设计，高教，王毓银）补充（数字电路逻辑设计，高教，王毓银）（一）什么是序列发生器（一）什么是序列发生器（二）设计给定序列信号的产生电路（二）设计给定序列信号的产生电路方法：方法： 1.移存型序列信号发生器移存型序列信号发生器 2.计数型序列信号发生器计数型序列信号发生器（二）设计给定序列信号的产生电路（二）设计给定序列信号的产生电路 1.移存型序列信号发生器移存型序列信号发生器 例：设计产生序列信号例：设计产生序列信号11000、11000、的发生器的发生器解：分析状态，确定触发器个数解：分析状态，确定触发器个数 状态转换表状态转换表（二）、设计给定序列信号的产生电路（二）、设

11、计给定序列信号的产生电路D1(Q1n+1)卡诺图为卡诺图为自启动检查自启动检查（二）、设计给定序列信号的产生电路（二）、设计给定序列信号的产生电路（二）设计给定序列信号的产生电路（二）设计给定序列信号的产生电路 1.移存型序列信号发生器移存型序列信号发生器 例：设计产生序列信号例：设计产生序列信号11000、11000、的发生器的发生器 解：分析状态，确定触发器个数解：分析状态，确定触发器个数 状态转换表状态转换表问题：如何用触发器问题：如何用触发器 设计本题？设计本题？Q3nQ2nQ1n3n+12n+11n+1011010011000002000001300101140111105xxxxx

12、x经化简得：经化简得：Q3n+1=Q2nQ2n+1=Q1n 2.计数器型序列信号发生器计数器型序列信号发生器 例：设计产生序列信号例：设计产生序列信号1111000100、1111000100、的发生器的发生器解：分析状态数解：分析状态数(计数计数0-9, 输出输出:F) 2.计数器型序列信号发生器计数器型序列信号发生器输出输出F卡诺图卡诺图五五.序列发生器序列发生器（一）、什么是序列发生器（一）、什么是序列发生器（二）、设计给定序列信号的产生电路（二）、设计给定序列信号的产生电路（三）、根据序列循环长度（三）、根据序列循环长度M的要求设计发生器的要求设计发生器短序列：短序列：长序列：长序列：

13、第七节第七节 用用集成器件集成器件设计时序电路设计时序电路例例6-16 试设计试设计1011序列检测电路序列检测电路用移位寄存器设计用移位寄存器设计方法二方法二: (例例6-16 试设计试设计1011序列检测电路序列检测电路)第七节第七节 用集成器件设计时序电路用集成器件设计时序电路例例6-17 试用试用SSI设计一可变序列检测器，当控制变量设计一可变序列检测器，当控制变量X0时，电时，电路能检测出序列路能检测出序列Y中的中的“101”子序列；而当子序列；而当X1时，则检测时，则检测“1001”子序列。检测器输出为子序列。检测器输出为Z，且被检测序列不可重叠。，且被检测序列不可重叠。X0时，检测时，检测 “101”子序列；子序列；X1时，则检测时，则检测“1001”子序列。子序列。101100101本章总结：本章总结：1.时序电路的分析（异步、同步）时序电路的分析（异步、同步