时序逻辑学习教案

1、时序时序(sh x)逻辑逻辑第一页，共85页。时时 序序逻辑电路逻辑电路寄存器和移位寄存器和移位(y wi)寄寄存器存器计数器计数器顺序顺序(shnx)脉冲脉冲发生器发生器分析分析(fnx)设计设计教学要求教学要求 ：1. 会使用移位寄存器组件会使用移位寄存器组件 ；2. 会分析和设计计数器电路。会分析和设计计数器电路。3.掌握集成计数器和移位寄存器的应用掌握集成计数器和移位寄存器的应用*第1页/共85页第二页，共85页。第2页/共85页第三页，共85页。1. 计数器的作用计数器的作用(zuyng)记忆输入脉冲记忆输入脉冲(michng)的个数；用于定时、的个数；用于定时、分频、产生节拍脉冲分

2、频、产生节拍脉冲(michng)及进行数字及进行数字运算等等。运算等等。2. 计数器的分类计数器的分类(fn li)按工作方式分：按工作方式分：同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。按功能分：按功能分：加法计数器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。按计数器的计数容量按计数器的计数容量(或称模数或称模数)来分：来分：各种不同的各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器等等。计数器等等。第3页/共85页第四页，共85页。74161的状态图和时序(sh x)图：CPCPQ Q0 0Q Q1 1Q Q

3、2 2Q Q3 30000000100100011010001010110011010001111111011011100101110101001Q3Q2Q1Q0第4页/共85页第五页，共85页。R RC1C1& & &Q Q1J1J1K1K& & &113 3Q Q& &Q Q& &R RC1C11J1J1K1K& & &112 2Q Q& &Q Q& &R RC1C11J1J1K1K& & &111 1Q Q& &Q

4、 Q& &R RC1C11J1J1K1K& & &110 0Q Q0 0D D1 1& & & & & &1 1EPEPETET1 11 1D D2 2D D3 3D DCPCPLDLDRDRDRCORCO第5页/共85页第六页，共85页。 计 数计 数(j (j sh)sh)； 同步同步(tngb)(tngb)并行预并行预置数；置数；RCO为进位输出端。为进位输出端。 保持。保持。模模16加法计加法计数数HHHH保持保持,RCO=0LHHH 保保 持持HLHH予予 置置LH异步清异步清0L功功 能能EPE

5、TLDRDCP两种保持方式两种保持方式41235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74161891011121413RD3DDLEPETQ0RCO第6页/共85页第七页，共85页。QCPQ0Q21Q3LDLDRDRDDD0D21D3EPEPETETRCORCO121314150120清零清零异步异步同步同步置数置数加法计数加法计数保持保持第7页/共85页第八页，共85页。74161的状态图和时序(sh x)图：0000000100100011010001010110011010001111111011011100101110101001Q3Q2Q1Q0CPCPQ Q0 0Q

6、Q1 1Q Q2 2Q Q3 3第8页/共85页第九页，共85页。在在N1（5）时将时将LD变为变为0QCQBQA101LD0，但，但CR=1置零置零0000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQCQBQA例：利用例：利用(lyng)74161构成六进制计数器构成六进制计数器74161QDQCQBQACPLDACBDCR1ETEP1第9页/共85页第十页，共85页。预置预置(y zh)16N（10）到计数）到计数器器CO1LD0 CR=100000001001000110100110010111010100

7、11000010101100111111111101101QDQCQBQA 1 0 1 011CO74161QDQCQBQACPLDDBCACR1ETEP第10页/共85页第十一页，共85页。预置预置(y zh)（3）到计数器，到计数器，M=8时时LD=0,CR=10000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQCQBQA0 0 1 1CO74161QDQCQBQACPLDDBCACR1ETEP11第11页/共85页第十二页，共85页。QCQBQA110，CR0，强迫置，强迫置0,因此存在因此存在(cnzi)

8、毛刺（毛刺（QB）0000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQCQBQACO74161QDQCQBQACPLDDBCACR1ETEP1第12页/共85页第十三页，共85页。CPCPQ Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3毛刺毛刺(moc)000 001 010 011 100 101 110第13页/共85页第十四页，共85页。D0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q3CT COCT 74163CP LDCR模模1616加法计数加法计数H HH HH HH H保持，但保持，但CO=0CO=0L

9、LH HH HH H 保保 持持H HL LH HH H预预 置置 数数L LH H同步清同步清0 0L L功功 能能CTCTP PCTCTT TLDLDCRCRCPCP7416374163功能表功能表7416374163芯片引脚图及功能和芯片引脚图及功能和7416174161同，唯一区别：同，唯一区别：7416374163是是同步清同步清0 0，即，即 时，输入一个时，输入一个CPCP，各触发器才能清，各触发器才能清0 0。0CR第14页/共85页第十五页，共85页。 7419141235671516Vcc8910111214133D0Q1GNDD1END/UQ3Q2QD2LDMAX/MIN

10、RCOCP0D 74191LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q1 191EWB91EWB第15页/共85页第十六页，共85页。当当N=2n时，就是时，就是(jish)前面讨论的前面讨论的n位二进位二进制计数器；制计数器；当当N2n时，为非二进制计数器。非二进制时，为非二进制计数器。非二进制计数器中最常用计数器中最常用(chn yn)的是十进制的是十进制计数器。计数器。第16页/共85页第十七页，共85页。RCO=0RCO=041235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74160891011121413RD3DDLEPETQ0RCOQ3Q2ET

11、CPD0D1D2D3RCOQ1Q0EPRDLD74160第17页/共85页第十八页，共85页。7429074290包含包含(bohn)(bohn)一个独立的一个独立的1 1位二进制计数器和一位二进制计数器和一个独立的异步五进制计数器。个独立的异步五进制计数器。RQC1C1RQC11KCP2R1K1J1J1J1J1KQ1KRC1Q&SS&3Q0Q1QQ2R0(1)R9(1)R9(2)CP1R0(2)第18页/共85页第十九页，共85页。 M1 =2M2=5CP0CP1 S 9(1) S 9(2) R 0(1) R 0(2)Q0 Q1 Q2 Q3二 进 制 计 数 器 的 时 钟二

12、 进 制 计 数 器 的 时 钟(shzhng)(shzhng)输入端为输入端为CP0CP0，输，输出端为出端为Q0Q0；五 进 制 计 数 器 的 时 钟五 进 制 计 数 器 的 时 钟(shzhng)(shzhng)输入端为输入端为CP1CP1，输，输出端为出端为Q1Q1、Q2Q2、Q3Q3。如果将如果将Q0 0与与CP1 1相连，相连，CP0 0作作时钟脉冲输入端，时钟脉冲输入端，Q0 0Q3 3作输作输出端，则为出端，则为84218421BCD码十进制码十进制计数器。计数器。第19页/共85页第二十页，共85页。 异步清零异步清零(qn ln)(qn ln)。 异步置数（置异步置数（

13、置9 9）。）。 计数。计数。2-5-102-5-10进制进制290EWB290EWB 74LS2904123567 7GNDGND9(1)9(1)NCNC9(2)9(2)NCNCQ Q1 1Q Q2 213138 89 91010111112121414VccVcc0(1)0(1)0(2)0(2)2 21 1Q Q3 3Q Q0 0CPCPCPCPR RR RR RR R第20页/共85页第二十一页，共85页。CPCP0CP1Q0 Q1 Q2 Q3742900 0 0 0 1 2 4 8S9（1）S9（2）R0（1）R0（2）CPCP1CP074290Q0 Q1 Q2 Q35 1 2 40

14、0 0 0S9（1）S9（2）R0（1）R0（2）第21页/共85页第二十二页，共85页。第22页/共85页第二十三页，共85页。EWBEWB同步同步(tngb)(tngb)清清0 0六进六进制制163163010Q3Q2Q1Q0100001101000011RETEP74163DRCO1LDCP计数脉冲计数脉冲&Q3Q2Q1Q0D3D2D1D01第23页/共85页第二十四页，共85页。模模16加法计加法计数数HHHH保持保持,CO=0LHHH 保保 持持HLHH同步予置同步予置LH异步清异步清0L功功 能能EPETLDRDCP模模1616加法计数加法计数H HH HH HH H保持，

15、但保持，但CO=0CO=0L LH HH HH H 保保 持持H HL LH HH H同步预置数同步预置数L LH H同步清同步清0 0L L功功 能能EPEPETETLDLDCRCRCPCP7416374163功能表功能表74160模模10加法计数加法计数第24页/共85页第二十五页，共85页。EWBEWB异步预置异步预置(y zh)191(y zh)191Q3Q2Q1Q0110111001011101010011000001101000101011001110D1D2D3D3Q2QD/U1Q0QRCOMAX/MIN741910EN0CP计数脉冲计数脉冲&Q30QQ21Q1100LD

16、第25页/共85页第二十六页，共85页。第26页/共85页第二十七页，共85页。RCORCOMAX/MINMAX/MINLDLD3 3Q Q2 2Q QD/UD/UENENCPCP0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D1 1Q Q0 0Q Q74191(1)74191(1)计数脉冲计数脉冲D/UENL0 01 13 3 2 2Q Q Q Q Q Q Q QQ Q6 6Q Q7 7Q Q4 4Q Q5 5DLDLD3 3Q Q2 2Q QD/UD/UENENCPCP0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D1 1Q Q0 0Q Q74191(2)74191(2)RCORCOMAX

17、/MINMAX/MIN第27页/共85页第二十八页，共85页。例：用两片例：用两片4 4位二进制加法计数器位二进制加法计数器7416174161采用采用(ciyng)(ciyng)同步级联方式构成的同步级联方式构成的8 8位二进制同步加法计数器，模位二进制同步加法计数器，模为为161616=25616=256。1计数脉冲计数脉冲清零脉冲清零脉冲ETCP0D1D2D3DRCO74161(1)EPRDDL1Q3 Q2 Q1 Q0ETCP0D1D2D3DRCO74161(2)EPRDDL1Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q0第28页/共85页第二十九页，共85页。解：因

18、为解：因为(yn wi)N(yn wi)N4848，而，而7416074160为模为模1010计数器，计数器，所以要用两片所以要用两片7416074160构成此计数器。构成此计数器。先将两芯片采用同步级联方式连接成先将两芯片采用同步级联方式连接成100100进制计数器，然进制计数器，然后再用整体清零法组成后再用整体清零法组成4848进制计数器。进制计数器。EWBEWB1计数脉冲计数脉冲ETCP0D1D2D3DRCO74160(1)EPRDDL1ETCP0D1D2D3DRCO74160(2)EPRDDL1Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q0&第29页/共85页第三十页，共85页。

19、Q Q0 0 Q Q1 1 Q Q2 2 Q Q3 3 Q Q4 4 Q Q5 5 Q Q6 6 Q Q7 7 异步清零异步清零(qn ln)，N进制就从进制就从N反馈译码；反馈译码；同步清零同步清零(qn ln)， N进制就丛进制就丛N-1反馈译码反馈译码第30页/共85页第三十一页，共85页。第31页/共85页第三十二页，共85页。Q Q0 0 Q Q1 1 Q Q2 2 Q Q3 3 Q Q4 4 Q Q5 5 Q Q6 6 Q Q7 7 作业作业(zuy)：P153：6.1.1、6.3.2、6.4.1、6.4.2、6.4.4、5、6、7、8、9第32页/共85页第三十三页，共85页。在

20、在QDQCQBQA 0110 时立时立即即(lj)清零清零 。在在QDQCQBQA 0101 时时 准准备备(zhnbi)清零清零 。ETEPRCA B C DQBQCQDQALDCLR74LS163&+5VCPCPBCPAQAQDQBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)74LS290CP计数 脉冲第33页/共85页第三十四页，共85页。(1). 需要需要(xyo)两片两片74LS163；(2). 为了提高为了提高(t go)运算速度，使用同步计数方式。运算速度，使用同步计数方式。 应该在应该在 QDQCQBQA QDQCQBQA 0001 0111 时准备清零。时准备

21、清零。, , , , QDQCQBQA QDQCQBQA CLR =23=23=（1717）H H时清时清0 0+5VCPETEPCOA B C DQBQCQDQALDCLR74LS163COQBQCQDQALDCLR74LS163+5V, , , , CLR11A B C DETEP第34页/共85页第三十五页，共85页。解：解： 因为因为32768=215，经，经15级二分频，就可获得频级二分频，就可获得频率为率为1Hz的脉冲信号。因此将四片的脉冲信号。因此将四片74161级联，从高级联，从高位位(o wi)片（片（4）的）的Q2输出即可。输出即可。1f=1Hzf=32768Hz Q3Q2

22、Q1Q01CPEPRCOETRDD0D1L2D3DD74161(1)1 Q3Q2Q1Q011 Q3Q2Q1Q011 Q3Q2Q1Q01RDD0D1L2D3DDCPEPRCOET74161(4)1CPEPRCOET74161(3)CPEPRCOET74161(2)RDD0D1L2D3DDRDD0D1L2D3DD第35页/共85页第三十六页，共85页。例例1 1：如图：如图,74161,74161及门电路构成的时序电路及门电路构成的时序电路, ,分析分析(fnx)(fnx)功能。功能。其中其中7416174161与与G G1 1构成了一个模构成了一个模5 5计数器。计数器。 ，因此，这是，因此，这

23、是一个一个0101001010序列信号发生器，序列长度序列信号发生器，序列长度P P=5=5。EWB仿真74161第36页/共85页第三十七页，共85页。EWB仿真(fn zhn)D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0C CR R L LD DC CT TT TC CT Tp pC CP PC CP P1 1Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 31 1S ST TA A2 2A A1 1A A0 0D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D D7 7Y YY Y1 1 1 1 0 00 0 0 0 1 1 1 1 0 07 74

24、41 15 51 17 74 41 16 61 11 1第37页/共85页第三十八页，共85页。EWB仿真(fn zhn)产生(chnshng)节拍脉冲CPCPQ Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Y Y0 0Y Y1 1Y Y2 2Y Y3 3Y Y4 4Y Y5 5Y Y6 6Y Y7 7001 Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 741381CPCP7416074160DD2DDLRD03CPETEPD1RCO1A2 A1 A0321GGG1Q3Q2Q1Q0第38页/共85页第三十九页，共85页。在数字电路中，用来存放二进制数据或代码在数字电路中，用来存放二进制数据或代码(di m)的电的电

25、路称为寄存器路称为寄存器(Register )。 寄存器是由具有存储寄存器是由具有存储(cn ch)功能的触发器组合功能的触发器组合起来构成的。起来构成的。 一个触发器可以存储一个触发器可以存储(cn ch)1位位二进制代码，存放二进制代码，存放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个个触发器来构成。触发器来构成。 按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器按照功能的不同，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和移位寄存器两大类。基本寄存器只能并行送入数据，需要时也只能并行输出据，需要时也只能并行输出(shch)。移位寄存器。移位寄存器中的数据可以

26、在移位脉冲作用下依次逐位右移或左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、并行输出移，数据既可以并行输入、并行输出(shch)，也，也可以串行输入、串行输出可以串行输入、串行输出(shch)，还可以并行输，还可以并行输入、串行输出入、串行输出(shch)，串行输入、并行输出，串行输入、并行输出(shch)，十分灵活，用途也很广。，十分灵活，用途也很广。6.2 寄存器寄存器第39页/共85页第四十页，共85页。一、锁存器一、锁存器(Latch )锁存器是一种能存储数据的时序电路器件。在使能端有锁存器是一种能存储数据的时序电路器件。在使能端有效效(yuxio)状态，能够接

27、受输入端的数据。状态，能够接受输入端的数据。(1) 8位锁存器位锁存器74LS3738Q1Q8D1DGOE74LS373(2) 8位可寻址锁存器位可寻址锁存器74LS259Q7Q0DAGCr74LS259BC使能使能输出输出(shch)控制控制端端清除清除(qngch)数据数据输入输入地址地址第40页/共85页第四十一页，共85页。集 成集 成 (j chn)数 码 寄 存 器数 码 寄 存 器74LSl75 ：1DRC1FFQ01DRC1QQR1DC1QRC11D0Q0Q1FFQ11Q2FFQ22Q3FFQ33Q1CPD3012DD1DRDD0D3是并行是并行(bngxng)数据输入端，数据

28、输入端，CP为时钟脉冲为时钟脉冲端。端。Q0Q3是并行数据输出端。是并行数据输出端。异步清零异步清零控制端。控制端。第41页/共85页第四十二页，共85页。D0D3是并行是并行(bngxng)数据输入端，数据输入端，CP为时钟脉冲端。为时钟脉冲端。Q0Q3是并行数据输出端。是并行数据输出端。清零清零时钟时钟输输 入入输输 出出工作模式工作模式RDCPQ3 Q2 Q1 Q0D3 D2 D1 D00 0 0 0 01 D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0 1 1 1 0 保保 持持保保 持持异步清零异步清零数码寄存数码寄存数据保持数据保持数据保持数据保持第42页/共85页第四十三页，共8

29、5页。1 1单向单向(dn xin)(dn xin)移位移位寄存器寄存器 （1 1）右移寄存器（）右移寄存器（D触发器组成的触发器组成的4 4位右移寄存器）位右移寄存器）右移寄存器的结构特点：右移寄存器的结构特点：左边触发器的输出端接右邻触发器的输入端。左边触发器的输出端接右邻触发器的输入端。Q0 Q1 Q2 Q3Di D0 D1 D2 D31D C11D C11D C11D C1Q0 Q1 Q2 Q3FF0 FF1 FF2 FF3CP移位时钟脉冲右移输出右移输入Q0 Q1 Q2 Q3并行输出并行输出4位右移位右移移位寄存器移位寄存器第43页/共85页第四十四页，共85页。QRC11D1DC1

30、RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行输入串行输入串行输出串行输出D0D1D20FF1FF2FF3FF并并 行行 输输 出出D3第44页/共85页第四十五页，共85页。在在4 4个移位脉冲作用个移位脉冲作用(zuyng)(zuyng)下，输入的下，输入的4 4位串行数码位串行数码11011101全部存入了全部存入了寄存器中。这种输入方式称为串行输入方式。寄存器中。这种输入方式称为串行输入方式。123456789CPQ0Q1Q23QID1110第45页/共85页第四十六页，共85页。左移寄存器的结构特点：右边触发器的输出端接左移寄存器的结构特点：右边触发器的输出端接(dun

31、 (dun ji)ji)左邻触发器的输入端。左邻触发器的输入端。串入串出串入串出parallel-in serial-out left/right serial input Q1DC1RFF0FF1FF23FF20并并 行行 输输 出出3QQ1QQID串行输入串行输入CPCR串行输出串行输出D0D1D2D3Q1DC1RQ1DC1RQ1DC1R第46页/共85页第四十七页，共85页。其中，其中，DSR为右移为右移(yu y)串行输入端，串行输入端，DSL为左移串行为左移串行输入端。输入端。当当S=0时，时，D3=DSL，D2=Q3 、 D1=Q2、D0=Q1，实现实现(shxin)左移操作。左移

32、操作。RFF1DC13Q&11R1DC12FFQ&11R1DC11FFQ&11FF&C1R01DQ111 11 11 1QQQQ1302CPCRDSR串行输入串行输入（右移）（右移）串行输入串行输入SLD（左移）（左移）串行输出串行输出DOR（右移）（右移）串行输出串行输出DOL（左移）（左移）移位控制移位控制S SS=0S=0：左移：左移并并 行行 输输 出出S=1S=1：右移：右移第47页/共85页第四十八页，共85页。Q0和和Q3分别是左移和右移时的串行输出分别是左移和右移时的串行输出(shch)端，端，Q0、Q1、Q2和和Q3为并行输出为并行输出(shc

33、h)端。端。DSL 和和DSR分别是左移和右移串行输入。分别是左移和右移串行输入。D0、D1、D2 2和和D3是并行输入端。是并行输入端。VQQQ Q CP SS(a) 引脚排列图 16 15 14 13 12 11 10 974LS194 1 2 3 4 5 6 7 8CC 0 1 231 0CR DSR D0 D1 D2 D3 DSL GND S1 S0 DSL 74LS194 Q0 Q1 Q2 Q3(b) 逻辑功能示意图 D0 D1 D2 D3 CR CP DSR第48页/共85页第四十九页，共85页。第49页/共85页第五十页，共85页。 CR S1 1S0 0 操作操作(cozu)(

34、cozu)说明说明 1 右移右移(yu y)(yu y) 1 左移左移 1 1 并行并行(bngxng)(bngxng)送数送数 1 0 0 保持保持 0 f f f f 置置0 00parallel load 第50页/共85页第五十一页，共85页。S0S1CP1Q0Q1Q2Q3S0S1CP2Q0Q1Q2Q3DSLDSLD10D11D12D13D20D21D22D23+5V74LS194 (1)74LS194 (2)CP0DiS0S1CP1Q0Q1Q2Q3S0S1CP2Q0Q1Q2Q3DSRDSRD10D11D12D13D20D21D22D23+5V74LS194 (1)74LS194 (2

35、)CP0Di右移右移(yu y)模式模式左移模式左移模式(msh)第51页/共85页第五十二页，共85页。D6D5D4D3D2D1D0并并行行输输入入串行输出串行输出数数据据传传送送方方式式变变换换电电路路实现实现(shxin)方方法法(1). 因为有因为有7位并行位并行(bngxng)输入，故需使用两片输入，故需使用两片74LS194；(2). 用最高位用最高位QD3作为作为(zuwi)它的串行输出端。它的串行输出端。第52页/共85页第五十三页，共85页。&G1S0S1CP1Q0Q1Q2Q3S0S1CP2Q0Q1Q2Q3DSRDSRD10D11D12D13D20D21D22D23D

36、0D1D2D3D4D5D6+5V+5VCP启动启动(qdng)脉脉冲冲移位移位(y wi)脉冲脉冲&G2串行输出串行输出(shch)并行输入并行输入74LS194 (1)74LS194 (2)第53页/共85页第五十四页，共85页。 环形计数器的特点：环形计数器的特点： 电路简单，电路简单，N位移位寄存器可以计位移位寄存器可以计N个数，实现模个数，实现模N计计数器。状态为数器。状态为1的输出端的序号等于计数脉冲的个数，的输出端的序号等于计数脉冲的个数，通常通常(tngchng)不需要译码电路。不需要译码电路。EWB 194EWB 194环型计数器环型计数器SLSL0Q1QS3D2D1D

37、0D2Q3Q74194SRDCPDSRD01111000START0Q31000Q0100Q2Q001010001第54页/共85页第五十五页，共85页。Q3Q2Q1Q0CP(d)主循环波形主循环波形0Q31000Q0100Q2Q001010001SLSL0Q1QS3D2D1D0D2Q3Q74194SRDCPDSRD01111000START第55页/共85页第五十六页，共85页。一般来说，一般来说，N位移位寄存器可以组成位移位寄存器可以组成(z chn)模模2N的扭环的扭环形计数器，只需将末级输出反相后，接到串行输入端。形计数器，只需将末级输出反相后，接到串行输入端。EWB 194EWB 1

38、94扭环扭环10清零清零SLSL0Q1QS03D2D1D0D2Q3Q74194S1RDCPDSRDQ100000012QQ00000300111Q1100011111101111第56页/共85页第五十七页，共85页。000000111000110000100000000001000011000111001111011111111111111100111110(b)状态图状态图n个个FF构成环形构成环形(hun xn)计数器时计数器时,模模M=n，主循环有，主循环有n个状个状态。构成扭环计数器时，模态。构成扭环计数器时，模M=2n，主循环有，主循环有2n个状态。个状态。EWB EWB 模模12

39、12扭环型计数器扭环型计数器S0S1CPQ0Q1Q2Q3DSRD0D1D2D374LS194 (1)S0S1CPQ0Q1Q2Q3DSRD0D1D2D374LS194 (2)CRCR1CP101011作业作业(zuy)：P154：6.2.2第57页/共85页第五十八页，共85页。D0 D1 D2 D3ET COEP 74161 CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP10 0 0 0&模7举例举例(j l)第58页/共85页第五十九页，共85页。D0 D1 D2 D3ET COEP 74161 CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP11 1 1 1&置最大数法：指出置最大数

40、法：指出(zh ch)错误错误第59页/共85页第六十页，共85页。D0 D1 D2 D3ET COEP 74161 CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP11 0 0 11置最小数法：置最小数法：74161是是16进制计数器，同步置数，所以，进制计数器，同步置数，所以，16-7=9（1001），），作为作为(zuwi)D3D0的预置数，到最大状态的预置数，到最大状态1111时，时，CO=1，经，经反相器，使反相器，使LD=0 。第60页/共85页第六十一页，共85页。分析分析(fnx)下面电路是几进制计数下面电路是几进制计数器？器？D0 D1 D2 D3ET COEP 74160(1)

41、CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP11 1 0 0D0 D1 D2 D3ET COEP 74160(2) CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q310 1 1 01100-63=37第61页/共85页第六十二页，共85页。Q0 Q1 Q2 Q3ETEPCPCR D0 D1 D2 D3COLD7416011Q0 Q1 Q2 Q3ETEPCPCR D0 D1 D2 D3COLD74160& 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0CP分析分析(fnx)下面电路是几进计数器？下面电路是几进计数器？第62页/共85页第六十三页，共85页。CPS 9（1）S 9（2）R 0（1）R 0（2）1

42、00 200 400 8000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Q0 Q1 Q2 Q3S9（1）S9（2）R0（1）R0（2）S 9（1）S 9（2）R 0（1）R 0（2）权：权： 1 2 4 810 20 40 80CP0CP174290（个位）（个位）Q0 Q1 Q2 Q374290（十位）（十位）74290（千位）（千位）Q0 Q1 Q2 Q3CP0CP1CP0CP1第63页/共85页第六十四页，共85页。10 20 40 80CP0CP174290Q0 Q1 Q2 Q3CP0CP174290Q0 Q1 Q2 Q3&CP权：1 2 480 00 0（个位）（十位）S

43、9（1）S 9（2）R 0（1）R 0（2）S 9（1）S 9（2）R 0（1）R 0（2）第64页/共85页第六十五页，共85页。用用74161设计设计(shj)一个可控进制的计数器，当一个可控进制的计数器，当输入控制变量输入控制变量M=0时工作在五进制，时工作在五进制， M=1时工时工作在十五进制。标出进位输出端。作在十五进制。标出进位输出端。D0 D1 D2 D3ETEP 74161 CP LDCRQ0 Q1 Q2 Q31CP10 0 0 0CO&11MY进位进位输出输出第65页/共85页第六十六页，共85页。用优先编码器用优先编码器74148和计数器和计数器74160组成组成(

44、z chn)可控分频器，试说明当输入信号可控分频器，试说明当输入信号A B C D E F G分别为低电平时，分别为低电平时，Y端的输出频率为多少？端的输出频率为多少？I7I6I5I4I3I2I1Y0Y1Y274LS148CP ET EPD0D1D2D3111Q0Q1Q2Q3RDLDCO174LS160ZCPABCDEFG11第66页/共85页第六十七页，共85页。解：由图解：由图 可见，计数器工作在可预置数状态，每当计数可见，计数器工作在可预置数状态，每当计数器的进位输出器的进位输出CO=1(即输出即输出Q=1001)时，在下一个时，在下一个CP上上升升(shngshng)沿到达时置入编码器

45、的输出状态沿到达时置入编码器的输出状态Y。例如例如(lr)：当：当A=0时，时，74148的输出为的输出为Y2Y1Y0=110，经反向，经反向器输入到器输入到74160的置数端的置数端D3D2D1D0=0001，则构成，则构成9进制计进制计数器，输出脉冲数器，输出脉冲Z的频率为的频率为CP的的1/9。依此类推便可得到。依此类推便可得到 下下表：表：接入低电平的输入端接入低电平的输入端fz/fcpABCDEFG1/91/8 1/71/6 1/51/41/3第67页/共85页第六十八页，共85页。74LS29074LS290S S9(1)9(1)S S9(2)9(2)R R0(1)0(1)R R0

46、(2)0(2)Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0CPCP1 1CPCP0 074LS29074LS290S S9(1)9(1)S S9(2)9(2)R R0(1)0(1)R R0(2)0(2)Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0CPCP1 1CPCP0 0A A3 3A A2 2A A1 1A A0 074487448LTLTRBIRBIBI/RBOBI/RBO1 11 11 1a a b b c c d d e e f f g ga ab bc cd de ef fg gA A3 3A A2 2A A1 1A A0 074487448LTLTRBIRBIBI/RBO

47、BI/RBO1 11 10 0a a b b c c d d e e f f g ga ab bc cd de ef fg gCPCP第68页/共85页第六十九页，共85页。例例1：数字频率计原理：数字频率计原理(yunl)电路的设电路的设计。计。清零清零计数计数1 秒钟秒钟显示显示频率：周期性信号在单位频率：周期性信号在单位(dnwi)(dnwi)时间（时间（1s1s）内变化的次数）内变化的次数设计一个可以自动和手动两种工作方式的频率计。假设自动清零用1S，计数1S，显示3S，原始状态图如图。此电路分成两部分：1 秒钟秒钟3 秒钟秒钟第69页/共85页第七十页，共85页。译码显示译码显示74

48、 LS 2907420Q1Q1D1Q0Q0D0Q2D2+5V手动手动自动自动ux手动清零手动清零CPR 0(1)R 0(2)CPA1Hz !计数器：计数器：用于确定用于确定清零清零(qn ln)、计、计数、显示数、显示的时间。的时间。根据计数根据计数(j sh)器器的状态确的状态确定何时清定何时清零、何时零、何时计数计数(j sh)、何、何时显示。时显示。被测信号被测信号(xnho)第70页/共85页第七十一页，共85页。自动自动(zdng)测量测量过程：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Q2Q1Q000

49、011110010010111110011101000121010112112DQQQDQQDQQnnn状态(zhungti)分配第71页/共85页第七十二页，共85页。1200112QQDQDQD 自动自动(zdng)时时: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组成组成(z chn)五进制计数五进制计数器：器：计数计数清零清零显示显示第72页/共85页第七十三页，共85页。手动测量手动测量(cling)过程

50、：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010101121121DQDQQDQQnnnQ2Q1Q00001111001001011111111第73页/共85页第七十四页，共85页。1DQDQD00112 Q2Q1Q0的状态的状态(zhungti)转换转换关系关系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第74页/共85页第七十五页，共85页。Q2Q1Q0=001、101时：时：ux作为CPA被送