若干典型的时序逻辑集成电路课件

1、6.5 若干典型的时序逻辑集成电路1. 寄存器一、寄存器和移位寄存器 寄存器:是数字系统中用来存储二进制数据的逻辑部件。它的主要组成部分是触发器。 一个触发器能存储1位二进制代码，存储 n 位二进制代码的寄存器需要用 n 个触发器组成。寄存器实际上是若干触发器的集合。6.5 若干典型的时序逻辑集成电路1. 寄存器一、寄存器和8位CMOS寄存器74HC37411111101118位CMOS寄存器74HC37411111101118位CMOS寄存器74HC374高阻11*1高阻00*1存入数据，禁止输出11*0对应内部触发器的状态00*0存入和读出数据Q0Q7DNCP输出内部触发器输 入工作模式7

2、4HC374引脚图8位CMOS寄存器74HC374高阻11*1高阻00*12.移位寄存器 移位寄存器是既能寄存数码，又能在时钟脉冲的作用下，使数码向高位或向低位移动的逻辑功能部件。逻辑功能： 移位寄存器不仅用来存储数据，还可实现数据传输格式的变换，以及实现数的加、减、乘、除运算等，应用非常广泛。2.移位寄存器 移位寄存器是既能寄存数码，又能在时钟脉根据输入/输出方式不同串入并出移位寄存器串入串出移位寄存器并入并出移位寄存器并入串出移位寄存器分类：根据移位功能不同单向移位寄存器双向移位寄存器左移位寄存器右移位寄存器根据输入/输出方式不同串入并出移位寄存器串入串出移位寄存器 基本移位寄存器电路串行

3、数据输入端串行数据输出端并行数据输出端 基本移位寄存器电路串行数据输入端串行数据输出端并行数据D3=Q2nD1=Q0nD0=DSIQ0n+1=DSIQ1n+1 =D1 = Q0nQ2n+1 =D2 =Q1nQ3n+1 =D3 = Q2n激励方程：状态方程： 工作原理D2=Q1nD3=Q2nD1=Q0nD0=DSIQ0n+1=DSIQ1n 0 0 0 0FF0 FF1 FF2 FF32CP 后0 0 01CP 后11 0 1 1 03CP 后0 1 0 1 14CP 后1 1 Q0n+1=DSIQ1n+1 = Q0nQ2n+1 =Qn1Q3n+1 =Qn21101 1 1 0 0 0 0 0 0

4、FF0 FDSI =1101 经过7个CP脉冲作用后，从DSI 端串行输入的数码就可以从DSO 端串行输出。串入串出1101DSI =1101 经过7个CP脉冲作用后，从8位移位寄存器74HC164内部逻辑图74HC164引脚图8位移位寄存器74HC164内部逻辑图74HC164引脚图 多功能双向移位寄存器多功能移位寄存器工作模式简图工作原理 多功能双向移位寄存器多功能移位寄存器工作模式简图工作原实现多种功能双向移位寄存器的一种方案(仅以FFm为例)S1S0=00S1S0=01高位移向低位S1S0=10S1S0=11并入保持低位移向高位实现多种功能双向移位寄存器的一种方案(仅以FFm为例)S1

5、SCMOS 4位双向移位寄存器74HC194 CMOS 4位双向移位寄存器74HC194 74HC194 引脚图74HC194 引脚图74HC194 的功能表 7D3D2D1D0DI3*DI2*DI1*DI0*HHH6H HLHH5LLLHH4HHHLH3LLHLH2LLH1LLLLLDI3DI2DI1DI0左移DSL右移DSRS0S1行并行输入时钟CP串行输入控制信号清零输 出输 入74HC194 的功能表 7D3D2D1D0DI3*DI2*移位寄存器的应用用74HC194构成环形计数器移位寄存器的应用用74HC194构成环形计数器CPQ0Q1Q2Q301234状态表CPQ0Q1Q2Q300

6、00110010201003100040001CPQ0Q1Q2Q3000011234CPQ0Q1Q2Q30000110010234CPQ0Q1Q2Q300001100102010034CPQ0Q1Q2Q3000011001020100310004 注意：环形计数器加CP脉冲运行之前，应先给定初始状态。当S0处于高电平时，输出被置数；当S0返回低电平，电路处于左移模式。此时再加CP，电路便开始环形计数。 问：若要实现右移环形计数器，电路该如何连接。CPQ0Q1Q2Q301234状态表CPQ0Q1Q2Q300右移环形计数器右移环形计数器用74HC194构成串/并行数据转换器。 用一片74HC194

7、和一片74HC00以右移方式构成一个三位串/并行数据转换器。其电路组成如下：用74HC194构成串/并行数据转换器。 用其工作原理可用如下状态表示：CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能0CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置数12d1d1011右移13d2d2d101右移14d3d3d2d10右移1CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零11111CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置数1111CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置数12d1111CRCPDSRQ0Q1

8、Q2Q3功能00000清零110111置数12d1d1011右移111CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置数12d1d1011右移13d2d2d101右移11CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零110111置数12d1d1011右移13d2d2d101右移14d3d3d2d10右移150111置数注意：右移串行数据应在CP脉冲发出前准备好。其工作原理可用如下状态表示：CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功用74HC194构成七进制扭环形计数器。用74HC194构成七进制扭环形计数器。其工作原理可用如下状态表示：CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功能00000清零11

9、111111311110右移111000右移211100右移411111右移500111右移600011右移700001右移811000右移 电路构成七进制扭环形计数器。注意：右移串行数据应在CP脉冲发出前准备好。其工作原理可用如下状态表示：CRCPDSRQ0Q1Q2Q3功 计数器的基本功能是对输入时钟脉冲进行计数。它也可用于分频、定时、产生顺序脉冲和脉冲序列及进行数字运算等等。二、计数器计数器的分类：按脉冲输入方式，分为同步和异步计数器；按编码方式，分为二进制、二-十进制和循环码计数器；按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器；按计数容量，分为十进制、六十进制等任意进制计数器。 计数器的基本功

10、能是对输入时钟脉冲进行计数。它也可用于(1) 异步二进制计数器1. 二进制计数器 电路图(1) 异步二进制计数器1. 二进制计数器 电路图Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 时序图Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 00 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0101010101010101011 0 0 1 10 010 100110 000001111000011110电路实现了异步二进制加法计数功能。 逻辑功能Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 结论：计数器不仅可以计数，也可作为分频器。Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 Q0 Q1 Q2 Q3CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 电路实现了异步二进制减法计数功能。 Q0 Q1 Q2 Q