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文档简介
《电子技术基础与技能》(陈振源主编)
电子演示文稿
项目10寄存器和计数器的应用1
《电子技术基础与技能》(陈振源主编)
时序逻辑电路简称时序电路,它由逻辑门电路和触发器组成,是一种具有记忆功能的逻辑电路,常用的电路类型有寄存器和计数器。本项目重点学习寄存器、计数器的逻辑功能和典型应用电路的制作。
10.1寄存器
10.2计数器
项目小结
项目10寄存器和计数器的应用2
时序逻辑电路简称时序电路,它由逻辑门电路和触发器组成,是一
寄存器主要用来暂存数码和信息。寄存器由触发器和门电路组成,按接收数码的方式不同可分为单拍接收式和双拍接收式两种。
10.1.1数码寄存器
1.双拍接收式寄存器
(1)电路组成
4位双拍接收式数码寄存器是由基本RS触发器和门电路组成。
4位双拍接收式数码寄存器10.1寄存器3寄存器主要用来暂存数码和信息。10.1(2)工作原理双拍接收寄存器工作时是分两步进行的:第一步,寄存前先清零。第二步,接收脉冲控制数据寄存。2.单拍接收寄存器(1)电路组成
4位单拍接收式数码寄存器是由D触发器组成。
(2)工作原理单拍接收寄存器不需要先清零,当接收脉冲CP到来时,即可将数码存入。若要清除已存入的数码,使寄存器全部清零,只需在端加入一清零负脉冲即可实现。4位单拍接收寄存器4(2)工作原理双拍接收寄存器工作时是分两步进行的:●寄存器的优点是存储时间短,速度快,可用来当高速缓冲存储器。其缺点是一旦停电后,所存储的数码便全部丢失,因此数码寄存器通常用于暂存工作过程中的数据和信息,不能作为永久的存储器使用。●由许多的寄存器组合起来的大规模集成电路可作为数据存储器,每个寄存器是数据存储器中的一个存储单元,再用地址线来选择对应的存储单元,就成为随机存取存储器RAM。●寄存器若出现各位数据都无法正常存储的故障,检测的基本步骤和技巧是:第一步,先查工作电源是否正常;第二步,查复位端是否被长置成复位状态;第三步,用示波器观测CP脉冲是否有输入到触发控制端。5510.1.2移位寄存器移位寄存器除了具有寄存数码的功能外,还具有将数码在寄存器中单向或双向移位的功能。1.电路组成由D触发器组成的4位左移寄存器电路中,FF0是最低位触发器,FF3是最高位触发器,高位触发器的D端依次接到相邻低位触发器的数据输出端Q。
4位左移寄存器
610.1.2移位寄存器62.工作过程以存入数码1011为例,4位左移寄存器的工作状态示意图。左移寄存器工作状态示意图72.工作过程73.集成移位寄存器
74LS194集成电路是一块4位双向通用移位寄存器,实物外形及引脚功能图如图10-5所示。
设置M0=1、M1=0时,为右移寄存器工作状态;设置M0=0、M1=1时,为左移寄存器工作状态;设置M0=1、M1=1时,此时为并行寄存器工作状态。83.集成移位寄存器81.电路组装按图10-8所示的电路图安装寄存器控制彩灯电路。91.电路组装92.输入脉冲信号将脉冲信号发生器产生的矩形脉冲CP送入74LS194的11脚。3.寄存器清零开关Sr按下为0状态,寄存器设置为清零状态,观察输出发光二极管的状态。4.设置为右移串行寄存器将开关Sr处于1状态,拨动单刀双掷开关SM0、SM1,使M0=1,M1=0。SR端分别设置为0和1状态时,观察发光二极管的变化状态,读出对应的输出的数。5.设置为左移串行寄存器
将开关Sr处于1状态,拨动单刀双掷开关SM0、SM1,使M0=0,M1=1。SL端分别设置为0和1状态时,观察发光二极管的变化状态,读出对应的输出的数。6.设置为并行寄存器
开关Sr处于1状态,拨动单刀双掷开关SM0、SM1,使M0=1,M1=1,此时为并行寄存器工作状态。通过开关S0、S1、S2、S3设置并行输入数码D0、D1、D2、D3,观察输出端发光二极管的状态。102.输入脉冲信号10在数字系统中,能统计输入脉冲个数的电路称为计数器。10.2.1二进制计数器1.电路组成每输入一个脉冲,就进行一次加1运算的计数器称为加法计数器,也称为递增计数器。4个JK触发器构成的加法计数器如下图所示。
4位二进制递增计数器逻辑图10.2计数器11在数字系统中,能统计输入脉冲个数的电路称为计数器。10.2.工作过程在计数脉冲输入前,先在端加入清零负脉冲,置4位二进制数为0000。在第1个计数脉冲下降沿到来后,Q0由0翻转到1,二进制数Q3Q2Q1Q0=0001。在第2个计数脉冲下降沿到来后,Q0由l翻转到0,触发FF1使得Q1由0翻转为1,Q3Q2Q1Q0=0010。在第3个计数脉冲下降沿到来后,Q0由0翻转到1,该脉冲的上升沿并不触发FF1,仍保持Q1=l,因此Q3Q2Q1Q0=0011。……4位二进制递增计数器时序图122.工作过程1210.2.2十进制计数器
1.十进制递减计数器的状态1310.2.2十进制计数器13
2.电路组成异步十进制加法计数器
3.工作过程(1)计数器输入0~9个计数脉冲时,工作过程与4位二进制异步加法计数器完全相同,第9个计数脉冲后,Q3Q2Q1Q0状态为1001。(2)第10个计数脉冲到来后,此时计数器状态恢复为0000,跳过了1010~1111六个状态,从而实现842lBCD码十进制递增计数的功能。142.电路组成144.集成计数器的应用十进制计数集成电路74LS160的外形和引脚排列如下图所示。
74LS160实物外形图74LS160引脚功能图将2片74LS160串联起来可构成一个模为100的计数器。
模为100的计数器连接图
1515数字钟的外形及电路框图如图10-16所示,其电路主要由计数器、译码电路、显示器和秒信号源所组成。石英晶体振荡器产生的振荡信号经电路分频后获得1Hz的脉冲信号(秒信号),数字钟共有3个计数器,分别记录秒、分、时的变化情况。分显示器由60进制的加法计数器和译码显示电路构成,时显示器则由24进制的加法计数器和译码显示电路构成。
数字钟组成框图
应用实例
16数字钟的外形及电路框图如图10-16所示,其电路主要由计数器1.按图10-19连接电路,注意图中74LS48的、、脚和74LS161的、、CTP、CTT脚应置于高电平。、、
、
171.按图10-19连接电路,注意图中74LS48的(2)检查电路连线无误后,VCC端接上+5V电源。(3)在计数器的CP端连续输入单个脉冲,观测数码器的显示结果,并用万用表对74LS48的a~g引脚电平进行测量,记录于表10-5中。18(2)检查电路连线无误后,VCC端接上+5V电源。18项目小结
1.时序电路是由逻辑门电路和具有记忆功能的触发器构成,它的任一时刻的输出,不仅与当时的输入信号有关,还与原来的状态有关。本章介绍了常用的时序逻辑电路:寄存器和计数器。
2.寄存器是用来存储数码和信息的部件,它具有清零、存储和输出的功能。寄存器可分为单拍接收式和双拍接收式两种。
3.计数器用来对脉冲进行计数,按计数方式有加法和减法两类,常用的有二进制、十进制计数器,目前集成计数器品种多、功能全、价格低廉,得到广泛的应用。19项目小结
19谢谢!
Thanks!《电子技术基础与技能》编写组制作
Chen-zhenyuan@本资料仅供课堂教学使用图文未经允许不得复制出版20谢谢!
2022/11/27212022/11/2721
《电子技术基础与技能》(陈振源主编)
电子演示文稿
项目10寄存器和计数器的应用22
《电子技术基础与技能》(陈振源主编)
时序逻辑电路简称时序电路,它由逻辑门电路和触发器组成,是一种具有记忆功能的逻辑电路,常用的电路类型有寄存器和计数器。本项目重点学习寄存器、计数器的逻辑功能和典型应用电路的制作。
10.1寄存器
10.2计数器
项目小结
项目10寄存器和计数器的应用23
时序逻辑电路简称时序电路,它由逻辑门电路和触发器组成,是一
寄存器主要用来暂存数码和信息。寄存器由触发器和门电路组成,按接收数码的方式不同可分为单拍接收式和双拍接收式两种。
10.1.1数码寄存器
1.双拍接收式寄存器
(1)电路组成
4位双拍接收式数码寄存器是由基本RS触发器和门电路组成。
4位双拍接收式数码寄存器10.1寄存器24寄存器主要用来暂存数码和信息。10.1(2)工作原理双拍接收寄存器工作时是分两步进行的:第一步,寄存前先清零。第二步,接收脉冲控制数据寄存。2.单拍接收寄存器(1)电路组成
4位单拍接收式数码寄存器是由D触发器组成。
(2)工作原理单拍接收寄存器不需要先清零,当接收脉冲CP到来时,即可将数码存入。若要清除已存入的数码,使寄存器全部清零,只需在端加入一清零负脉冲即可实现。4位单拍接收寄存器25(2)工作原理双拍接收寄存器工作时是分两步进行的:●寄存器的优点是存储时间短,速度快,可用来当高速缓冲存储器。其缺点是一旦停电后,所存储的数码便全部丢失,因此数码寄存器通常用于暂存工作过程中的数据和信息,不能作为永久的存储器使用。●由许多的寄存器组合起来的大规模集成电路可作为数据存储器,每个寄存器是数据存储器中的一个存储单元,再用地址线来选择对应的存储单元,就成为随机存取存储器RAM。●寄存器若出现各位数据都无法正常存储的故障,检测的基本步骤和技巧是:第一步,先查工作电源是否正常;第二步,查复位端是否被长置成复位状态;第三步,用示波器观测CP脉冲是否有输入到触发控制端。26510.1.2移位寄存器移位寄存器除了具有寄存数码的功能外,还具有将数码在寄存器中单向或双向移位的功能。1.电路组成由D触发器组成的4位左移寄存器电路中,FF0是最低位触发器,FF3是最高位触发器,高位触发器的D端依次接到相邻低位触发器的数据输出端Q。
4位左移寄存器
2710.1.2移位寄存器62.工作过程以存入数码1011为例,4位左移寄存器的工作状态示意图。左移寄存器工作状态示意图282.工作过程73.集成移位寄存器
74LS194集成电路是一块4位双向通用移位寄存器,实物外形及引脚功能图如图10-5所示。
设置M0=1、M1=0时,为右移寄存器工作状态;设置M0=0、M1=1时,为左移寄存器工作状态;设置M0=1、M1=1时,此时为并行寄存器工作状态。293.集成移位寄存器81.电路组装按图10-8所示的电路图安装寄存器控制彩灯电路。301.电路组装92.输入脉冲信号将脉冲信号发生器产生的矩形脉冲CP送入74LS194的11脚。3.寄存器清零开关Sr按下为0状态,寄存器设置为清零状态,观察输出发光二极管的状态。4.设置为右移串行寄存器将开关Sr处于1状态,拨动单刀双掷开关SM0、SM1,使M0=1,M1=0。SR端分别设置为0和1状态时,观察发光二极管的变化状态,读出对应的输出的数。5.设置为左移串行寄存器
将开关Sr处于1状态,拨动单刀双掷开关SM0、SM1,使M0=0,M1=1。SL端分别设置为0和1状态时,观察发光二极管的变化状态,读出对应的输出的数。6.设置为并行寄存器
开关Sr处于1状态,拨动单刀双掷开关SM0、SM1,使M0=1,M1=1,此时为并行寄存器工作状态。通过开关S0、S1、S2、S3设置并行输入数码D0、D1、D2、D3,观察输出端发光二极管的状态。312.输入脉冲信号10在数字系统中,能统计输入脉冲个数的电路称为计数器。10.2.1二进制计数器1.电路组成每输入一个脉冲,就进行一次加1运算的计数器称为加法计数器,也称为递增计数器。4个JK触发器构成的加法计数器如下图所示。
4位二进制递增计数器逻辑图10.2计数器32在数字系统中,能统计输入脉冲个数的电路称为计数器。10.2.工作过程在计数脉冲输入前,先在端加入清零负脉冲,置4位二进制数为0000。在第1个计数脉冲下降沿到来后,Q0由0翻转到1,二进制数Q3Q2Q1Q0=0001。在第2个计数脉冲下降沿到来后,Q0由l翻转到0,触发FF1使得Q1由0翻转为1,Q3Q2Q1Q0=0010。在第3个计数脉冲下降沿到来后,Q0由0翻转到1,该脉冲的上升沿并不触发FF1,仍保持Q1=l,因此Q3Q2Q1Q0=0011。……4位二进制递增计数器时序图332.工作过程1210.2.2十进制计数器
1.十进制递减计数器的状态3410.2.2十进制计数器13
2.电路组成异步十进制加法计数器
3.工作过程(1)计数器输入0~9个计数脉冲时,工作过程与4位二进制异步加法计数器完全相同,第9个计数脉冲后,Q3Q2Q1Q0状态为1001。(2)第10个计数脉冲到来后,此时计数器状态恢复为0000,跳过了1010~1111六个状态,从而实现842lBCD码十进制递增计数的功能。352.电路组成144.集成计数器的应用十进制计数集成电路74LS160的外形和引脚排列如下图所示。
74LS160实物外形图74LS160引脚功能图将2片74LS160串联起来可构成一个模为100的计数器。
模为100的计数器连接图
3615数字钟的外形及电路框图如图10-16所示,其电路主要由计数器、译码电路、显示器和秒信号源所组成。石英晶体振荡器产生的振荡信号经电路分频后获得1Hz的脉冲信号(秒信号),数字钟共有3个计数器,分别记录秒、分、时的变化情况。分显示器由60进制的加法计数器和译码显示电路构成,时显示器则由24进制的加法计数器和译码显示电路构成。
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