时序逻辑电路14课件

第14章时序逻辑电路本章学习目标14.1时序逻辑电路概述14.2寄存器14.3计数器14.4计数译码显示电路本章小结本章学习目标理解时序逻辑电路的概念及分类。掌握寄存器的功能、电路组成及工作原理。清楚环形脉冲分配器的电路构成和工作原理。理解计数器的功能，了解二进制加法计数器、十进制计数器电路组成及工作原理。清楚七段数码显示原理，掌握计数、译码、显示电路的组成。14.1时序逻辑电路概述14.1.1时序逻辑电路的概念14.2寄存器14.2.1并行输入、并行输出寄存器14.2.2移位寄存器14.2.3环形脉冲分配器寄存器的功能：存储数码或信息。寄存器的组成：触发器，1个触发器能存放1位二进制数码，几个触发器可存放几位数码；具备控制作用的门电路，以达到寄存器能按照寄存指令，存储输入的数码或信息。14.2.1并行输入、并行输出寄存器Q0~Q3是寄存器并行的输出端，输出4位二进制数码。4位数码寄存器4个触发器的时钟输入端连在一起，受时钟脉冲的同步控制；D0~D3是寄存器并行的数据输入端，输入4位二进制数；14.2.2移位寄存器在实际应用中，经常要求寄存器中数码能逐位向左或向右移动。一、单向移位寄存器1．右移寄存器各触发器的输出端

Q与右邻触发器D端相连；各CP脉冲输入端并联；各清零端并联。

工作过程：

寄存器初始状态Q0Q1Q2Q3=0000，D0D1D2D3=0000，输入数据为1010；第1个CP上升沿出现时：Q0Q1Q2Q3=0000，D0D1D2D3=1000第2个CP上升沿出现时：Q0Q1Q2Q3=1000，D0D1D2D3=0100第3个CP上升沿出现时：Q0Q1Q2Q3=0100，D0D1D2D3=1010第4个CP上升沿出现时：Q0Q1Q2Q3=1010第1个CP上升沿出现前：Q3Q2Q1Q0=0000，D3D2D1D0=00002．左移寄存器各触发器的输出端Q与左邻触发器D端相连；各CP脉冲输入端并联；各清零端并联。

工作过程：寄存器初始状态Q0Q1Q2Q3=0000，输入数据为1010；第1个CP上升沿出现前：Q3Q2Q1Q0=0000，D3D2D1D0=0001第1个CP上升沿出现时：Q3

Q2Q1Q0=0001，D3D2D1D0=0010第2个CP上升沿出现时：Q3Q2Q1Q0=0010，D3D2D1D0=0101第3个CP上升沿出现时：Q3Q2Q1Q0=0101，D3D2D1D0=1010第4个CP上升沿出现时：Q3Q2Q1Q0=1010二、双向移位寄存器74LS1944位双向通用寄存器。

M1、M0为工作方式控制端，取值不同，工作方式不同。工作时，应在电源Vcc和地之间接入一只0.1µF的旁路电容。与CT74LS194相容的组件有CC40194和C422等。CT74LS194功能表

M1M0功能0xx清零100保持101右移110左移111并行输入14.2.3环形脉冲分配环形脉冲分配器：使一个矩形脉冲，按一定的顺序在输出端Q0~Q3之间，轮流分配反复循环输出的电路。1．电路把输出端Q3接至右移输入端DSR，使DSR=Q3；。2．工作原理初始时，M1M0=11，寄存器处于并行输入工作方式；D0D1D2D3=1000；输入CP脉冲，在脉冲上升沿出现时，输出端输出Q0Q1Q2Q3=1000。3．状态表环形脉冲分配器状态表CPM1M0DSR（Q3）Q0Q1Q2Q3循环011000101000101010020100103010001401100014.3计数器14.3.1二进制计数器14.3.2十进制计数器在数字系统中，对脉冲的个数进行计数是常见的问题，用计数器便可解决。计数器：具有计数功能的电路。14.3.1二进制计数器二进制计数器是各种类型计数器的基础。一、二进制加法计数器1．异步二进制加法计数器电路如图所示。低位触发器的Q端接至高位触发器CP端。动画异步二进制加法计数器2．同步二进制加法计数器

电路：每个触发器的状态转换均与输入脉冲同步，因此计数速度较快。

工作原理：在计数脉冲输入时，各触发器在J、K都为0时，输出状态不变；J、K都为1时，每输入一个脉冲，输出状态改变一次。因此，得到各触发器的逻辑关系如下表：4位同步二进制加法计数器的逻辑关系二、同步二进制可逆计数器实用的同步二进制计数器广泛采用中规模集成计数器。例如SN74193同步4位二进制可逆集成计数器。管脚说明：A、B、C、D为数据输入端；QA、、QB、、QC、QD是数码输出端；CP+和CP-分别为加法与减法计数脉冲输入端；CR为置0端，LD为置数控制端。功能说明：当LD=1时，若计数脉冲从CP+端输入则进行加法计数；若计数脉冲从CP-端输入则进行减法计数。当CR=1时，计数器置零。当CR=0时，计数器输出状态与LD、CP+

与CP-

有关。当LD=0时，QA、QB、QC、QD由输入数据A、B、C、D直接控制，达到预置数码之目的。14.3.2十进制计数器一、十进制的编码用二进制数码表示十进制数的方法，称为二-十进制编码，简称BCD码。8421BCD码是最常用也是最简单的一种十进制编码。二、十进制加法计数器1．工作原理先置Q3Q2Q1Q0=0000；第1个脉冲出现时，Q3Q2Q1Q0=0001；第2个脉冲出现时，Q3Q2Q1Q0=0010；···；第8个脉冲出现时，Q3Q2Q1Q0=1000；第9个脉冲出现时，Q3Q2Q1Q0=1001；第10个脉冲出现时，Q3Q2Q1Q0=0000，Q3输出进位脉冲，完成计数过程。2．常用芯片介绍目前二-十进制的集成计数器应用较多，如SN7490A兼有二进制、五进制和十进制三种计数功能。当十进制计数时，又有8421BCD码和5421BCD码选用功能。管脚排列SN7490A功能表置0、置9和计数选择若R0(1)=R0(2)=1且S9(1)或S9(2)中任一端为0，则计数器清零；若S9(1)=S9(2)=1，8421码连接时QDQCQBQA=1001，计数器置9；若按功能表最下面4行任一行取值时，则进入计数工作状态。电源电压4.5~5.5V，通常VCC=5V。14.4计数译码显示电路14.4.1七段数码显示器14.4.2分段显示译码电路14.4.3计数译码显示电路的组合14.4.1七段数码显示器作用：把计数器的输出状态，翻译成人们习惯的十进制数码的字形，直观的显示出来。分类：按显示器发光段数分为七段显示或八端显示；按显示器所用发光材料分为荧光数码管、半导体数码管及液晶显示器。译码显示电路七段数码显示器七段发光线段分别用a、b、c、d、e、f、g七个小写字母表示。

七段显示组合与数字对照表段数abcdefg01111110101100002110110131111001401100115101101161011111711100008111111191111011LED数码管LED优点：亮度高、字形清晰，工作电压低(1.5~3V)、体积小、可靠性高、寿命长，响应速度极快。半导体数码管又称LED数码管，是一种广泛使用的显示器件。LED有两种：共阳极型和共阴极型液晶分段数码显示器——利用液态晶体的光学特性做成的显示器优点：工作电压低、耗电省和成本低廉等。14.4.2分段显示译码电路以七段数码管为例，分段数码显示器译码电路原理七段译码器输入输出关系SN7449是集成七段字形译码器14.4.3计数译码显示电路的组合由SN7490A(计数器)、SN7449(七段译码器)、BS205(共阴极七段数码管)连接组成1位十进制数的计数译码显示电路。本章小结一、时序逻辑电路时序逻辑电路是数字电路的重要组成部分。逻辑特点：电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关而且与电路原有状态有关。结构特点：具有控制作用的逻辑门电路和具有记忆作用的触发器两部分组成。

二、寄存器寄存器是具有存储数码或信息功能的逻辑电路。并行输入、并行输出寄存器：采用并行输入、并行输出的方式存储数码。移位寄存器：不仅能存放数码组成的数据，而且能将数码所在的高位或低位状态进行移位(左移、右移和双向移位)。三、计数器2．分段显示译码电路计数器是对脉冲个数进行计数，具有计数功能的电路。1．二进制计数器•异步加法计数器•同步加法计数器•同步可逆计数器十进制计数器四、计数译码显示电路1．七段数码显示器本章重点了解时序逻辑电路的特点及分类。理解寄存器、移位寄存器的组成及工作原理，了解中规模集成移位寄存器及应用。掌握二进制、十进制及其相互转换，了解