数字电子技术（微课版） 课件 谢永超 4 时序逻辑电路的分析与应用

计数器的分析和应用主要内容1.导入；2.时序逻辑电路的特点与分析方法；3.计数器的分类及计数原理；4.其他时序逻辑电路简介。一、时序逻辑电路概述1、什么叫时序逻辑电路？任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态。2、触发器是时序逻辑电路的基本单元：时序逻辑电路=触发器+组合逻辑电路(逻辑门电路)3、分类：（1）同步时序电路：(SynchrousSequentialLogicCircuit)

所有触发器的时钟输入与同一个时钟脉冲源相连；（2）异步时序电路：(AsSynchrousSequentialLogicCircuit)

所有触发器不具有同一个时钟脉冲。前者速度高于后者，但结构较复杂。电路图时钟方程、驱动方程、输出方程、状态方程状态转換表转换图或时序图判断逻辑功能23检查能否自启动？41二、触发器构成的时序逻辑电路的分析已知电路分析功能1.时序逻辑电路分析方法与步骤（4）检查电路是否自启动：根据电路的状态(n个触发器有2n个状态)，将其分为有效状态和无效状态；若为无效状态，能在若干个时钟周期后自动转化为有效状态，则称电路可自启动。（1）列方程

时钟方程，每个触发器的驱动方程，输出方程，状态方程。

（2）依据状态方程列状态转換表一般按时钟脉冲的顺序（3）画状态转换图或时序图逻辑功能的说明1.时序逻辑电路分析方法与步骤二、触发器构成的时序逻辑电路的分析2.例题分析-例5.2.1（1）写方程式（2）求状态方程（3）列状态转换表（4）画状态图与时序图（5）自启动分析二、触发器构成的时序逻辑电路的分析三、计数器的分析与应用在数字电路中，能够记忆输入脉冲个数的电路称为计数器。计数器二进制计数器十进制计数器N进制计数器加法计数器同步计数器异步计数器减法计数器可逆计数器加法计数器减法计数器可逆计数器二进制计数器十进制计数器N进制计数器···1.计数器的分类（1）按计数进制：二、十、N（2）按触发器翻转时序：同步异步（3）按计数数值增减：加法减法可逆2.异步二进制计数器的分析（1）什么是异步二进制计数器？（2）异步二进制计数器的分析D触发器构成的三位二进制异步加法计数器

三、计数器的分析与应用2.异步二进制计数器的分析

请列出时钟方程、状态方程、状态转换表、状态转换图、时序图。三、计数器的分析与应用（3）异步二进制计数器性能总结（4）思考：若想要到减法计数器，怎么办？2.异步二进制计数器的分析三、计数器的分析与应用3.同步二进制计数器的分析（1）什么是同步计数器？（2）同步二进制计数器的分析JK触发器构成的三位二进制同步加法计数器

三、计数器的分析与应用

请列出时钟方程、状态方程、状态转换表、状态转换图、时序图。3.同步二进制计数器的分析三、计数器的分析与应用3.异步二进制计数器的分析（3）同步与异步的区别（4）思考：若要得到六进制计数器，怎么办？三、计数器的分析与应用4.课堂练习-计数器分析三、计数器的分析与应用5.集成计数器的分析与应用（1）集成计数器的分类（2）74LS193的分析与应用三、计数器的分析与应用74LS193功能表输入输出CRCPUCPDQ3Q2Q1Q01×××000000××D3D2D1D001↑1加法计数011↑减法计数74LS193是4位集成二进制同步可逆计数器，具有预置数码、加法、减法的同步计数功能。（2）74LS193的分析与应用三、计数器的分析与应用（2）74LS193的分析与应用利用置零法将193构成十二进制计数器：

利用某个计数状态进行反馈，控制直接清零端，强迫计数器停止计数，可将大容量计数器改换成任意进制小容量计数器。具体作法：在N个时钟脉冲作用下，当计数到N时，所有触发器输出为1的输出端接到一个与非门的输入端，并由此与非门的输出端去控制计数器的端，使计数器回到0态。CR三、计数器的分析与应用（2）74LS193的分析与应用利用置数法将193构成十二进制计数器：N个脉冲作用后，通过与非门的输出端去控制置数端LD(例如，使数据输入端的0状态置入)，使计数器回到0态。三、计数器的分析与应用（2）74LS193的分析与应用利用级联法将193构成六十进制计数器：将两个或以上的计数器串联起来，可获大容量N进制计数器。同步级联：时钟信号同时接到各片计数器CP端，用前一级的进位CO来控制后一级计数器的计数输入端。异步级联：用前一级的进位输出(或高位输出)作为后一级的时钟信号。三、计数器的分析与应用（3）C40161的分析与应用三、计数器的分析与应用1）40161是一种

进制

步

法计数器，触发方式为

。2）40161有

个引脚，其中哪些为输入引脚，哪些为输出引脚？3）如何使40161清零？何为异步清零？4）如何使40161预置？何为同步预置？5）如何使40161保持？何为保持？6）如何使40161计数？计数状态如何？（3）C40161的分析与应用三、计数器的分析与应用40161的应用：（1）构成16进制加法计数器，请绘制电路图（2）电路分析（3）构成十进制计数器集成电路速查网/

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谢谢大家集成计数器

逻辑功能的测试与应用

主要内容1.导入；2.时序逻辑电路的特点与分析方法；3.计数器的分类及计数原理；4.其他时序逻辑电路简介。。一、教学目的掌握集成计数器的分析与功能测试方法；2.理解置零法、置数法将计数器构成任意进制计数器的方法；3*.掌握触发器构成计数器的方法。二、主要内容测试集成计数器74LS193的逻辑功能；2.使用置零法将74LS193构成十进制计数器；3.使用置数法将74LS193构成六进制计数器。4.测试集成计数器CC40110的逻辑功能。5*.使用级联法将74LS193构成六十进制计数器。6*.使用D触发器构成3位二进制计数器。三、芯片资料1.74LS193—可预置的4位二进制同步可逆计数器/BO：借位输出端CR：异步清除输入端，高电平有效/CO：进位输出端D3-D0：并行数据输入端CPD：减计数时钟输入端（上升沿有效）Q3-Q0：并行数据输出端CPV：加技术时钟输入端（上升沿有效）/LD：异步并行置数控制端2.CC40110—十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器

三、芯片资料实验检查谢谢大家其他常用数字集成电路

主要内容1.数码寄存器和移位寄存器的概念、应用；2.模数、数模转换器的概念、应用；3.半导体存储器的概念、应用；4.总结与评价。

1.寄存器的概念

一、数码寄存器和移位寄存器

寄存器也是由触发器与门电路构成的一种时序逻辑电路，其功能是暂时存放二进制数码，在计算机和智能逻辑芯片中广泛应用。

寄存器有两大类：数码寄存器和移位寄存器。

数码寄存器的主要功能是存储二进制代码；

移位寄存器除了具有存储功能外，还有将数码移位的功能。2.寄存器的数据输入与输出的方式并行方式串行方式

一、数码寄存器和移位寄存器3.寄存器的应用举例—在远距离通信中的应用

在计算机内部，数据都是采用并行传输的方式。为了降低远距离通信线路的价格，往往采用单路数据串行传输的方式。因此，在数据的发送端，应将计算机产生的并行数据转换成串行数据，才能通过串行传输线发送出去。

接收端接收到串行输出后，应先将串行输出转换为并行数据，再传递给计算机，以便进行处理。

一、数码寄存器和移位寄存器二、D/A与A/D转换器1.D/A与A/D转换的概念A：analog，模拟D：digit，数字

能将模拟量转换为数字量的电路称为模/数转换器，简称A/D转换器或ADC；能将数字量转换为模拟量的电路称为数/模转换器，简称D/A转换器或DAC。

自然界中的许多量都是连续变化的模拟量，如温度、声音、压力等。传感器能将其转换为对应的模拟电信号。而数字电路处理的信号却是数字量，因此需要一种电路能够实现模拟量与数字量之间的转换。2.D/A、A/D转换器的实际应用举例（1）D/A转换的应用-CD播放器数字信号模拟信号二、D/A与A/D转换器2.D/A、A/D转换器的实际应用举例（2）A/D转换的应用-电子温度自动调节器模拟信号数字信号二、D/A与A/D转换器2.D/A、A/D转换器的实际应用举例（3）综合应用-手机通信系统二、D/A与A/D转换器3.D/A转换器工作原理

基本原理：将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。DACn位二进制代码1个模拟电信号（1）D/A转换器的基本原理二、D/A与A/D转换器3.D/A转换器工作原理

设输出电压的满度值为Uomax（假设为7V），则3位二进制DAC有8种输出的模拟电压值。二进制代码输出电压（V）00000011010201131004101511061117二、D/A与A/D转换器3.D/A转换器工作原理T型电阻网络D/A转换器倒T型电阻网络D/A转换器（2）D/A转换器的组成框图二、D/A与A/D转换器3.D/A转换器工作原理（2）D/A转换器的主要技术指标分辨率转换误差与转换精度转换速度D/A转换器的位数越多，分辨率越高，分辨输出最小电压的能力越强。二、D/A与A/D转换器4.A/D转换器工作原理（1）A/D转换器的四个步骤CPSSADC采样保持电路ADC的量化编码电路...DDDn-110vI（t）vI（t）输入模拟电压采样展宽信号数字量输出（n位）

A/D转换步骤为：采样、保持、量化和编码。二、D/A与A/D转换器4.A/D转换器工作原理（2）采样和保持二、D/A与A/D转换器4.A/D转换器工作原理（3）量化和编码

如同用天平称物体质量，一般把上述采样保持后的值以某个“最小数量单位”的整数倍来表示，这一过程称为量化。把量化结果用二进制代码表示，称为编码。二、D/A与A/D转换器4.A/D转换器工作原理（4）A/D转换器的主要技术指标分辨率转换误差与转换精度转换速度A/D转换器的分辨率与位数有关，位数越多，则每一位二进制代码对应的模拟量越小，其分辨率越高。二、D/A与A/D转换器1.半导体存储器概述三、半导体存储器（1）功能比较

1个存储器存储1位二进制信息；

寄存器