时序逻辑电路

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。本章重点介绍寄存器、计数器的逻辑功能和典型应用电路。

寄存器

计数器

本章小结

第十三章时序逻辑电路

第一节寄存器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。

一、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

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。二、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位单拍接收寄存器用工程应

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。第二节计数器在数字系统中，能统计输入脉冲个数的电路称为计数器。一、二进制计数器1．异步二进制加法计数器每输入一个脉冲，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触发器构成的异步加法计数器如下图所示。

4位二进制异步递增计数器逻辑图图中FF0为最低位触发器，其控制端Cl

接收输入脉冲，输出信号Q0作为触发器FF1的CP，Q1作为触发器FF2的CP，Q2作为FF3的CP。各触发器的J、K端均悬空，相当于J=K=1，处于计数状态。各触发器接收负跳变脉冲信号时状态就翻转，它的时序图见下图。4位二进制递增计数器时序图2．同步加法计数器将计数脉冲输入端与各个触发器的C1端相连，在计数脉冲CP触发下，所有应该翻转的触发器可以同时动作，这种结构的计数器就是同步计数器。（1）状态翻转规律

4位二进制递增计数器的4个触发器FF0~FF3的翻转有以下规律：①最低位触发器FF0每输入一个计数脉冲，状态就翻转一次。②触发器FF1是在Q0=l时触发翻转，即FF0原为1，作加l计数时，产生进位使高位触发器FF1翻转。③触发器FF2是在Q0、Q1同时为1时触发翻转，即FF0、FF1原均为l，作加1计数时，产生进位使FF1触发器翻转。④最高位触发器FF3是在Q0、Q1、Q2同时为1时触发翻转，即FF0～FF2原均为1，作加l计数时，产生进位使FF3翻转为l。（2）电路组成

4位二进制同步加法计数器逻辑图用工程应计数不正常的故障检测第一步，先查工作电源是否正常；第二步，检查触发器的复位端是否被长置成复位状态；第三步，用示波器观测计数脉冲是否加到了触发器的CP端；第四步，替换触发器，以确定集成电路是否损坏。3．异步减法计数器（1）3位递减计数器的状态

（2）电路组成

3位二进制异步减法计数器逻辑图

二、十进制计数器

十进制递减计数器的状态

1．电路组成异步十进制加法计数器2．工作原理（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的6个状态，从而实现842lBCD码十进制递增计数的功能。三、集成计数器

1．计数集成电路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

2．计数集成电路的连接将2片74LS160串联起来可构成一个模为100的计数器。

模100的计数器连接图

用工程应

利用计数器测量脉冲频率，见图（a）。

由计数器构成数字钟，见图（b）。（b）数字钟组成框图（a）测量脉冲频率的框图由计数器所组成的物件计数电路如右图所示，用于检测生产线输送带上的物件并对其进行计数，计数范围为1~99。该电路主要由检测、计数、译码显示三部分组成。

应用实例

物件计数电路

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。本章重点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，根据触发方式的不同又分为同步和异步两种计数器。目前集成计数器品种多、功能全、价格低廉，得到广泛的应用。本章小结

主教材简介书名：电子技术基础第2版（附学习卡）出版单位：高等教育出版社作者：陈振源出版日期：2006-07-01

书号：7-04-019714-6适用层次：中职定价：25.20本书参照教育部颁布的中等职业学校电子技术基础教学大纲，以及有关的职业资格标准或行业职业技能鉴定标准，在保留2001年出版的中等职业教育国家规划教材《电子技术基础》编写风格的基础上，根据近几年中职生源的变化情况，贯彻落实“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育办学指导思想，修订而成。本书包括模拟电子技术和数字电子技术两部分，模拟部分包括：二极管及整流电路、晶体管及基本放大电路、场效晶体管放大电路、负反馈、低频功率放大器、集成运算放大器、正弦波振荡器、直流稳压电源、晶闸管及应用电路；数字部分包括：数字电路基础、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、数模和模数转换。此外，本书还介绍了一些新器件、新知识，如微型片状器件、电路仿真软件EWB等。本书配套有学习指导与同步训练，以及教学光盘。利用书后所附学习卡，登录高等教育出版社“”4A网络教学平台，可获得网上教学资源。书在内容上深浅适度，在结构体系上和教学方法上有所创新，既提出了明确的知识目标，又有明确的技能目标，各章配有知识能力测验和实践技能训练，职业教育特色鲜明。本书可作为中等职业学校电子技术应用、电子电器及电工类专业电子技术基础课程教材，也可作为岗位培训教材。配套学习用书和多媒体教学光盘

书名：电子技术基础学习指导与同步训练（配光盘）作者：陈振源出版单位：高等教育出版社书号：7040149109

出版日期：2004-08-01定价：29.50本书是配合中等职业教育国家规划教材《电