《时序逻辑电路》课件.ppt

1、2.11 时序逻辑电路,时序逻辑电路,一个逻辑电路，它在任一时刻的输出状态不但与当时的输入状态有关，而且还与电路之前的状态有关。,存储电路,组合电路,目 录,锁存器：输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化，只有在有锁存信号时输入的状态才被保存到输出，直到下一个锁存信号。,锁存：把信号暂存以维持某种电平状态。,锁存器描述,74HC373：带三态输出的并入并出八D电平触发锁存器,D7:0输入数据线,Q7:0输出数据线,LE锁存输入信号,OE允许输出信号,八D锁存器74HC373,74HC373电路原理图,八D锁存器74HC373,三态门,D锁存器,OE = 1时，8位输出Q0Q7呈高阻状态；,O

2、E = 0时，锁存器L1L8的输出出现在输出Q0Q7上。,八D锁存器74HC373,0/1,LE = 1时，锁存器打开，锁存器的输出随输入变化；,LE = 0时，输入信号被锁存，之后锁存器的输出不随输入变化。,八D锁存器74HC373,八D锁存器74HC373,特性表,输入,内部 锁存,输出,Qn,功能描述,LE,Dn,1 高阻 总线隔离,0 0 0 锁存,0,0 1 1 锁存,1 0 0 0 透明传输,1 1 1 1 透明传输,Q,LE,D,高阻,透明传输,锁存,透明传输,锁存,八D锁存器74HC373, 关键知识点,从存储数据的角度来看，74HC373是电平触发电路，如果输入数据的刷新可能

3、出现在控制（使能）信号开始有效之后，则只能使用锁存器，它不能保证输出同时更新状态。 在实际的应用中，由于数据与CPU是独立变化的，当外部的数据进入CPU时，势必不能稳定地读入，唯一的办法就是通过“读”信号将数据以锁存状态读入，因此D锁存器常用于向CPU输入数据。,寄存器,寄存器：数字系统中用来存储二进制数据的逻辑部件； 寄存器基本组成单元为“触发器” 1个触发器可存储1位二进制数据,暂时寄存包裹； 每个储物柜只能寄存一个包裹。,寄存器74HC374,集成电路74HC374为8通道上升沿触发锁存器 带三态输出的并入并出八D触发器(8位寄存器)。,寄存器74HC374,D7:0输入数据线,Q7:0

4、输出数据线,CP时钟脉冲信号,OE允许输出信号,置1,置0,置1,置1,寄存器74HC374,回顾维持阻塞D触发器的时序图：,74HC374的基本组成是维持阻塞D触发器。,寄存器74HC374,三态门与74HC373相同,CP,D,Q,CP为高或低时，不管输入如何，触发器输出保持原状态不变； CP上升沿到来时，触发器输出变为与输入D该时刻同样的状态。,寄存器74HC374,特性表,输入,内部 寄存,输出,Qn,功能描述,CP,Dn,1 高阻 总线隔离, 0 0 寄存,0, 1 1 寄存, 0 0 0 触发, 1 1 1 触发, 关键知识点,当数据来自于CPU内部时，在“写”信号的作用下，将数据

5、读入寄存器，在输出端口输出数据。与此同时，CPU的输出数据与写信号同步地连续不断地刷新寄存器，在输出端输出数据。 因此，使用D触发器的寄存器常用于CPU的数据输出。,小结,小结,小结,锁存器实验,1,2,4,连接顺序：,此电路中无：用并行排线将B3实验区“与74HC373输入端D0D7相连的JP18单号插针”连接到B1实验区“与LED（D17D24）相连的JP4双号插针”。,3,目 录,并行总线 & 串行总线,在计算机系统中为了高效的实现计算机系统之间的远距离通信，且要使通信电路简单、可靠，则采用串行输入、并行输出的方式。移位寄存器的作用就是实现并行输入、串行输出或串行输入、并行输出。,8位串

6、入并出移位寄存器74HC164,串入并出移位寄存器 74HC164是一种常用的八位串入并出移位寄存器,横队,纵队,74HC164就是一个把8位“纵队”数据变为8位“横队”数据的寄存器,A/B数据串行输入端,Q7:0数据并行输出端,CP时钟脉冲信号,MR复位清0端,74HC164逻辑符号,74HC164把8位“串入”的数据变为8位“并出”的数据输出。,CP输入,脉冲数,0,1,2,3,4,5,6,7,8,0,1,1,0,0,0,0,1,74HC164工作原理,74HC164特性表,输入,移位 顺序,CP D*,输出,功能 描述,Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0,1,2,3,4,5,

7、6,7,移位,移位,移位,8,特性表,D7,D7,D7,D6,D6,D5,D5,D6,D7,74HC164时序图,时序图,CP,串行输入：D,Q0,Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,状态不定,最先输入的经过 8次移位到达Q7, 关键知识点,当MR=0时，移位寄存器异步清0； 当MR=1时，CP上升沿将加在D=A B端的二进制数据 依次送入移位寄存器中； 当MR=1时，CP下降沿将保持移位寄存器的状态不变。,带锁存的移位寄存器74HC595,0,1,1,0,0,0,0,1,带锁存的移位寄存器74HC595,移位寄存器74HC164将D触发器直接输出，移位过程的中间结果直接作用在目标上，就

8、有可能产生非正常效果，例如数码管的动态扫描。,74HC595图形符号,管脚功能,串行数据输入,并行数据输出,时钟脉冲输入,复位,输出使能,锁存使能,74HC595特性表,特性表,74HC595时序图,STR上升沿将移位寄存器输出Qn锁存到QLn,不确定值,STR上升沿将Qn=0锁存到QLn=0,MR=1，CP上升沿将D中数据送入Q0，移位寄存器右移一位,MR=0，Qn清0,OE=1，Qn输出高阻,目 录,如何产生“上升沿”信号,“上升沿”：数字电平“由0跳变为1”的那一瞬间所产生的信号。,理想效果,在实际应用中，必须在电路中增加“按键消抖动电路”，才能产生稳定的输入信号。,实际效果,输入,输出

9、,当B由0V2时， 输出Y变为低,当B由V2V1时， 输出Y变为高,回差电压：V2-V1,特点： 抗干扰能力很强，常用于波形整形、变换,施密特反相器工作原理,最终输出,刚释放时 出现抖动,刚按下时 出现抖动,阻容消抖,单触点按键的无消抖电路,阻容消抖电路,Y,施密特 反相器,A,B,整形前阻容消抖输出,整形后阻容消抖输出,输出抖 动波形,按键断开： 电容充满电，A、B输出“1”，Y输出“0”,按键按下： A点为0V，C通过R2对地放电，B点电位缓慢下降，若出现抖动时，B点也不会立刻上升为+E，而是缓慢上升。此时放电时间充电时间,按键释放： A、B点电位上升，C又开始充电且充电时间放电时间。若出现抖动时，B点也不会立刻下降到0V，而是缓慢上升到+E,8位数据输入与显示电路原理,8位数据输入与显示实验电路,脉冲产生电路,数据产生电路,延迟作用,8位数据输入与显示电路原理,1,1,0,0,0,0,8位数据输入与显示电路原理,0,1,0,1 1 1 1 1 1 1 1,0,8位数据输入与显示电路原理,0,1,0,0,0,0,1 1 1 1 1 1 1 1,产生数据0,8位数据输入与显示电路原理,1,