时序逻辑学习教案.pptx
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1、时序时序(sh x)逻辑逻辑第一页,共85页。2 2时时 序序逻辑电路逻辑电路寄存器和移位寄存器和移位(y wi)寄寄存器存器计数器计数器顺序顺序(shnx)脉冲脉冲发生器发生器分析分析(fnx)设计设计教学要求教学要求:1.会使用移位寄存器组件会使用移位寄存器组件;2.会分析和设计计数器电路。会分析和设计计数器电路。3.掌握集成计数器和移位寄存器的应用掌握集成计数器和移位寄存器的应用*第1页/共85页第二页,共85页。3 36.46.4常用时序逻辑器件常用时序逻辑器件 6.4.16.4.1计数器分类计数器分类(fn li)(fn li)一、集成二进制计数器一、集成二进制计数器 二、集成非二进
2、制计数器二、集成非二进制计数器 三、集成计数器的应用三、集成计数器的应用6.4.4 6.4.4 寄存器寄存器举例举例第2页/共85页第三页,共85页。4 41.计数器的作用计数器的作用(zuyng)记忆输入脉冲记忆输入脉冲(michng)的个数;用于定时、的个数;用于定时、分频、产生节拍脉冲分频、产生节拍脉冲(michng)及进行数字及进行数字运算等等。运算等等。2.计数器的分类计数器的分类(fn li)按工作方式分:按工作方式分:同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。按功能分:按功能分:加法计数器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。按计数器的计数容量按计数
3、器的计数容量(或称模数或称模数)来分:来分:各种不同的计各种不同的计数器,如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器,如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器等等。数器等等。6.4.1 计数器的功能和分类计数器的功能和分类计数器的功能和分类计数器的功能和分类第3页/共85页第四页,共85页。5 5一、集成一、集成一、集成一、集成(j chn)(j chn)(j chn)(j chn)二进制计数器二进制计数器二进制计数器二进制计数器1.41.4位二进制同步位二进制同步(tngb)(tngb)加法加法计数器计数器741617416174161的状态图和时序(sh x)图:CPCPQ Q0 0
4、Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 30000000100100011010001010110011010001111111011011100101110101001Q3Q2Q1Q0第4页/共85页第五页,共85页。6 64 4 4 4位二进制同步加法位二进制同步加法位二进制同步加法位二进制同步加法(jif)(jif)(jif)(jif)计数器计数器计数器计数器74161741617416174161内部电路内部电路内部电路内部电路R RC1C1&Q Q1J1J1K1K&113 3Q Q&Q Q&R RC1C11J1J1K1K&112 2Q Q&Q Q&R RC1C11J1J1K1K&111 1
5、Q Q&Q Q&R RC1C11J1J1K1K&110 0Q Q0 0D D1 1&1 1EPEPETET1 11 1D D2 2D D3 3D DCPCPLDLDRDRDRCORCO第5页/共85页第六页,共85页。7 7 异异异异 步步步步 清清清清 零零零零(qn(qn(qn(qn ln);ln);ln);ln);计计 数数(j(j sh)sh);同同步步(tngb)(tngb)并并行行预预置数;置数;RCO为进位输出端。为进位输出端。保持。保持。模模16加法计加法计数数HHHH保持保持,RCO=0LHHH 保保 持持HLHH予予 置置LH异步清异步清0L功功 能能EPETLDRDCP两
6、种保持方式两种保持方式41235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74161891011121413RD3DDLEPETQ0RCO第6页/共85页第七页,共85页。8 8QCPQ0Q21Q3LDLDRDRDDD0D21D3EPEPETETRCORCO121314150120清零清零异步异步同步同步置数置数加法计数加法计数保持保持第7页/共85页第八页,共85页。9 9应用应用应用应用(yngyng)(yngyng)(yngyng)(yngyng)组成组成组成组成(z chn)(z chn)任意进制计数器任意进制计数器任意进制计数器任意进制计数器 N N次分频器次分频器次分频器
7、次分频器frequency frequency division division 74161的状态图和时序(sh x)图:0000000100100011010001010110011010001111111011011100101110101001Q3Q2Q1Q0CPCPQ Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3第8页/共85页第九页,共85页。1010在在N1(5)时将时将LD变为变为0QCQBQA101LD0,但,但CR=1置零置零0000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQCQBQA1.1
8、.置数法置数法parallel load parallel load(利用(利用(lyng)LD(lyng)LD端)端)例:利用例:利用(lyng)74161构成六进制计数构成六进制计数器器74161QDQCQBQACPLDACBDCR1ETEP1第9页/共85页第十页,共85页。1111预置预置(y zh)16N(10)到计数)到计数器器CO1LD0 CR=11.1.1.1.置数法(利用置数法(利用置数法(利用置数法(利用(lyng)LD(lyng)LD(lyng)LD(lyng)LD端)端)端)端)0000000100100011010011001011101010011000010101
9、100111111111101101QDQCQBQA 1 0 1 011CO74161QDQCQBQACPLDDBCACR1ETEP第10页/共85页第十一页,共85页。1212预预置置(y zh)(3)到到计计数数器器,M=8时时LD=0,CR=1(a)(a)置数法(利用置数法(利用置数法(利用置数法(利用(lyng)LD(lyng)LD端)端)端)端)0000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQCQBQA0 0 1 1CO74161QDQCQBQACPLDDBCACR1ETEP11第11页/共85页第
10、十二页,共85页。1313QCQBQA110,CR0,强强迫迫置置0,因因此此存存在在(cnzi)毛刺(毛刺(QB)2.2.清零清零清零清零(qn ln)(qn ln)法(复位法)法(复位法)法(复位法)法(复位法)(利用(利用(利用(利用CRCR端)端)端)端)0000000100100011010011001011101010011000010101100111111111101101QDQCQBQACO74161QDQCQBQACPLDDBCACR1ETEP1第12页/共85页第十三页,共85页。1414CPCPQ Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3毛刺毛刺(moc)000 0
11、01 010 011 100 101 110第13页/共85页第十四页,共85页。1515(2)(2)、集成、集成(j chn)(j chn)计计数器数器7416374163逻辑逻辑(lu j)符符号号D0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q3CT COCT 74163CP LDCR模模1616加法计数加法计数H HH HH HH H保持,但保持,但CO=0CO=0L LH HH HH H 保保 持持H HL LH HH H预预 置置 数数L LH H同步清同步清0 0L L功功 能能CTCTP PCTCTT TLDLDCRCRCPCP7416374163功能表功能表7416374163芯片
12、引脚图及功能和芯片引脚图及功能和7416174161同,唯一区别:同,唯一区别:7416374163是是同步清同步清0 0,即,即 时,输入一个时,输入一个CPCP,各触发器才能清,各触发器才能清0 0。第14页/共85页第十五页,共85页。1616(3 3)4 4位二进制同步位二进制同步位二进制同步位二进制同步(tngb)(tngb)可逆计数器可逆计数器可逆计数器可逆计数器reversible reversible counter 74191counter 74191 7419141235671516Vcc8910111214133D0Q1GNDD1END/UQ3Q2QD2LDMAX/MIN
13、RCOCP0D 74191LD3Q2QD/UENCP0D1D2D3DRCOMAX/MIN1Q0Q1 191EWB91EWB第15页/共85页第十六页,共85页。1717二、集成二、集成(j chn)(j chn)非二进制计数器非二进制计数器N N进制计数器又称进制计数器又称模模模模N计数器计数器modulemodule。当当N=2n时时,就就是是(jish)前前面面讨讨论论的的n位位二二进制计数器;进制计数器;当当N2n时时,为为非非二二进进制制计计数数器器。非非二二进进制制计计数数器器中中最最常常用用(chn yn)的的是是十十进进制制计计数器。数器。第16页/共85页第十七页,共85页。1
14、8181 1 1 1集成集成集成集成(j chn)(j chn)(j chn)(j chn)十进制计数器举十进制计数器举十进制计数器举十进制计数器举例例例例(1 1 1 1)8421BCD8421BCD8421BCD8421BCD码同步码同步码同步码同步(tngb)(tngb)(tngb)(tngb)加法计数器加法计数器加法计数器加法计数器74160741607416074160RCO=0RCO=041235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74160891011121413RD3DDLEPETQ0RCOQ3Q2ETCPD0D1D2D3RCOQ1Q0EPRDLD74160第1
15、7页/共85页第十八页,共85页。1919(2 2 2 2)二)二)二)二五五五五十进制异步加法十进制异步加法十进制异步加法十进制异步加法(jif)(jif)(jif)(jif)计数器计数器计数器计数器742907429074290742907429074290包包含含(bohn)(bohn)一一个个独独立立的的1 1位位二二进进制制计计数数器器和和一一个独立的异步五进制计数器。个独立的异步五进制计数器。RQC1C1RQC11KCP2R1K1J1J1J1J1KQ1KRC1Q&SS&3Q0Q1QQ2R0(1)R9(1)R9(2)CP1R0(2)第18页/共85页第十九页,共85页。2020742
16、90框图(kungt)和 逻辑电路图(c c)框图)框图(kungt)(kungt)M1 =2M2=5CP0CP1 S 9(1)S 9(2)R 0(1)R 0(2)Q0 Q1 Q2 Q3二二 进进 制制 计计 数数 器器 的的 时时 钟钟(shzhng)(shzhng)输输入入端端为为CP0CP0,输输出端为出端为Q0Q0;五五 进进 制制 计计 数数 器器 的的 时时 钟钟(shzhng)(shzhng)输输入入端端为为CP1CP1,输输出端为出端为Q1Q1、Q2Q2、Q3Q3。如如果果将将Q0 0与与CP1 1相相连连,CP0 0作作时时钟钟脉脉冲冲输输入入端端,Q0 0Q3 3作作输输出
17、出端端,则则为为84218421BCD码码十十进进制制计数器。计数器。第19页/共85页第二十页,共85页。2121 74290的功能(gngnng):异步清零异步清零(qn ln)(qn ln)。异步置数(置异步置数(置9 9)。)。计数。计数。2-5-102-5-10进制进制290EWB290EWB 74LS2904123567 7GNDGND9(1)9(1)NCNC9(2)9(2)NCNCQ Q1 1Q Q2 213138 89 91010111112121414VccVcc0(1)0(1)0(2)0(2)2 21 1Q Q3 3Q Q0 0CPCPCPCPR RR RR RR R第20
18、页/共85页第二十一页,共85页。2222实现(shxin)8421、5421码模10计数CPCP0CP1Q0 Q1 Q2 Q3742900 0 0 0 1 2 4 8S9(1)S9(2)R0(1)R0(2)CPCP1CP074290Q0 Q1 Q2 Q35 1 2 40 0 0 0S9(1)S9(2)R0(1)R0(2)第21页/共85页第二十二页,共85页。2323三、集成三、集成三、集成三、集成(j chn)(j chn)(j chn)(j chn)计数计数计数计数器的应用器的应用器的应用器的应用1.1.组成任意(组成任意(组成任意(组成任意(N N)进制计数)进制计数)进制计数)进制计
19、数(j sh)(j sh)器器器器 N N次分频器次分频器次分频器次分频器假如需要的是假如需要的是假如需要的是假如需要的是MM进制计数进制计数进制计数进制计数(j sh)(j sh)器,这时有器,这时有器,这时有器,这时有MNMNMN两种情况,两种情况,两种情况,两种情况,(1 1)MN MNMN的情况的情况(qngkung)(qngkung)必须用多片必须用多片N进制组合起来,进制组合起来,构成构成M进制。各级之间连接进制。各级之间连接(linji)方式:方式:1)串行进位(异步级联):)串行进位(异步级联):低位片的进位输出作高片的低位片的进位输出作高片的CP。2)并行进位(同步级联):)
20、并行进位(同步级联):低片的进位作高片的低片的进位作高片的ET、EP。3)整体清零)整体清零4)整体置位(数)整体置位(数)第26页/共85页第二十七页,共85页。2828 例例例例:用用用用 两两两两 片片片片 7419174191采采采采 用用用用 异异异异 步步步步 级级级级 联联联联 方方方方 式式式式(fngsh)(fngsh)构成构成构成构成8 8位二进制计数器。位二进制计数器。位二进制计数器。位二进制计数器。1 1 1 1)异步级联(串行进位)异步级联(串行进位)异步级联(串行进位)异步级联(串行进位(jnwi)(jnwi)(jnwi)(jnwi))RCORCOMAX/MINMA
21、X/MINLDLD3 3Q Q2 2Q QD/UD/UENENCPCP0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D1 1Q Q0 0Q Q74191(1)74191(1)计数脉冲计数脉冲D/UENL0 01 13 3 2 2Q Q Q Q Q Q Q QQ Q6 6Q Q7 7Q Q4 4Q Q5 5DLDLD3 3Q Q2 2Q QD/UD/UENENCPCP0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D1 1Q Q0 0Q Q74191(2)74191(2)RCORCOMAX/MINMAX/MIN第27页/共85页第二十八页,共85页。2929例例:用用两两片片4 4位位二二进进制制
22、加加法法计计数数器器7416174161采采用用(ciyng)(ciyng)同同步步级级联联方方式式构构成成的的8 8位位二二进进制制同同步步加加法法计计数数器器,模模为为1616=2561616=256。2 2 2 2)同步)同步)同步)同步(tngb)(tngb)(tngb)(tngb)级联级联级联级联(并行进位)并行进位)并行进位)并行进位)1计数脉冲计数脉冲清零脉冲清零脉冲ETCP0D1D2D3DRCO74161(1)EPRDDL1Q3 Q2 Q1 Q0ETCP0D1D2D3DRCO74161(2)EPRDDL1Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q0第28页
23、/共85页第二十九页,共85页。30303 3 3 3)整体)整体)整体)整体(zhngt)(zhngt)(zhngt)(zhngt)清零清零清零清零例例例例 1 1 1 1 用用用用74160741607416074160组成组成组成组成(z chn)48(z chn)48(z chn)48(z chn)48进制计进制计进制计进制计数器。数器。数器。数器。解:因为解:因为(yn wi)N(yn wi)N4848,而,而7416074160为模为模1010计数器,所计数器,所以要用两片以要用两片7416074160构成此计数器。构成此计数器。先将两芯片采用同步级联方式连接成先将两芯片采用同步级
24、联方式连接成100100进制计数器,然后进制计数器,然后再用整体清零法组成再用整体清零法组成4848进制计数器。进制计数器。EWBEWB1计数脉冲计数脉冲ETCP0D1D2D3DRCO74160(1)EPRDDL1ETCP0D1D2D3DRCO74160(2)EPRDDL1Q3 Q2 Q1 Q0Q3 Q2 Q1 Q0&第29页/共85页第三十页,共85页。3131例例例例 2 2 2 2 用用用用74161741617416174161组成组成组成组成(z chn)174(z chn)174(z chn)174(z chn)174进制进制进制进制计数器。计数器。计数器。计数器。(174174)
25、D=D=(1010111010101110)B B,当,当Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0=10101110Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0=10101110,即当,即当Q7Q5Q3Q2Q1Q7Q5Q3Q2Q1分别是分别是1 1时,反馈时,反馈(fnku)(fnku)清零,如清零,如图。图。Q Q0 0 Q Q1 1 Q Q2 2 Q Q3 3 Q Q4 4 Q Q5 5 Q Q6 6 Q Q7 7 异步清零异步清零(qn ln),N进制就从进制就从N反馈译码;反馈译码;同步清零同步清零(qn ln),N进制就丛进制就丛N-1反馈译码反馈译码第30页/共85页第三十一页,共85页。3232整体
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