组合逻辑电路与时序逻辑电路.pptx

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1、知识目标理解组合逻辑电路的读图方法和步骤。了解典型编码、译码集成电路的引脚功能，会根据功能表正确使用。了解半导体数码管的基本结构和工作原理。第1页/共94页熟悉RS触发器、JK触发器、D触发器的逻辑功能。了解集成移位寄存器的基本功能和应用。掌握典型计数集成电路的引脚功能和应用常识。第2页/共94页技能目标会用编码、译码集成电路组装应用电路。会对RS触发器、JK触发器、D触发器进行逻辑功能的检测。能用典型计数集成电路装配计数功能电路。第3页/共94页11.1 11.1 组合逻辑电路组合逻辑电路11.2 11.2 触发器触发器11.3 11.3 时序逻辑电路时序逻辑电路11.4 11.4 技能实训

2、技能实训第4页/共94页11.1 组合逻辑电路组合逻辑电路是由与门、或门、与非门、或非门等几种逻辑电路组合而成的第5页/共94页11.1.1组合逻辑电路的读图方法组合逻辑电路的读图步骤一般按图所示的方法进行。第6页/共94页图11.2 组合逻辑电路的读图步骤第7页/共94页（1）根据给定的逻辑原理电路图，由输入到输出逐级推导出输出逻辑函数表达式。（2）对所得到的表达式进行化简和变换，得到最简式。（3）依据简化的逻辑函数表达式列出真值表，根据真值表分析、确定电路所完成的逻辑功能。第8页/共94页11.1.2编码器在数字电路中，经常要把输入的各种信号（例如十进制数、文字、符号等）转换成若干位二进制

3、码，这种转换过程称为编码。能够完成编码功能的组合逻辑电路称为编码器第9页/共94页1二进制编码器第10页/共94页图11.4 3位二进制编码器示意图第11页/共94页图11.5 3位二进制编码器逻辑图第12页/共94页2二-十进制编码器第13页/共94页 图11.6 二-十进制编码器示意图 第14页/共94页11.1.3译码器译码是编码的逆过程，其功能是把某种代码“翻译”成一个相应的输出信号第15页/共94页1通用译码器通用译码器常用的有二进制译码器、二-十进制译码器。（1）二进制译码器。现以74LS138集成电路为例介绍3-8线译码器。第16页/共94页图11.8 2-4线译码器方框图第17

4、页/共94页图11.9 74LS138集成译码器第18页/共94页（2）二-十进制译码器。图所示为74LS42译码器的集成电路引脚排列图。第19页/共94页图11.10 74LS42译码器引脚功能图第20页/共94页2显示译码器（1）数码显示器。第21页/共94页图11.11 七段数码显示器第22页/共94页（2）显示译码集成电路。第23页/共94页图11.14 CT5449外引脚排列图第24页/共94页11.2 触发器在数字电路和计算机系统中，需要具有记忆和存储功能的逻辑部件，触发器就是组成这类逻辑部件的基本单元。第25页/共94页11.2.1基本RS触发器1电路组成第26页/共94页图11

5、.17 基本RS触发器第27页/共94页2逻辑功能第28页/共94页第29页/共94页11.2.2同步RS触发器在数字系统中，通常由时钟脉冲CP来控制触发器按一定的节拍同步动作，即在时钟脉冲到来时输入触发信号才起作用。由时钟脉冲控制的RS触发器称为同步RS触发器，也称为钟控RS触发器，时钟脉冲CP通常又称为同步信号。第30页/共94页1电路结构第31页/共94页图11.20 同步RS触发器第32页/共94页2工作原理（1）无时钟脉冲作用时（CP=0），与非门G3、G4均被封锁，R、S输入信号不起作用，触发器维持原状态不变，即处于保持状态。第33页/共94页（2）有时钟脉冲输入时（CP=1），G

6、3、G4门打开，R、S输入信号才能分别通过G3、G4门加在基本RS触发器的输入端，从而使触发器翻转。第34页/共94页11.2.3JK触发器为了避免RS触发器存在的不确定状态，在RS触发器的基础上发展了几种不同逻辑功能的触发器，常用的有JK、D和T触发器，下面讨论JK触发器。第35页/共94页1电路组成和电路符号第36页/共94页图11.22 JK触发器电路符号第37页/共94页2逻辑功能JK触发器不仅可以避免不确定状态，而且增加了触发器的逻辑功能，其逻辑功能如下。第38页/共94页（1）J=0，K=0，Qn+1=Qn，输出保持原态不变。（2）J=1，K=0，Qn+1=1，触发器被置1态。第3

7、9页/共94页（3）J=0，K=l，Qn+1=0，触发器被置0态输出。（4）J=1，K=1，每来一个CP，触发器状态就翻转一次。第40页/共94页3集成JK触发器第41页/共94页图11.23 JK触发器74LS76第42页/共94页11.2.4D触发器D触发器只有一个信号输入端，时钟脉冲CP未到来时，输入端的信号不起任何作用；只在CP信号到来的瞬间，输出立即变成与输入相同的电平，即Qn+1=D。第43页/共94页1电路符号第44页/共94页图11.24 D触发器第45页/共94页2逻辑功能分析当输入D=1时，J=1，K=0，时钟脉冲CP加入后，Q端置1，输出端Q与输入端D状态一致。当输入D=

8、0时，J=0，K=1，时钟脉冲CP加入后，Q端复0，也是与输入端D状态一致，即Qn+1=D，表明输出端Q与输入端D状态一致。第46页/共94页3集成D触发器D触发器有TTL型和CMOS型两类。常用的TTL型双D触发器74LS74引脚功能如图所示，CMOS型双D触发器CC4013引脚功能如图所示。第47页/共94页 图11.25 74LS74引脚功能 第48页/共94页 图11.26 CC4013引脚功能第49页/共94页 11.3 时序逻辑电路11.3.1寄存器寄存器主要用来暂存数码和信息，在计算机系统中常常要将二进制数码暂时存放起来等待处理，这就需要由寄存器存储参加运算的数据。第50页/共9

9、4页寄存器由触发器和门电路组成，一个触发器只能存放一位二进制数码，存放N位二进制数码就需要N个触发器。第51页/共94页寄存器有多种类型，按寄存器功能的不同，可分为数码寄存器和移位寄存器；按寄存器输入、输出方式不同，可分为并行方式和串行方式。第52页/共94页并行方式是各位数码从寄存器各个触发器同时输入或同时输出，如图（a）所示；串行方式是各位数码从寄存器输入端逐个输入，在输出端是逐个输出，如图（b）所示。第53页/共94页图11.33 寄存器输入、输出数码的方式第54页/共94页1数码寄存器（1）电路组成。第55页/共94页图11.34 4位数码寄存器第56页/共94页（2）工作原理。第1步

10、，寄存前先清零。第2步，接收脉冲控制数据寄存。第57页/共94页2移位寄存器（1）电路组成。第58页/共94页图11.35 4位左移寄存器第59页/共94页（2）工作过程。第60页/共94页图11.36 左移寄存器工作状态示意图第61页/共94页11.3.2计数器1二进制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。第62页/共94页图11.37 4位二进制异步递增计数器逻辑图第63页/共94页图11.38 4位二进制递增计数器时序图第64页/共94页2十进制计数器（1）电路组成。（2）工作原理。计数器输入09个计数脉冲时，工作过程与4位二进制异步加法计数器

11、完全相同，第9个计数脉冲后，Q3Q2Q1Q0状态为1001。第65页/共94页第10个计数脉冲到来后，Q0由1变0，其负跳变脉冲输入到FF1和FF3的输入端Cl。因FF1的输入端J=0，所以Q1仍为0。第66页/共94页在FF3的输入端J=Q2Q1=0，因而FF3置0态。此时计数器状态恢复为0000，跳过了10101111这6个状态，同时Q3输出负跳变进位脉冲，从而实现842lBCD码十进制递增计数的功能。第67页/共94页图11.39 异步十进制加法计数器第68页/共94页3集成计数器的应用（1）计数集成电路。第69页/共94页图11.40 计数集成电路74LS160第70页/共94页VCC

12、接电源正端，GND接地端。是清零端，将置于低电平，计数器实现清零。Q0Q3为842lBD码的4位数码输出端。第71页/共94页D0D3为并行数据输入端，是并行数据控制端。为低电平，并在CP脉冲到来时，输出端Q0Q3与并行数据输入端D0D3状态一致。第72页/共94页CTT、CTP是计数控制端，全为高电平时为计数状态，若其中有一个是低电平，则处于保持数据的状态。CO是进位输出端，当计数发生溢出时，从CO端送出正跳变进位脉冲。第73页/共94页（2）计数集成电路的连接。第74页/共94页图11.41 模为100的计数器连接图第75页/共94页11.4 技能实训任务一制作数码显示计数器1实训目的（1

13、）通过实训，熟悉计数电路、译码电路、数码显示器外形及引脚功能。（2）学会对十进制计数器进行安装和功能测试。第76页/共94页2器材准备直流稳压电源、万用表、计数电路74LS161、译码电路74LS48、数码显示器BS202、数字电路实验装置、组装工具一套。第77页/共94页3实训相关知识通过上网搜寻或查找图书，查阅集成电路74LS161、74LS48的相关资料，了解其逻辑功能，列出功能表，并说明各引脚的作用。第78页/共94页4实训内容与步骤（1）按图所示连接电路，注意图中74LS48的、脚和74LS161的、CTP、CTT脚应置于高电平。第79页/共94页（2）检查电路连线无误后，VCC端接

14、上+5V电源。（3）在计数器的CP端连续输入单个脉冲，观测数码器的显示结果，并用万用表对74LS48的ag引脚电平进行测量，记录于表中。第80页/共94页图11.45 十进制数码显示计数器第81页/共94页5问题讨论（1）若将74LS48的脚置于低电平，对计数器的工作有何影响？（2）若数码显示器的a段缺画，分析故障可能原因，并说明检修方法。第82页/共94页1实训目的（1）认识集成移位寄存器的外形及引脚功能。（2）掌握组装数字电路的基本技能第83页/共94页2器材准备稳压电源、万用表、脉冲信号发生器、电子套件、组装工具一套。第84页/共94页3实训相关知识本实验使用的74LS194集成电路是一

15、块4位双向移位寄存器，实物外形及引脚功能图如图所示。第85页/共94页图11.46 74LS194实物外形及引脚功能图第86页/共94页4实训内容与步骤图所示为寄存器控制彩灯的电路，电路装配图如图所示，第87页/共94页图11.47 寄存器控制彩灯电路第88页/共94页（1）安装完成寄存器控制彩灯电路后，对照电路原理图进行检查，无误后方可通电测试。第89页/共94页（2）将脉冲信号发生器产生的矩形脉冲CP送入74LSl94的11脚。（3）将寄存器清零。开关Sr按下为0状态，寄存器设置为清零状态，观察输出发光二极管的状态。第90页/共94页图11.48 寄存器控制彩灯装配图（可用Protel绘制）第91页/共94页（4）设置为右移串行寄存器。（5）左移串行寄存器。（6）并行寄存器。第92页/共94页5问题讨论（1）移位寄存器74LS194有几种寄存工作状态？如何进行设置？（2）移位寄存器74LS194的并行输入端是哪几个引脚？串行输入端是哪个引脚？（3）移位寄存器74LS194的11脚若开路，对寄存器的正常工作有什么影响？分析原因。第93页/共94页感谢您的观看！第94页/共94页