数电课件7.ppt

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1、数电课件数电课件77.1 概述概述一、由它们组成方式的不同可把数字系统分为两大类一、由它们组成方式的不同可把数字系统分为两大类:1 1）由多片同一类型芯片组成的数字系统称为）由多片同一类型芯片组成的数字系统称为功能扩展功能扩展2 2）由由多多片片不不同同类类型型的的芯芯片片组组成成的的数数字字系系统统称称为为系系统统综综合合二、综合型数字系统分为四类二、综合型数字系统分为四类:1 1）多片不同组合逻辑芯片构成的数字系统称为）多片不同组合逻辑芯片构成的数字系统称为组合复合组合复合型型2 2）由多片不同时序逻辑芯片构成的数字系统称为）由多片不同时序逻辑芯片构成的数字系统称为时序复合时序复合型型;3

2、 3）由由组组合合逻逻辑辑芯芯片片控控制制时时序序逻逻辑辑芯芯片片所所构构成成的的数数字字系系统统称称为为组合时序组合时序型型4 4）由由时时序序逻逻辑辑芯芯片片控控制制组组合合逻逻辑辑芯芯片片所所构构成成的的数数字字系系统统称称为为时序组合时序组合型型7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(1)(1)随随着着数数字字系系统统所所处处理理的的数数据据位位数数的的增增加加,需需要对功能芯片进行扩展。要对功能芯片进行扩展。一、中规模集成组合逻辑电路的功能扩展一、中规模集成组合逻辑电路的功能扩展1 1、用两片、用两片74LS14874LS148接成接成1616线线-4-4线优先编码器线优先编码器2 2

3、、试用两片、试用两片CC14585CC14585组成一个组成一个8 8位数值比较器位数值比较器3 3、试试用用两两片片3 3线线-8-8线线译译码码器器74LS13874LS138组组成成4 4线线-16-16线线译码器译码器 例例、试试用用两两片片3 3线线-8-8线线译译码码器器74LS13874LS138组组成成4 4线线-16-16线译码器线译码器7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(2)(2)2 2、试用两片、试用两片74LS16174LS161接成八位二进制计数器接成八位二进制计数器1 1）串行进位方式（异步方法）串行进位方式（异步方法）7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(3)(

4、3)二、中规模集成时序逻辑电路的功能扩展二、中规模集成时序逻辑电路的功能扩展1 1、用、用74LS19474LS194构成八位双向移位寄存器。构成八位双向移位寄存器。7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(4)(4)2 2、试用两片、试用两片74LS16174LS161接成八位二进制计数器接成八位二进制计数器2 2）并行进位方式（同步方法）并行进位方式（同步方法）7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(5)(5)3 3、试试用用两两片片同同步步十十进进制制计计数数器器74LS16074LS160接接成成二二十十九进制计数器。九进制计数器。整体清零法整体清零法 7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(

5、6)(6)3 3、试试用用两两片片同同步步十十进进制制计计数数器器74LS16074LS160接接成成二二十十九九进制计数器。进制计数器。整体置数法整体置数法 7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(7)(7)4 4、如如果果要要构构成成一一个个M M进进制制计计数数器器，当当M M为为大大于于N N的的合合数数时时，可可将将M M分分解解为为N1N1和和N2N2之之积积，且且N1N1、N2N2小小于于N N，再再将将两两个个N N进进制制计计数数器器分分别别接接成成N1N1进进制制计计数数器器和和N2N2进进制制计计数数器器，然然后后以以并并行行进进位位方方式式或或串串行行进进位位方方式式将将

6、它它们们连连接接起起来来。当当M M为为合合数数时时，可采用整体清零方式或整体置数方式可采用整体清零方式或整体置数方式。7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(8(8)三、存储器容量的扩展三、存储器容量的扩展1 1、位扩展的方式、位扩展的方式7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(9)(9)2 2、字扩展方式，、字扩展方式，7.2 数字系统的扩展数字系统的扩展(10)(10)7.3 数字系统的分析数字系统的分析(1)(1)一、模块化分析方法一、模块化分析方法模块化分析方法的步骤如下模块化分析方法的步骤如下:(1)(1)列列出出各各功功能能模模块块的的逻逻辑辑功功能能;不不必必从从模模块块内部电路分

7、析内部电路分析,把各模块看成黑箱处理把各模块看成黑箱处理;(2)(2)根根据据给给出出的的电电路路图图理理清清各各模模块块之之间间的的连连接接关系或控制关系关系或控制关系;(3)(3)根根据据给给定定条条件件分分析析各各模模块块的的工工作作状状态态以以及及整个系统的工作状态整个系统的工作状态;(4)(4)列列出出整整个个系系统统的的功功能能表表或或状状态态转转换换图图或或者者画出其时序图画出其时序图;(5)(5)说明整个系统的逻辑功能。说明整个系统的逻辑功能。二、分析举例二、分析举例1 1、组合复合型数字系统、组合复合型数字系统由由2 2片片74LS28374LS283和和1 1片片74LS8

8、574LS85组成组成BCDBCD码加法器码加法器2 2、时序组合型数字系统、时序组合型数字系统1 1）两两片片4 4位位加加法法器器7428374283和和4 4片片移移位位寄寄存存器器74LS19474LS194组组成硬件算法电路成硬件算法电路2 2）74LS16174LS161和和74LS13874LS138组成顺序脉冲发生器组成顺序脉冲发生器3 3）74LS16174LS161和和74LS15174LS151组成的序列信号发生器组成的序列信号发生器7.3 数字系统的分析数字系统的分析(2)(2)3 3、组合时序型数字系统、组合时序型数字系统用用8 8线线-3-3线线优优先先编编码码器器

9、74LS14874LS148和和同同步步四四位位二二进进制制计数器计数器74LS16174LS161组成的可控分频器组成的可控分频器 4 4、时序复合型数字系统、时序复合型数字系统由由74LS19474LS194和和74LS16074LS160组成跳频信号发生器组成跳频信号发生器7.3 数字系统的分析数字系统的分析(3)(3)7.4 7.4 数字系统的设计数字系统的设计(1)(1)一、数字系统：一、数字系统：是是用用来来对对数数字字信信号号进进行行采采集集、加加工工、传传输输、运运算算、处处理理和和输输出出的的,因因此此一一个个完完整整的的数数字字系系统统往往往往包包括括输输入入模模块块、功功

10、能能子子模模块块、控控制制模模块块、输输出出模模块块和和时时基基模模块块等等5 5个个部部分分,各各部部分分具具有有相相对对的的独独立立性性,在在控控制制模模块块的的协协调调和和指指挥挥下下完完成成各各自自的的功功能能。因因此此可可用用模模块块化化设设计方法来设计数字系统。计方法来设计数字系统。二、模块化设计方法的步骤二、模块化设计方法的步骤:(1)(1)逻逻辑辑抽抽象象,确确定定输输入入、输输出出逻逻辑辑变变量量和和电电路路状状态数态数(2)(2)确定系统的时钟信号确定系统的时钟信号;(3)(3)根据系统的设计要求根据系统的设计要求,划分系统的模块划分系统的模块;(4)(4)根根据据各各功功

11、能能模模块块的的要要求求选选用用SSISSI、MSIMSI、LSILSI实现实现;(5)(5)画出数字系统电路图。画出数字系统电路图。7.4 7.4 数字系统的设计数字系统的设计(2)(2)三、举例：三、举例：试设计一个八层电梯楼层显示控制器试设计一个八层电梯楼层显示控制器,要求如下要求如下:(1)(1)能显示电梯行进楼层的位置能显示电梯行进楼层的位置;(2)(2)能能响响应应电电梯梯楼楼层层按按钮钮的的呼呼唤唤,控控制制电电梯梯的的上上、下行下行;(3)(3)电梯在行进时不响应呼梯电梯在行进时不响应呼梯;开门允开门允许呼梯许呼梯等待等待呼梯呼梯关门禁关门禁止呼梯止呼梯呼梯呼梯自动行进自动行进

12、（2S）7.4 7.4 数字系统的设计数字系统的设计(3)(3)7.4 7.4 数字系统的设计数字系统的设计(4)(4)1.1.试用两片试用两片CC14585CC14585组成一个组成一个8 8位数值比较器位数值比较器2.2.试试用用2 2片片74LS28374LS283和和1 1片片74LS8574LS85组组成成BCDBCD码码加加法法器器3.3.试试用用两两片片4 4位位加加法法器器7428374283和和4 4片片移移位位寄寄存存器器74LS19474LS194组成硬件算法电路组成硬件算法电路4.4.试用试用74LS16174LS161和和74LS13874LS138组成顺序脉冲发生器组成顺序脉冲发生器5.5.试试用用74LS16174LS161和和74LS15174LS151组组成成的的序序列列信信号号发发生生器器6.6.试用两片试用两片74LS14874LS148接成接成1616线线-4-4线优先编码器线优先编码器7.7.试试用用8 8线线-3-3线线优优先先编编码码器器74LS14874LS148和和同同步步四四位位二进制计数器二进制计数器74LS16174LS161组成的可控分频器组成的可控分频器8.8.试用试用74LS19474LS194和和74LS16074LS160组成跳频信号发生器组成跳频信号发生器习题课习题课 数字系统的综合数字系统的综合