第十一章---时序逻辑电路地分析与设计.ppt
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- 第十一 时序 逻辑电路 分析 设计
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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 时序逻辑电路的分析与设计,组合逻辑电路某一时刻的输出只取决于此时刻的,输入。,记忆元件,(触发器)是时序逻辑电路的基本元件。,时序逻辑电路某一时刻的稳定输出不仅取决于当,时的输入，还取决于,过去的输入(历史状态),。,时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别,第一页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,概述：,组合逻辑电路,存储电路,X,1,X,i,Y,1,Y,j,W,1,W,k,Q,1,Q,l,输入,输出,结构图,其中：,W(W,1,W,k,),存储电路输入信号,Y(Y,1,Y,j,),时序逻辑电路输出信号,X(X,1,X,i,),时序逻辑电路输入信号,Q(Q,1,Q,l,),存储电路输出信号,一、时序电路的结构,第二页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,X、Y、W,与,Q,间的逻辑关系可用下述方程来描述：,组合逻辑电路,存储电路,X,1,X,i,Y,1,Y,j,W,1,W,k,Q,1,Q,l,输入,输出,Y=,f,1,(X,Q,n,),时序逻辑电路的输出方程,W=,f,2,(X,Q,n,),时序逻辑电路的驱动（激励）方程,Q,n+1,=,f,3,(W,Q,n,),时序逻辑电路的状态（特征）方程,第三页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例】,组合逻辑电路,存储电路,输出方程：,Y=XQ,n,驱动（激励）方程：,D=XQ,n,+XQ,n,=X,Q,n,状态（特征）方程：,Q,n+1,=D=XQ,n,+XQ,n,=X,Q,n,1,X,CP,Y,D,Q,Q,&,&,&,1,第四页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,二、时序电路的状态表、状态图,输入,原态,次态,输出,X,Q,1,n,Q,0,n,Q,1,n+1,Q,0,n+1,Y,0,0 0,0 1,0,1,0 0,1 1,1,0,1,现态,输入,同步时序电路的状态转换图,Q,1,n,Q,0,n,X/Y,Q,1,n+1,Q,0,n+1,/Y,Q,1,n,Q,0,n,00,01,0/0,11,1/1,0 0,01/0,11/1,第五页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例】,B/1,A/0,D,D/0,C/1,C,A/0,B/1,B,C/1,D/0,A,1,0,现态,输入,根据状态表画出状态转换图,A,C,B,D,0/0,1/1,0/1,1/0,0/1,1/0,0/0,1/1,第六页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,11,2 时序逻辑电路的分析方法,时序电路的分析,根据电路图列出电路输出函数，触发器激励,函数(控制函数、驱动方程),根据电路输入和触发器激励函数求状态方程,画状态表、状态图，时序图,分析电路外特性和功能,第七页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,1、同步电路分析,分析下面电路的逻辑功能,输出方程：,驱动方程：,D=X,Q,n,状态表,0 1,1 1,1 1,0 0,0 0 0,0 1 1,1 0 1,1 1 0,Q,n+1,Z,Q,n,X D,Z=X,Q,n,状态方程：,Q,n+1,=D=X,Q,n,状态转换图,X/Z,功能：,X=0,保持,X=1,计数,0,1,0/1,1/1,0/1,1/0,【例1】,Q,D,CP,Z,X,.,.,=1,&,CP,第八页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例2】,分析下面电路的逻辑功能,D,2,Q,1,n,D,1,Q,0,n,D,0,Q,2,n,000,001,110,111,011,100,假设初始状,态:“0 0 0”,Q,2,Q,1,Q,0,010,101,有效循环,无效循环,Q,D,Q,D,Q,D,CP,Q,2,Q,1,Q,0,Q,Q,Q,.,.,.,.,CP,CP,CP,第九页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,状态表,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,Q,2,n+1,Q,1,n+1,Q,0,n+1,0 0 0,0 0 1,0 0 1,0 1 1,0 1 1,1 1 1,1 1 1,1 1 0,1 1 0,1 0 0,1 0 0,0 0 0,Q,2,Q,1,Q,0,0 0 0,0 0 1,0 1 1,1 1 1,1 1 0,1 0 0,第十页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,时序图,000 001 011 111 110 100 000,CP,Q,0,Q,1,Q,2,电路功能：,不能自启动的同步六进制计数器,第十一页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例3】,分析下面电路的逻辑功能,D,2,=Q,1,n,D,1,=Q,0,n,D,0,=Q,0,n,Q,1,n,Q,2,n,=(Q,0,n,+Q,1,n,)Q,2,n,Q,D,Q,Q,D,Q,D,CP,Q,2,Q,1,Q,0,Q,Q,.,.,.,.,.,&,&,CP,CP,CP,CP,CP,第十二页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,状态图,000,001,101,110,111,010,011,100,Q,2,Q,1,Q,0,整理后的状态图,能自启动的同步六进制计数器,000,001,110,111,101,011,010,100,D,2,=Q,1,n,D,1,=Q,0,n,D,0,=Q,0,n,Q,1,n,Q,2,n,=(Q,0,n,+Q,1,n,)Q,2,n,第十三页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例4】,分析下面电路的逻辑功能,Y=AQ,1,n,Q,2,n,AQ,1,n,Q,2,n,=,AQ,1,n,Q,2,n,+AQ,1,n,Q,2,n,Q,2,n+1,=D,2,=A,Q,1,n,Q,2,n,Q,1,n+1,=D,1,=Q,1,n,D,1,Q,1,Q,1,CP,D,2,Q,2,Q,2,CP,=1,=1,A,CP,Y,.,.,.,.,.,&,1,&,&,第十四页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,状态表,10/0,00/1,1 1,01/0,11/0,1 0,00/0,10/0,0 1,11/1,01/0,0 0,1,0,A,Q,2,n,Q,1,n,01,0/0,状态图,Q,2,n,Q,1,n,A/Y,10,0/0,11,0/0,00,0/1,1/1,1/0,1/0,1/0,逻辑功能：,可逆同步四进制计数器,Q,2,n+1,Q,1,n+1,/Y,Y=AQ,1,n,Q,2,n,AQ,1,n,Q,2,n,=,AQ,1,n,Q,2,n,+AQ,1,n,Q,2,n,Q,2,n+1,=D,2,=A,Q,1,n,Q,2,n,Q,1,n+1,=D,1,=Q,1,n,第十五页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,2、异步时序电路的分析,【例1】,分析下面异步时序电路的逻辑功能。,时钟方程:,CP,0,=CP,2,=CP CP,1,=Q,0,J,0,K,0,Q,0,Q,0,J,0,K,0,Q,0,J,1,K,1,Q,1,Q,1,J,2,K,2,Q,2,Q,2,.,.,CP,驱动方程：,J,0,=Q,2,n,J,1,=Q,0,n,J,2,=Q,1,n,Q,0,n,K,0,=1 K,1,=1 K,2,=1,状态方程：,Q,1,n+1,=Q,1,n,Q,0,n,Q,2,n+1,=Q,2,n,Q,n,1,Q,0,n,Q,0,n+1,=Q,2,n,Q,0,n,（CP,）,（,CP,）,（,Q,0,）,第十六页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,状态转换表,Q,n,2,Q,n,1,Q,n,0,Q,2,n+1,Q,1,n+1,Q,0,n+1,0 0 0,1,0,0 0 1,0,1,0,0,0 1 0,1,1,0,0 1 1,0,0,1,1 0 0,0,0,0,1 0 1,0,1,0,1 1 0,1 1 1,0,1,0,0,0,0,状态转换图,000,001,010,011,100,101,110,111,Q,1,n+1,=Q,1,n,Q,0,n,Q,2,n+1,=Q,2,n,Q,n,1,Q,0,n,Q,0,n+1,=Q,2,n,Q,0,n,（CP,）,（,CP,）,（,Q,0,）,电路为异步五进制加法计数器,第十七页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,11,3 同步时序逻辑电路的设计方法,设计步骤：,根据设计要求建立状态转换图或原始状态图。,进行状态化简。,画电路图。,进行状态分配。,写出驱动方程和输出方程。,若是计数器，检查电路能否自启动。,第十八页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,同步时序电路的设计,同步计数器的设计,对,CP,脉冲计数，一个脉冲变化一次状态,计数器的种类：,同步计数器，异步计数器,加法计数器(加1,加2等),减法计数器(减1,减2等),可逆计数器等,二进制计数器(模为2,n,),十进制计数器,任意进制计数器等,计数器是应用最多的一类标准器件,第十九页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例1】,设计一个同步六进制计数器。,1、状态图,S,0,S,1,S,2,S,3,S,4,S,5,2、状态分配(状态编码),000,001,010,011,100,101,加法计数器,自然态序编码,101,100,011,010,001,000,减法计数器,111,100,000,110,001,010,注意：,状态分配方式不同，所设计的电路结构也不同。,Q,2,Q,1,Q,0,第二十页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,状态表：,CP,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,Q,2,n+1,Q,1,n+1,Q,0,n+1,1,0 0 0,0 0 1,2,0 0 1,0 1 0,3,0 1 0,0 1 1,4,0 1 1,1 0 0,5,1 0 0,1 0 1,6,1 0 1,0 0 0,求驱动方程,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,00,01,11,10,0,1,选用,D,触发器,1,1,Q,2,n+1,=Q,1,n,Q,0,n,+Q,2,n,Q,0,n,1,1,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,00,01,11,10,0,1,=,D,2,Q,1,n+1,=Q,1,n,Q,0,n,+Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,=,D,1,1,1,1,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,00,01,11,10,0,1,Q,0,n+1,=Q,0,n,=D,0,第二十一页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,电路图,Q,1,n+1,=Q,1,n,Q,0,n,+Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,D,1,=,D,0,=Q,0,n+1,=Q,0,n,Q,2,n+1,=Q,1,n,Q,0,n,+Q,2,n,Q,0,n,D,2,=,D,2,CP,Q,2,Q,2,R,D,R,D,CP,D,1,CP,Q,1,Q,1,R,D,D,0,CP,Q,0,Q,0,R,D,.,.,.,.,.,.,.,&,1,1,.,&,1,1,第二十二页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,检查能否自启动,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,00,01,11,10,0,1,1,1,Q,2,n+1,1,1,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,00,01,11,10,0,1,Q,1,n+1,1,1,1,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,00,01,11,10,0,1,Q,0,n+1,Q,2,Q,1,Q,0,110,111,100,000,001,010,011,100,101,110,111,可以自启动,第二十三页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,采用,JK,触发器,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,00,01,11,10,0,1,1,1,Q,2,n+1,=Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,+Q,2,n,Q,0,n,J,2,=Q,1,n,Q,0,n,K,2,=Q,0,n,1,1,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,00,01,11,10,0,1,Q,1,n+1,=Q,1,n,Q,0,n,+Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,J,1,=Q,2,n,Q,0,n,K,1,=Q,0,n,1,1,1,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,00,01,11,10,0,1,Q,0,n+1,=Q,0,n,J,0,=K,0,=1,检查能否自启动,000,001,010,011,100,101,111,110,第二十四页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,一般同步时序电路的设计,【例1】,设计一个二进制序列检测器，要求当输入连续出 现三个“1”或三个以上“1”时，电路输出为“1”，否则输出为“0”。,输入：,输出：,Z=00000111110001,输出：,Z,=00000100100001,Z,是可重叠检测，,Z,检测到一个序列后要归0，,不可重叠检测。,第二十五页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,状态图,Q,1,n,Q,0,n,X/Z,00,0/0,01,1/0,10,0/0,1/1,1/0,11,1/0,0/0,0/0,可重叠检测,不可重叠检测,00,0/0,01,1/0,10,0/0,1/1,11,1/0,0/0,0/0,1/0,第二十六页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例2】,设计一个串行数据检测器。其输入是与时钟同步的串行数据,X，,其输出是,Z。,仅当输入出现11100序列时，输出才为1，否则输出为0。,设定状态,S,0,初态或序列失败后的状态,S,1,X,出现一个“1”后的状态,S,2,X,连续出现两个“1”后的状态,S,3,X,连续出现三个“1”后的状态,S,4,X,出现三个“1110”后的状态,S,5,X,出现三个“11100”，序列成功后的状态,检测过程中只需记忆6个状态。,第二十七页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,状态图,X/Z,0/0,S,0,S,1,1/0,0/0,S,2,1/0,0/0,S,3,1/0,1/0,S,4,0/0,S,5,0/1,1/0,0/0,1/0,状态化简,S,0,与,S,5,可以合并为一个状态,0/0,S,0,S,1,1/0,0/0,S,2,1/0,0/0,S,3,1/0,1/0,1/0,S,4,0/0,1/0,0/1,第二十八页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,状态分配,0/0,S,0,S,1,1/0,0/0,S,2,1/0,0/0,S,3,1/0,1/0,1/0,S,4,0/0,1/0,0/1,状态,Q,2,Q,1,Q,0,S,0,0 0 0,S,1,0 0 1,S,2,0 1 0,S,3,0 1 1,S,4,1 0 0,自然态序编码,0/0,000,001,1/0,0/0,010,1/0,0/0,011,1/0,1/0,1/0,100,0/0,1/0,0/1,第二十九页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,控制函数和输出函数卡诺图,Q,2,n,Q,1,n,Q,0,n,X,Q,2,n+1,Q,1,n+1,Q,0,n+1,Z,0 0 0 0,0 0 0,0,0 0 0 1,0 0 1,0,0 0 1 0,0 0 0,0,0 0 1 1,0 1 0,0,0 1 0 0,0 0 0,0,0 1 0 1,0 1 1,0,0 1 1 0,1 0 0,0,0 1 1 1,0 1 1,0,1 0 0 0,0 0 0,1,1 0 0 1,0 0 1,0,00,11,01,10,00,11,01,10,Q,2,n,X,Q,1,n,Q,0,n,1,1,1,Q,1,n+1,卡诺图,Q,1,n+1,=Q,1,n,X+Q,1,n,Q,0,n,X,J,1,=Q,0,n,X,K,1,=X,同理可求出：,J,2,、K,2,、J,0,、K,0,及,Z,。,第三十页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,电路图：,J,2,=Q,1,n,Q,0,n,X,K,2,=1,J,1,=Q,0,n,X,K,1,=X,J,0,=X,K,0,=Q,1,n,X,Z=Q,2,n,X,J,0,K,0,Q,0,Q,0,J,1,K,1,Q,1,Q,1,J,2,K,2,Q,2,Q,2,X,CP,Z,R,D,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,&,&,&,&,1,1,1,1,第三十一页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,11,1,MSI,构成的时序逻辑电路,一、寄存器和移位寄存器,在计算机中用于存储指令、数据、运算结果,寄存器的数量多少，是计算机结构的重要区别,外存、内存、缓存、寄存四类中，寄存器速度,最快，但容量最小,寄存器的操作：读/写/清零,寄存器的分类,数码寄存器,基本寄存器,移位寄存器,多位,D,型触发器,锁存器,寄存器阵列,单向移位寄存器,双向移位寄存器,第三十二页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,1、4,D,触发器构成的寄存器,D,3,D,2,D,1,D,0,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,R,D,CK,0,0 0 0 0,1,CK,和,R,D,加驱动器的目的是减少对外的负载,_,Q,R,D,D,_,Q,R,D,D,_,Q,R,D,D,_,Q,R,D,D,CP,_,R,D,D,0,D,1,D,2,D,3,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,.,.,.,.,.,.,1,1,1,1,CP,CP,CP,CP,第三十三页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,2、具有锁定(,Hold),功能的4,D,寄存器,功能表：,异步置零,0,0,1,0 ,D,功 能,Q,n+1,R,D,E CK D,D,寄 存,1,1 ,Q,n,锁 定,CP,D,0,D,1,D,2,D,3,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,D,CP,R,D,R,D,E,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,1,&,1,&,1,&,1,&,1,1,1,1,1,1,D,CP,R,D,D,CP,R,D,D,CP,R,D,第三十四页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,3、移位寄存器,移位寄存器除了具有寄存器的功能外，还可使,数码在,CP,信号的控制下在寄存器内部左右移动。,根据移位情况的不同，分为单向移位寄存器和双向,移位寄存器。,移位寄存器应采用边沿触发或主从触发方式的触发器，不能采用电位触发的触发器，以防止空翻。,注意,第三十五页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,1)、由触发器构成的移位寄存器,D,Q,D,Q,D,Q,D,Q,CP,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,R,D,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,CP,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,0,0 0 0 0,1,1,1 0 0 0,1,2,1 1 0 0,0,3,0 1 1 0,1,4,1 0 1 1,串行输入,串行输出,并行输出,四位串行输入、串/并行输出右移移位寄存器,第三十六页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,时序图,CP,S,R,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,D,Q,D,Q,D,Q,D,Q,CP,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,R,D,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,1,1,0,1,第三十七页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,四位串行输入、串/并行输出左移寄存器,J,Q,J,Q,J,Q,J,Q,CP,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,R,D,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,K,K,K,K,.,S,L,串行输入,串行输出,并行输出,1,第三十八页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,四位串行输入、串/并行输出双向移位寄存器,D,0,=S,R,+Q,1,D,1,=Q,0,+Q,2,D,2,=Q,1,+Q,3,D,D,=Q,3,+S,L,S,0,S,0,S,0,S,0,S,0,S,0,S,0,S,0,D,A,Q,0,D,B,Q,1,D,C,Q,2,D,D,Q,3,S,CP,S,R,S,L,R,D,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,1,&,1,1,&,1,1,&,1,1,&,1,1,第三十九页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,2)、集成化的移位寄存器,四位双向移位寄存器,74,194,0,1,2,3,D,0,D,1,D,2,D,3,第四十页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,功能表,R,D,D,R,D,0,D,1,D,2,D,3,D,L,地,+,V,CC,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CP,S,A,S,B,1 2 3 4 5 6 7 8,74,194,16 15 14 13 12 11 10 9,1 2 3 4 5 6 7 8,置“0”,保持,右移,左移,并行输入,0,0 0 ,1 0 1 ,1 0 ,1 1 1 ,功 能,R,D,S,A,S,B,CK,第四十一页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,74,194,应用举例,环形计数器,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,1000,0100,0010,0001,1100,0110,0011,1001,1101,1110,0111,1011,0101,1010,0000,1111,START,CP,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,D,R,D,L,S,B,S,A,D,0,D,1,D,2,D,3,1 0 0 0,1,1,74,194,第四十二页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,环扭形计数器,0011,0001,0111,1111,1000,0000,1100,1110,0010,1001,0101,1011,1010,0100,1101,0110,4位格雷码计数器,CP,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,D,R,D,L,S,B,S,A,D,0,D,1,D,2,D,3,1 0 0 0,1,0,清零,74,194,1,第四十三页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,4位格雷码计数器相当于,8,除法器,CP,T,T,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,第四十四页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,6,除法器,产生序列000111,000111,10,除法器,S,B,D,R,S,A,CP R,D,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,.,输出,74,194,右移,1,右移,D,R,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,D,R,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,S,B,S,A,.,.,S,A,S,B,右移,右移,74,194,74,194,1,第四十五页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,5,除法器,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,1,1,0,1,1,0,0,1,Q,2,Q,1,Q,0,清零,S,B,D,R,S,A,CP R,D,Q,0,Q,1,Q,2,右,移,.,.,1,第四十六页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例】,分析下面时序电路的逻辑功能,七位并行,串行数码变换器,输出,“1”,启动,CP,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,D,R,S,B,S,A,D,0,D,1,D,2,D,3,74,194(1),D,0,D,1,D,2,CP,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,D,R,S,B,S,A,D,0,D,1,D,2,D,3,74,194(2),D,3,D,4,D,5,D,6,“1”,“1”,“0”,CP,.,.,.,&,&,第四十七页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,二、计数器,计数器,对,CP,脉冲计数，一个脉冲变化一次状态,计数器的种类：,同步计数器，异步计数器,加法计数器(加1,加2等),减法计数器(减1,减2等),可逆计数器等,二进制计数器(模为2,n,),十进制计数器,任意进制计数器等,第四十八页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,计数器波形图,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,从波形上分析，若,CP,脉冲的频率为,f,0,，,则,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,的输出分别为,f,0,的1/2,1/4,1/8和1/16,这就是计数器的分频功能，也叫“分频器”。,Q,0,是二分频，,Q,1,是四分频等。,第四十九页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,用主从,JK,触发器构成的同步二进制集成化计数器,74,161,触发器保持，,CO=0,异,步置“0”,保持,并行输入数据,计数,功能,74,161,功能表,CT,P,CT,T,LD,CR,CP,第五十页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,用主从,JK,触发器构成的同步二进制集成化计数器,74,161,D,0,D,1,D,2,D,3,0,1,2,3,CO,第五十一页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,集成芯片管脚图,进位端,预置端,使能端,使能端,当,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,=1111,时，,CO=1,1 2 3 4 5 6 7 8,CR,CP,D,0,D,1,D,2,D,3,CT,P,地,+,V,CC,CO,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CT,T,LD,74,161,16 15 14 13 12 11 10 9,1 2 3 4 5 6 7 8,第五十二页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,用主从,JK,触发器构成的同步十进制集成化计数器,74,160,触发器保持，,CO=0,异,步置“0”,保持,并行输入数据,计数,功能,74,160,功能表,CT,P,CT,T,LD,CR,CP,第五十三页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,用主从,JK,触发器构成的同步十进制集成化计数器,74,160,D,0,D,1,D,2,D,3,0,1,2,3,CO,第五十四页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,3、集成计数器的扩展,自扩展,同步扩展,方法一,N=16,16,16,16=65536,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,T,P,L,CP,Q,4,Q,5,Q,6,Q,7,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,T,P,L,CP,Q,8,Q,9,Q,10,Q,11,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,T,P,L,CP,Q,12,Q,13,Q,14,Q,15,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,T,P,L,CP,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,“1”,.,.,“1”,.,“1”,.,“1”,.,CP,.,.,.,74,161,74,160,N=10,10,10,10=10000,第五十五页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,方法二,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,P,T,L,CP,Q,4,Q,5,Q,6,Q,7,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,P,T,L,CP,Q,8,Q,9,Q,10,Q,11,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,P,T,L,CP,Q,12,Q,13,Q,14,Q,15,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,T,P,L,CP,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,“1”,.,.,“1”,.,“1”,.,“1”,CP,.,.,.,.,异步扩展(,74,161、74,160,),Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,T,P,L,CP,“1”,.,.,R,D,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,CO,T,P,L,CP,“1”,.,.,R,D,.,清零,CP,1,1,第五十六页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,2）置“0”方式,清“0”只与复位有关，与时钟无关,清“0”不仅与复位有关，与时钟也有关,【例】,用主从,JK,同步二进制计数器(,74,161,)构成七进制计数器。,“1”,.,.,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,T,P,L,R,D,74,161,.,.,.,异步清零有毛刺(尖峰信号,),即：存在0111过渡状态。,方法一：,用复位端反馈置“0”,&,第五十七页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,方法二：,用并行输入端反馈置“0”,“1”,.,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,T,P,L,R,D,D,0,D,1,D,2,D,3,CP,.,.,.,方法三：,用进位输出,RC,端置最小数,“1”,.,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,T,P,L,R,D,D,0,D,1,D,2,D,3,CP,CO,“1”,.,.,用,74,160,设计七进制计数器方法与上面方法相同。,.,.,&,1,第五十八页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例】,用,74,161,构成100进制计数器,同步设计,“1”,.,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,T,P,L,D,0,D,1,D,2,D,3,CP,.,.,.,CO,.,.,100=6,16+4,.,.,.,.,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,T,P,L,D,0,D,1,D,2,D,3,CP,.,.,.,方法一：,.,&,第五十九页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,方法二,：,综合因子法,100=10,10,“1”,.,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,T,P,L,D,0,D,1,D,2,D,3,CP,.,.,.,.,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,T,P,L,D,0,D,1,D,2,D,3,CP,.,.,.,.,用,74,161,异步设计方法与此近似。,.,.,1,.,.,&,&,.,.,第六十页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,74,290,二五分频十进制异步计数器,R,9(1),R,9(2),R,0(1),R,0(2),CP,1,CP,2,R,0A,R,0B,S,9A,S,9B,第六十一页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,74,290功能表,异步清零，不需要时钟。,没有保持功能，不,能同步扩展。,4,1,2,3,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,GND,Vcc,74,290,9,A,NC,9,B,NC,0,A,0,B,2,1,Q,3,Q,0,Q,1,Q,2,CP,CP,R,R,S,S,R,0B,S,9A,S,9B,Q,0,n+1,Q,1,n+1,Q,2,n+1,Q,3,n+1,0 0 0 0,0 0 0 0,1 0 0 1,R,0A,第六十二页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,74,290的应用,1、当输出,Q,0,与输入,CP,2,相连，,计数脉冲从,CP,1,输 入时，,电路作8421计数。,CP,1,CP,2,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,74,290,R,0A,S,9A,CP,.,CP,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,0 0 0 0 0,1 0 0 0 1,2 0 0 1 0,9 1 0 0 1,10 0 0 0 0,8421码,.,第六十三页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,74,290的应用,2、当输出,Q,3,与输入,CP,1,相连，,计数脉冲从,CP,2,输 入时，,电路作5421计数。,CP,1,CP,2,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,74,290,R,0A,S,9A,CP,.,.,CP,Q,0,Q,3,Q,2,Q,1,0 0 0 0 0,1 0 0 0 1,2 0 0 1 0,5421码,3 0 0 1 1,4 0 1 0 0,5 1 0 0 0,6 1 0 0 1,7 1 0 1 0,8 1 0 1 1,9 1 1 0 0,10 0 0 0 0,第六十四页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例1】,用74,290构成六进制计数器。,CP,1,CP,2,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,74,290,R,0A,R,0B,S,9A,S,9B,CP,.,.,.,.,CP,1,CP,2,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,74,290,R,0A,R,0B,S,9A,S,9B,CP,.,.,.,.,CP,1,2,3,4,5,6,7,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,毛刺,.,1,&,第六十五页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,【例2】,用74,290构成36进制计数器。,CP,1,CP,2,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,74,290,R,0A,R,0B,S,9A,S,9B,CP,.,.,方法一,CP,1,CP,2,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,74,290,R,0A,R,0B,S,9A,S,9B,.,.,.,.,.,.,.,.,.,&,1,第六十六页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,方法二,综合因子法：36=4,9,CP,1,CP,2,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,74,290,R,0A,R,0B,S,9A,S,9B,CP,.,CP,1,CP,2,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,74,290,R,0A,R,0B,S,9A,S,9B,.,.,.,.,.,.,.,.,&,1,第六十七页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,本章作业：,11.7、11.8、11.1,6,、11.1,7,、11.,20,、,第六十八页，编辑于星期五：十八点 五十八分。,展开阅读全文
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