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第七章时序逻辑电路(稀客大)电子教案


各触发器的驱动方程: D 3Q 3Q 0Q 2Q 1Q 0 D 2Q 2 Q 1Q 2 Q 0Q 2 Q 1 Q 0 D 1Q 1Q 0Q 3Q 1Q 0 D0 Q0
(3)画出逻辑电路图
D 3Q 3Q 0Q 2Q 1Q 0 D 2Q 2 Q 1Q 2 Q 0Q 2 Q 1 Q 0
D 1Q 1Q 0Q 3Q 1Q 0 D0 Q0
DSL 和DSR分别是左移和右移串行输入。D0、D1、D2和D3是并行输 入端。
Q0和Q3分别是左移和右移时的串行输出端,Q0、Q1、Q2和Q3为并 行输出端。

Q0Q1Q2Q3
CP
S0
74194 DSR
S1
RD D0D1 D2 D3 DSL
Vcc Q0 Q1 Q2 Q3 CP S1 S0
16 15 14 13 12 11 10 9
R0(1)、R0(2) 11
R9(1)、R9(2)
0
×
×
0
0× ×0
1
1
0× ×0
0
×
×
0
时钟 CP1 CP2 ××
×× ↓1 1↓ ↓ QA
QD ↓ 11
输出 QD QC QB QA
功能
0 0 00
清0
1 0 01
置9
QA输出
QDQCQB输出 QDQCQBQA输
出 8421BCD码 QAQBQCQD输
出 5421BCD码
不变
二进制计数 五进制计数 十进制计数
十进制计数 保持
用集成计数器的构成任意进制计数器
为降低成本,计数器的定型产品须有足够的批量,
故常见的定型产品有:十进制、十六进制(4位二 进制)、7位二进制、12位二进制、14位二进制 等。若需其它进制计数器,可在此基础上进行设计。
00 0 1 0 1 01 0 1 0 1 11 x x x x 10 0 0 x x
D2
00 01 11 10
00 0 0 1 0 01 1 1 0 1 11 x x x x 10 0 0 x x
D0
00 01 11 10
00 1 0 0 1 01 1 0 0 1 11 x x x x 10 1 0 x x
输 串行输入
DSL DSR ×× ×× ×1 ×0 1× 0× ××
入 时钟 CP
× × ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
并行输入
D0 D1 D2 D3 ×××× ×××× ×××× ×××× ×××× ×××× D0 D1 D2 D3
输出
Q0 Q1 Q2 Q3 0000
Q0n Q1n Q2n Q3n
1 Q0n Q1n Q2n 0 Q0n Q1n Q2n Q1n Q2n Q3n 1 Q1n Q2n Q3n 0 D0 D1 D2 D3
CP
CR DOL
串行输出 (左移)
∧ ∧ ∧ ∧
&
≥1
FF0
1D
C1 RQ
&
≥1
FF1
1D
C1 RQ
&
≥1
FF2
1D
C1 R
Q
1
&
≥1
FF3
1D
C1 R
Q
DSL 串行输入 (左移)
DOR 串行输出 (右移)
Q0 并
Q1 行
Q2 输
Q3 出
三、集成移位寄存器74194
74194为四位双向移位寄存器。
置位
S9(1) S9(2)
CP0
二进制84计21数码十进制计五5数进42器制1码计十数进器制计数器
Q0
Q1
Q2
Q3

SQ
1J C1
FF0
1K Q R
1J Q
C1 FF1
1K
&R Q
1J Q
C1 FF2
1K
&R Q
& 1J Q
S C1
FF3
R 1K Q
CP1 R0(1) R0(2)
复 位&
输入
清0
置9
d0 d1 d2 d3
×××× ××××
输出 Q0 Q1 Q2 Q3
0000 d0 d1 d2 d3
保持 保持
D3
工作模式
异步清零 数码寄存 数据保持 数据保持
1.单向移位寄存器
(1)右移寄存器(D触发器组成的4位右移寄存器) 右移寄存器的结构特点:左边触发器的输出端接右邻触发器的输入端。



74194
1 2 3 4 5 6 78
RD DSR D0 D1 D2 D3 DSLGND
74194的功能表

Q0Q 1Q2Q 3
CP
S0
74194 D SR
S1
RD
D 0 D 1 D2 D 3 DSL
清零 控 制 RD S1 S0 0 ×× 1 00 1 01 1 01 1 10 1 10 1 11
2
0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 11
3
0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 00
4
0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 01
5
0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 10
6
0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 11
7
0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 00
8
1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 01
(2)左移寄存器
左移寄存器的结构特点:右边触发器的输出端接左邻触发器的输入端。




串行输出
Q0
Q1
Q2
∧ ∧ ∧ ∧
FF0 D0 1D Q
C1 R
FF1 D1 1D Q
C1 R
FF2 D2 1D Q
C1 R
FF3 D3 1D Q
C1 R
CP CR
2 .双向移位寄存器
Q3
DI 串行输入
将右移寄存器和左移寄存器组合起来,并引入一控制端S便构成 既可左移又可右移的双向移位寄存器。
D触发器组成的双向移位寄存器:
其中,DSR为右移串行输入端,DSL为左移串行输入端。 当S=1时,D0=DSR、D1=Q0、D2=Q1、D3=Q2,实现右移操作; 当S=0时,D0=Q1、D1=Q2、D2=Q3、D3=DSL,实现左移操作。
移位控制
S
1
S=1:右移
S=0:左移
DSR
1
串行输入
(右移)
1101 1100
1000 0111 0110 0101
1111 1110
该电路能够自启动。
7.6 集成计数器
一、十进制同步可逆计数器(74192)
输入
输出
CR L D CPU CPD D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0
14
1 × × × × ××× 0 0 0 0
5
4
0 0 × × D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0
LD CP RD EP ET D0 D1 D2 D3
RCO 15
Q1 Q2 Q3 Q4
14 13 12 11
74161
注意正常计数时 各控制端状态
74161状态转换图与波形图
C=Q0•Q1•Q2• Q3•ET
用C作为下一级计数器的计数脉冲时,应为下降沿有效。 多片级连时,进位是脉冲沿的概念。
三、二—五—十进制异步加法计数器
Cr DIR D0 D1 D2 D3DILGND 5V SB 清零
7.4 二进制计数器
计数器是数字系统中使用最广泛的时序电路之一。 计数:计时钟脉冲的个数。
应用:
对时钟脉冲计数,用于分频(亦称分频器)、定时,产生脉冲 序列及节拍脉冲,进行数字运算等。
分类:
按计数增减分为
加法计数 减法计数 可逆计数
& 1
CP CR
R C1 1D
FF3
Q3
> > > >
& 1
R C1 1D FF2 Q2
& 1
R C1 1D FF1 Q1
R C1 1D FF0 Q0
(4) 画出完整的状态图,检查设计的计数器能否自启动。0010 0011
1011 1010
1001
0100
11
15
0 1 ↑ 1 × × × × 加法计数
1
10
0 1 1 ↑ × × × × 减法计数
9
CR CO
CPU BO
CPD
LD Q0
D0 D1
74192QQ21
D2 Q3
D3
12 13
3 2 6 7
0 1 1 1 ××××
保持
二、同步四位二进制加法计数器(74161)
异步清零 同步置数
9 2 1 7 10 3 4 5 6
Q0n+1=DSI Q1n+1 = Q0n Q2n+1 =Qn1 Q3n+1 =Qn2
1CP 后 1 2CP 后 1 3CP 后 0 4CP 后 1
10 0 0 1 10 0 0 11 0 1 01 1
1011 DSI CP
FF0 Q0 FF1 Q1 FF2 Q2 FF3 Q3
1D
1D
1D
1D
> C1
9
1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 00

1 0 1 0 × × × × × ×××
1 1 1 1 × × × × × ×××
(2) 画出卡诺图,求出D触发器的驱动方程
D3
00 01 11 10
00 0 0 0 0 01 0 0 1 0 11 x x x x 10 1 0 x x
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