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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。
并
行
输
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。
并
行
输
出
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