若干典型的时序逻辑集成电路介绍课件.ppt
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- 若干 典型 时序 逻辑 集成电路 介绍 课件
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1、6.5 6.5 若干典型的时序逻辑集成电路若干典型的时序逻辑集成电路一、一、寄存器寄存器6.5.1 6.5.1 寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器寄存器寄存器:是数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部是数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部件。它的主要组成部分是触发器。件。它的主要组成部分是触发器。一个触发器能存储一个触发器能存储1位二进制代码,存储位二进制代码,存储 n 位二进位二进制代码的寄存器需要用制代码的寄存器需要用 n 个触发器组成。寄存器实际个触发器组成。寄存器实际上是若干触发器的集合。上是若干触发器的集合。1.1.电平敏感的寄存器电平敏感的寄存器 1 1D C1 CP 1 OE 1
2、 E Q0 1 1D C1 E Q1 1 1D C1 E Q7 D0 D1 D7 8位位CMOS寄存器寄存器74LV374 D D3 3 D D2 2 D D1 1 D D0 0&R R S S R R S S R R S S R R S S F FF F3 3 F FF F2 2 F FF F1 1 F FF F0 0 Q Q3 3 Q Q2 2 Q Q1 1 Q Q0 0 C Cr r L LD D 置置 数数 输输 入入 置置 0 0 输输 入入 数数 码码 输输 出出 数数 码码 输输 入入 2.2.脉冲边沿敏感的寄存器脉冲边沿敏感的寄存器8位位CMOS寄存器寄存器74LV374高阻高
3、阻HHH高阻高阻LLH存入数据,禁止输出存入数据,禁止输出HHL对应内部触发对应内部触发器的状态器的状态LLL存入和读出数据存入和读出数据Q0Q7DNCP输出输出内部触发器内部触发器输输 入入工作模式工作模式OE1nNQ二、二、移位寄存器移位寄存器移位寄存器是既能寄存数码,又能在时钟脉冲的作用下使数移位寄存器是既能寄存数码,又能在时钟脉冲的作用下使数码向高位或向低位移动的逻辑功能部件。码向高位或向低位移动的逻辑功能部件。按移动方式分按移动方式分单向移位寄存器单向移位寄存器双向移位寄存器双向移位寄存器左移位寄存器左移位寄存器移位寄存器的逻辑功能分类移位寄存器的逻辑功能分类移位寄存器的逻辑功能移位
4、寄存器的逻辑功能右移位寄存器右移位寄存器1 1、基本移位寄存器基本移位寄存器(1 1)电路)电路时钟信号输入端时钟信号输入端串行数据串行数据输入端输入端串行数据串行数据输出端输出端并行数据输出端并行数据输出端 1D Q0 DSI C1D 1D 1D Q1 Q2 Q3 Q3 Q0 Q1 Q0 DSO D3=Qn2D1=Q0nD0=DSQ0n+1=DSQ1n+1=Q0nQ2n+1=Qn1Q3n+1=Qn2Qn+1=DD触发器的特性方程触发器的特性方程激励方程:激励方程:状态方程:状态方程:(2).(2).工作原理工作原理(电路分析电路分析)1D Q0 DSI C1D 1D 1D Q1 Q2 Q3
5、Q3 Q0 Q1 Q0 DSO D2=Qn1 DS Q0 Q1 Q2 Q3 CPQ0 Q1 Q2 Q311 0 0 021 1 0 030 1 1 041 0 1 1 123456789 经过经过7个个CP脉冲作用后,脉冲作用后,从从DI 端端串行输入的数码串行输入的数码就可以从就可以从DO 端串端串行输出。行输出。串入串入串出串出 经过经过4个个CP脉冲作用后,从脉冲作用后,从DS 端串行输入的数码端串行输入的数码就可以从就可以从Q0 Q1 Q2 Q3并行并行输出。输出。串入串入并出并出1 1 0 11 1 0 11 10 01 11 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 00 0
6、 0 0 0 0 0FF0 FF1 FF2 FF3CR=01CP 后后2CP 后后3CP 后后4CP 后后1101 1 Q0n+1=DIQ1n+1=Q0nQ2n+1=Qn1Q3n+1=Qn2DS=1100 1D C1 FF0 S1 1&1R R 1 DSR 1 S0 1 1 1&1 D0&1 D1&1 D2&1 D3 1 DSL 1 D0 D0 CP 1 1D C1 FF1 1R R 1 1 D1 D1 1D C1 FF2 1R R 1 1 D2 D2 1D C1 FF3 1R R 1 1 D3 D3 MR 1 1 Q0 1 Q1 1 Q2 1 Q3 四选一数据 选择器 Q0 Q1 Q2 Q3
7、(2)典型集成电路CMOS 4位双向移位寄存器74HCT194 74194的功能表的功能表 LLH8LLLHH7HHLHH6LLHLH5HHHLH4ABCDABCDHHH3H(L)H2LLLLL1ABCD右移右移DSR左移左移DSLS0S1QAQBQCQD并行输入并行输入时钟脉时钟脉冲冲CP串行输入串行输入控制信号控制信号输输 出出输输 入入清清零零RD序序号号QCnQBnQAnQDnQCnQBnQDnQCnQBnQDnQCnQBnQAnQCnQBnQAnQCnQBnQAnQDn异步清零异步清零 同步置数同步置数低位向高位移动低位向高位移动高位向低位移动高位向低位移动保持保持例例3 时序脉冲产
8、生器。电路如图所示。画出时序脉冲产生器。电路如图所示。画出 QA-QD波形,分波形,分析逻辑功能。析逻辑功能。启动启动解:解:启动信号为启动信号为0:S1=1 S0=1,同步置数同步置数QAQD=0111因为因为QA-QD总有一个为总有一个为0,S1S0=01,则,则74194始终工作始终工作在高位向低位移动循环移位在高位向低位移动循环移位的状态。的状态。&CPQA QBQC QDS1S0CRDSR74194A B C D110 1 1 10 1 1 1启动信号为启动信号为1后后:S1=0 S0=1,高位移向的低位状态高位移向的低位状态,QD=DSR C P Q0 Q1 Q2 1 2 3 4
9、Q3 01111011110111100111QAQDQCQB 1D C1D C1 FFm 0 1 3 2 1 0 MUX MUXm Dm1 Dm FFm1 1D C1 FFm+1 Dm+1 Dm CP S1 S0 Qm1 Qm Qm+1 2.2.多功能双向移位寄存器多功能双向移位寄存器。Q0 FF0 Q1 FF1 Q2 FF2 Q3 FF3 并并行行输输出出 并并行行输输入入 右右移移串串行行输输入入DIR 左左移移串串行行输输出出DOL 右右移移串串行行输输出出DOR 左左移移串串行行输输入入DIL D0 D1 D2 D3 2 2、计数器的分类、计数器的分类按脉冲输入方式,分为同步和异步计
10、数器按脉冲输入方式,分为同步和异步计数器按进位体制,分为二进制、十进制和任意进制计数按进位体制,分为二进制、十进制和任意进制计数器器按逻辑功能,分为加法、减法和可逆计数器按逻辑功能,分为加法、减法和可逆计数器概概 述述1 1、计数器的逻辑功能、计数器的逻辑功能 计数器的基本功能是对输入时钟脉冲进行计数。它也可计数器的基本功能是对输入时钟脉冲进行计数。它也可用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列及进行数字用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列及进行数字运算等等。运算等等。7.1 7.1 计计 数数 器器同步计数器同步计数器异步计数器异步计数器加计数器加计数器减计数器减计数器可逆计数器可逆计数器二
11、进制计数器二进制计数器非二进制计数器非二进制计数器十进制计数器十进制计数器任意进制计数器任意进制计数器加计数器加计数器减计数器减计数器可逆计数器可逆计数器二进制计数器二进制计数器非二进制计数器非二进制计数器十进制计数器十进制计数器任意进制计数器任意进制计数器0n0DQ11nDQ一、一、二进制计数器二进制计数器 CR 1D 1D 1D C1 C1 C1 R R R Q0 Q1 Q2 CP FF0 FF1 FF2 22nDQ驱动方程驱动方程:状态方程状态方程:1000nnQDQ1111nnQDQ1222nnQDQ1.三位二进制异步加计数器三位二进制异步加计数器(分析)分析)1、电路、电路:2、电路
12、分析:、电路分析:(CP由由01时,时,状态方程状态方程有效有效)时钟方程时钟方程CP0=CP,CP1=Q0,CP2=Q11.)根据给定的时序电路图写出下列各逻辑方程式根据给定的时序电路图写出下列各逻辑方程式状态转换表状态转换表100nnQQ111nnQQ122nnQQ Q0 Q1 Q2 000 001 010 011 100 101 110 111(CP(CP由由0 01 1时,此式有效时,此式有效)(Q(Q0 0由由1 10 0时,此式有效时,此式有效)(Q(Q1 1由由1 10 0时,此式有效时,此式有效)次态次态现现 态态n0Qn2Qn1Q1 n0Q1 n2Q1 n1QCPCP0 0=
13、CP=CPCPCP1 1=Q=Q0 0CPCP2 2=Q=Q1 13)3)列出状态转换表或画出状态图列出状态转换表或画出状态图状态图状态图0 00 00 01 10 00 00 01 10 0 0 0 00 0 01 11 11 1 1 1 11 1 10 01 11 1 1 1 01 1 01 10 01 1 1 0 11 0 10 00 01 1 1 0 0 1 0 0 1 11 10 0 0 1 10 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 00 1 0CPQ0Q1Q21tpd2tpd3tpd时序图时序图结论结论:异步计数脉冲的最小周期异步计数脉冲的最小周期 Tmin=ntpd。(。(n
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