数字钟电路设计与调试[页].ppt

1、学习情境3 数字钟电路设计与调试工作过程资讯资讯决策计划决策计划实施实施检查评价检查评价资讯（续前）资讯（续前）组合逻辑电路中的竞争与冒险门电路两个输入端信号同时向相反的逻辑电平跳变（门电路两个输入端信号同时向相反的逻辑电平跳变（一一个从个从0 0跳跳1 1，另一个从，另一个从1 1跳跳0 0）的现象称为）的现象称为竞争。竞争。逻辑门因输入端的逻辑门因输入端的竞争而导致输出产生竞争而导致输出产生不应有的不应有的尖峰干尖峰干扰脉冲的现象，称为冒险。扰脉冲的现象，称为冒险。可能导致错误动作可能导致错误动作负尖峰脉冲冒险举例负尖峰脉冲冒险举例 可见，在组合逻辑电路中，当一个门电路可见，在组合逻辑电路

2、中，当一个门电路(如如 GG2 2)输入两输入两个向相反方向变化的互补信号时，个向相反方向变化的互补信号时，则在输出端则在输出端可能可能会产生尖会产生尖峰干扰脉冲。峰干扰脉冲。正尖峰脉冲冒险举例正尖峰脉冲冒险举例G G2 2G G1 1A AY YY Y=A A+A AA A理理想想考虑门延时考虑门延时A AY Y1 11 1A AY Y1 1t tpdpdGG2 2GG1 1A AY YY Y=A AA AA A理理想想考虑门延时考虑门延时Y Y0 0A AA AY Y1 1t tpdpd资讯（续前）资讯（续前）资讯（续前）资讯（续前）传输延迟传输延迟Y Y=A A+A AY Y=A AA

3、A资讯（续前）资讯（续前）资讯（续前）资讯（续前）1.1.加封锁脉冲加封锁脉冲2.2.加选通脉冲加选通脉冲资讯（续前）资讯（续前）由于尖峰干扰脉冲的宽度很窄，在由于尖峰干扰脉冲的宽度很窄，在可能产生尖可能产生尖峰干扰脉冲的门电路输出端与地之间接入峰干扰脉冲的门电路输出端与地之间接入一个容量一个容量为为几十皮法的电容几十皮法的电容就可吸收掉尖峰干扰脉冲。就可吸收掉尖峰干扰脉冲。3.3.修改逻辑设计修改逻辑设计4.4.接入滤波电容接入滤波电容资讯（续前）资讯（续前）资讯资讯简易水箱水位控制电路a电极控制出水b电极控制进水资讯资讯一位八进制计数器资讯资讯一位八进制计数器记忆资讯资讯秒发生器秒发生器计

4、数时间？资讯资讯数字钟数字钟时间设定计时闹钟资讯资讯数字钟数字钟特点不同时间显示不同的信息不同时间显示不同的信息信息的预先确定性信息的预先确定性输出信号有序排列输出信号有序排列输出状态与信号输出前电路的状态有关输出状态与信号输出前电路的状态有关资讯资讯资讯资讯基本基本RSRS触发器应用触发器应用基本RS触发器输入输出反相有什么逻辑功能？结论：结论：触发器的输出与输出端原状态有关触发器的输出与输出端原状态有关资讯资讯基本基本RSRS触发器应用触发器应用基本RS触发器原状态 原状态 现状态 现状态111010110101101010100110011001010101001011000111RSQ

5、QQQ不变置1Q置0QnQnQ1nQ1nQ11101011010101XX0110XX1000XX不定态RSnQnQ1nQ1nQ状态的状态的保持保持复位复位作用作用置位置位作用作用资讯资讯基本基本RSRS触发器应用触发器应用资讯资讯基本RS触发器基本基本RSRS触发器应用触发器应用RS：复位端：置位端负脉冲的持续时间大于两个门的传输延迟时间资讯资讯基本基本RSRS触发器应用触发器应用用时序图用时序图(波形图波形图)表示表示10111110000011111111000111不定不定实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用提供芯片：CD4011或74LS00发光二极管电路开关

6、电路输入信号低电平有效，开关初态？实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用观察观察“置位端置位端”和和“复位端复位端”分别有效时分别有效时的输出状态；的输出状态；输入控制信号之间应有稳态隔开，即输入控制信号之间应有稳态隔开，即“01 1101 11”，“10 1110 11”；观察并分析输入端同时有效时的现象。观察并分析输入端同时有效时的现象。测试要素测试要素实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用UT2062CETDS1000实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用初步印象：这是个什么类型的信号？正弦波、方波还是脉冲波？初步印象：这

7、是个什么类型的信号？正弦波、方波还是脉冲波？波形的幅值；波形的幅值；随着时间变化波形所产生的周期变化。随着时间变化波形所产生的周期变化。利用示波器我们想知道什么？利用示波器我们想知道什么？实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用“X轴”“Y轴”实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用探头衰减倍率开关硬件硬件开关开关软件软件开关开关输入连接器实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用垂直位置和刻度；水平位置和刻度。实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用垂直位置和刻度；水平位置和刻度。实施实施触发器功能测试触发器功能测

8、试示波器的使用示波器的使用信号耦合方式信号耦合方式000实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用反相模式反相模式实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用单路信号测试单路信号测试实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用双路信号测试双路信号测试实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用注意：如何调整获得最佳读取状态？如何获得有效信号？如何获得有效信号？垂直刻度：峰峰值的读取；垂直刻度：峰峰值的读取；水平刻度：周期值的读取；水平刻度：周期值的读取；触发模式：触发模式：“自动自动AUTOAUTO”触发触发读取方式：人工、光标

9、、自动测读取方式：人工、光标、自动测量量实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用观察要求：观察要求：改变垂直刻度，读取不同刻度状态输出端电压值；改变垂直刻度，读取不同刻度状态输出端电压值；锁定波形，改变水平刻度，读取时基值；锁定波形，改变水平刻度，读取时基值；尝试绘制波形图：坐标轴、刻度、刻度单位、数据点、波形。尝试绘制波形图：坐标轴、刻度、刻度单位、数据点、波形。实施实施触发器功能测试触发器功能测试示波器的使用示波器的使用尝试绘制波形图：坐标轴、刻度、刻度单位、数据点、波形。尝试绘制波形图：坐标轴、刻度、刻度单位、数据点、波形。有两个稳定状态有两个稳定状态(简称稳态简称稳

10、态):):用来表示逻辑用来表示逻辑 0 0 和和 1 1。在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相互转换在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相互转换(称为称为状态的翻转状态的翻转)。输入信号消失后，新状态可长期保持下来，因此。输入信号消失后，新状态可长期保持下来，因此具有记忆功能，可存储二进制信息。具有记忆功能，可存储二进制信息。一个触发器可存储一个触发器可存储 1 1 位二进制数码位二进制数码 结论：结论：触发器的基本特性触发器的基本特性实施实施或非门构成的基本或非门构成的基本RSRS触发器触发器电路结构电路结构:输入端为高电平有效输入端为高电平有效.能做出真值能做出真值表吗？表吗？资

11、讯资讯 输入信号S R 输出状态Q功能说明0 00 11 01 1不 变0 11 0不 定 保持 置0 置1 失效Q或非门组成的基本或非门组成的基本RSRS触发器的真值表触发器的真值表资讯资讯基本基本RSRS触发器的优缺点触发器的优缺点 优点优点缺点缺点电路简单，是构成各种触发器的基础。电路简单，是构成各种触发器的基础。(1).(1).输出受输入信号直接控制，不能定时控制。输出受输入信号直接控制，不能定时控制。(2).(2).有约束条件。有约束条件。资讯资讯资讯资讯触发器应用触发器应用水箱水位控制电路水箱水位控制电路资讯资讯触发器应用触发器应用无抖动开关无抖动开关实施实施小车定速自动往返运动系

12、统小车定速自动往返运动系统行程开关触点RS触发器电机功率输出实施实施实施实施关注共地问题关注共地问题关注利用发光二极管指示电路工作状态的特点关注利用发光二极管指示电路工作状态的特点理解使用万用表进行电路故障查找的方法理解使用万用表进行电路故障查找的方法小车定速自动往返运动系统小车定速自动往返运动系统决策分析决策分析触发器应用触发器应用八位抢答器电路八位抢答器电路数据的锁存数据的锁存状态标状态标志：输志：输出有效出有效资讯资讯输出输出使能使能端端输入输入使能使能端端 输入输入 输出输出显示显示RBIENRBOXxx0 xxxx1111111 8 8Xx01xxxx0000000101100001

13、00000000011000001111110 0 0X011000100110000 1 1X011001001101101 2 2X011001101111001 3 3X011010000110011 4 4X011010101011011 5 5X011011001011111 6 6X011011101110000 7 7X011100001111111 8 8X011100101111011 9 9X011101000000000 0 0 S0111111X111xxxxxxxxxxx *bYLTBI3A2A1A0AaYcYdYeYfYgY45134513 功功 能能 表表灯测试端

14、消隐端灭零输入端灭零输出端RS1实施实施PPTPPT制作要求制作要求制作要素：技术指标、框图、设计思路、调试总结制作注意事项：每页标题不可少；文字不在多，在精炼、归纳；字体不要太小；背景差异不要太大；关注要点，略做美化。实施实施八位抢答器制作调试八位抢答器制作调试元器件清单元器件清单开关电路调整开关电路调整电路接线图电路接线图如果你的电路对每个状态的出现没有时间的要求，用如果你的电路对每个状态的出现没有时间的要求，用RSRS触发器可以实现功能，如果系统要求输出按一定的时间周期触发器可以实现功能，如果系统要求输出按一定的时间周期执行，怎么办？执行，怎么办？时钟触发器资讯资讯1、电路组成及逻辑符号

15、电路组成及逻辑符号由基本由基本RSRS触发器和用来引入触发器和用来引入R R、S S及时钟脉冲及时钟脉冲CPCP的两个与非门而构的两个与非门而构成成逻辑功逻辑功能？能？资讯资讯同步同步RSRS触发器触发器真值表（特性表）真值表（特性表）符号图符号图时序图（波形图）时序图（波形图）特性方程特性方程状态转换图（或转换表）状态转换图（或转换表）资讯资讯同步同步RSRS触发器触发器同步同步 RSRS 触发器触发器只能在只能在 CP=1 CP=1 到到来时状态才能翻来时状态才能翻转转 输输 入入S RS R初初 态态次次 态态功能说明功能说明0 00 00 00 00 01 10 01 1 保持保持0

16、10 10 10 10 01 10 0 0 0 置置0 01 01 01 01 00 01 11 11 1 置置1 11 11 11 11 10 01 1不定不定不定不定 不定不定nQ1nQ1nQ(1)(1)真值表真值表资讯资讯同步同步RSRS触发器触发器是指不允许将是指不允许将R R和和S S同同时取为时取为1 1，所以称为，所以称为约束条件。约束条件。（3 3）状态转换图）状态转换图 将触发器两个稳态将触发器两个稳态0 0和和1 1用两用两个圆圈表示，用箭头表示由现态个圆圈表示，用箭头表示由现态到次态的转换方向，在箭头旁边到次态的转换方向，在箭头旁边用文字符号及其相应信号表示实用文字符号及

17、其相应信号表示实现转换所必备的输入条件，这种现转换所必备的输入条件，这种图称为图称为状态转换图状态转换图。(2)(2)卡诺图与特性方程卡诺图与特性方程01RSQRSQnn（约束条件）（约束条件）将将 作为输出变量，把作为输出变量，把S S、R R和和 作为输入变量填入卡诺作为输入变量填入卡诺图，经化简得特性方程图，经化简得特性方程1nQnQ资讯资讯同步同步RSRS触发器的空翻问题触发器的空翻问题 给时序逻辑电路加时钟脉冲的目的是统一电路动作的节拍。对触发器而言，给时序逻辑电路加时钟脉冲的目的是统一电路动作的节拍。对触发器而言，在一个时钟脉冲作用下，要求触发器的状态只能翻转一次。而同步在一个时钟

18、脉冲作用下，要求触发器的状态只能翻转一次。而同步RSRS触发器触发器在一个时钟脉冲作用下，触发器的状态可能发生两次或两次以上的翻转，这在一个时钟脉冲作用下，触发器的状态可能发生两次或两次以上的翻转，这种现象称为种现象称为空翻空翻。出现空翻现象有以下两种情况：。出现空翻现象有以下两种情况：（1 1）在）在CP=1CP=1期间，如果输入端的信号期间，如果输入端的信号R R和和S S再有变化，可能引起输出端再有变化，可能引起输出端Q Q翻翻转两次或两次以上。转两次或两次以上。如如图图所示，保证在所示，保证在CP=1CP=1期间只变化一次，则要求在期间只变化一次，则要求在CP=1CP=1期间不允许期间

19、不允许R R和和S S的输入信号发生变化。的输入信号发生变化。资讯资讯01010101110（2 2）当同步）当同步RSRS触发器接成计数状态时，容易发生空翻触发器接成计数状态时，容易发生空翻。设设Q=0Q=0，当，当CP=1CP=1脉冲到来时，脉冲到来时，G4G4输出输出0 0，G2G2输出输出1 1，QQ由由0 0变为变为1 1。如果。如果CP=1CP=1继续保持继续保持，G3G3输出输出0 0，引起，引起 由由0 0变以变以1 1，而，而QQ由由1 1变以变以0 0。此时出现空翻。此时出现空翻。Q一般不一般不允许在允许在CP=1CP=1时时改变改变R R、S S的状态的状态资讯资讯100

20、11101资讯资讯同步同步D D触发器触发器约束条件的解除约束条件的解除1 1、逻辑符号、逻辑符号2 2、真值表、真值表资讯资讯同步同步D D触发器触发器约束条件的解除约束条件的解除3 3、特征方程、特征方程4 4、状态转换图、状态转换图能否避免不定状态？能否避免不定状态？资讯资讯同步同步D D触发器触发器约束条件的解除约束条件的解除1 1、CD4013CD4013逻辑符号和管脚图逻辑符号和管脚图资讯资讯上升沿触发型上升沿触发型D D触发器触发器2 2、真值表、真值表3 3、特征方程、特征方程4 4、状态转换图、状态转换图资讯资讯如图所示为如图所示为74LS7474LS74双双DD触发器管脚图

21、，分析一下它的功触发器管脚图，分析一下它的功能，和能，和40134013有什么区别？有什么区别？资讯资讯例：例：已知上升沿已知上升沿D触发器输入触发器输入CP和和D信号的波形（已信号的波形（已知知 ），如图所示，试画出输出端），如图所示，试画出输出端Q和和 的波形。的波形。0DDRSQ资讯资讯1 1、74LS11274LS112逻辑符号和管脚图逻辑符号和管脚图资讯资讯下降沿触发型下降沿触发型JKJK触发器触发器 CP J K 功能说明 0 0 0 0 0 1 0 1 保持 0 1 0 1 0 1 0 0 置0 1 0 1 0 0 1 1 1 置1 1 1 1 1 0 1 1 0 翻转2 2、真

22、值表、真值表资讯资讯下降沿触发型下降沿触发型JKJK触发器触发器当J=K=0时，；J与K相反时，状态随J；J=K=1时，。即0、0不变；0、1出0；1、0出1；1、1翻转。nnQQ11nQnnQQ1nQ1nQ4 4、JK JK 触发器的状态转换图和激励表触发器的状态转换图和激励表 J K 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0nQ1nQ3 3、特性方程、特性方程资讯资讯能推导RS触发器的激励表吗？例例 对负边沿对负边沿JK触发器加输入信号触发器加输入信号CP、J、K波形如图波形如图所示，图中所示，图中J 端存在窄干扰脉冲，试画出输出端端存在窄干扰脉冲，试画出输出端Q的波形。的波形。1D

23、DRSQ=0，0 0、0 0不变，不变，0 0、1 1出出0 0；1 1、0 0出出1 1。1 1、1 1翻转。翻转。不变不变不变不变资讯资讯实施实施边沿触发型触发器功能验证边沿触发型触发器功能验证芯片：芯片：CD4013CD4013、74LS11274LS112检验芯片的检验芯片的异步异步置位、复位功能，检验边沿触发功能，理解置位、复位功能，检验边沿触发功能，理解D D触触发器和发器和JKJK触发器的工作特点；触发器的工作特点；利用示波器观察边沿触发工作方式并记录波形。利用示波器观察边沿触发工作方式并记录波形。CP的顺序 现态 次态Q2 Q1 Q0Q2 Q1 Q0 1 2 3 4 5 6 7

24、 80 0 0 0 0 10 1 00 1 11 0 0 1 0 1 1 1 01 1 10 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 0资讯资讯八进制计数器计数状态表八进制计数器计数状态表资讯资讯八进制计数器八进制计数器能够设计十六进制计数器吗？实施实施八进制计数器八进制计数器芯片：芯片：74LS11274LS112输出接译码显示器，直观了解计数效果。输出接译码显示器，直观了解计数效果。资讯资讯T T触发器和触发器和T T触发器触发器T T和和TT触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 T T和和TT触发器是一种触发器是一种可控翻转可控翻转触发器。触发器。在在CPC

25、P的作用下，根据输入信号的作用下，根据输入信号T T情况的不同，决定触发器是情况的不同，决定触发器是否翻转。当否翻转。当T=0T=0时，时，CPCP作用沿到来触发器并不翻转，保持原状作用沿到来触发器并不翻转，保持原状态；当态；当T=1T=1时，时，CPCP作用沿到来，触发器将发生翻转。作用沿到来，触发器将发生翻转。TT触发器：触发器：CPCP作用沿到来时，其状态一定发生翻转，所以作用沿到来时，其状态一定发生翻转，所以其功能就是令其功能就是令T=1T=1的的T T触发器。触发器。T T和和TT触发器无独立产品。触发器无独立产品。资讯资讯T T触发器的制作触发器的制作1、特征方程1nnQTQ2、真

26、值表如何实现？资讯资讯T T触发器的制作触发器的制作资讯资讯T T触发器的制作触发器的制作资讯资讯T T触发器的制作触发器的制作资讯资讯T T触发器的制作触发器的制作资讯资讯T T触发器的制作触发器的制作1 0Qn+110DQn+1=DQnQnQn+110TnnQTQ 1不定不定01 QnQn+111011000SRQn+1=S+RQnRS=0(约束条件约束条件)Qn10 QnQn+111011000KJQn+1=JQn+KQn只有只有 CP 输入端，输入端，无数据输入端。无数据输入端。来一个来一个CP翻转一次翻转一次Qn+1=QnD D 触发器触发器 T T 触发器触发器 RSRS 触发器触

27、发器 JKJK 触发器触发器 T T触发器触发器触发器根据逻辑功能不同分为触发器根据逻辑功能不同分为资讯资讯 例例 试分析图示电路的逻辑功能，试分析图示电路的逻辑功能，FF1FF1、FF2FF2和和FF3FF3为为下降沿触发的下降沿触发的JKJK触发器触发器,输入端悬空时相当于逻辑输入端悬空时相当于逻辑1 1状状.解：这是时钟解：这是时钟 CP CP 下降沿触发的同步时序电路下降沿触发的同步时序电路分析如下：分析如下：1.1.写方程式写方程式（1 1）根据给定的逻辑图写出驱动方程）根据给定的逻辑图写出驱动方程1231,1nnJQ QK21213,nnnJQKQ Q31232,nnnJQ QKQ

28、1J1J1K1K资讯资讯1.1.写方程式写方程式（1 1）根据给定的逻辑图写出驱动方程）根据给定的逻辑图写出驱动方程1,1321KQQJnnnnnQQKQJ31212,nnnQKQQJ23213,（2 2）将上式的驱动方程代入特性方程）将上式的驱动方程代入特性方程nnnQKQJ11Q中去中去,可得到状态方程可得到状态方程:n+1nnn1231Q=Q Q Qn+1nnnnn212132Q=Q Q+Q Q Qn+1nnnnn312323Q=Q Q Q+Q Q（3 3）输出方程）输出方程nn23Y=Q Q资讯资讯2、列状态转换表CP的顺序 初态 次态 输出 Y 0 1 2 3 4 5 6 70 0

29、0 0 0 10 1 00 1 11 0 0 1 0 1 1 1 00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 00 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 11 1 1 0 0 00 0 00 0 1 1 0nQ3nQ113nQ11nQ2nQ12nQ资讯资讯3.画状态转换图资讯资讯4.画时序图必须画出一个计必须画出一个计数周期的波形数周期的波形1234567七进制计数器七进制计数器资讯资讯资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 四位数据并行输入、并行输出寄存器应用1010数据等候数据等候无无脉脉冲冲1010有有脉脉冲冲1010数据传输数据传输资讯资

30、讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 四位数据并行输入、并行输出寄存器应用资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 四位数据并行输入、并行输出寄存器应用74HC17574HC175资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 四位数据并行输入、并行输出寄存器应用在控制信号作用下，可实现右移也可实现左移。双向移位寄 存 器单向移位寄 存 器 左 移寄存器 右 移寄存器每输入一个移位脉冲，移位寄存器中的数码依次向右移动 1 位。每输入一个移位脉冲，移位寄存器中的数码依次向左移动 1 位。用于存放数码和使数码根据需要向左或向右移位。资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器移位寄存器资讯资讯

31、寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用（a a）无脉冲）无脉冲寄存寄存器单器单元元0 0寄存寄存器单器单元元1 1寄存寄存器单器单元元2 2寄存寄存器单器单元元3 3“1011101101010101”CPCP（b b）第）第1 1个脉冲个脉冲寄存寄存器单器单元元0 0寄存寄存器单器单元元1 1寄存寄存器单器单元元2 2寄存寄存器单器单元元3 3“10111011010010”CPCP1 11 1寄存寄存器单器单元元0 0寄存寄存器单器单元元1 1寄存寄存器单器单元元2 2寄存寄存器单器单元元3 3“101110110101”CPCP1 10 0（c c）第）第2 2个脉

32、冲个脉冲1 10 0资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用（d d）第）第3 3个脉冲个脉冲寄存寄存器单器单元元0 0寄存寄存器单器单元元1 1寄存寄存器单器单元元2 2寄存寄存器单器单元元3 3“101110110 0”CPCP1 11 1寄存寄存器单器单元元0 0寄存寄存器单器单元元1 1寄存寄存器单器单元元2 2寄存寄存器单器单元元3 3“10111011”CPCP1 10 0（e e）第）第4 4个脉冲个脉冲1 10 00 00 01 11 11 11 10 00 0寄存寄存器单器单元元0 0寄存寄存器单器单元元1 1寄存寄存器单器单元元2 2寄存寄存器单

33、器单元元3 3“XXXXXX1 1”CPCP1 10 0（e e）第）第7 7个脉冲个脉冲1 10 00 0010101011 11 1资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用 设计方案设计方案1 1：用：用D D触发器实现数据单向移位触发器实现数据单向移位资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用 设计方案设计方案1 1：用：用D D触发器实现数据单向移位触发器实现数据单向移位资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用 设计方案设计方案2 2：用

34、：用JKJK触发器实现数据单向移位触发器实现数据单向移位资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用 双向移位寄存器双向移位寄存器74LS19474LS194CRCRDSLDSRCPCT74LS194Q0Q1Q2Q3M1M0D0D1D2D3Q3Q2Q1Q0SRSLM1M0D3D2D1D0移位脉冲输移位脉冲输入端入端右移右移串行数码串行数码输输 入入 端端并行数码输入端并行数码输入端左移左移串行数码输入端串行数码输入端 工作方式控制端工作方式控制端MM1 1 MM0 0=00=00 时，保持功能。时，保持功能。MM1 1 MM0 0=01=01 时，右移功能。时，右移功能

35、。MM1 1 MM0 0=10=10 时，左移功能。时，左移功能。MM1 1 MM0 0=11=11 时，并行存入功能。时，并行存入功能。并行数据输出端，从高位到低位依并行数据输出端，从高位到低位依次为次为 QQ3 3 QQ0 0。异步置异步置 0 0 端低电平有效端低电平有效资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用 双向移位寄存器双向移位寄存器74LS19474LS194d0000保保 持持01左移左移输入输入00Q3Q2Q111左移左移输入输入11Q3Q2Q11011右移右移输入输入0Q2Q1Q000101右移右移输入输入1Q2Q1Q011101并行置数并行置数

36、d3d2d1d0d3d2d1111保保 持持01置零置零00000Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0DSRDSLCPM0M1CR说明说明输输 出出输输 入入资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用 双向移位寄存器双向移位寄存器74LS19474LS194资讯资讯寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 彩灯控制移位寄存器应用实施实施彩灯控制器调试彩灯控制器调试 搭建电路，观察发光二极管工作效果；改变并行数码输入端信号，归纳结论。问题：“右移”改“左移”，如何改线？若要求输出“1010-0101”序列信号，如何实现？同步时序逻辑电路任意时刻电路的输出信号不仅取决于当时的输入

37、信号，而且还取决于电路原来的状态，或者说还与以前的输入有关，这样的电路称为时序电路。资讯资讯资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析同步时序逻辑电路分析“同步”和“异步”有什么区别？同步：所有存储单元状态的变化都在同一时钟信号操作下同时发生异步：存储单元状态的变化不是同时发生的在异步时序电路中，可能有一部分电路有公共的时钟信号，也可能完全没有公共的时钟信号。资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析同步时序逻辑电路分析列出驱动方程列出驱动方程1321,nnJQ QK121231,nnnJQKQ Q32132,nnnJQ QKQ1nnnQJQKQ代入特性方程代入特性方程11321122132113

38、32132nnnnnnnnnnnnnnnnQQ QQQQ QQ Q QQQ Q QQ Q求出输出方程求出输出方程23nnYQ Q资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析同步时序逻辑电路分析1132112213211332132nnnnnnnnnnnnnnnnQQ QQQQ QQ Q QQQ Q QQ Q23nnYQ Q资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析同步时序逻辑电路分析1132112213211332132nnnnnnnnnnnnnnnnQQ QQQQ QQ Q QQQ Q QQ Q23nnYQ Q资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析同步时序逻辑电路分析自启动状态资讯资讯时序逻辑电

39、路分析时序逻辑电路分析异步时序逻辑电路分析资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析异步时序逻辑电路分析列出驱动方程列出驱动方程001312232131,1,1,1nnnJKJQKJKJQ QK111nnnQJQKQ代入特性方程代入特性方程100113112213321nnnnnnnnnnnQQQQQQQQQ Q Q资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析异步时序逻辑电路分析列出时钟方程列出时钟方程100113112213321nnnnnnnnnnnQQQQQQQQQ Q Q102130CPQCPQCPQ资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析异步时序逻辑电路分析100113112213321n

40、nnnnnnnnnnQQQQQQQQQ Q Q102130CPQCPQCPQ从初态0000开始计算次态十进制异步计数器资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析异步时序逻辑电路分析100113112213321nnnnnnnnnnnQQQQQQQQQ Q Q102130CPQCPQCPQ资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析异步时序逻辑电路分析100113112213321nnnnnnnnnnnQQQQQQQQQ Q Q102130CPQCPQCPQ资讯资讯时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析步骤u根据给定逻辑电路图写出驱动方程，即触发器输入信号的逻辑函数式，对异步时序电路还需列出

41、CP时钟方程。u把驱动方程代入触发器的特性方程，求出各触发器及其他电路的输出方程。u进行计算，列出状态转换表，或画出时序图和状态转换图，确定电路的逻辑功能。计数器计数器(Counter)(Counter)用于计算输入脉冲个数，还常用于分频、用于计算输入脉冲个数，还常用于分频、定时及进行数字运算等。定时及进行数字运算等。按时钟控制方式不同分按时钟控制方式不同分 异步计数器异步计数器 同步计数器同步计数器 同步计数器比异步计数器的速度快得多。同步计数器比异步计数器的速度快得多。资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计按计数器功能分按计数器功能分加法计数器加法计数器 减法计数器减法计数器 加加 /减

42、计数器减计数器(又称可逆计数器又称可逆计数器)对计数脉冲作递增对计数脉冲作递增计数的电路。计数的电路。对计数脉冲作递减对计数脉冲作递减计数的电路。计数的电路。在加在加 /减控制信号作减控制信号作用下，可递增也可递减计用下，可递增也可递减计数的电路。数的电路。按计数进制分按计数进制分按二进制数运按二进制数运算规律进行计数的算规律进行计数的电路电路 按十进制数运按十进制数运算规律进行计数的算规律进行计数的电路电路 二进制计数器二进制计数器 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(又称又称 N N 进制计数器进制计数器)二 进 制 和二 进 制 和十进制以外的十进制以外的计数器计数器

43、 资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计三位异步二进制减法计数器的设计列出计数状态表列出计数状态表观察法资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计三位异步二进制减法计数器的设计选用JK触发器如何设计？资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计三位异步二进制减法计数器的设计？是否能够设计四位或五位异步二进制减法计数器 下面总结一下用不同种类触下面总结一下用不同种类触发器构成异步二进制计数器的方发器构成异步二进制计数器的方法。法。CPCPi i =Q Qi i-1-1CPCPi i=QQi i-1-1减法计数减法计数 CPCPi i=Q Qi i-1-1CPC

44、Pi i =QQi i-1-1加法计数加法计数 下降沿触发式下降沿触发式 上升沿触发式上升沿触发式 计数触发器的触发信号接法计数触发器的触发信号接法计数规律计数规律 将触发器接成计数触发器，然后级联，将计数脉冲将触发器接成计数触发器，然后级联，将计数脉冲CP CP 从最低从最低位时钟端输入，其他各位时钟端接法如下表：位时钟端输入，其他各位时钟端接法如下表：资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计试试看？三位异步二进制计数器的设计三位异步二进制计数器的设计计数器为什么能用作分频器？计数器为什么能用作分频器？怎么用？怎么用？CPQff210 CPQff411 CPQff812 CPQff1613

45、模模 MM 计数器也是一个计数器也是一个 MM 分频器，分频器，MM 分频分频器的输出信号即为计数器最高位的输出信号。器的输出信号即为计数器最高位的输出信号。CPCPQ Q3 3Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 24 4 位二进制加法计数器工作波形位二进制加法计数器工作波形 资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计三位异步二进制减法计数器的设计u寻找异步触发的触发脉冲Q0：CPQ1：Q0的上升沿Q2：Q1的上升沿资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计异步十进制加法计数器的设计计数状态表u触发脉冲选择原则边沿的跳变应覆盖状态变化，且状态翻转次数最接近为宜如：Q0的脉冲应选CP；Q1的脉冲应选Q

46、0；Q2的脉冲可选Q0或Q1，但Q1更合适；Q3的脉冲只能选Q0。资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计异步十进制加法计数器的设计00131223213J1,K1J,K1J1,K1J,K1nnnQQ Q资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计异步十进制加法计数器的设计资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计异步十进制加法计数器的设计资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计同步二进制加法计数器的设计状态表资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计同步二进制加法计数器的设计你能设计一个四位二进制加法计数器吗？资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计同步二进制减法计数器的设计状态表资讯资讯计数器分析

47、与设计计数器分析与设计同步二进制减法计数器的设计资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计周期性特殊时序电路的设计列状态转换表列状态转换表资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计周期性特殊时序电路的设计状态转换表状态转换表任一次态均与四个初态有关，以此进行卡诺图化简任一次态均与四个初态有关，以此进行卡诺图化简资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计周期性特殊时序电路的设计n 1nnn4214QQ Q Q资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计周期性特殊时序电路的设计n 1nnnnn311313QQQ QQ Q资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计周期性特殊时序电路的设计n 1nn232QQ Q

48、资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计周期性特殊时序电路的设计n 1nnnnn133131QQQ QQ Q资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计周期性特殊时序电路的设计n 1nnn4214n 1nnnnn311313n 1nn232n 1nnnnn133131QQ Q QQQQ QQ QQQ QQQQ QQ Qnn4214nn3131n232nn1313J,K1J,KJ,K1J,KQ QQQQQQ资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计周期性特殊时序电路的设计nn4214nn3131n232nn1313J,K1J,KJ,K1J,KQ QQQQQQ资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计周期

49、性特殊时序电路的设计nn4214nn3131n232nn1313J,K1J,KJ,K1J,KQ QQQQQQQ4Q3Q2Q11111110 01011011 10000000 01001000 00000001 10110111 10100100 01011010 01001001 10010011 11111111 11101100 00010010 01101101 10100101 10110110 0资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计百进制计数器的设计集成异步计数器应用可预置的二可预置的二五五十进制异步加法计数器十进制异步加法计数器74LS19674LS196计数/置数资讯资讯计

50、数器分析与设计计数器分析与设计百进制计数器的设计集成异步计数器应用74LS19674LS196计数器功能表计数器功能表资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计百进制计数器的设计集成异步计数器应用74LS19674LS196的的84218421计数方式计数方式资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计百进制计数器的设计集成异步计数器应用74LS19674LS196的的54215421计数方式计数方式如何进行百进制计数器的设计？资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计百进制计数器的设计集成异步计数器应用74LS196如何进行计数器显示？如何计数0999？资讯资讯计数器分析与设计计数器分析与设计十二进