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学习任务7 时序逻辑电路,环形脉冲分配器与循环彩灯控制器的制作,学习任务7.2 循环彩灯控制器,任务小结,练习题,一、概述计数器,二、异步二进制加法计数器,三、异步二进制减法计数器,四、同步二进制加法计数器,步骤一：计数器(集成电路)的认识,步骤二：多路循环彩灯控制器的连接和调试,学习任务,学习目标,任务7.2 循环彩灯控制器,五、异步十进制加法计数器,任务7.2 循环彩灯控制器,一、概述计数器,二、异步二进制加法计数器,三、异步二进制减法计数器,四、同步二进制加法计数器,学习任务,五、异步十进制加法计数器,任务7.2：循环彩灯控制器,一、概述计数器,指统计脉冲的输入个数，而能实现计数功能的电路称为计数器。,主要用于计数，还可以用于分频、定时和数字运算等,由触发器组合构成,按计数进制,分为二进制、十进制、N进制(任意进制)计数器；,按各触发器翻转的先后次序,分成异步计数器、同步计数器,按计数过程中累计脉冲个数的增减,分成加法计数器、减法计数器、加法/减法计数器(可逆计数器)等。,（二）作用：,（三）构成：,（四）种类：,（一）定义：,任务7.2：循环彩灯控制器,二、异步二进制加法计数器,（二）工作过程,1、工作前的清零,2、第一个计数脉冲CP的下降沿到来时,3、第二个计数脉冲CP的下降沿到来时,4、第三个计数脉冲CP的下降沿到来时,依此类推，当第八个计数脉冲CP的下降沿到来时，三个JK触发器又重新恢复为000，则加法计数器的输出为Q2Q1Q0000。进入下一个计数周期或循环。,任务7.2：循环彩灯控制器,三、异步二进制减法计数器,（一）电路组成,其与异步二进制加法计数器电路区别在于： 连接方式不同，低位JK触发器的输出端接到高一位的JK触发器的控制端C,任务7.2：循环彩灯控制器,三、异步二进制减法计数器,1、工作前的清零,2、第一个计数脉冲CP的下降沿到来时,3、第二个计数脉冲CP的下降沿到来时,4、第三个计数脉冲CP的下降沿到来时,依此类推，当第八个计数脉冲CP的下降沿到来时，三个JK触发器又重新恢复为111，则减法计数器的输出为Q2Q1Q0111。进入下一个计数周期或循环。,（二）工作过程,任务7.2：循环彩灯控制器,四、同步二进制加法计数器,异步计数器的电路简单,但计数速度慢（由于各触发器状态的改变是逐位进行的）,同步计数器,任务7.2：循环彩灯控制器,四、同步二进制加法计数器,（一）电路组成,计数脉冲CP同时送到三个JK触发器的控制端C，使三个JK触发器的状态翻转与计数脉冲CP同步。,任务7.2：循环彩灯控制器,1、工作前的清零,2、第一个计数脉冲CP的下降沿到来时,3、第二个计数脉冲CP的下降沿到来时,4、第三个计数脉冲CP的下降沿到来时,依此类推，当第八个计数脉冲CP的下降沿到来时，三个JK触发器又重新恢复为000，则减法计数器的输出为Q2Q1Q0000。进入下一个计数周期或循环。,四、同步二进制加法计数器,（二）工作过程,任务7.2：循环彩灯控制器,五、异步十进制加法计数器,十进制计数器的使用更方便、更广泛,通常是采用从00001001的四位二进制数共十个数码表示十进制数的相应数码。,四位二进制数可以表示一位十进制数,四个下降沿触发的JK触发器G0G3组成,（一）电路组成,任务7.2：循环彩灯控制器,（二）工作过程,五、异步十进制加法计数器,工作前的清零：使Q3Q2Q1Q00000。,由于与三位异步二进制加法计数器电路结构相似，故工作过程与前述的三位异步二进制加法计数器相似。,任务7.2：循环彩灯控制器,工作步骤,器材准备,异步三位二进制加法计数器电路的连接与调试,异步三位二进制减法计数器电路的连接与调试,步骤二：多路循环彩灯控制器的连接和调试,器材准备,电路的连接与调试,步骤一：计数器(集成电路)的认识,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤一：计数器(集成电路)的认识,器材准备,表7-5 学习任务七所需工具与器材、设备明细表,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤一：计数器(集成电路)的认识,器材准备,图7-16 74LSl12外脚引线排列,74LSl12各脚的功能为：,引出端：JK1：1CP、1K、1J、1Q、1SD、1RD。 JK2：2CP、2K、2J、2Q、2SD、2RD。 GND：接地端。 VCC：电源端，+5V。,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤一：计数器(集成电路)的认识,异步三位二进制加法计数器电路的连接与调试,将两块74LSll2分别插入集成电路插座及线路板，应注意相互的间距与位置，使导线连接方便。,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤一：计数器(集成电路)的认识,异步三位二进制加法计数器电路的连接与调试,按图7-13连接电路。应使每个JK触发器的J、K端悬空，呈计数状态。,调节直流稳压电源，使输出电压为+5V。,将置零开关S接地，使计数器置零然后打开开关S。,计数器脉冲输入端接入脉冲信号发生器，并调节脉冲信号发生器，使其产生频率为1kHz幅度为3.6 V的方波信号。,将输出端Q0Q2接入示波器，观察Q0Q2的状态，并将结果填入表7-6中。,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤一：计数器(集成电路)的认识,表7-6 计数器状态测量记录,异步三位二进制加法计数器电路的连接与调试,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤一：计数器(集成电路)的认识,（三）异步三位二进制减法计数器电路的连接与调试,按图7-14连接电路。,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤一：计数器(集成电路)的认识,表7-6 计数器状态测量记录,（三）异步三位二进制减法计数器电路的连接与调试,重复异步三位二进制加法计数器电路的工作步骤，并将结果填入表7-6中。,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤二：多路循环彩灯控制器的连接和调试,器材准备,表7-7 学习任务七所需工具与器材、设备明细表,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤二：多路循环彩灯控制器的连接和调试,器材准备,图7-17 74HCl63外脚引线排列,计数 当，在时钟脉冲CP到来时，作二进制加法计数。 当计数累加到Q3Q2Q1Q01111，进位输出端CO1；即COCTT Q3Q2Q1Q0 。,功能： 清零 当 ，在时钟脉冲CP到来时，清零。 置数 当清零控制端 ，预置控制端 ，在时钟脉冲CP到来时，输入数据从D0D3输入到计数器。 保存 但 ，只要输入端CTP、CTT中有一,个为0，则各输出Q0Q3均保持不变。而在CTT0，CO为0。,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤二：多路循环彩灯控制器的连接和调试,电路的连接与调试,按图7-15连接电路。,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤二：多路循环彩灯控制器的连接和调试,电路的连接与调试,将74HCl63插入集成电路插座及线路板。 调节直流稳压电源，使输出电压为+5V。 接入脉冲信号发生器，并调节脉冲信号发生器，使其产生频率为1kHz幅度为3.6V的方波信号。 将计数器置零，即使0，在脉冲到来时，计数器自动清零。 将计数器置计数状态，即使1。 选择脉冲信号发生器的单次脉冲输出。 接入示波器，观察Q0Q3及CO的状态和HL0HL4的状态变化(亮或灭)，并将结果填入表7-8中。,任务7.2：循环彩灯控制器,步骤二：多路循环彩灯控制器的连接和调试,电路的连接与调试,表7-8 多路循环彩灯控制器状态测量记录,任务小结,按照逻辑功能和电路组成的不同，数字电路可以分成组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。时序逻辑电路的特点是电路在任一时刻的输出状态不仅与该时刻输入信号的状态有关，而且还与电路原有的状态有关。时序逻辑电路有两种典型的电路：寄存器和计数器。 2.寄存器分为数码寄存器和移位寄存器。数码寄存器是具有暂时存放数码的逻辑记忆功能，移位寄存器除具有存放数码的记忆功能外，还具有移位功能。 3.在移位脉冲作用下，移位寄存器所存数码若只能向某一方向移动的寄存器叫单向移位寄存器，单向移位寄存器又分有左移寄存器和右移寄存器两种。若寄存器所存数码既能左移又能右移，具有双向移位功能的寄存器叫双向移位寄存器。,计数器能对输入脉冲作计数操作。计数器按不同的方法分类，可分为二进制计数器、十进制计数器等，也可以分为同步计数器、异步计数器、加法计数器和减法计数器等。 在完成本学习任务之后，应懂得寄存器和计数器的应用和工作过程的分析。,练习题,一、填空题 1.时序逻辑电路简称为 电路，其是由 和 两部分组成。 2.时序逻辑电路按状态转换情况可分为 和 两大类。 3.寄存器常用于 、 、 数码及指令等信息的数字逻辑部件。 4.寄存器分为 寄存器和 寄存器。 5.数码寄存器具有 、 和 的功能。 6.移位是指在 的作用下，能把寄存器中的数码依次 或 。 7.计数器主要用于 ，还可以用于 、 和 等。 8.计数器由 和 组成。 9.一个触发器可以构成 位二进制计数器。 10.设计一个二十四进制计数器，至少需要 个触发器。,二、选择题 1.时序逻辑电路是由( )组成。 A组合逻辑电路 B触发器 C组合逻辑电路和触发器 2.( )是指数码及指令等信息从一个输入端逐位输入到寄存器中。 A并行输入 B串行输入 C并串行输入 3.寄存器存储数据的位数( )构成触发器的个数。 A小于 B等于 C大于 4.数码寄存器具有( )数码的功能。 A接收和传递 B保存 CA和B 5.计数器的构成是由 ( )组合构成。 A与门 B与非门 C触发器 6.触发器有( )个稳态。 A1 B2 C3 7. ( )计数器则是各种进制计数器的基础。 A二进制 B八进制 C十进制,8.异步二进制加法计数器的各触发器的状态转换总是 ( )。 A从低位触发器到高位触发器翻转 B从高位触发器到低位触发器翻转 C同时翻转 9.同步二进制加法计数器的各触发器的状态转换总是 ( )。 A从低位触发器到高位触发器翻转 B从高位触发器到低位触发器翻转 C同时翻转 10. ( )个触发器可以表示一位十进制数的数码。 A一 B二 C四,三、判断题 1.异步时序逻辑电路是在时钟脉冲的控制下，各触发器的状态 先后发生改变。( ) 2.移位寄存器除具有存放数码的记忆功能外，还有移位功能。( ) 3.移位是指在移位脉冲的作用下，只能把寄存器中的数码依次右 移。( ) 4.数码寄存器是最简单的存储器。( ) 5.计数是指统计输入的脉冲个数。( ) 6.一个触发器可以用来表示一位十进制数。( ) 7.构成计数器电路的器件必须具有记忆功能。( ) 8.按照计数器在计数过程中触发器翻转次序，将计数器分成同步 计数器和异步计数器。( ),四、综合题 1.试述时序逻辑电路与组合逻辑电路有何区别？ 2.什么是并行输出？什么是串行输出？ 3.数码寄存器与移位寄存器有何区别？ 4.什么是移位？移位寄存器有什么功能？