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毕业设计论文
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0514、电子学习数字电路教案,毕业设计论文
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第七章 常用时序 逻辑功能器件 nts引言 计数器 ：统计时钟脉冲的个数 寄存器 ：存储或传输二进制数据或信息 7.1 计数器 计数脉冲触发方式 同步计数器 异步计数器 计数制方式 二进制计数器 非二进制计数器 计数过程中数值的增减分类 加法计数器 减法计数器 可逆计数器 nts7.1.1 二进制计数器 1. 二进制异步计数器 1）二进制异步加计数器 Q2 D2 Q1 D1 Q0 D0 Q2 Q1 Q0 CP 计数脉冲 三位二进制异步加法计数器 时序图 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1tpd 2tpd 3tpd TCPntpd nts2）二进制异步减计数器 缺点 ：速度慢 优点 ：电路简单、可靠 异步计数器 nts2. 二进制同步计数器 触发器同时翻转，没有延迟时间的积累。 nts2. 二进制同步计数器 同步 4位二进制加法计数器 状态转移方程 ： CPQQ nn )( 010 CPQQQQQ nnnnn )( 101011 CPQQQQQQQ nnnnnnn )( 21021012 CPQQQQQQQQQ nnnnnnnnn )( 3210321013功能表 状态图 输出方程 : Z=Q0Q1Q2Q3 nts2. 二进制同步计数器 同步二进制加法计数器 同步二进制减法计数器 同步二进制可逆计数器 7.1.2 非二进制计数器 同步十进制计数器 nts7.1.2 非二进制计数器 同步十进制计数器 激励方程： J0=K0=1， ， K1=Q0n， J2=K2=Q1nQ0n，J3=Q2nQ1nQ0n， K3=Q0n nn QQJ 031 状态转移方程： CPQQ nn 010 CPQQQQQQ nnnnnn )( 1010311 CPQQQQQQQ nnnnnnn )( 30301213 CPQQQQQQQ nnnnnnn )( 20120112状态转移表 nts同步十进制计数器 nts6个状态 1010-1111： 禁用状态； 偏离状态。 偏离状态转移表 ： 状态转移图 ： 时序图 有自启动能力 J0=K0=1， ， K1=Q0n， J2=K2=Q1nQ0n，J3=Q2nQ1nQ0n， K3=Q0n nn QQJ 031 nts作业： 6。 2。 8 7。 1。 4 7。 1。 6 nts7.1.3 集成计数器 要求： . 掌握主要集成计数器的功能和使用 . 掌握用集成计数器实现任意进制计数器的方法 .更加熟练使用时序逻辑电路的分析工具：状态表和状态转换图 nts1. 74161： 4位二进制同步加计数器 1.CP：脉冲输入端 (上升沿触发 ） 2.QD、 QC、 QB、 QA：计数输出 3.RD：异步复位端（ 低电平有效 ） 4.LD：同步置数端（ 低电平有效 ） 5.DCBA: 预置数输入端 5.EP、 ET：计数使能端（ 高电平有效 ） 6.RCO：进位输出端（ 高电平有效 ） 74161逻辑图 由 4个 JK触发器构成 nts 输 入 输 出 CP RD LD EP ET D C B A QD QC QB QA * 0 * * * * * * * 0 0 0 0 1 0 * * D C B A D C B A * 1 1 0 * * * * * 保持（ RCO不变 )） * 1 1 * 0 * * * * 保持（ RCO=0） 1 1 1 1 * * * * 十六进制加计数 74LS161功能表 nts1. RD：异步清零（ 高电平有效 ） 2. LD：异步置位（ 低电平有效 ） 3. CPU：加计数脉冲（ 上升沿触发 ） 4. CPD：减计数脉冲（ 上升沿触发 ） 5. CO：加法计数进位（ 高电平有效 ） 6. BO：减法计数器借位（ 高电平有效 ） 2. 74193： 双时钟 4位二进制可逆计数器 nts异步复位 异步预置 nts3. 74290： 二五十进制计数器 异 步 异步 nts二进制计数器 五进制计数器 EWB仿真 nts用 74290构成 十进制计数器 cp EWB仿真 ntsCP脉冲引入方式 型号 计数模式 清零模式 预置数方式 同步 74161 4位二进制加法 异步（低电平） 同步（低电平） 74191 单时钟 4位二进制可逆 无 异步 74193 双时钟 4位二进制可逆 异步（高电平） 异步 74160 十进制加法 异步（低电平） 同步 74190 单时钟 10进制可逆 无 异步 异步 74293 双时钟 4位二进制加法 异步 无 74290 二五十进制加法 异步 异步 常用集成计数器功能列表 nts是否具有具有自启动能力 ? 能够自启动 ! ntsb.反馈置数法 （置数法） nts具有自启动能力 ! nts是否具有自启动能力 ? nts2） MN时： 用多个 M进制计数器 例 2:用 74LS161组成 256进制计数器 nts例 3:用 74LS161组成 60进制计数器 60D=111100B 59D=111011B & nts作业： 7。 1。 10 7。 1。 13 7。 1。 14 7。 1。 17 7。 1。 18 思考题 : 用 74LS290组成 24进制计数器 nts7.2 寄存器和移位寄存器 7.2.1 寄存器 作用： 存储代码或数据的逻辑部件。 组成： n位寄存器用 n个触发器组成。 时钟脉冲 CP ：存数指令或存数命令。 上升沿 ，触发器存入各自数据输入端 D 的数据； 低电平 、 高电平 、 下降沿 ，各触发器保持各自的数据不变。 nts7.2.2 移位寄存器 ：具有移位功能的寄存器。 1. 移位寄存器的工作原理 所谓 “ 移位 ” ，就是将寄存器所存各位数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常把它分成 左移寄存器 、 右移寄存器 和 双向移位寄存器 三种： 寄存器 左移 (a) 寄存器 右移 (b) 寄存器 双向 移位 (c) nts1. 移位寄存器的工作原理 终端 终端 串行通讯 串入并出 并入串出 nts4位串入并出右移寄存器 Q3n+1=D ， Q2n+1= Q3n ， Q1n+1 =Q2n ， Q0n+1= Q1n 。 假设输入串行码为 4位二进制数 1101； 输入方式为低位在先，也就是按 1， 0， 1， 1的顺序依次输入。 经过 4个 CP脉冲，各触发器的状态为 Q3Q2Q1Q0=1101。 串行输入 并行输出 nts时序图 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 nts2. 双向移位寄存器 nts3. 集成移位寄存器 74194 控 制 信 号 完成的功能 S1 S0 0 0 保持 0 1 右移 1 0 左移 1 1 并行输入 nts作业： 7。 2。 1 7。 2。 2 nts 实训 5 计 数 显 示 器 1. 实训目的 （ 1） 了解计数器的逻辑功能 。 （ 2） 学会计数器的使用方法 ， 掌握中规模集成计数器 74LS161各管脚功能 。 （ 3） 熟悉计数器的一般应用 。 nts 2. 实训设备 、 器件 实训设备：万用表 、 逻辑试电笔 、 示波器 、 直流稳 压电源 。 实训器件：实验电路板 、 二进制计数器 74LS161、 字 符译码器 74LS48、 共阴极数码管 、 与非门 74LS00各一块 ， 纽扣开关一个 3. 实训电路如图 5.1所示 。 电路中由两个与非门构成单脉 冲发生器 ， 计数器 74LS161对其产生的脉冲进行计数 ， 计数 结果送入字符译码器并驱动数码管 ， 使之显示单脉冲发生器 产生的脉冲个数 。 nts图 5.1 计数及显示实训电路图 1514 713 112 211 6ABCDabcdefgLTB I / R B ORBI345 VCC1312111091514g f a be d c d&10 9874LS007 4 L S 1 6 1345671029P0P1P2P3Q0Q1Q2Q3TCC E PC E TC L KPEMR1 VCC&3645127 4 L S 0 0 VCC7 4 L S 0 07 4 L S 4 8Snts 4. 1） 查集成电路手册 ， 初步了解 74LS161、 74LS48和数码 管的功能 ， 确定 74LS161、 74LS48、 74LS00的管脚排列 ， 了解各管脚的功能 。 2） 按实训电路图在实验板上安装好实训电路 ， 检查电路 连接 ， 确认无误后再接电源 。 将 74LS161的管脚 1接一下地 。 nts 3） 利用开关分别将 74LS00的 4、 2管脚轮流接地 ， 当管脚集 2每接地一次 ， 用逻辑试电笔（ 或示波器 ） 测试 74LS161的 4 输出端 Q3Q0的电平 ， 同时观察数码管显示的数字 ， 并将结果填入表 5.1中 。 nts 表 5.1 2 脚接地次数 Q0 Q1 Q2 Q3 显示字型 nts 4） 74LS161 （ 1） 异步置 “ 0”功能 。 接好电源和地 ， 将清除端 接低电平 ， 无论其他各输入端的状态如何 ， 测试计数器 的输出端 。 如果操作无误 Q3Q0均为 0。 （ 2） 预置数功能 。 将 接高电平 ， 接低电平 ， 数据输入端 P3P0置 0011， 在 CLK的上升沿作用后 ， 测试 输出端 Q3Q0的电平 。 如果操作无误 ， Q3Q0的数据为 0011， 说明 P3P0的数据已预置到 Q3Q0端 。 MRMR PEnts （ 3） 计数和进位功能 。 将 、 、 CET、 CEP 端均接高电平 ， CLK端输入单脉冲 ， 记录输出端状态 。 如果操作正确 ， 每输入一个 CLK脉冲 ， 计数器就进行一 次加法计数 。 计数器输入 16个脉冲时 ， 输出端 Q3Q0变为 0000， 此时进位输出端 TC输出一个高电平脉冲 。 （ 4） 保持功能 。 将 和 接高电平 ， CET和 CEP中一个接低电平 ， 其余输入端接任意电平 ， 观察输出端的状态 。 如果操作无误 ， Q3Q0保持不变 。 MR PEMR PEnts 5. （ 1） 该实训电路的功能是对输入脉冲的个数 (0 9)进行 递增计数 ， 并通过译码显示电路将所计的脉冲数显示出来 。 （ 2） 如果我们给步骤 3） 的测试结果赋值 （ 高电平为 1， 低电平为 0） ， 将得到 9组相应的 4位二进制代码 (0000 1001） 不难发现 ， 利用开关 S将 74LS00的管脚 2每接地一次 ， 即对 74LS161输入一个计数脉冲 ， 74LS161的输出就递增 1。 这表明 74LS161能记录输入脉冲个数 ， 故将其称为计数器 。 nts （ 3） 将计数器 74LS161
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