编计算机基础教程-周立功410时序逻辑电路

4.10时序逻辑电路,时序逻辑电路,一个逻辑电路，它在任一时刻的输出状态不但与当时的输入状态有关，而且还与电路之前的状态有关。,存储电路,组合电路,4.10.1锁存器,4.10.2锁存器实验,4.10.3寄存器,4.10.4移位寄存器,4.10.58位数据输入与显示实验,4.10.6计数器,4.10.78位地址输入与显示实验,目录,锁存器,锁存器：输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化，只有在有锁存信号时输入的状态才被保存到输出，直到下一个锁存信号。,锁存：把信号暂存以维持某种电平状态。,锁存器74HC373,74HC373：带三态输出的并入并出八D电平触发锁存器,D7:0输入数据线,Q7:0输出数据线,LE锁存输入信号,OE允许输出信号,锁存器74HC373,74HC373电路原理图,锁存器74HC373,三态门,D锁存器,OE=1时，8位输出Q0Q7呈高阻状态；,OE=0时，锁存器L1L8的输出出现在输出Q0Q7上。,锁存器74HC373,0/1,LE=1时，锁存器打开，锁存器的输出随输入变化；,LE=0时，输入信号被锁存，之后锁存器的输出不随输入变化。,锁存器74HC373,特性表,输入,内部锁存,输出,Qn,功能描述,LE,Dn,1高阻总线隔离,000锁存,0,011锁存,1000透明传输,1111透明传输,锁存器74HC373,Q,LE,D,高阻,透明传输,锁存,透明传输,锁存,4.10.1锁存器,4.10.2锁存器实验,4.10.3寄存器,4.10.4移位寄存器,4.10.58位数据输入与显示实验,4.10.6计数器,4.10.78位地址输入与显示实验,目录,锁存器实验,1,2,3,连接顺序：,4.10.1锁存器,4.10.2锁存器实验,4.10.3寄存器,4.10.4移位寄存器,4.10.58位数据输入与显示实验,4.10.6计数器,4.10.78位地址输入与显示实验,目录,寄存器,寄存器：数字系统中用来存储二进制数据的逻辑部件；寄存器基本组成单元为“触发器”1个触发器可存储1位二进制数据,暂时寄存包裹；每个储物柜只能寄存一个包裹。,寄存器74HC374,集成电路74HC374为8通道上升沿触发锁存器带三态输出的并入并出八D触发器(8位寄存器)。,寄存器74HC374,D7:0输入数据线,Q7:0输出数据线,CP时钟脉冲信号,OE允许输出信号,置1,置0,置1,置1,寄存器74HC374,回顾维持阻塞D触发器的时序图：,74HC374的基本组成是维持阻塞D触发器。,寄存器74HC374,三态门与74HC373相同,CP,D,Q,CP为高或低时，不管输入如何，触发器输出保持原状态不变；CP上升沿到来时，触发器输出变为与输入D该时刻同样的状态。,寄存器74HC374,特性表,输入,内部寄存,输出,Qn,功能描述,CP,Dn,1高阻总线隔离,00寄存,0,11寄存,000触发,111触发,关键知识点：并行通信,关键知识点：74HC373与74HC374,关键知识点：74HC373与74HC374,4.10.1锁存器,4.10.2锁存器实验,4.10.3寄存器,4.10.4移位寄存器,4.10.58位数据输入与显示实验,4.10.6计数器,4.10.78位地址输入与显示实验,目录,移位寄存器,移位寄存器,在计算机系统中为了高效的实现计算机系统之间的远距离通信，且要使通信电路简单、可靠，则采用串行输入、输出的方式，例如串行口、I2C和SPI通信等，甚至当今广泛应用的互联网通信，都采用了这种方式来实现。,移位寄存器74HC164,串入并出移位寄存器74HC164是一种常用的八位串入并出移位寄存器,纵队,横队,74HC164就是一个把8位“纵队”数据变为8位“横队”数据的寄存器,移位寄存器74HC164,A/B输入数据线,Q7:0输出数据线,CP时钟脉冲信号,MR直接复位,移位寄存器74HC164,74HC164把8位“串入”的数据变为8位“并出”的数据输出。,CP输入,脉冲数,0,1,2,3,4,5,6,7,8,0,1,1,0,0,0,0,1,移位寄存器74HC164,输入,移位顺序,CPD*,输出,功能描述,Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0,1,2,3,4,5,6,7,移位,移位,移位,8,特性表,D7,D7,D7,D6,D6,D5,D5,D6,D7,移位寄存器74HC164,时序图,CP,串行输入：D,Q0,Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,状态不定,最先输入的经过8次移位到达Q7,带锁存的移位寄存器74HC595,0,1,1,0,0,0,0,1,带锁存的移位寄存器74HC595,移位寄存器74HC164将D触发器直接输出，移位过程的中间结果直接作用在目标上，就有可能产生非正常效果，例如数码管的动态扫描。,带锁存的移位寄存器74HC595,管脚功能,串行数据输入,并行数据输出,时钟脉冲输入,复位,输出使能,锁存使能,带锁存的移位寄存器74HC595,特性表,4.10.1锁存器,4.10.2锁存器实验,4.10.3寄存器,4.10.4移位寄存器,4.10.58位数据输入与显示实验,4.10.6计数器,4.10.78位地址输入与显示实验,目录,实验原理,8位数据输入与显示实验电路,实验原理,1,1,0,0,0,0,实验原理,0,1,0,11111111,0,实验原理,0,1,0,0,0,0,11111111,实验原理,1,0,00000000,实验原理,1,0,0,1,1,00000000,实验步骤,8位数据输入与显示实验电路,1,2,3,连接顺序：,实验步骤：动画演示,人工智能学科的诞生,人工智能是研究理解和模拟人类智能、智能行为及其规律的一门学科，其主要任务是建立智能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智能行为的计算系统。1956年麦卡锡联合申龙（信息论创立者）、明斯基（人工智能大师、心智社会的作者）、罗彻斯特（IBM计算机设计者之一）发起了达特默斯人工智能会议，达特默斯会议标志人工智能学科的诞生，它从一开始就是交叉学科的产物，与会者有数学家、逻辑学家、认知学家、心理学家、神经生理学家和计算机科学家。在达特默斯会议上，明斯基的神经网络模拟器、麦卡锡的搜索法以及西蒙和纽维尔的定理证明器是3个亮点。分别讨论如何穿过迷宫，如何搜索推理和如何证明数学定理，会上首次使用了“人工智能”这一术语。,4.10.1锁存器,4.10.2锁存器实验,4.10.3寄存器,4.10.4移位寄存器,4.10.58位数据输入与显示实验,4.10.6计数器,4.10.78位地址输入与显示实验,目录,1,1,1,0,0,计数器,计数器是计算机系统最常用的时序电路之一，除了可以对时钟脉冲计数外，还可以用于分频、定时及产生各种时序信号。,四位异步二进制加法计数器,T触发器,计数器直接清零,0,0,0,1,0,1,0001：加计数1次,0010：加计数2次,计数器时钟输入,计数器,加计数器时序图,时钟输入CP,Q0,Q1,Q2,Q3,并行输出二进制计数值,触发器的翻转存在延时Tpd，因此各个触发器不同时翻转，在达到稳定状态前，输出将会出现不可预估的乱码。对于一个N位的异步计数器，从时钟脉冲到来至所有触发器翻转到达稳定状态需要经历NTpd，这就要求:TcpNTpd,2分频,4分频,8分频,16分频,4.10.1锁存器,4.10.2锁存器实验,4.10.3寄存器,4.10.4移位寄存器,4.10.58位数据输入与显示实验,4.10.6计数器,4.10.78位地址输入与显示实验,目录,实验电路,产生步进计数脉冲产生快速计数脉冲8位计数功能LED显示计数输出,各部分实现功能,实验原理：产生步进计数脉冲,实验原理：产生快速计数脉冲,短路JP23上的任何一组排针,实验原理：产生快速计数脉冲,短路排针向下移，输出的脉冲速度将越快,短路JP23上的任何一组排针,实验原理：8位计数功能,10100100,随机数,清0,00000000,实验原理