浙江万里学院电信学院

1、浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件Chapt7 Chapt7 常用时序逻辑功能器件常用时序逻辑功能器件基本功能是基本功能是统计时钟统计时钟脉冲的个数脉冲的个数，即实现，即实现计数操作，也可用于计数操作，也可用于分频、定时、产生节分频、定时、产生节拍脉冲等。拍脉冲等。基本功能是基本功能是存储或传存储或传输用二进制数码表示输用二进制数码表示的数据或信息的数据或信息，即完，即完成代码的寄存、移位、成代码的寄存、移位、传输操作。传输操作。1.熟悉计数器的不同分类和具体实现电路；2.熟悉集成计数器的功能，掌握其应用电路的分析

2、和掌握其应用电路的分析和设计。设计。741611.熟悉不同寄存器的工作原理；2.熟悉74194的功能，掌握掌握其基本应用电路。其基本应用电路。教教学学内内容容与与要要求求浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件计计数数器器二进制计数器十进制计数器N进制计数器加法计数器同步计数器异步计数器减法计数器可逆计数器加法计数器减法计数器可逆计数器二进制计数器十进制计数器N进制计数器7.1 计数器计数器脉冲输入方式脉冲输入方式进位体制进位体制数字增减趋势数字增减趋势浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-2

3、0405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件一、一、 二进制计数器二进制计数器1 1、二进制同步计数器、二进制同步计数器3位二进制同步加法计数器位二进制同步加法计数器 000001010011 /1 /0 111110101100 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列顺序： /C nnnQQQ012选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。状态图nnnQQQC012输出方程：CPCPCPCP210时钟方程：浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件FF0每输入一个时钟脉每输入一个时钟脉冲翻转

4、一次冲翻转一次FF1在在Q0=1时，在下一个时，在下一个CP触发沿到来时翻转。触发沿到来时翻转。FF2在在Q0=Q1=1时，在下一个时，在下一个CP触发沿到来时翻转。触发沿到来时翻转。100 KJnQKJ011nnQQKJ0122浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件Q0Q0 CFF0 FF1 FF2CPQ1Q1Q2Q21J C11K 1J C1 1K1J C11K&1&电电路路图图由于没有无效状态，由于没有无效状态，电路能自启动。电路能自启动。nnnnnnnnnnnQQQQKJQQKJQKJKJ013

5、2110122011001推广到推广到n位二位二进制同进制同步加法步加法计数器计数器驱动方程驱动方程输出方程输出方程nnnnnnQQQQC0121浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件3位二进制同步减法计数器位二进制同步减法计数器选用选用3个个CP下降沿触发的下降沿触发的JK触发器，分别用触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。表示。状状态态图图输出方程：输出方程： 000001010011/1 /0111110101100 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列顺序： /B nnnQQQ012CPCPCPCP210

6、时钟方程：时钟方程：nnnQQQB012浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件FF0每输入一个时钟脉每输入一个时钟脉冲翻转一次冲翻转一次FF1在在Q0=0时，在下一个时，在下一个CP触发沿到来时翻转。触发沿到来时翻转。FF2在在Q0=Q1=0时，在下一个时，在下一个CP触发沿到来时翻转。触发沿到来时翻转。100 KJnQKJ011nnQQKJ0122浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件Q0Q0 B1FF0 FF1 FF2CPQ1Q1Q2Q21

7、J C11K 1J C1 1K1J C11K&电电路路图图由于没有无效状态，由于没有无效状态，电路能自启动。电路能自启动。nnnnnnnnnnnQQQQKJQQKJQKJKJ0132110122011001推广到推广到n位二位二进制同进制同步减法步减法计数器计数器驱动方程驱动方程输出方程输出方程nnnnnnQQQQB0121浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件3位二进制同步可逆计数器位二进制同步可逆计数器设用设用U/D表示加减控制信号，且表示加减控制信号，且U/D0时作加计数，时作加计数，U/D 1时作减计数

8、，则把二进制同步加法计数器的驱动方程和时作减计数，则把二进制同步加法计数器的驱动方程和U/D相相与，把减法计数器的驱动方程和与，把减法计数器的驱动方程和U/D相与，再把二者相加，便相与，再把二者相加，便可得到二进制同步可逆计数器的驱动方程。可得到二进制同步可逆计数器的驱动方程。nnnnnnQQDUQQDUKJQDUQDUKJKJ010122001100/1输出方程输出方程nnnnnnQQQDUQQQDUBC210210/浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件Q0Q0 C/B1FF0 FF1 FF2CPQ1Q1Q2Q21

9、J C11K1J C11K1J C11K1&1&1&1U/D电路图电路图浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件 74LS161 QA QB QC QD (b) 逻辑功能示意图 (a) 引脚排列图 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS161 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC RCO QA QB QC QD ET LD T RD CP A B C D EP GND RD A B C D ET EP CP RCO LD 74LS161功能描述功能描述浙江万里学院电信学院浙江万里

10、学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件具体应用，引出课本实例讲解具体应用，引出课本实例讲解浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件 00000001001000110100 /1 /0 10011000011101100101 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0排列顺序： /C nnnnQQQQ0123二、二、 十进制计数器十进制计数器1 1、十进制同步计数器、十进制同步计数器状状态态图图C 的卡诺图00011110000000100111001000nnQQ2

11、3nnQQ01十进制同步十进制同步加法计数器加法计数器浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件十进制同步减法计数器十进制同步减法计数器 /0 /0 /0 /0 00000001001000110100 /1 /0 10011000011101100101 /0 /0 /0 /0排列顺序： /B nnnnQQQQ0123状态图B 的卡诺图00011110001000100011001000nnQQ23nnQQ01浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器

12、件CP1 R0A R0B NC VCC S0A S0B14 13 12 11 10 9 874LS90 1 2 3 4 5 6 7CP0 NC Q0 Q3 GND Q1 Q274LS90S0A S0B R0A R0BQ0 Q3 Q1 Q2CP0CP1(a) 引脚排列图(b) 逻辑功能示意图集集成成十十进进制制异异步步计计数数器器74LS90输 入输 出R0A R0B S0A S0B CP0 CP113121110 nnnnQQQQ 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Q0 0 0 Q1 0 0 0 0 (清 零 )0 0 0 0 (清 零 ) 1 0 0 1 (置9

13、)二 进 制 计 数五 进 制 计 数8421码 十 进 制 计 数 5421码 十 进 制 计 数浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件三、三、 N进制计数器进制计数器1 1、用同步清零端或置数、用同步清零端或置数端归零构成端归零构成N进置计数器进置计数器2 2、用异步清零端或置数、用异步清零端或置数端归零构成端归零构成N进置计数器进置计数器（1）写出状态SN-1的二进制代码。（2）求归零逻辑，即求同步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。（3）画连线图。（1）写出状态SN的二进制代码。（2）求归零逻辑，即求异步清零端

14、或置数控制端信号的逻辑表达式。（3）画连线图。利用集成计数器的清零端和置数端实现归零，从而构成按自然态序进行计数的N进制计数器的方法。浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件用74LS161来构成一个十二进制计数器。nnQQCR23SNS121100D0D3可随意处理可随意处理D0D3必须都接必须都接0 CO LD CR Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CTT CTP CP&11(a) 用异步清零端 CR 归零 74LS161用 异 步 清 零 端CR归 零用 同 步 置 数 端LD归 零SN-1

15、S111011nnnQQQLD013 CO LD CR Q0 Q1 Q2 Q3 D0 D1 D2 D3 CTT CTP CP&11(b) 用同步置数端 LD 归零 74LS161浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件M16的任意进制计数器的设计（2 2片片74LS16174LS161级联级联） M=（147）10=（10010011）2Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q

16、2Q0Q1QQQQ76451111同步级联0000000010010010Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ76451111浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ7645

17、11&清零法（异步），设置过渡状态这里也可以采用置数法，由于置数是同步的，不用设置过渡状态浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ764511111异步级联浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2

18、D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ7645111&00000000?浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件用74LS161实现60进制计数0059Q3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP1174LS161 (1)CPQ3Q2Q0Q1COCTTCTPLDCRD3D2D1D0CP74LS161 (2)Q3Q2Q0Q1QQQQ7645111&11也可以考虑用同步级联，但是C

19、O端都没有输出浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件用用1片片74LS161实现模实现模M=9的计数器的计数器 1) 用清零法实现用清零法实现 2) 用置数法实现，状态为用置数法实现，状态为 0059 00233. 用用2片片74LS161实现实现60进制、进制、24进制的进制的8421BCD码计数码计数浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件4 4、计数器容量的扩展、计数器容量的扩展异步计数器一般没有专门的进位信号输出端，通常可以用本级的高位输

20、出信号驱动下一级计数器计数，即采用串行进位方式来扩展容量。 CP1 Q0 Q1 Q2 Q3 S9A S9B R0A R0B CP1 CPCP0 74LS90(个位)N1=10 Q0 Q1 Q2 Q3 S9A S9B R0A R0BCP0 74LS90(十位)N2=10浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件 CP1 Q0 Q1 Q2 Q3 CP1 CPCP0 74LS90(个位) Q0 Q1 Q2 Q3CP0 74LS90(十位) S9A S9B R0A R0B S9A S9B R0A R0B& CP1 Q0 Q

21、1 Q2 Q3 CP1 CPCP0 74LS90(个位)N1=10 Q0 Q1 Q2 Q3CP0 74LS90(十位)N2=6 S9A S9B R0A R0B S9A S9B R0A R0B浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 钱裕禄钱裕禄 0405-20405-2Chapt7 常用时序逻辑功能器件二五十进制异步计数器二五十进制异步计数器74LS290F1和和F3的的CP端从端从CP1端单独引出。若以端单独引出。若以CP0为计数脉冲输入端、为计数脉冲输入端、Q0为输出端，为输出端，即得到二进制计数器（或二分频器）；即得到二进制计数器（或二分频器）；若以若以CP1作为计数脉冲输入端、作为计数脉冲输入端、Q3为输为输出端，则得到五进制计数器（或五分频出