第38讲第二十二章：时序逻辑电路二及第二十三章：脉冲电路一2010年新版

1、2、双向移位寄存器 74LS194四位双向移位寄存器具有左移、右移、并行数据输入、保持、清除功能。1）从图1中74LS194的图形符号和引脚图分析。SRG4是4位移位寄存器符号，D0D3并行数据输入端、DSL左移串行数据输入端、DSR右移串行数据输入端、SA （M0）和SB （M1）（即9脚和10脚）工作方式控制端分别接电平开关，置1或置0，CP时钟输入端接正向单次脉冲，清零端接负向单次脉冲，Q0Q3输出端。表1 图12）从试验结果（表1）74LS194的功能表分析。R=1（即=0）输出脚15、14、13、12被复“0”，即清零。 =1时：SASB=00，M=0，输出保持。SASB=10，M=

2、1，2脚被选中，CP上升沿时“1”右移输入。SASB=01，M=2，7脚被选中，CP上升沿时“2”左移输入SASB=11，M=3，脚3、4、5、6被选中，CP上升沿时数据并行输入。因此，74LS194四位双向移位寄存器具有左移、右移、并行数据输入、保持、清除功能。题5.1 试用负边沿JK触发器和“与-或-非”门构成一个四位数码并行寄存和一个四位数码串行输入右移移位寄存器。解：令C是并行寄存数据和实现右向移位操作的控制端，其用JK触发器构成的框图如图所示： 令C=1并行存数，C=0时为右移串入后，得出各组合电路的逻辑函数，现以1J3和1K3函数为例,列出真值表，求出函数式，其它式子也照

3、此类推。输 入输 出C Q2 D31J3 1K30 000 10 010 10 101 00 111 01 000 11 011 01 100 11 111 0D1DSR1J Q C11K 1 1J Q C11K 1 1J Q C11K 1 1J Q C11K 1  CPCQ3Q2Q1Q0D3D2D01&1&1&1&由四个函数式画出的电路图如图所示：    题5.3 (1)试分析图题 (a)、(b)所示计数器的模是多少?采用什么编码进行计数?(2)若计数脉冲频率fCP为700Hz时，

4、从Q2端、Q0端输出时的频率各为多少?图题5.20解：分析计数器电路有多种方法，列表法：以CP为顺序，依次列出触发器的初态、输入，和次态，可以得出结论。但在异步计数器时，要注意有无CP 脉冲。写出各触发器的状态方程，依次设定初态，用计算方法求得次态，得出结论。同样注意，状方程有效必须有CP脉冲。写出各触发器的状态方程后，用填卡诺图的方法，得出结论。下面用写出各触发器状态方程后，依次设定初态计算法为例：(a) 是一个同步计数器，各触发器激励方程触发器激励方程代入各自的特性方程求得状态方程：依次设定初态，计算出次态如下：初态设定从开始，001010011100001010， 000，000有状态转

5、换图为：111000110 所以电路的模是M4，采用余1码进行计数 四分频后，最高位的输出频率为 0010101017004175Hz，电路能自启动。 100 011(b) 电路是一个异步计数器，写出状态方程的方法同上，但每个状态方程后面要带CP 方程，该状态方程才有效。各级触发器的状态方程为：依次设定初态后，计算求得结果如下：111000001010011 所以电路的模为M7，采用421编码进行计数， 能自启动，最高位的输出频率为110101100 7007100Hz第23章 脉冲电路23.1 门电路组成的脉冲电路（多谐振荡器）多谐振荡器是一种自激振荡器电路，该电路在接通电源后无需外接触发信

6、号就能产生一定频率和幅值的矩形脉冲或方波。由于矩形脉冲中含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。另外多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态，故又称为无稳态电路。由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式，但它们均具有如下共同特点: 首先，电路中含有开关器件，如门电路、电压比较器、BJT 等。这些器件主要用来产生高、低电平；其次，具有反馈网络, 将输出电压恰当地反馈给开关器件使之改变输出状态；另外，还有延迟环节，利用RC电路的充、放电特性可实现延时，以获得所需要的振荡频率。在许多实用电路中，反馈网络兼有延时作用。 一种由CMOS门电路组成的多谐振荡器如下图所示。其原理图和工作波形分别如图 (a

7、)、(b)所示。图(a)中D1、D2、D3、D4均为保护二极管。图由CMOS门电路组成的多谐振荡器(a)多谐振荡器原理图（b)多谐振荡器波形图为了讨论方便，在电路分析中，假定门电路的电压传输特性曲线为理想化的折线，即开门电平(VON) 和关门电平(VOFF)相等，这个理想化的开门电平或关门电平称为门槛电平(或阈值电平)，记为Vth且设Vth=VDD/2。(1)第一暂稳态及电路自动翻转的过程假定在t=0时接通电源，电容C尚未充电，电路初始状态为vO1=VOH，v1=vO2=VOL 状态，即第一暂稳态。此时，电源VDD经G1的TP管、R和G2的TN管给电容C充电，如图(a)所示。随着充电时间的增加

8、，v1的值不断上升，当v1达到Vth时，电路发生下述正反馈过程:这一正反馈过程瞬间完成，使vO1=VOL  vO2=VOH，电路进入第二暂稳态。   (2)第二暂稳态及电路自动翻转的过程 电路进入第二暂稳态瞬间，v02由0V上跳至VDD，由于电容两端电压不断突变，则v1也将上跳VDD，本应升至VDD+Vth ，但由于保护二极管的钳位作用，v1仅上跳至VDD+V+。随后，电容C通过G2的TP、电阻R 和G1的TN放电，使v1下降，当v1降至Vth后，电路又产生如下正反馈过程：从而使电路又回到第一暂稳态，vO1=VOH，vO2=VOL。此后，电路重复上述过程，周而复始的从一个暂稳态翻转到另一个暂稳态，在G2的输出端得到方波。由上述分析不难看出，多谐振荡器的两个暂稳态的转换过程是通过电容C充、放电作用来实现的。 在振荡过程中，电路状态的转换主要取决于电容的充、放电，而转换时刻则取决于v1的数值。根据以上分析所得电路在状态转换时v1的几个特征值，可以计算出图(b)中的 T1、T2的值。(1)T1的计算 对应于第一暂稳态，将图10.1.2(b)中T1、T2作为时间起点，T1=t2-t1，v1(0+)=-V-0V,v1()=VDD