第九次课-寄存器与移位寄存器和数字与模拟混合电路的设计课件

1、寄存器与移位寄存器数字与模拟混合电路的设计1一、P153J3用标准数字电路器件中的移位寄存器设计一个序列信号发生器，其输入信号为时钟CP，输出信号为序列码F。实验任务要求是：1.序列发生器模值M=8：2.各个码位上的码值为00011101，最右端码位为最先输出的低位：3.测量时钟信号CP和F的波形。4.用一片74194和其它器件实现实验课题2P153J3-设计过程74194是4位串入、并入-串出、并出双向移存器。其功能表如下： 功能输 入输 出CRM0M1CPDSRDSLD0D1D2D3Qn+10Qn+11Qn+12Qn+13清除00000并入111d0d1d2d3d0d1d2d3保持10Qn

2、0Qn1Qn2Qn3100右移11011Qn0Qn1Qn211000Qn0Qn1Qn2左移1011Qn1Qn2Qn311010Qn1Qn2Qn30右移：低位往高位移、左移：高位往低位移3两片74LS194级连，预置“00011101”，使用右移，从U2的QD依次输出10111000，同时返送到U1的右移输入端，使其不断循环输出。图中J1置 “1” （S1S0=“11”）时，电路预置数。J1置“0” （S1S0=“01”）时，进行右移。P153J3-设计过程-方法一4修改预置数为10111000，再改S1S0=“10”，从U1的QA依次输出10111000，同时返送到U2的左移输入端，使其不断循

3、环，实现左移输出。此类电路需预置数后再启动。为了避免预置数（加电即可产生所需序列信号）可用一片74LS194外加组合电路（门电路或数据选择器）设计。P153J3-设计过程-方法一52、检查QC 、 QB 、 QA 八组三位码，无重码，取74194的低三位输出端可行。若有重码，74194的输出端取四位，按16种状态填写状态表。3、根据状态表，写出SR的逻辑表达式：4、根据逻辑表达式画出数据反馈电路。P153J3-设计过程-方法二75、数据反馈电路也可用74151实现：151/ABCD0= D2= D5= D6=1，其余为“0” /CBAD0= D2= D3= D5=1，其余为“0”194QDQC

4、QBQASR右移时194的低三位输出端连接151的地址端，最高位不用，否则需按16种状态设计。151的输出端W连接194的SR端。1011101110111001100010001000100010101011P153J3-设计过程-方法三8151ABC/D0= D2= D3= D5=1，其余为“0”CBA/D0= D2= D5= D6=1，其余为“0”194SLQDQCQBQA左移时194的高三位输出端连接151的地址端，最低位不用，否则需按16种状态设计。151的输出端W连接194的SL端。也可根据状态表写出SL的逻辑表达式，然后用门电路实现。11101011100011100011100

5、01010001010011010P153J3-设计过程-方法三10用双踪示波器同时观测CP和F 的波形。触发信源应选择F 的通道。至少显示F 一个完整的周期。记录波形时必须注意CP和F 波形对应的时间关系。CP FP153J3-调测T11实验课题：设计一个可编程波形发生器（*P222J1）技术指标：开关K2K1=01时，输出正斜率锯齿波。开关K2K1=10时，输出负斜率锯齿波。开关K2K1=11时，输出由正负斜率锯齿波合成的三角波。输出锯齿波时f=1KHZ；输出三角波时f=0.5KHZ.输出正负斜率锯齿波上升或下降的台阶数等于16。输出幅度V0在0V至2V间可调。电源电压为5V。二、可编程阶

6、梯波发生器 12设计过程 1、D/A转换器工作原理倒梯形电阻网络D/A转换器d0d3:输入的二进制代码；S0S3：模拟开关14 i = V0= -R i = 第n位输入的倒梯形电阻网络输出模拟电压V0为： V0= = dn是二进制数(0或1) Dn是二进制数转换为等值的十进制数。 输出的模拟电压正比于输入的数字量D/A转换的每一台阶电压幅度由已使用的最低位决定 153、应用提示所有不用的数字输入端应连到VCC或地，如果悬浮，则将该引脚作为逻辑“1”处理。单级性输出174、设计提示组成框图：采用器件：LM324、DAC0832、XC95108PC84各一片时钟可由数字实验箱提供18 单元电路设计

7、 D/A转换：由DAC0832完成。因16个台阶，可用4位二进制数。根据输出电压要求选定数字输入端。输出电压计算公式：其中：VREF参考电压，Dn是二进制数转换为等值的十进制数。显然，4位二进制数接在不同的数字输入端，转换的Dn值不同，输出电压也就不同。例：输入的二进制数为“1111”，当接在D0D3端时，Dn=23+22+21+20=15,若VREF为5V时，V0-(5/256)*15=-0.29V; 接D3D6端时，Dn=26+25+24+23=120,V0=-2.34V(输出电压也不能太大，要考虑运放的饱和失真)191110981213CPQ20Q21Q22Q23CR1/2 74LS39

8、3双4位二进制计数器&111213&8910DAC0832八位D/A转换4161514201989111256713132101718D1D3D4D5D6D2D0D7VCCILEVREFRFBIOUT1IOUT2CSWR1AGNDDGNDXFERWR2345621CPQ10Q11Q12Q13CR+1234568910111213K1K2“0”“1”16kHz-+-+231411+5V-5VoutR24.7kRf10k567LM324R110kF实验电路1/2 74LS393双4位二进制计数器四2输入异或门20输出电路：由LM324完成。考虑输出电压可从0V调到2V。也可控制数模转换器的参考电压

9、进行调节。 第一个运放的作用是将DAC0832的电流输出转换成电压输出，由于D/A转换的每一台阶电压幅度为156.25mV，第16个台阶将达2.34V，超出输出幅度等于2V的要求。 同时，因运放的反相作用，第一个运放的输出实际是负电压。故增加第二个放大倍数|1| 的运放，使输出电压再次反相并通过电位器Rf的调节使输出幅度满足等于2V的要求。21计数器：使用双四位二进制计数器74LS393中的第一个计数器对时钟计数，得到16个二进制数，为数模转换器提供4位二进制数。下降沿触发。每个二进制数对应输出信号中的一个台阶。将此信号直接送去D/A转换可获得正斜率的阶梯波。 22整个控制电路由7486、7400、74393中另一个计数器完成Q20K2K1逻辑电路输出F说明000题意无要求，任意输出0010正斜率阶梯波0101负斜率阶梯波0110正斜率的阶梯波100题意无要求，任意输出1010正斜率阶梯波1101负