理学授课中规模时序逻辑器件分析与应用

学习任务布置1．理解基本概念、查询其定义及内部结构计数器加法计数器减法计数器可逆计数器计数容量、长度、模同步计数器异步计数器分频器序列信号发生器2．完成相关作业3．收集相关电子书籍、网站、资料、进行学习交流与总结脉冲分配器环形计数器扭环形计数器寄存器移位寄存器顺序脉冲发生器教学过程设计学生学习参考资源列表学习参考网站1．/达普芯片交易网2．/原理图网3．/电子电路图4．/电子技术网5．/中国电子制作6．/应用电子网7．/电子开发网8./info/电子天下9.各校精品课程网站学生学习参考资源列表学习参考书1.杨志忠，数字电子技术，高等教育出版社，2008年11月出版。2.吴志荣，电子技术与实践，高等教育出版社，2008年11月出版。3.余红娟，电子技术基本技术技能，人民邮电出版社。4.余红娟，电子电路分析与调试，人民邮电出版社。学习资料1.计数器的分析与应用2.寄存器的分析与应用习题与试题1.例题2.作业3.单元测试题教师授课1学时:计数器的分析与应用目录二进制计数器的分析...................................了解1.1二进制异步计数器1.2二进制同步计数器1.3

集成二进制计数器2.十进制计数器的分析....................................了解

2.1十进制同步计数器

2.2十进制异步计数器

2.3

集成十进制计数器3.计数器的应用...................................................会教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器概述对时钟脉冲CP计数。分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、进行数字运算等。功能应用分类按数制分：二进制计数器十进制计数器N进制(任意进制)计数器按计数方式分：加法计数器减法计数器可逆计数(Up-DownCounter)按时钟控制分：同步计数器(SynchronousCounter)异步计数器(AsynchronousCounter)教师授课1学时:计数器的分析与应用二进制计数器计数器计数容量、长度或模的概念计数器能够记忆输入脉冲的数目，即电路的有效状态数M。3位二进制同步加法计数器：00001111/14位二进制同步加法计数器：000111/1n位二进制同步加法计数器：教师授课1学时:计数器的分析与应用二进制计数器教师授课1学时:计数器的分析与应用集成二进制同步计数器741611234567816151413121110974161VCCCOQ0Q1Q2Q3CTTLDCR

CP

D0

D1D2D3

CTP地引脚排列图逻辑功能示意图74161Q0Q1Q2Q3CTTLDCOCPCTPCR

D0

D1D2D300000011

0011CR=0Q3

Q0=0000同步并行置数CR=1，LD=0，CP

异步清零Q3

Q0=D3

D0教师授课1学时:计数器的分析与应用集成二进制同步计数器74161教师授课1学时:计数器的分析与应用集成二进制同步计数器74161状态图注释

74LS161是典型的4位二进制同步加法计数器，异步清除。同于74161。请问它的模是几？◆、、ET和EP均为高电平时，计数器处于计数状态，每输入一个CP脉冲，进行一次加法计数。教师授课1学时:计数器的分析与应用集成二进制同步计数器74163教师授课1学时:计数器的分析与应用同步和异步的区别&Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRD11CP10000&Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRD11CP1××××CP教师授课1学时:计数器的分析与应用同步和异步的区别10100001010000110010100110000111011001010000&Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRD11CP1××××CP0101000001教师授课1学时:计数器的分析与应用同步和异步的区别波形图：

Q3Q2Q0Q1CP100011000010101001101110000110010000100000000100教师授课1学时:计数器的分析与应用集成十进制同步计数器74160教师授课1学时:计数器的分析与应用集成十进制同步计数器74162教师授课1学时:计数器的分析与应用集成计数器应用电路分析教师授课1学时:计数器的分析与应用集成计数器应用电路分析教师授课1学时:计数器的分析与应用异步二进制计数器749374LS93是异步4位二进制加法计数器。RD1、RD2为清零端，高电平有效。二进制计数器：CP0作同步脉冲，FF0构成一个二进制计数器;八进制计数器：CP1作同步脉冲，FF1、FF2、FF3构成模8计数器;十六进制计数器：CP1端与Q0端在外部相连，构成模16计数器。74LS93又称为二—八—十六进制计数器。教师授课1学时:计数器的分析与应用利用同步清零或置数端获得N进制计数器思路：当M进制计数到

SN

–1后使计数回到

S0

状态2.求归零逻辑表达式；1.写出状态SN

–1的二进制代码；3.画连线图。步骤：教师授课1学时:计数器的分析与应用利用同步清零或置数端获得N进制计数器[例]

用4位二进制计数器74163构成十二进制计数器。解：1.=10112.归零表达式：3.连线图74163Q0Q1Q2Q3CTTLDCOCPCTPD0

D1D2D3CR1&教师授课1学时:计数器的分析与应用利用异步清零或置数端获得N进制计数器思路：

当计数到SN

时，立即产生清零或置数信号，使返回S0状态。（瞬间即逝）步骤：1.写出状态SN

的二进制代码；2.求归零逻辑表达式；3.画连线图。教师授课1学时:计数器的分析与应用利用异步清零或置数端获得N进制计数器[例]

用二-八-十六进制异步计数器74197构成十二进制计数器。74197Q0Q1Q2Q3CP0D0D1D2D3CRCPCP1LDCT/&状态S12的作用：产生归零信号教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的级联

低位片的进位信号作为高位片的时钟脉冲（即异步计数方式)串行进位：1N=16×16=256计数状态:00000000～11111111教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的级联并行进位：直接将低位片的进位信号送到高位片的使能端CPN=16×16=256计数状态:00000000～11111111教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的级联[例]

试用两片74161构成100进制计数器方法一：11110000&Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRDQ0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRDCP1111CPCP

先用两片74161构成256进制计数器，然后再用“同步置数”法构成100进制计数器。教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的级联[例]

试用两片74161构成100进制计数器11110000Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRDQ0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRDCP1111CPCP11方法二：通过串行进位的方法构成256进制计数器，再用“同步置数”法构成100进制计数器。

&教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的级联[例]

试用两片74161构成100进制计数器方法三：当M可分解成N1和N2时，可将两个计数器分别接成N1进制计数器和N2进制计数器，然后再将两个计数器级联起来。因此，100进制计数器可由两个10进制计数器级联而成。Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRD11CP1&0011Q0Q1Q2Q3D0D1D2D374161EPETCOLDRD1&00111CPCP教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的应用-组成分频器010101010CPQ1Q2QQ00000101001011111Q0Q1Q2教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的应用-组成分频器教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的应用-组成分频器

通过分频的方法，利用一个高稳定的信号源产生多种频率的信号。这是数字系统中为获得各种时钟脉冲所采用的最普遍的方法。PCM30/32路基群系统时钟框图教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的应用-组成分频器[例]

某石英晶体振荡器输出脉冲信号的频率为32768Hz，用74161组成分频器，将其分频为频率为1Hz的脉冲信号。[解]因为32768=215，经15级二分频，就可获得频率为1Hz的脉冲信号。因此将四片74161级联，从高位片（4）Q2输出即可。教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的应用-用于测量脉冲频率固定时间，求该时间内的脉冲数——得到频率。教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的应用-用于测量脉冲周期求待测脉冲一个周期时间内通过的固定周期脉冲数——得到周期。教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的应用-序列信号发生器序列信号——在时钟脉冲作用下产生的一串周期性的二进制信号。其中74161与G1构成了一个模5计数器。，因此，这是一个01010序列信号发生器，序列长度P=5。教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的应用-脉冲分配器教师授课1学时:计数器的分析与应用计数器的应用-脉冲分配器教师授课1学时:寄存器的分析与应用目录数码寄存器的分析.......................................了解2.移位寄存器的分析...........................................会

2.1

单向移位寄存器

2.2双向移位寄存器

2.3

集成移位寄存器3.移位寄存器的应用........................................了解教师授课1学时:寄存器的分析与应用寄存器概述概念寄存：把二进制数据或代码暂时存储起来。寄存器：具有寄存功能的电路。特点主要由触发器构成,一般不对存储内容进行处理。并行输入并行输出

FF0FF1FFn–1

D0

D1Dn–1Q0

Q1Qn–1控制信号101…0101…001010101串行输入串行输出教师授课1学时:寄存器的分析与应用寄存器概述分类存储二进制数码、运算结果或指令等信息的电路。数码寄存器：移位寄存器：不但可存放数码，而且在移位脉冲作用下，寄存器中的数码可根据需要向左或向右移位。应用运算中存贮数码、运算结果。计算机的CPU由运算器、控制器、译码器、寄存器组成，其中就有数据寄存器、指令寄存器、一般寄存器。教师授课1学时:寄存器的分析与应用数码寄存器一个触发器可以存储位二进制信号1DCPRDSDDCPQQCP上升沿,Q=DCP高电平、低电平、下降沿，Q不变寄存n位二进制数码，需要个触发器。

n教师授课1学时:寄存器的分析与应用数码寄存器C11DD0Q0Q0RDC11DD1Q1Q1C11DD2Q2Q2C11DD3Q3Q3RDRDRDFF0FF1FF2FF311CPCR异步清零00000同步送数1d0d1d2d3

特点：并入并出，结构简单，抗干扰能力强。教师授课1学时:寄存器的分析与应用数码寄存器-用于计算机并行输入/输出接口外部设备(打印机)8D锁存器1D~8D1Q~8QCPD7~D0计算机CPU控制信号计算机CPU数据总线输出接口计算机总线画法:一条粗线代表8条线教师授课1学时:寄存器的分析与应用移位寄存器

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，常把它分成三种：寄存器左移寄存器右移寄存器双向移位教师授课1学时:寄存器的分析与应用移位寄存器根据移位数据的输入－输出方式，又可将它分为四种：串行输入－串行输出串行输入－并行输出并行输入－串行输出并行输入－并行输出教师授课1学时:寄存器的分析与应用右移移位寄存器Q0Q1Q2Q3C11DFF0CPC11DFF1C11DFF2C11DFF3时钟方程驱动方程状态方程Di教师授课1学时:寄存器的分析与应用右移移位寄存器教师授课1学时:寄存器的分析与应用右移移位寄存器D3D2D1D0D3D3D3D3123456789D2D2D1D2D1D0D2D1D0D1D0D0时序图

再经过4个CP后，从DI端串行输入的数据从DO端串行输出。串入串出

从图中可看出：经过4个CP作用后，从DI端串行输入的数据从Q0Q1Q2Q3并行输出。串入并出教师授课1学时:寄存器的分析与应用左移移位寄存器Di左移输入左移输出驱动方程状态方程Q3CPQ0Q1Q2C11DFF0C11DFF1C11DFF2C11DFF3教师授课1学时:寄存器的分析与应用循环移位寄存器教师授课1学时:寄存器的分析与应用集成双向移位寄存器R—右移串行输入L—