授课PPT-4.7中规模时序逻辑器件分析与应用.ppt

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1、电子电路的分析与应用课程教学资源建设,建设院校：,主要参与企业：,金华职业技术学院,金华市灵声电子有限公司浙江省东晶电子有限公司杭州康芯电子有限公司,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1http:/应用电子网7http:/电子开发网8.http:/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

2、.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

3、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-Down Counter),按时钟控制分：,同步计数器(Synchronous Counter)异步计数器(Asynchronous Counter),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：,0000,1111,/

4、1,4 位二进制同步加法计数器：,000,111,/1,n 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74161,引脚排列图,逻辑功能示意图,0 0 1 1,Q3 Q0=0000,同步并行置数,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

5、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,教师授课1学时:计数器的分析与应用,同步和异步的区别,0,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：,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

6、数器7493,74LS93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

7、,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.,=1011,2.归零表达式：,3.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,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。,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

8、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：,N=1616=256,计数状态:0000 0000 1111 1111,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,CP,N=1616=256,计数状态:0000 0000 1111 1111,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：,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741

9、61构成100进制计数器,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。,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,0,1,Q,Q0,00,00,10,10,01,01,11,11,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

10、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。

11、,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

12、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,1 0 1 0,1 0 1 0,0,1,0,1,0,1,0,1,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CP

13、U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,1,CP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,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,D7D0,计算机CPU控制信号,计算机CPU数据总线,输出接口,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

14、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：,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,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,D3 D2 D1 D0,D3,D3,D3,D3,D2,D2,D1,D2,D1,D0,D2,D1,D0,D1,D0,D0,时序图,再经过4个CP后，从DI 端串行输入的数据从

15、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Q0 Q1 Q2 Q3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,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左移串行输入,A、B、C、D并行输入,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,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,教师授课1学时:寄存器的分析与应用,移位寄存器应用,环形计数器,电路简单，N位移位寄存器可以计N

16、个数，实现模N计数器。状态为1的输出端的序号等于计数脉冲的个数，通常不需要译码电路。,教师授课1学时:寄存器的分析与应用,移位寄存器应用,1,扭环形计数器,一般来说，N位移位寄存器可以组成模2N的扭环形计数器，只需将末级输出反相后，接到串行输入端。,教师授课1学时:寄存器的分析与应用,移位寄存器应用-顺序正脉冲发生器,教师授课1学时:寄存器的分析与应用,移位寄存器应用-算数运算,左移一位，0010 0100，相当于2;左移两位 1000，相当于4;同理，右移一位相当于2,用左移、右移实现2，2运算。,如(0010)2=210,乘法运算：移位相加。,除法运算：移位相减。,教师授课1学时:寄存器的分析与应用,移位寄存器应用-远距离数据传送,并串变换,串并变换,教师授课1学时:寄存器的分析与应用,移位寄存器应用-节日彩灯,END！请按工作任务要求完成作业与测试题关注计数器、寄存器等常用中规模时序器件的应用电路与产品,