1、1. 移位寄存器移位寄存器四、觸發器的應用四、觸發器的應用應用：應用： 四個四個D觸發器的時鐘觸發器的時鐘接在一起，作為移位脈沖。接在一起，作為移位脈沖。 置置0 0端連在一起作為清零端，端連在一起作為清零端，加入一個負脈沖，各觸發器的加入一個負脈沖，各觸發器的狀態全為狀態全為0。 置置1 1端接端接在一起，接高在一起，接高電平。電平。數碼數碼1數碼數碼1數碼數碼2數碼數碼1數碼數碼3數碼數碼2數碼數碼1數碼數碼4數碼數碼3數碼數碼26.4 計數器計數器 作用作用: 累計輸入的脈沖個數。累計輸入的脈沖個數。也可用于分頻、定時、產生節拍也可用于分頻、定時、產生節拍脈沖等。脈沖等?；窘Y構基本結構

2、: 由觸發器和門電路組合而成。由觸發器和門電路組合而成。分類分類: 按數值增減趨勢（遞增按數值增減趨勢（遞增/減減/可逆可逆）,計數進制（計數進制（二進制計二進制計數器數器/M/M進制計數器）進制計數器），時鐘脈沖輸入方式時鐘脈沖輸入方式 (同同/異步異步)等分等分類。類。基本要求：基本要求： 掌握各類計數器分析方法及集成計數器的應用。掌握各類計數器分析方法及集成計數器的應用。 計數器計數器 CPi+1與與Qi相連，相連，Qi+1在在Qi下降沿翻轉。下降沿翻轉。四、觸發器的應用四、觸發器的應用 D與與Q連接，因連接，因此此Q在在CP上升沿翻上升沿翻轉。轉。 由由D觸發器構成觸發器構成的四位二進

3、制計數的四位二進制計數器器 一一 . 二進制計數器二進制計數器1.異步二進制計數器異步二進制計數器加法計數規律加法計數規律 計數之前輸出全為計數之前輸出全為0； 最低位觸發器在每來一個最低位觸發器在每來一個CP翻轉一翻轉一次；次； 低位觸發器由低位觸發器由10時時,相鄰高位觸發相鄰高位觸發器狀態發生變化。器狀態發生變化。 總的律總的律:當本位觸發器的輸出狀態下當本位觸發器的輸出狀態下跳時跳時(1 0),相鄰位觸發器發生翻轉。相鄰位觸發器發生翻轉。CPQ2n Q1n Q0n000010012010301141005101611071118000邏輯電路邏輯電路狀 態 圖狀 態 圖注意注意: :考

4、慮各觸發器的傳輸延遲時間時，如圖中虛線波形，對考慮各觸發器的傳輸延遲時間時，如圖中虛線波形，對n位的二進制異步計數器來說，當位的二進制異步計數器來說，當n個觸發器都翻轉穩定需要個觸發器都翻轉穩定需要經歷的最長時間是經歷的最長時間是ntpd，因此計數脈沖的最小周期，因此計數脈沖的最小周期T=ntpd。 000000 001001 010010 011011 100 101 110 111100 101 110 111二 分 頻二 分 頻四 分 頻四 分 頻八 分 頻八 分 頻波形波形圖圖2同步二進制計數器同步二進制計數器 同步計數器的特點是，當時鐘脈沖到來時，各觸發器同同步計數器的特點是，當時鐘

5、脈沖到來時，各觸發器同時翻轉。時翻轉。 加法計數器的加法計數器的另一規律：另一規律：最低位最低位Q0每來一個鐘脈沖翻轉每來一個鐘脈沖翻轉一次，而其它位在所有低位為一次，而其它位在所有低位為1時，再來一個時鐘脈沖翻時，再來一個時鐘脈沖翻轉一次。由此可推出由轉一次。由此可推出由JKJK觸發器組成計數器電路的驅動觸發器組成計數器電路的驅動方程：方程： J0=K0=1 J1= K1= Q0n J2= K2= Q0nQ1n 邏輯電路邏輯電路 考慮觸發器的傳輸延遲時間考慮觸發器的傳輸延遲時間tpd，如圖中虛線波形如圖中虛線波形。由波形。由波形圖可知，在同步計數器中，所有觸發器的翻轉都比計數脈圖可知，在同步

6、計數器中，所有觸發器的翻轉都比計數脈沖沖CP的作用時間滯后一個的作用時間滯后一個tpd，因此其工作速度一般要比異，因此其工作速度一般要比異步計數器高。步計數器高。 若構成若構成3位二進制同步減法計數器，位二進制同步減法計數器，驅動方程如何？驅動方程如何？ J0=K0=1 J1= K1= Q0n J2= K2= Q0nQ1n 波 形 圖波 形 圖tpd3. 任意進制計數器任意進制計數器 由計數器的工作原理可知，其狀態圖都存在主循環回路，由計數器的工作原理可知，其狀態圖都存在主循環回路，內內含的狀態個數稱為模含的狀態個數稱為模。如果循環回路中有。如果循環回路中有M個狀態，這樣的時個狀態，這樣的時序

7、電路稱為模序電路稱為模M計數器，或稱為計數器，或稱為M進制計數器。例如上面討論進制計數器。例如上面討論的三位二進制計數器，有的三位二進制計數器，有8個狀態循環，因而又可稱為模個狀態循環，因而又可稱為模8計數計數器，或器，或8進制計數器。進制計數器。對于對于n位的二進制計數器，需要位的二進制計數器，需要n個觸發器組成，共有個觸發器組成，共有2n=M 個個計數狀態。計數狀態。對于非二進制計數器來說，當有效狀態數對于非二進制計數器來說，當有效狀態數N和所用觸發器的位和所用觸發器的位數數n之間存在之間存在N16，且且256=1616，所以要用兩片，所以要用兩片74161組成。組成。 計數器輸出計數器輸

8、出 2QD2QC2QB2QA1QD1QC1QB1QA例例4：分析圖示電路，指出是幾進制計數器。：分析圖示電路，指出是幾進制計數器。 解：解：1 1）兩個芯片都有置數功能，當芯片）兩個芯片都有置數功能，當芯片(2)(2)產生進位信號時，產生進位信號時，芯片芯片(1)(1)置數為置數為00100010，芯片，芯片(2)(2)置數為置數為0101 0101 ( (共共1個個CP) ) 。2）接著，）接著，芯片芯片(1)(1)從從00110011計數至計數至1111 1111 ( (共共13個個CP) ) ，并通過，并通過進位輸出進位輸出RCORCO向芯片向芯片(2)(2)發出發出1 1次計數信號。次

9、計數信號。3 3）此后此后芯片芯片(1)(1)從從00000000計數至計數至1111 1111 ( (共共16個個CP) ) ，每當芯片，每當芯片(1)(1)計數至計數至11111111時，向芯片時，向芯片(2)(2)發出發出1 1次計數信號。次計數信號。4 4）芯片）芯片(2)(2)接受芯片接受芯片(1)(1)的計數信號，從的計數信號，從01100110計數至計數至1111 1111 ( (共共10個個CP) ) ，當芯片，當芯片(2)(2)產生進位信號時，電路重復產生進位信號時，電路重復1-41-4過程。過程。電路為電路為174進進制計數器制計數器2. 74LS90計數器：二計數器：二五

10、五十進制計數器十進制計數器功能表功能表 時鐘時鐘清零輸入清零輸入置置9輸入輸入輸出輸出CPACPBR0(1)R0(2)S9(1)S9(2)QDQBQCQA1100000110000001110010111001CP0CP0CPQ0有有0有有0二進制計數，二進制計數，Q QA A輸出輸出五進制計數，五進制計數，Q QD DQ QC CQ QB B輸出輸出十進制計數，十進制計數，Q QD DQ QC CQ QB BQ QA A輸出輸出工作方式：工作方式： (1) 異步清零異步清零 只要只要R0(1)= R0(2)=1，S9(1)S9(2)=0，輸出，輸出QDQCQBQA =0000，不，不受受CP

11、控制?？刂?。(2) 異步置異步置9 只要只要S9(1)= S9(2) =1，R0(1)R0(2)=0，輸出，輸出QDQCQBQA =1001，不受不受CP控制?？刂?。(3) 計數計數 在在S9(1)S9(2)=0和和R0(1)R0(2)=0同時滿足的前提下，在同時滿足的前提下，在CP負跳負跳沿作用下實現加計數。沿作用下實現加計數。 若在若在CPA端輸入端輸入CP，則輸出，則輸出QA實現二進制計數；實現二進制計數； 若在若在CPB端輸入端輸入CP，則輸出，則輸出QDQCQB實現異步五進制計數；實現異步五進制計數； 若在若在CPA端輸入計數脈沖端輸入計數脈沖CP，同時將，同時將CPB端與端與QA相

12、接，則相接，則輸出輸出QDQCQBQA實現異步實現異步8421碼十進制計數。碼十進制計數。(4) 利用清零和置利用清零和置9功能可以構成其他進制的計數器功能可以構成其他進制的計數器例例4 用用74LS90組成六進制計數器。組成六進制計數器。 解：由于題意要求解：由于題意要求是六進制計數器，是六進制計數器，因而先將因而先將74LS90連連接成十計數器，再接成十計數器，再利用異步清零功能利用異步清零功能去掉去掉4個計數狀態，個計數狀態，即可實現六進制計即可實現六進制計數。數。10001000Q3Q2Q1Q00001000100100010011101110000000001010101011001

13、10例例5 用用74LS90組成六十進制計數器。組成六十進制計數器。 解：由于解：由于74LS90最大的最大的M=10，而實際要求，而實際要求N=60M，所，所以要用以要用2片片74LS90。一片接成十進制（個位），輸出為。一片接成十進制（個位），輸出為QDQCQBQA，另一片接成六進制（十位），輸出為，另一片接成六進制（十位），輸出為QCQBQA。數字電子秒表計數、譯碼及顯示電路數字電子秒表計數、譯碼及顯示電路 74LS9074LS90744874486.5 寄存器寄存器 寄存器是另一類特殊的時序電路，廣泛地應用于數字計寄存器是另一類特殊的時序電路，廣泛地應用于數字計算機和數字系統中。算機和

14、數字系統中。 作用作用: 暫存信息和移位操作暫存信息和移位操作 ?；窘Y構基本結構: 由觸發器和門電路組合而成，由觸發器和門電路組合而成，n位二進制代碼的寄存器位二進制代碼的寄存器就需要用就需要用n個觸發器組成。個觸發器組成。 數據傳輸方式數據傳輸方式: 并行輸入、串行輸入、并行輸出、串行輸出。并行輸入、串行輸入、并行輸出、串行輸出。寄存器初始狀態：寄存器初始狀態： 數據輸入前一般使每位觸發器置數據輸入前一般使每位觸發器置“0”，即清，即清0,使寄存器使寄存器清清0的脈沖叫做清的脈沖叫做清0脈沖。脈沖。一一. 74LS175數據寄存器數據寄存器RD是異步清零控制端。是異步清零控制端。1D4D是

15、數是數據輸入端，在據輸入端，在CP正跳沿作用下，正跳沿作用下，1D4D端的數據被并行地存入寄存器。端的數據被并行地存入寄存器。輸出數據從輸出數據從lQ4Q并行地取出。并行地取出。 數據數據寄存器的功能是存儲數據。寄存器的功能是存儲數據。邏輯圖邏輯圖 清零清零 時鐘時鐘數據輸入數據輸入數據輸出數據輸出R RD DCPCP1D1D 2D2D 3D3D 4D4D 1Q1Q 2Q2Q 3Q3Q 4Q4Q0 0 0 00 00 00 01 1A AB BC CD DA AB BC CD D1 11 1 保持保持1 10 0 功能表功能表 邏輯圖邏輯圖串行輸出二二. 4位移位寄存器位移位寄存器在時鐘脈沖作

16、用下，內部各觸發在時鐘脈沖作用下，內部各觸發器的信息同步地向右器的信息同步地向右( (或向左）移或向左）移動。動。n n位輸入數據在位輸入數據在n n個時鐘脈沖個時鐘脈沖作用下，串行地移入作用下，串行地移入n n位寄存器中。位寄存器中。存入寄存器中的所有信息再伴隨存入寄存器中的所有信息再伴隨著著n n個時鐘脈沖的作用，從最右邊個時鐘脈沖的作用，從最右邊( (或最左邊或最左邊) )的觸發器開始，串行的觸發器開始，串行地全部移出。因而移位寄存器又地全部移出。因而移位寄存器又稱為串行寄存器。稱為串行寄存器。 狀態表狀態表 時鐘數據輸出端CPQ0 Q1 Q2 Q3000001D3 0 0 02D2 D

17、3 0 03D1 D2 D3 04D0 D1 D2 D3 0D0D1D2D3 0 0 0 01 D0D1D2 D3 0 0 0 2 D0D1 D2 D3 0 03 D0 D1 D2 D3 040000 D0 D1 D2 D35000 0 D0 D1 D2D3600 0 0 D0 D1D2D370 0 0 0 D0 D1D2D38 0 0 0 0小結小結 1時序電路由組合電路及存儲電路兩大部分組成。其特點是時序電路由組合電路及存儲電路兩大部分組成。其特點是存儲電路能將電路的狀態記憶下來，并和當前的輸入信號一存儲電路能將電路的狀態記憶下來，并和當前的輸入信號一起決定電路的輸出信號。起決定電路的輸出

18、信號。 2時序電路可分為同步時序電路和異步時序電路兩種工作時序電路可分為同步時序電路和異步時序電路兩種工作方式。方式。 3描述時序電路描述時序電路 邏輯功能的方法有邏輯方程組邏輯功能的方法有邏輯方程組(含驅動方程、含驅動方程、狀態方程和輸出方程狀態方程和輸出方程)、狀態表、狀態圖和波形圖（時序圖），、狀態表、狀態圖和波形圖（時序圖），邏輯方程組是具體時序電路的直接描述，狀態表和狀態圖能邏輯方程組是具體時序電路的直接描述，狀態表和狀態圖能給出時序電路的全部工作過程，時序圖能更直觀地顯示電路給出時序電路的全部工作過程，時序圖能更直觀地顯示電路的工作過程。的工作過程。 4時序電路的分析步驟是由給定的時序電路，寫出邏輯方程時序電路的分析步驟是由給定的時序電路，寫出邏輯方程組，列出狀態表，畫出狀態圖或時序圖，最