1、6.5 若干典型的時(shí)序邏輯集成電路若干典型的時(shí)序邏輯集成電路6.5.1 寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器6.5.2 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器u 計(jì)數(shù)器的分類計(jì)數(shù)器的分類 按脈沖輸入方式，分為同步和異步計(jì)數(shù)器；按脈沖輸入方式，分為同步和異步計(jì)數(shù)器； 按進(jìn)位體制，分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按進(jìn)位體制，分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器； 按邏輯功能，分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器。按邏輯功能，分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器。u 計(jì)數(shù)器的邏輯功能計(jì)數(shù)器的邏輯功能 計(jì)數(shù)器的基本功能是對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。它也計(jì)數(shù)器的基本功能是對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。它也可用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列及進(jìn)行數(shù)字可

2、用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等等。運(yùn)算等等。6.5.2 計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 - counter同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器一、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器一、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1、 4位二進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器 ff01d c1 ce q0

3、cp = ff11d c1 q1 = ff21d c1 q2 = ff31d c1 q3 = & & & q0q1q2q31 1 計(jì)數(shù)器狀態(tài)數(shù)：計(jì)數(shù)器狀態(tài)數(shù)：m=2n，n 狀態(tài)編碼位數(shù)狀態(tài)編碼位數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)使能使能輸出狀態(tài)輸出狀態(tài) ff01d c1 ce q0 cp = ff11d c1 q1 = ff21d c1 q2 = ff31d c1 q3 = & & & q0q1q2q31 1 （1）工作原理）工作原理t0=ce t1=q0ce t2=q1q0ce t3=q2q1q0ce4個(gè)個(gè)d觸發(fā)器和外圍同或門構(gòu)成了觸發(fā)器和外圍同或門構(gòu)

4、成了4個(gè)個(gè)t觸發(fā)器觸發(fā)器t觸發(fā)器特點(diǎn)：觸發(fā)器特點(diǎn)：t=0，狀態(tài)保持；，狀態(tài)保持；t=1，狀態(tài)計(jì)數(shù)；，狀態(tài)計(jì)數(shù)；u 做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表由由t觸發(fā)器的功能知：觸發(fā)器的功能知：ff0：每來(lái)一個(gè)：每來(lái)一個(gè)cp ，q0向相反的狀向相反的狀 態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。ff1：當(dāng)：當(dāng)q0 = 1時(shí)，來(lái)一個(gè)時(shí)，來(lái)一個(gè)cp ， q1 向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。ff2：當(dāng)：當(dāng)q0q1 = 1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè)cp ， q2 向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。ff3：當(dāng)：當(dāng)q0q1q2=1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè)cp ， q3 向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。t0=

5、 ce t1=q0ce t2= q1q0ce t3=q2q1q0cece=0，保持不變；保持不變； ce=1，計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)q0n+1 = q0nq1n+1 = q1nq2n+1 = q2nq3n+1 = q3n4位位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表4 4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)化狀態(tài)表位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)化狀態(tài)表該表列出該表列出了在計(jì)數(shù)了在計(jì)數(shù)脈沖作用脈沖作用下電路狀下電路狀態(tài)的轉(zhuǎn)換態(tài)的轉(zhuǎn)換順序。若順序。若以某行作以某行作為現(xiàn)態(tài)，為現(xiàn)態(tài)，下一行則下一行則為次態(tài)。為次態(tài)。snsn+1u 做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 共有共有16個(gè)狀態(tài)，每來(lái)個(gè)狀態(tài)，每來(lái)1個(gè)個(gè)c

6、p脈沖，狀態(tài)會(huì)改變一次脈沖，狀態(tài)會(huì)改變一次( 二進(jìn)制二進(jìn)制編碼加編碼加 1)，來(lái)，來(lái)16個(gè)個(gè)cp脈沖，狀態(tài)回到初態(tài)。由此不斷循環(huán)脈沖，狀態(tài)回到初態(tài)。由此不斷循環(huán) .同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，共有同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，共有16個(gè)狀態(tài)，或稱為個(gè)狀態(tài)，或稱為16進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器 - 模模16計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（m=16）。）。（2） 邏輯功能分析邏輯功能分析0000000100100111111100110100010111011100101110101001100001101110第第16個(gè)個(gè)cp脈沖到來(lái)，狀態(tài)回到初態(tài)脈沖到來(lái)，狀態(tài)回到初態(tài)u 4位二進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器時(shí)序圖位二進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器時(shí)

7、序圖q0 q1 q2 q3 cpcpqff210 cpqff411 cpqff812 結(jié)論結(jié)論: : 計(jì)數(shù)器的功能：不僅可以計(jì)數(shù)也可作為分頻器計(jì)數(shù)器的功能：不僅可以計(jì)數(shù)也可作為分頻器。cpqff1613 考慮每個(gè)觸發(fā)器傳輸延時(shí)后的考慮每個(gè)觸發(fā)器傳輸延時(shí)后的4位二進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器時(shí)序圖位二進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器時(shí)序圖q0 q1 q2 q3 1tpd cpq1 q0 q2 q3 同步加計(jì)數(shù)器由于內(nèi)部各觸發(fā)器在同步加計(jì)數(shù)器由于內(nèi)部各觸發(fā)器在 cp 作用下同時(shí)動(dòng)作，都作用下同時(shí)動(dòng)作，都比比 cp 的作用時(shí)間滯后的作用時(shí)間滯后1個(gè)個(gè)tpd，故輸出狀態(tài)沒(méi)有不確定狀態(tài)，故輸出狀態(tài)沒(méi)有不確定狀態(tài)，比異步計(jì)數(shù)器穩(wěn)定。

8、比異步計(jì)數(shù)器穩(wěn)定。2、典型集成四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、典型集成四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器常用集成四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有：常用集成四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有：u 四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器74ls161；u 四位二進(jìn)制同步加四位二進(jìn)制同步加/減法可逆計(jì)數(shù)器減法可逆計(jì)數(shù)器74ls191；u 四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器74lvc161；1）ttl四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2）cmos四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 下面以四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器下面以四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器74lvc161為例介紹為例介紹集成計(jì)數(shù)器的功能和使用方法。集成計(jì)數(shù)器的功能和使用方法。u 四位二進(jìn)制異

9、步加法計(jì)數(shù)器四位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器74hc/hct393； d0 & 1 & 1 & 1 ff0 1d c1 r q q = & & & 1 ff1 1d c1 r q q = & & & 1 ff2 1d c1 r q q = & & & 1 ff3 1d c1 r q q = = 1 1 q0 1 q1 1 q2 1 q3 1 tc d1 1 d2 1 d3 1 & 1 1 1 1 1 cet cep pe cp cr （1）典型集成計(jì)數(shù)器）典型集成計(jì)數(shù)器74lvc161計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈

10、沖預(yù)置數(shù)輸入預(yù)置數(shù)輸入預(yù)置預(yù)置控制控制清零清零控制控制計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)器輸出進(jìn)位進(jìn)位輸出輸出計(jì)數(shù)使能計(jì)數(shù)使能 d0 & 1 & 1 & 1 ff0 1d c1 r q q = & & & 1 ff1 1d c1 r q q = & & & 1 ff2 1d c1 r q q = & & & 1 ff3 1d c1 r q q = = 1 1 q0 1 q1 1 q2 1 q3 1 tc d1 1 d2 1 d3 1 & 1 1 1 1 1 cet cep pe cp cr 4123567151

11、6cpd0d1d2gndq3q2q1vcc74lvc161891011121413cr3dpecepcetq0 tc74lvc161 tcd2d0d3d1q2q3q0q1cetceppecpcr 異步清零異步清零 ；（2）74lvc161功能功能 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) ； 同步并行預(yù)置數(shù)同步并行預(yù)置數(shù) ；tc為進(jìn)位輸出端。為進(jìn)位輸出端。 保持。保持。01111cr清零清零0111pe預(yù)置預(yù)置 0 01 1cep cet計(jì)數(shù)使能計(jì)數(shù)使能cp時(shí)鐘時(shí)鐘 d3 d2 d1 d0 d3 d2 d1 d0預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入0 0 0 0d3 d2 d1 d0保保 持持保保 持持計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)q3 q2 q1 q0輸

12、出輸出74161的功能表的功能表進(jìn)位進(jìn)位tc 0 0tc=cetq3q2q1q0(3) (3) 74lvc161時(shí)序圖時(shí)序圖qcpq0q21q3pecrdd0d21d3cepcettc121314150120清零清零異步異步同步同步置數(shù)置數(shù)加法計(jì)加法計(jì)數(shù)數(shù)保持保持tc=cetq3q2q1q0u cr 具有具有 最高優(yōu)先權(quán)最高優(yōu)先權(quán).u pe 具有具有 次高優(yōu)先權(quán)次高優(yōu)先權(quán).u pe = cr = cet=cep =1,加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)74lvc161 tcd2d0d3d1q2q3q0q1cetceppecpcr 74lvc161 tcd2d0d3d1q2q3q0q1cetceppecpcr 0

13、（4）74161的異步清零和同步置數(shù)的異步清零和同步置數(shù)功能功能u 異步清異步清u 同步置數(shù)同步置數(shù)0 0 0000 0 0110 0 01074lvc161 tcd2d0d3d1q2q3q0q1cetceppecpcr （5）74161的計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)功能功能00000001001001111000111011111111計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)rco = 1計(jì)數(shù)器初態(tài)設(shè)為計(jì)數(shù)器初態(tài)設(shè)為0000u當(dāng)當(dāng) m = 2n 時(shí)，時(shí)，n 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器. 二二. 非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器u 當(dāng)當(dāng)m2n 時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 計(jì)數(shù)器狀態(tài)數(shù)：計(jì)數(shù)器狀態(tài)數(shù)：m，n 狀態(tài)編碼位數(shù)狀態(tài)編碼

14、位數(shù)如：如：3進(jìn)制計(jì)數(shù)器、進(jìn)制計(jì)數(shù)器、5進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。常用集成非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有：常用集成非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有：十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器74ls160；u 十進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器十進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74ls190；u 二二-五五-十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器74ls90 、ls290。 下面以下面以 8421 碼碼十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器74ls160為例為例介紹非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能、特點(diǎn)及使用介紹非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能、特點(diǎn)及使用.1）tt

15、l2）cmosu 二二-十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器74hc/hct390。 1) 異步清零異步清零 ；u74ls160功能功能3) 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) ；2) 同步并行預(yù)置數(shù)同步并行預(yù)置數(shù) ；5) rco為進(jìn)位輸出端。計(jì)數(shù)到為進(jìn)位輸出端。計(jì)數(shù)到1001時(shí)，時(shí)，rco =14) 保持。保持。74160rcocadbqcqdqaqbetepldcprd 01111rd清零清零0111ld預(yù)置預(yù)置 0 01 1ep et計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 使能使能cp時(shí)鐘時(shí)鐘 d3 d2 d1 d0 d3 d2 d1 d0預(yù)置數(shù)據(jù)輸入預(yù)置數(shù)據(jù)輸入0 0 0 0d3 d2 d1 d0保保 持持保保 持持10進(jìn)制計(jì)數(shù)進(jìn)制計(jì)數(shù)

16、q3 q2 q1 q0輸出輸出工作模式工作模式異步清零異步清零同步置數(shù)同步置數(shù)數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持加法計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)74160的功能表的功能表三、三、 利用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器1) 構(gòu)成構(gòu)成 n m 的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器例：用例：用74161構(gòu)成九進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成九進(jìn)制計(jì)數(shù)器分析：分析：九進(jìn)制計(jì)數(shù)器有九進(jìn)制計(jì)數(shù)器有 9 9 個(gè)狀態(tài)，而個(gè)狀態(tài)，而 74161 有有 16 個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)，故用計(jì)數(shù)狀態(tài)，故用 74161 構(gòu)成構(gòu)成 9 9 進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，必須跳進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，必須跳過(guò)（過(guò)（16-9）7 7狀態(tài)。狀態(tài)。以跳過(guò)以跳過(guò) 1

17、0011111這七個(gè)狀態(tài)為例。這七個(gè)狀態(tài)為例。方法：方法： （1）反饋清零法）反饋清零法 （2）反饋反饋置數(shù)置數(shù)法法集成計(jì)數(shù)器為集成計(jì)數(shù)器為m進(jìn)制，欲構(gòu)成的計(jì)數(shù)器為進(jìn)制，欲構(gòu)成的計(jì)數(shù)器為n進(jìn)制進(jìn)制- 用用1片計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)片計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)74lvc161 tcd2d0d3d1q2q3q0q1cetceppecpcr （1 1）反饋清零法）反饋清零法將最后狀態(tài)后一狀態(tài)：將最后狀態(tài)后一狀態(tài)：q3q2q1q0 = 1001 中取值為中取值為1的輸出的輸出q3q0經(jīng)與非門譯碼送到經(jīng)與非門譯碼送到 cr端，端，- 利用利用74161的的 cr 異步清零端實(shí)現(xiàn)異步清零端實(shí)現(xiàn)110111& cr = q3q

18、0 當(dāng)計(jì)數(shù)到當(dāng)計(jì)數(shù)到1001時(shí)計(jì)數(shù)器立即清時(shí)計(jì)數(shù)器立即清0 。輸出變?yōu)檩敵鲎優(yōu)?000。之后。之后cr=1，又從，又從0000計(jì)計(jì)數(shù)。故數(shù)。故 1001 一閃即消失，不是穩(wěn)定狀態(tài)一閃即消失，不是穩(wěn)定狀態(tài).0000000101010010011001110011010010001001q3q2q1q0 當(dāng)計(jì)數(shù)到當(dāng)計(jì)數(shù)到1000時(shí)時(shí)pe=0,下一個(gè)下一個(gè)cp到來(lái)時(shí)將輸入數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)將輸入數(shù)據(jù)0000置入計(jì)置入計(jì)數(shù)器數(shù)器,輸出變?yōu)檩敵鲎優(yōu)?000。之后。之后pe =1，又從，又從0000計(jì)計(jì)數(shù)。數(shù)。74lvc161 tcd2d0d3d1q2q3q0q1cetceppecpcr 101111（1 1）反

19、饋置數(shù)法）反饋置數(shù)法- 利用利用74161的的 pe 同步置數(shù)端實(shí)現(xiàn)同步置數(shù)端實(shí)現(xiàn)0 000把最后一個(gè)狀態(tài)把最后一個(gè)狀態(tài)q3q2q1q0 = 1000 中中 取值為取值為1的輸出的輸出q3經(jīng)非門譯碼送到經(jīng)非門譯碼送到pe，000000010101001001100111001101001000q3q2q1q0 pe = q3輸入數(shù)據(jù)置為第一個(gè)狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)置為第一個(gè)狀態(tài)0000。例：用集成計(jì)數(shù)器例：用集成計(jì)數(shù)器74160和與非門組成的和與非門組成的7進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器,狀態(tài)為狀態(tài)為 0011-1001。u輸入數(shù)據(jù)置為第一個(gè)狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)置為第一個(gè)狀態(tài)0011。u把最后一個(gè)狀態(tài)把最后一個(gè)狀態(tài) q3

20、q2q1q0 = 1001 中取值為中取值為1的輸出的輸出q3q0經(jīng)與非門譯經(jīng)與非門譯 碼后送到碼后送到ldqdretep74160drco33qd211ql010qdcpdd1計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖20011&要求采用反饋置數(shù)法要求采用反饋置數(shù)法 ld = q3q00011010001011000011001111001q3q2q1q02) 構(gòu)成構(gòu)成n m的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器用兩片用兩片4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74161采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成的成的8位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，模為位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，模為=1616=256。例：用例：用74161構(gòu)

21、成構(gòu)成256進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器- 用多片計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)用多片計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)111111q0 q1 q2 q3q4 q5 q6 q7狀態(tài)狀態(tài)q7q6q5q4q3q2q1q0: 00000000 - 11111111256 = 28 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器有進(jìn)制計(jì)數(shù)器有24個(gè)狀態(tài)。而個(gè)狀態(tài)。而74161有有16個(gè)狀態(tài)。故需要個(gè)狀態(tài)。故需要用兩片用兩片74161 來(lái)構(gòu)成來(lái)構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。其進(jìn)制計(jì)數(shù)器。其中（中（2）片輸出）片輸出 q23q22q21q20 作為作為高高4位，（位，（1）片輸）片輸出出q13q12q11q10作為作為低低4位。位。 24 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)表進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)表q23 q22 q2

22、1 q20 q13 q12 q11 q100 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1例：用例：用74161構(gòu)成構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器按自然二進(jìn)制規(guī)則進(jìn)按自然二進(jìn)制規(guī)則進(jìn)位位q7 q 6 q5 q4 q3 q2 q1 q0對(duì)最后狀態(tài)后一狀態(tài)對(duì)最后狀態(tài)后一狀態(tài) ： 00011000 經(jīng)與非門譯碼去產(chǎn)生經(jīng)與非門譯碼去產(chǎn)生反饋清零信號(hào)反饋清零信號(hào).1111解：解： 先用兩片先用兩片74161構(gòu)成構(gòu)成256進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（1）利用異步反饋清零法）利用異步反饋清零法 令令cr =

23、q20q13， 即可實(shí)現(xiàn)所求。即可實(shí)現(xiàn)所求。xxxxxxxx&對(duì)最后狀態(tài)：對(duì)最后狀態(tài)： 00010111 經(jīng)與非門譯碼去產(chǎn)生反饋置數(shù)經(jīng)與非門譯碼去產(chǎn)生反饋置數(shù)信號(hào)信號(hào).（2）利用同步反饋置數(shù)法）利用同步反饋置數(shù)法令令pe = q20q12q11q10， 即可實(shí)現(xiàn)所求。即可實(shí)現(xiàn)所求。110000000011&輸入數(shù)據(jù)置為第一個(gè)狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)置為第一個(gè)狀態(tài)00000000;例：用例：用74160構(gòu)成構(gòu)成8421碼碼60進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器 8421bcd碼碼60進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)表進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)表q23q22q21q20 q13q12q11q100 0 0 0 0 0 0 00 0 0

24、0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 1 00 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1各位各位十位十位0 0 0 1 0 0 0 0000109100 0 0 1 0 0 0 1115910進(jìn)進(jìn)制數(shù)制數(shù)028421碼碼60進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為為60個(gè)個(gè),分別是分別是十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)00 59的的8421bcd碼碼,狀狀態(tài)表如表所示態(tài)表如表所示.分析分析:用兩片用兩片74160采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成采用同步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成1010 =100進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器.3q2qetcp0d1d2d3drco1q0q74160(1)eprddld13dd3dcpq q00r

25、co74160(2)l21etqdqr2dep1計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖11&（1）異步清零法）異步清零法最后狀態(tài)后一狀態(tài)：最后狀態(tài)后一狀態(tài)：60 =（01100000）8421碼碼對(duì)最后狀態(tài)后一狀態(tài)對(duì)最后狀態(tài)后一狀態(tài) ： 01100000 經(jīng)與非門譯碼去產(chǎn)生經(jīng)與非門譯碼去產(chǎn)生反饋清零信號(hào)反饋清零信號(hào). 令令rd = q22q21， 即可實(shí)現(xiàn)所求。即可實(shí)現(xiàn)所求。解解1：采用同步級(jí)聯(lián)方式利用整體反饋法實(shí)現(xiàn)：采用同步級(jí)聯(lián)方式利用整體反饋法實(shí)現(xiàn)對(duì)最后狀態(tài)：對(duì)最后狀態(tài)： 01011001 經(jīng)與非門譯碼去產(chǎn)生反饋置數(shù)信經(jīng)與非門譯碼去產(chǎn)生反饋置數(shù)信號(hào)號(hào).（2）同步置數(shù)法）同步置數(shù)法3q2qetcp0d1d

26、2d3drco1q0q74160(1)eprddld13dd3dcpq q00rco74160(2)l21etqdqr2dep1計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖11&0 0 0 00 0 0 0令令ld = q22q20q13q10， 即可實(shí)現(xiàn)所求。即可實(shí)現(xiàn)所求。輸入數(shù)據(jù)置為第一個(gè)狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)置為第一個(gè)狀態(tài)00000000;解解2：采用異步級(jí)聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)：采用異步級(jí)聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)用兩片用兩片74160采用異步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成采用異步級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成610 =60進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器.3q2qetcp0d1d2d3drco1q0q74160(1)eprddld13dd3dcpq q00rco74160(2)l21et

27、qdqr2dep1計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖11(1) 把把74160(1)構(gòu)成構(gòu)成10進(jìn)制進(jìn)制(0000-1001)(2) 把把74160(2)構(gòu)成構(gòu)成6進(jìn)制進(jìn)制(0000-0101)本例采用同步置數(shù)法本例采用同步置數(shù)法1&00001x x x x一、寄存器一、寄存器6.5.1 寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器u 寄存器寄存器: 是數(shù)字系統(tǒng)中用來(lái)存儲(chǔ)代碼或數(shù)據(jù)的邏輯部件。是數(shù)字系統(tǒng)中用來(lái)存儲(chǔ)代碼或數(shù)據(jù)的邏輯部件。 它的主要組成部分是觸發(fā)器。它的主要組成部分是觸發(fā)器。 一個(gè)觸發(fā)器能存儲(chǔ)一個(gè)觸發(fā)器能存儲(chǔ)1位二進(jìn)制代碼，存儲(chǔ)位二進(jìn)制代碼，存儲(chǔ) n 位二進(jìn)制位二進(jìn)制代碼的寄存器需要用代碼的寄存器需

28、要用 n 個(gè)觸發(fā)器組成。寄存器實(shí)際上是個(gè)觸發(fā)器組成。寄存器實(shí)際上是若干觸發(fā)器的集合。若干觸發(fā)器的集合。register 1 1 d c 1 c p 1 o e 1 e q0 1 1 d c 1 e q1 1 1 d c 1 e q7 d0 d1 d7 1、8位位cmos寄存器寄存器74hc374- - 脈沖邊沿敏感的寄存器脈沖邊沿敏感的寄存器8 8路數(shù)據(jù)并路數(shù)據(jù)并行輸入端行輸入端cpcp脈沖端脈沖端輸出使輸出使能端能端8 8路數(shù)據(jù)并路數(shù)據(jù)并行輸出端行輸出端 1 1d c 1 c p 1 o e 1 e q0 1 1d c 1 e q1 1 1d c 1 e q7 d0 d1 d7 （1）8位位

29、cmos寄存器寄存器74hc/hct374 的工作原理的工作原理111111011174hc/hct374（2）8位位cmos寄存器寄存器74hc374功能表功能表高阻高阻hhh高阻高阻llh 存入數(shù)據(jù)禁止輸出存入數(shù)據(jù)禁止輸出hhl對(duì)應(yīng)內(nèi)部觸對(duì)應(yīng)內(nèi)部觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)器的狀態(tài)lll存入和讀出數(shù)據(jù)存入和讀出數(shù)據(jù)q0q7dncp輸出輸出內(nèi)部觸發(fā)器內(nèi)部觸發(fā)器輸輸 入入工作模式工作模式oe1nnq實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)8路數(shù)據(jù)并行存入，并行讀出；路數(shù)據(jù)并行存入，并行讀出；u 存入和讀出數(shù)據(jù)：存入和讀出數(shù)據(jù)：u 存入數(shù)據(jù)禁止輸出：存入數(shù)據(jù)禁止輸出： 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)8路數(shù)據(jù)并行存入，但不能讀出，路數(shù)據(jù)并行存入，但不能讀出，輸出為

30、高阻態(tài)；輸出為高阻態(tài)；q0 q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 cpoe300 x4&蜂鳴器蜂鳴器cp1khz甲甲乙乙丙丙丁丁74hc/hct374參賽人搶答按鍵參賽人搶答按鍵4.7k 4人搶答電路人搶答電路+5v11111主持人清主持人清0+5v1k 1110封鎖封鎖cp使使374不響不響應(yīng)其應(yīng)其他人他人搶答搶答要求要求&二、二、移位寄存器移位寄存器 移位寄存器是既能寄存數(shù)碼，又能在時(shí)鐘脈沖的移位寄存器是既能寄存數(shù)碼，又能在時(shí)鐘脈沖的作用下使數(shù)碼向高位或向低位移動(dòng)的邏輯功能部件。作用下使數(shù)碼向高位或向低位移動(dòng)的邏輯功能部件。

31、按移動(dòng)方式分按移動(dòng)方式分單向移位寄存器單向移位寄存器雙向移位寄存器雙向移位寄存器左移位寄存器左移位寄存器u 移位寄存器的邏輯功能分類移位寄存器的邏輯功能分類u 移位寄存器的邏輯功能移位寄存器的邏輯功能右移位寄存器右移位寄存器shift register1. 單向移位寄存器單向移位寄存器1）右移移位寄存器）右移移位寄存器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。dsi q0 q1 q2 q3 右移右移并行數(shù)據(jù)輸出端并行數(shù)據(jù)輸出端串行數(shù)據(jù)輸出端串行數(shù)據(jù)輸出端串行數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù)輸入端輸入端移位脈沖端移位脈沖端qc11d1dc1q1dc1q1dq

32、c1q0q1q2q3dsid0d1d20ff1ff2ff3ffd3rdrdrdrdcpcrdso串行輸入串行輸入串行輸出串行輸出并并 行行 輸輸 出出 每加入一個(gè)每加入一個(gè) cp 脈沖，寄存器中所存儲(chǔ)的數(shù)碼就依次脈沖，寄存器中所存儲(chǔ)的數(shù)碼就依次由低位向高位向右移一位。由低位向高位向右移一位。qc11d1dc1q1dc1q1dqc1q0q1q2q3dsid0d1d20ff1ff2ff3ffd3rdrdrdrdcpcrdsoqin+1 = di = qi-1n其中：其中：i = 0 - 3 111 0 0 01 1 0 012030 1 1 0141 0 1 1 設(shè)移位寄存設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為

33、器的初始狀態(tài)為0000，串行輸入，串行輸入數(shù)碼數(shù)碼 di=1101 ，從高位到低位依從高位到低位依次輸入。其狀態(tài)次輸入。其狀態(tài)表如下：表如下：狀狀 態(tài)態(tài) 表表1011qc11d1dc1q1dc1q1dqc1q0q1q2q3dsid0d1d20ff1ff2ff3ffd3rdrdrdrdcpcrdso在在4個(gè)個(gè)cp作用下，輸入作用下，輸入的的4位串行數(shù)碼位串行數(shù)碼1101全全部存入了寄存器中。這部存入了寄存器中。這種方式稱為串行輸入、種方式稱為串行輸入、并行輸出方式。并行輸出方式。111 0 0 01 1 0 012030 1 1 0141 0 1 1 狀狀 態(tài)態(tài) 表表56780 1 0 10 0

34、 1 00 0 0 10 0 0 0() 在在8個(gè)個(gè)cp作用下，輸作用下，輸入的入的4位串行數(shù)碼位串行數(shù)碼1101全部由全部由dso輸出。這種輸出。這種方式稱為串行輸入、方式稱為串行輸入、串行輸出方式。串行輸出方式。0000619273584cp時(shí)序圖：時(shí)序圖：1d1i01203q1qqq串行輸串行輸入、并入、并行輸出行輸出串行輸入、串行輸入、串行輸出串行輸出2 雙向移位寄存器雙向移位寄存器 將右移寄存器和左移寄存器組合起來(lái)，并引入一控將右移寄存器和左移寄存器組合起來(lái)，并引入一控制電路便構(gòu)成既可左移又可右移的雙向移位寄存器。制電路便構(gòu)成既可左移又可右移的雙向移位寄存器。q0 q1 q2 q3

35、di左移：左移：2）左向移位寄存器：）左向移位寄存器： 將右邊觸發(fā)器的輸出作為左鄰觸發(fā)器的輸入。將右邊觸發(fā)器的輸出作為左鄰觸發(fā)器的輸入。0q1qsdi3di2di1di02q3q74194scrcpslsr01dd41235671516di0di1di2 gndq3q2q1vcc74hc194891011121413crdi30sq0sr sls1cpd d74194具有串行或并行輸入、串具有串行或并行輸入、串行或并行輸出、右移、左移和行或并行輸出、右移、左移和異步清零等功能的集成移位寄異步清零等功能的集成移位寄存器。存器。3. 集成中規(guī)模雙向移位寄存器集成中規(guī)模雙向移位寄存器 74hc194di3 di2 di1 di0 ：并