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文檔簡介
1、課題第十四章組合和時序邏輯電路第一節集成門電路課型新課授課班級授課時數2教學目標1了解TTL門電路的有關使用知識。2了解CMOS門電路的有關使用知識。教學重點1TTL門電路的有關使用知識。2CMOS門電路的有關使用知識。教學難點TTL門電路和CMOS門電路的使用知識。學情分析教學效果教后記新課A、復習基本邏輯門電路的邏輯功能。B、新授課第一節集成門電路用來實現基本邏輯關系的電子電路稱為門電路。前一章介紹了與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門等。按構成門電路的形式不同,可分為分立元件的門電路和集成門電路兩類。集成門電路具有體積小、重量輕、工作可靠性高、抗干擾能力強及價格低等優點,目
2、前已得到廣泛使用。本章重點介紹TTL和CMOS集成邏輯門電路的型號及其使用常識,引腳識別及其安全操作的方法。一、TTL集成邏輯門電路1.TTL集成邏輯門電路TTL集成邏輯門電路是三極管三極管邏輯門電路的簡稱,是一種三極管集成電路。由于TTL集成電路生產工藝成熟、產品參數穩定、工作可靠、開關速度高,因此獲得了廣泛的應用。我國TTL系列產品型號較多,如T4000、T3000、T2000等。下面介紹幾種常用的TTL集成門。(1)集成與非門如圖所示為集成四-二輸入與非門T4000(74LS00)的外形及外引線排列圖,T4000(74LS00)是四2輸入與非門,即該集成電路內部有四個獨立的兩輸入與非門電
3、路。其邏輯表達式為。74LS00的外形圖及外引線排列圖在圖14-1中,A、B為輸入邏輯變量,Y是邏輯函數,UCC接電源正極,GND接電源負極(GND又稱公共端)。(2)集成與門如圖所示為集成三-三輸入與門74LS11的引腳排列圖,其邏輯表達式為。74LS11的的外形圖及外引線排列圖(3)集成非門如圖所示為集成六反相器(非門)74LS04的引腳排列圖,其邏輯表達式為。74LS04的的外形圖及外引線排列圖(4)或非門如圖所示為集成四-二輸入或非門74LS02的引腳排列圖,其邏輯表達式為。74LS02的的外形圖及外引線排列圖2其他類型TTL邏輯門在TTL電路中,還有其他功能的門電路,例如OC門、三態
4、門等。(1)OC門前面介紹的TTL與非門是不能將兩個或兩個以上門的輸出端并聯在一起。在實際工程中常常需要將兩個或兩個以上的與非門的輸出端并聯在一起,我們稱為線與。因為若一個門的輸出端是高電平而另一個門的輸出是低電平,則輸出端并聯以后必然有很大的負載電流同時流過這兩個門的輸出級。這個電流的數值將遠遠超過正常工作電流,可能使門電路損壞。將與非門的集電極開路,可以解決這個問題。我們把集電極開路的與非門稱為OC門。如圖所示,(a)圖為OC門的引腳排列圖,(b)圖為OC門的邏輯符號。 (a) 引腳排列圖 (b) 邏輯符號OC門的的外形圖及外引線排列圖幾個OC門的輸出端并聯在一起使用,稱為線與。OC門正常
5、工作,必須在輸出端接一個上拉電阻與電源相連。(2)三態輸出門(TS門)具有三種輸出狀態高電平、低電平、高電阻的門電路,稱為三態門電路。如圖所示為三態門的邏輯符號,是在普通門電路的基礎上,多了一個控制端或EN,稱為使能端。 (a) =0有效 (b) =1有效三態門的邏輯符號圖(a)中,低電平有效。即當=0時,其邏輯功能與普通與非門功能相同。而當=1時,輸出呈現高阻狀態,輸出端相當于斷路狀態。圖(b)中,EN高電平有效。即當EN=1時,其邏輯功能與普通與非門功能相同。而當=1時,輸出呈現高阻狀態,輸出端相當于斷路狀態。3TTL門電路使用注意事項(1)TTL集成電路引腳排列方法如下圖所示,(a)圖為
6、TTL集成門電路外形圖,(b)圖為引腳排列圖。TTL集成電路通常是雙列直插式,不同功能的集成電路,其引腳個數不同。引腳編號排列方法是:把凹槽標志置于左方,引腳向下,逆時針自下而上順序排列。 (a) 實物圖 (b) 引腳排列圖TTL集成電路的引腳識別(2)多余或暫時不用的輸入端的處理 暫時不用的與輸入端可通過1 k電阻接電源,或電源電壓小于等于5 V可直接接電源。 不使用的與輸入端可以懸空(懸空輸入端相當于接高電平1),不使用的或輸入端接地(接地相當于接低電平0)。實際使用中,懸空的輸入端容易接收各種干擾信號,導致工作不穩定,一般不提倡。 將不使用的輸入端并接在使用的輸入端上。這種處理方法影響前
7、級負載及增加輸入電容,影響電路的工作速度。 TTL電路輸入端不可串接大電阻,不使用的與非輸入端應剪短。(3)輸出端的處理 TTL一般門電路輸出端不允許線與連接,也不能和電源或地短接,否則將損壞器件。 OC門和三態門電路可以實現線與連接。(4)其他注意事項 安裝時要注意集成塊外引腳的排列順序,接插集成塊時用力適度,防止引腳折傷。 焊接時用25 W電烙鐵比較合適,焊接時間不宜過長。 調試使用時,要注意電源電壓的大小和極性,盡量穩定在+5 V,以免損壞集成塊。 引線要盡量短,若引線不能縮短時,要考慮加屏蔽措施。要注意防止外界電磁干擾的影響。二、CMOS集成邏輯門電路除了三極管集成電路以外,還有一種場
8、效應管組成的集成電路,這就是MOS電路。MOS集成電路按所使用的管子不同,分為PMOS電路、NMOS電路和CMOS電路,這里主要介紹應用最多的CMOS集成門電路。1CMOS集成邏輯門電路(1)CMOS與非門如圖所示為集成四-二輸入與非門CC4011的外形圖和外引腳排列圖。其邏輯表達式為。CC4011引腳排列圖(2)CMOS或非門如圖所示為集成四-二輸入或非門CC4001的外形圖和外引腳排列圖。其邏輯表達式為。CC4001引腳圖2CMOS數字集成電路的特點CMOS數字集成電路主要有如下特點。(1)靜態功耗低電源電壓=5 V時,中規模數字集成電路小于25 100 。(2)工作電源電壓范圍寬對電源電
9、壓基本不要求穩壓,CC4000系列的電源電壓為3 V15 V,HCMOS電路為2 V6 V。(3)邏輯擺幅大輸出的低電平接近為0 V,輸出的高電平接近于電源電壓。所以,輸出邏輯電平幅度的變化接近電源電壓。(4)噪聲容限大高低電平噪聲容量一樣大,為30%且隨著電壓的提高而增大。(5)輸入阻抗高在正常工作電源電壓范圍內,輸入阻抗可達以上。因此,其驅動功率極小,可忽略不計。(6)扇出系數大CMOS門電路帶負載能力強且僅受負載電容的限制,輸出端可帶50個以上的同類門電路。3CMOS門電路使用注意事項(1)測試CMOS電路時,禁止在CMOS本身沒有接通電源的情況下輸入信號。(2)電源接通期間不應把器件從
10、測試座上插入或拔出;電源電壓為3 V5 V,電源極性不能倒接。(3)焊接CMOS電路時,烙鐵容量不得大于20 W,并要有良好的接地線。(4)輸出端不允許直接接地或接電源;除具有OC結構和三態輸出結構的門電路外,不允許把輸出端并聯使用以實現線與邏輯。(5)同TTL門電路一樣,多余的輸入端不能懸空,與門的多余輸入端應接電源,或門的多余輸入端應接低電平或。也可將多余輸入端與使用輸入端并聯,但這樣會影響信號傳輸速度。(提問)(展示實物、講解)(展示實物、講解)(結合圖示講解)(講解)(展示實物)(講解)(展示實物、講解)(講解)(展示實物)(展示實物)(講解)(講解)小結1TTL門電路的使用知識。2C
11、MOS門電路的使用知識。布置作業課題第十四章組合和時序邏輯電路第二節組合邏輯電路的分析方法和種類課型新課授課班級授課時數2教學目標1理解組合邏輯電路的讀圖方法和步驟。2了解組合邏輯電路的種類。教學重點1組合邏輯電路的讀圖方法和步驟。2組合邏輯電路的種類。教學難點組合邏輯電路的讀圖方法和步驟。學情分析教學效果教后記新課A、復習基本邏輯門電路的邏輯功能。B、新授課第二節組合邏輯電路的分析方法和種類邏輯電路按其邏輯功能和結構特點可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。本節學習組合邏輯電路的分析方法,時序邏輯電路將在下節介紹。單一的與門、或門、與非門、或非門、非門等邏輯門不足以完成復雜的數字系統設計要求。組
12、合邏輯電路是采用兩個或兩個以上基本邏輯門來實現更實用、復雜的邏輯功能。一、組合邏輯電路的基本特點組合邏輯電路是由與門、或門、非門、與非門、或非門等邏輯門電路組合而成的,組合邏輯電路不具有記憶功能,它的某一時刻的輸出直接由該時刻電路的輸入狀態所決定,與輸入信號作用前的電路狀態無關。二、組合邏輯電路的分析方法組合邏輯電路的分析方法一般按以下步驟進行:1 根據邏輯電路圖,由輸入到輸出逐級推導出輸出邏輯函數式。2 對邏輯函數式進行化簡和變換,得到最簡式。3 由化簡的邏輯函數式列出真值表。4 根據真值表分析、確定電路所完成的邏輯功能。例1 分析如圖所示電路的邏輯功能。解:(1)寫出輸出邏輯函數式。(2)
13、化簡邏輯函數式。(3)根據邏輯函數式列真值表,如下表所示。真值表ABY000011101110(4)分析邏輯功能。由真值表可歸納出:當輸入A、B相同時,輸出Y為0;當輸入A、B相異時,輸出Y為1。因此它是一個實現異或邏輯功能的門電路,稱為異或門。例2 分析下圖所示電路的邏輯功能。解:(1)寫出輸出邏輯函數式。、(2)化簡邏輯函數式。(3)根據邏輯函數式列真值表如下表所示。真值表輸入輸出ABCY00000010010001111000101111011111(4)分析邏輯功能。由真值表可歸納出:當輸入A、B、C至少有兩個是“1”時,即至少有兩個條件成立時,輸出Y為1,否則輸出均為0。三、組合邏輯
14、電路的種類組合邏輯電路在數字系統中應用非常廣泛,為了實際工程應用的方便,常把某些具有特定邏輯功能的組合電路設計成標準化電路,并制造成中小規模集成電路產品,常見的有編碼器、譯碼器、數據選擇器、數據分配器、運算器等。本書主要介紹編碼器、譯碼器。(提問)(詳細講解)(通過例題詳細講解分析方法)(講解)(講解)(結合圖示講解)(共同分析)(學生總結)小結1組合邏輯電路的讀圖方法和步驟。(1)根據邏輯電路圖,由輸入到輸出逐級推導出輸出邏輯函數式。(2)對邏輯函數式進行化簡和變換,得到最簡式。(3)由化簡的邏輯函數式列出真值表。(4)根據真值表分析、確定電路所完成的邏輯功能。2組合邏輯電路的種類。常見的組
15、合邏輯電路有:編碼器、譯碼器、數據選擇器、數據分配器、運算器布置作業課題第十四章組合和時序邏輯電路第三節編碼器課型新課授課班級授課時數2教學目標1了解編碼器的基本功能。2了解典型集成編碼電路的引腳功能,會根據功能表正確使用。教學重點1編碼器的基本功能。2典型集成編碼電路的引腳功能,會根據功能表正確使用。教學難點會正確使用集成編碼器。學情分析教學效果教后記新課A、新授課第三節編碼器將十進制、文字、字母等轉換成若干位二進制信息符號的過程稱為編碼,能夠完成編碼功能的組合邏輯電路稱為編碼器。常見的有二進制編碼器、二-十進制編碼器(BCD編碼器)和優先編碼器。一、二進制編碼器把各種有特定意義的輸入信息編
16、成二進制代碼的電路稱為二進制編碼器。如下圖所示電路是三位二進制編碼器。由圖可知,表示8路輸入,分別代表十進制數0、1、7共8個數字,編碼的輸出是3位二進制代碼,用表示。編碼器在任何時刻只能對0、1、7中的一個輸入信號進行編碼,不允許同時輸入兩個1。由圖可知,當編碼器輸入為高電平,其余輸入為低電平時,輸出;當編碼器輸入為高電平,其余輸入為低電平時,輸出;當編碼器輸入為高電平,其余輸入為低電平時,輸出。可見,該電路實現了三位二-十進制編碼器的功能。其真值表如下表所示。三位二進制編碼器的真值表十進制數輸 入 變 量輸 出0000000010001000000100012000001000103000
17、01000011400010000100500100000101601000000110710000000111二、二十進制編碼器將表示十進制數09的10個十進制數字信號編成二進制代碼的電路,叫做二-十進制編碼器,也稱為10線-4線編碼器。電路如下圖所示。由圖可知,當編碼器輸入為高電平,其余輸入為低電平時,輸出;當編碼器輸入為高電平,其余輸入為低電平時,輸出;當編碼器輸入為高電平,其余輸入為低電平時,輸出。可見,該電路實現了二十進制編碼器的功能。其真值表如下表所示。二-十進制編碼器的真值表十進制數輸入變量8421碼0000010001200103001140100501016011070111
18、8100091001三、優先編碼器前面討論的編碼器中,在同一時刻僅允許有一個輸入信號,如有兩個或兩個以上信號同時輸入,輸出就會出現錯誤的編碼。而優先編碼器中則不存在這樣的問題。允許同時輸入兩個或兩個以上輸入信號,電路將對優先級別高的輸入信號編碼,這樣的電路稱為優先編碼器。如下圖所示為8線-3線74LS148優先編碼器的引腳排列圖。74LS148優先編碼器的真值表如下表所示。74LS148優先編碼器真值表輸入輸出1××××××××1110111111111110××××
19、5;××00000××××××010010×××××0110100××××01110110×××011111000××0111111010×0111111110001111111111表中為輸入端,的優先權最高,其余輸入優先級依次為、。、為輸出端。輸入低電平0有效,即0表示有信號,1表示無信號,輸出均為反碼。當=0時,無論其他輸入端有無輸入信號(表中以×表示
20、),輸出端只對編碼,輸出為7的8421BCD碼的反碼,即=000。當=1、=0時,無論其余輸入端有無輸入信號,只對編碼,輸出為6的8421BCD碼的反碼,即=001。當只有有效時,對編碼,輸出為0的8421BCD碼的反碼,即=111。為輸入控制端(或稱選通輸入端),低電平有效,即當=0時允許編碼,當=1時禁止編碼。為選通輸出端,為擴展端,可用于擴展編碼器的功能,如用2片8線-3線編碼器可擴展為16線-4線優先編碼器。計算機的鍵盤輸入邏輯電路就是由編碼器組成的。(根據電路引導學生共同分析得出電路功能)(總結得出真值表)(結合圖示講解)(總結得到真值表)(引導學生共同分析)(講解)(展示實物、講解
21、)(分析真值表)(講解)小結編碼器。將十進制、文字、字母等轉換成若干位二進制信息符號的過程稱為編碼,能夠完成編碼功能的組合邏輯電路稱為編碼器。布置作業課題第十四章組合和時序邏輯電路第四節譯碼器與顯示器件課型新課授課班級授課時數2教學目標1掌握譯碼、顯示電路的概念。2了解譯碼、顯示電路的功能。教學重點譯碼、顯示電路的功能。教學難點譯碼顯示電路的原理分析。學情分析教學效果教后記新課A、新授課第四節譯碼器與顯示器件一、譯碼器計算機電路的運算輸出是二進制數。但日常生活中是以十進制數為基礎的,因此在輸出這些運算結果時,必須將二進制變成十進制。把二進制代碼“翻譯”成一個相對應的輸出信號的過程稱為譯碼,譯碼
22、是編碼的逆過程,實現譯碼的電路稱為譯碼器。常用的譯碼器有二進制譯碼器、二-十進制譯碼器和顯示譯碼器。1二進制譯碼器將n位二進制數譯成M個輸出狀態的電路稱為二進制譯碼器。現以74LS138集成電路為例介紹3-8線譯碼器。74LS138的邏輯圖和外引腳排列圖如下圖所示,A0、A1、A2為輸入線,輸入為二進制原碼,即十進制數“0”的編碼為“000”,“1”的編碼為“001”;為8條輸出線,輸出低電平表示有信號,高電平表示無信號。(a)邏輯電路圖(b)引腳排列圖74LS138集成譯碼器的真值表如下表所示。74LS138集成譯碼器的真值表輸入輸出STAA2A1A0×1××&
23、#215;111111110××××1111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110由74LS138的邏輯電路圖和真值表可知: ,當=1,=0時,EN=1,允許譯碼,由輸入變量A0、A1、A2所決定,電路處于譯碼工作狀態; 當=0或=1時,EN=0,譯碼禁止,均為1,即封鎖了譯碼器的輸出,所有輸出均為高電平。、被稱為使能控制端。課堂練習:請分析如下圖所示的兩個3線-8線譯碼器構成邏
24、輯電路的功能。由上圖可知,當A3A2A1A0為00000111時,由于=1,且=0,第I位74LS138正常譯碼,而第II位74LS138由于=0處于禁止譯碼狀態。當A3A2A1A0=1000時,第I位74LS138的=1而禁止譯碼,第II位74LS138的=1,且=0,處于譯碼正常譯碼工作狀態。可見,該電路實現了4線-16線譯碼器的功能。2二-十進制譯碼器將BCD碼翻譯成對應的10個十進制輸出信號的電路稱為二-十進制譯碼器。下面以74LS42譯碼器為例說明其工作原理。如下圖所示為74LS42集成譯碼器的邏輯電路圖和集成電路引腳排列圖。它有4位輸入線A3、A2、A1、A0;10條輸出線,分別對
25、應于十進制的10個數碼,輸出低電平有效。(a) 邏輯電路圖(b)引腳排列圖74LS42集成譯碼器真值表如下表所示,由表可見編碼10101111為6個無效狀態(稱為偽碼),當輸入10101111偽碼時,輸出端均為1,即譯碼器具有拒絕偽碼輸入的能力。74LS42集成譯碼器的真值表輸入輸出A3A2A1A0000001111111110001101111111100101101111111001111101111110100111101111101011111101111011011111101110111111111101110001111111101100111111111101010111111
26、11111011111111111111001111111111110111111111111110111111111111111111111111二、譯碼顯示器在實際工程中,常需要將測量數據和運算結果用十進制數碼顯示出來,譯碼顯示電路的功能是將輸入的BCD碼譯成能用于顯示器件的十進制信號,并驅動顯示器顯示數字。譯碼顯示器通常由譯碼器、驅動器和顯示器三部分組成。常用的數碼顯示器件主要有半導體數碼管(LED)和液晶數碼管(LCD)等,下面主要以半導體七段數碼管為例,說明顯示器的工作原理。1半導體數碼管半導體數碼管是將7個發光二極管排列成“日”字形狀制成的,如下圖(a)所示,發光二極管分別用a、b
27、、c、d、e、f、g等7個小寫字母代表,一定的發光線段組合,就能顯示相應的十進制數字,如下圖(b)所示。例如,當b、c發光二極管發光時,就能顯示數字“1”,當a、b、c、d、e、f、g發光二極管均發光時,就能顯示數字“8”。下表所示為ag發光線段的10種發光組合情況,分別顯示09等10個數字。表中輸出1表示發光線段,0表示不發光線段。(a)外形(b)顯示的數字圖形半導體數碼管發光線段的發光組合情況表輸入(BCD碼)輸出顯示數字DCBAabcdefg00001111110000010110000100101101101200111111001301000110011401011011011501
28、1010111116011111100007100011111118100111110119半導體數碼管的7個發光二極管內部接法可分為共陰極和共陽極兩種。(1) 共陽數碼管:七個LED的陽極連接在一起作為一個引出端。如下圖(a)所示。(2) 共陰數碼管:七個LED的陰極連接在一起作為一個引出端。如下圖(b)所示。(a)共陽數碼管 (b)共陰數碼管2液晶顯示器液晶顯示器的結構如下圖(a)所示。由于液晶是一種介于固體與液體之間,具有規則性分子排列的有機化合物。在不同電場作用下,液晶分子會做規則旋轉90°排列,產生透光度的差別,如下圖(d)所示。如此在電源ONOFF下產生明暗的區別,依此原
29、理控制每個像素,便可構成所需圖像,如下圖(b)所示。 (a)結構 (b)正面電極(c)反面電極(d)加入電場前后液晶分子的排列三、數碼顯示譯碼器計算機電路的運算輸出是二進制數。但日常生活中是以十進制數為基礎的,因此在輸出這些運算結果時,必須將二進制變成十進制。把二進制代碼“翻譯”成一個相對應的輸出信號的過程稱為譯碼,譯碼是編碼的逆過程,實現譯碼的電路稱為譯碼器。目前譯碼器主要由集成門電路構成,它有多個輸入端和輸出端,對應輸入信號的任一狀態,一般僅有一個輸出狀態有效,而其他輸出狀態均無效。數碼顯示譯碼器的原理圖如下圖(a)所示。輸入的是8421 BCD碼,輸出的是相應a、b、c、d、e、f、g端
30、的高、低電平。若數碼顯示譯碼器驅動的是共陰數碼管,如下圖(b)所示,數碼顯示譯碼器的真值表如上表所示。由真值表可知,當輸入DCBA=0000時,輸出abcdefg=1111110,7段數碼顯示器顯示0;當輸入DCBA=0001時,輸出abcdefg=0110000, 7段數碼顯示器顯示1;當輸入DCBA=1001時,輸出abcdefg=1111011,7段數碼顯示器顯示9,可見,該電路完成了將輸入的8421 BCD碼,譯碼顯示為對應的十進制數。 (a)數碼顯示譯碼器的原理圖 (b)譯碼、顯示原理電路下面以集成顯示譯碼器CT74LS247為例,對它的功能作一些簡單的分析。CT74LS247的引腳
31、排列圖如下圖所示。圖中A3A0是8421BCD碼輸入端;為輸出端,低電平有效。另外,還有三個控制端。CT74LS247引腳排列圖 CT74LS247的功能表如下表所示。CT74LS247功能表A3A2A1A0說明0×1××××0000000試燈××0××××1111111熄滅10000001111111滅011100000000001顯示01×100011001111顯示11×100100010010顯示21×100110000110顯示31×1
32、01001001100顯示41×101010100100顯示51×101100100000顯示61×101110001111顯示71×110000000000顯示81×110010000100顯示9由上表可知: A3A0:8421碼輸入端。 :譯碼字段輸出端,低電平有效。 :試燈輸入,低電平有效,當=0且=1時,譯碼各字段均輸出低電平,點亮個字段,以檢查七段字形數碼管是否完好無損。不用時,應置1。 :既是輸入端,又是輸出端。作為輸入端時,用作熄滅輸入端,在該輸入端加低電平,則不論其他端(如、A3A0)為何種狀態,均為高電平,各段均不顯示而熄滅。
33、作為輸出端時,用作串行滅零輸出。當=0且A3A0均為0時,本來要顯示011.67,可以只顯示11.67,而把前面一個零去掉。為此,令第1位=0,而把它的滅零輸出端接到下一位的端,當該位為0時,使它的零也不顯示。如該位不為零,則仍能照常顯示。:滅零輸入。當=0時,若A3A0為0000,則此時均為高電平,不顯示數字0;但如果A3A0不為0000,而為其他數字時,仍能照常顯示。(根據邏輯電路圖引導學生共同分析電路)(引導學生分析真值表)(講解)(結合圖示講解)(講解)(結合邏輯圖進行分析)(講解)(引導學生分析真值表)(展示實物)(引導學生分析發光組合情況表)(講解)(據圖講解)(講解)(講解)小結
34、1譯碼是將二進制代碼翻譯成給它代表的數字。2顯示是將譯碼器輸出的數字信號在數碼管上直觀地反映出數字的過程。布置作業課題第十四章組合和時序邏輯電路第五節觸發器第六節寄存器第七節計數器課型新課授課班級授課時數6教學目標1理解幾種常用觸發器的工作原理。2掌握幾種常用觸發器的邏輯功能。3了解寄存器的功能、基本構成和常見類型。4了解二進制數和二進制計數器、集成十進制計數器、集成任意進制計數器的功能。教學重點1觸發器的邏輯功能。2寄存器的功能。3集成任意進制計數器的電路組成。教學難點觸發器的工作原理。學情分析教學效果教后記新課A、復習組合邏輯門電路有幾種,功能是什么。B、新授課第五節觸發器時序電路是指在任
35、何時刻的輸出不僅僅與當時的輸入信號有關,還與電路原來的狀態有關的電路;即具有記憶、存儲功能的電路。有兩個穩定狀態0狀態和1狀態。兩種狀態在適當信號作用下可以發生轉換。即能接收和輸出送來的信號。在輸入信號消失后,能使新的狀態保持下來。一、基本RS觸發器1電路組成兩個“與非”門的輸出、輸入端交叉相連,、是兩個輸入端,Q、是兩個輸出端。輸出端的狀態始終是互補的,Q端的狀態為觸發器狀態。2邏輯功能(1)= 0,= 1,觸發器為0態。= 0,G1的輸出= 1,G2的兩個輸入端、全為1,則輸出Q = 0。(2)= 1,= 0,觸發器為1態。= 0,G2的輸出Q = 1,G1的兩個輸入端均為1,所以= 0。
36、(3)=1,=1,觸發器保持原來狀態不變。觸發器原為0態,G1的一個輸入端Q = 0,輸出= 1,G2的兩個輸入端、均為1,輸出Q = 0,保持原來狀態不變。觸發器原為1態,也保持原狀態不變。這就是觸發器的記憶功能。(4)= 0,= 0,觸發器狀態不定。這時,Q = 1,= 1,破壞了前述有關Q和互補的約定。當、的低電平觸發信號消失后,觸發器的狀態可能是Q = 0,=1;也可能是Q = 1,= 1,不能確定。Q01010111不變00不定二、同步RS觸發器在RS觸發器上增加一個控制端CP。只有在控制端出現時鐘脈沖時,觸發器才動作。觸發器的狀態,仍由R、S端的信號決定。這種觸發器叫做同步RS觸發
37、器,又稱時鐘控制RS觸發器。1、CP = 0G3、G4均被封鎖,輸出Q3、Q4均為1。2、CP = 1G3、G4打開,Q3、Q4的狀態為由R、S決定,表中表示時鐘脈沖CP到來前的狀態, 即原態,表示CP脈沖到來后的狀態,即現態。00不變10101011不定三、邊沿觸發的JK觸發器將R = S = 1時得到反轉輸出的這種觸發器稱為JK觸發器。1、J = 0,K = 0,=門G7、G8均被封鎖。=輸出狀態保持不變。2、J = 0 ,K = 1, = 0當CP脈沖到來后,觸發器置0,即 = 0。3、J = 1,K = 0, = 1當CP脈沖到來后,觸發器置1。4、J = 1,K = 1,=J、K端都
38、懸空,不加輸入信號,當CP脈沖下降沿到來后,觸發器的狀態就發生翻轉, 實現計數功能。JK0011010101四、D觸發器1D = 0,置0D = 0時和JK觸發器J = 0,K = 1的情況相同,當CP脈沖到來后,觸發器置0。2D = 1,置1D = 1時和JK觸發器J = 1,K = 0的情況相同,當CP脈沖到來后,觸發器置1。1100第六節寄存器時序邏輯電路簡稱時序電路,是指任意時刻的輸出狀態不僅取決于該時刻的輸入狀態,還與前一時刻的電路狀態有關的電路。常見的時序邏輯電路有寄存器和計數器。本節先介紹寄存器,下節再介紹計數器。在數字裝置中,常常需要將一些指令、數碼存儲起來,這種存儲代碼信號的
39、部件就是寄存器。寄存器是計算機和其他數字系統中不可缺少的基本邏輯部件。一、寄存器的概念寄存:將二進制數碼指令或數據暫時存儲起來的操作。寄存器:具有寄存功能的電路稱為寄存器。寄存器的功能是存放二進制數碼。寄存器具有記憶功能。一個觸發器有兩個穩定的狀態(0和1),可以存儲1位二進制代碼,N個觸發器結合,就可構成N位二進制代碼的寄存器。寄存器存放數碼的方式有并行和串行兩種。并行輸入方式就是數碼各位從各對應的輸入端同時輸入到寄存器中;串行輸入方式就是數碼各位從一個輸入端逐位輸入到寄存器中。從寄存器中取出數碼的方式也有并行和串行兩種。并行輸出方式就是數碼各位從各對應的輸出端同時輸出;串行輸出方式就是數碼各位從一個輸出端逐位輸出。二、數碼寄存器1數碼寄存器:僅具有接收、存儲和消除原來所存數碼功能的寄存器。圖14-32為4個D觸發器組成的4位數碼寄存器。圖14-32D 觸發器組成數碼寄存器D0D3為并行數碼輸入端,Q0Q3為并行數碼輸出端,CP是時鐘信號控制端。(1) 清零。當Cr = 1時,4個D觸發器都全部復位:,觸發器清零。(2) 存入數碼。當Cr=0時,CP上升沿到來,加在并行數碼輸入端的數碼,被分別存
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