1、學習義務7 時序邏輯電路 環形脈沖分配器與循環彩燈控制器的制造 學習義務學習義務7.2 循環彩燈控制器循環彩燈控制器義務小結義務小結練習題練習題一、概述計數器一、概述計數器二、異步二進制加法計數器二、異步二進制加法計數器三、異步二進制減法計數器三、異步二進制減法計數器四、同步二進制加法計數器四、同步二進制加法計數器步驟一：計數器步驟一：計數器( (集成電路集成電路) )的認識的認識步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試學習義務學習目的義務義務7.2 7.2 循環彩燈控制器循環彩燈控制器五、異步十進制加法計數器五、異步十進制加法計數器義務義務7.2 7.2

2、循環彩燈控制器循環彩燈控制器一、概述計數器一、概述計數器二、異步二進制加法計數器二、異步二進制加法計數器三、異步二進制減法計數器三、異步二進制減法計數器四、同步二進制加法計數器四、同步二進制加法計數器學習義務五、異步十進制加法計數器五、異步十進制加法計數器義務7.2：循環彩燈控制器一、概述計數器一、概述計數器指統計脈沖的輸入個數，而能實現計數功能的電路稱為計數器。指統計脈沖的輸入個數，而能實現計數功能的電路稱為計數器。 主要用于計數，還可以用于分頻、定時和數字運算等主要用于計數，還可以用于分頻、定時和數字運算等 由觸發器組合構成由觸發器組合構成 按計數進制按計數進制分為二進制、十進制、分為二進

3、制、十進制、N N進制進制( (恣意進制恣意進制) )計數器；計數器； 按各觸發器翻轉的先后次序按各觸發器翻轉的先后次序 分成異步計數器、同步計數器分成異步計數器、同步計數器 按計數過程中累計脈沖個數的增減按計數過程中累計脈沖個數的增減 分成加法計數器、減法計數器、加法分成加法計數器、減法計數器、加法/減法計數器減法計數器(可逆計數器可逆計數器)等。等。二作用：二作用：三構成：三構成：四種類：四種類：一定義：一定義：義務7.2：循環彩燈控制器二、異步二進制加法計數器二、異步二進制加法計數器二任務過程二任務過程0000011 1、任務前的清零、任務前的清零 2 2、第一個計數、第一個計數脈沖脈沖

4、CPCP的下降沿的下降沿到來時到來時 3 3、第二個計數、第二個計數脈沖脈沖CPCP的下降的下降沿到來時沿到來時 0104 4、第三個計、第三個計數脈沖數脈沖CPCP的下的下降沿到來時降沿到來時 011歸納：隨著計數歸納：隨著計數脈沖脈沖CP的不斷輸的不斷輸入，三個入，三個JK觸發觸發器中總有一個或器中總有一個或以上發生翻轉，以上發生翻轉，完成計數功能。完成計數功能。各觸發器的形狀各觸發器的形狀轉換是從低位轉換是從低位JK觸發器到高位觸發器到高位JK觸發器，依次翻觸發器，依次翻轉，不是同時翻轉，不是同時翻轉；且計數器是轉；且計數器是遞增計數的遞增計數的 。依此類推，當第八個計數脈沖依此類推，當

5、第八個計數脈沖CP的下降沿到來時，三個的下降沿到來時，三個JK觸發器又重新恢復為觸發器又重新恢復為000，那么加法計數器的輸出為，那么加法計數器的輸出為Q2Q1Q0000。進入下一個計數周期或循環。進入下一個計數周期或循環。 義務7.2：循環彩燈控制器三、異步二進制減法計數器三、異步二進制減法計數器一電路組成一電路組成 其與異步二進制加其與異步二進制加法計數器電路區別法計數器電路區別在于：在于： 銜接方式不同，銜接方式不同，低位低位JKJK觸發器的輸觸發器的輸出端接到高一位的出端接到高一位的JKJK觸發器的控制端觸發器的控制端C C 義務7.2：循環彩燈控制器三、異步二進制減法計數器三、異步二

6、進制減法計數器0001111 1、任務前的清零、任務前的清零 2 2、第一個計數、第一個計數脈沖脈沖CPCP的下降沿的下降沿到來時到來時 3 3、第二個計數、第二個計數脈沖脈沖CPCP的下降的下降沿到來時沿到來時 1104 4、第三個計、第三個計數脈沖數脈沖CPCP的下的下降沿到來時降沿到來時 101歸納：隨著計數歸納：隨著計數脈沖脈沖CP的不斷輸的不斷輸入，三個入，三個JK觸發觸發器中總有一個或器中總有一個或以上發生翻轉，以上發生翻轉，完成計數功能。完成計數功能。各觸發器的形狀各觸發器的形狀轉換是從低位轉換是從低位JK觸發器到高位觸發器到高位JK觸發器，依次翻觸發器，依次翻轉，不是同時翻轉，

7、不是同時翻轉；且計數器是轉；且計數器是遞減計數的遞減計數的 。依此類推，當第八個計數脈沖依此類推，當第八個計數脈沖CP的下降沿到來時，三個的下降沿到來時，三個JK觸發器又重新恢復為觸發器又重新恢復為111，那么減法計數器的輸出為，那么減法計數器的輸出為Q2Q1Q0111。進入下一個計數周期或循環。進入下一個計數周期或循環。 二任務過程二任務過程義務7.2：循環彩燈控制器四、同步二進制加法計數器四、同步二進制加法計數器異步計數器的電路簡單異步計數器的電路簡單但計數速度慢由于各觸發器形狀的改動是逐位進展的但計數速度慢由于各觸發器形狀的改動是逐位進展的 怎樣才干提高怎樣才干提高計數速度呢？計數速度呢

8、？可將計數脈沖同時送到每個觸發器的控制端C時鐘脈沖輸入端，使各個觸發器的形狀改動與計數脈沖同步 同步計數器同步計數器義務7.2：循環彩燈控制器四、同步二進制加法計數器四、同步二進制加法計數器一電路組成一電路組成 計數脈沖CP同時送到三個JK觸發器的控制端C，使三個JK觸發器的形狀翻轉與計數脈沖CP同步。 義務7.2：循環彩燈控制器0000011 1、任務前的清零、任務前的清零 2 2、第一個計數、第一個計數脈沖脈沖CPCP的下降沿的下降沿到來時到來時 3 3、第二個計數、第二個計數脈沖脈沖CPCP的下降的下降沿到來時沿到來時 0104 4、第三個計、第三個計數脈沖數脈沖CPCP的下的下降沿到來

9、時降沿到來時 011歸納：歸納： 同步計數同步計數器各個觸發器器各個觸發器的形狀轉換，的形狀轉換，與輸入的計數與輸入的計數脈沖脈沖CP同步，同步，具有計數速度具有計數速度快的特點。快的特點。依此類推，當第八個計數脈沖依此類推，當第八個計數脈沖CP的下降沿到來時，三個的下降沿到來時，三個JK觸發器又重新恢復為觸發器又重新恢復為000，那么減法計數器的輸出為，那么減法計數器的輸出為Q2Q1Q0000。進入下一個計數周期或循環。進入下一個計數周期或循環。 四、同步二進制加法計數器四、同步二進制加法計數器二任務過程二任務過程義務7.2：循環彩燈控制器五、異步十進制加法計數器五、異步十進制加法計數器十進

10、制計數器的運用更方便、更廣泛十進制計數器的運用更方便、更廣泛 通常是采用從通常是采用從00001001的四位二進制數共十個數碼表的四位二進制數共十個數碼表示十進制數的相應數碼。示十進制數的相應數碼。四位二進制數可以表示一位十進制數四位二進制數可以表示一位十進制數 四個下降沿觸發的四個下降沿觸發的JKJK觸發器觸發器G0G3G0G3組成組成 一電路組成一電路組成 義務7.2：循環彩燈控制器二任務過程二任務過程五、異步十進制加法計數器五、異步十進制加法計數器任務前的清零：任務前的清零：使使Q3Q2Q1Q00000。 由于與三位異步由于與三位異步二進制加法計數器二進制加法計數器電路構造類似，故電路構

11、造類似，故任務過程與前述的任務過程與前述的三位異步二進制加三位異步二進制加法計數器類似。法計數器類似。義務7.2：循環彩燈控制器任務步驟器材預備器材預備異步三位二進制加法計數器電路的銜接與調試異步三位二進制加法計數器電路的銜接與調試異步三位二進制減法計數器電路的銜接與調試異步三位二進制減法計數器電路的銜接與調試步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試器材預備器材預備電路的銜接與調試電路的銜接與調試步驟一：計數器步驟一：計數器(集成電路集成電路)的認識的認識義務7.2：循環彩燈控制器步驟一：計數器步驟一：計數器(集成電路集成電路)的認識的認識器材預備器材預備表

12、表7-5 學習義務七所需工具與器材、設備明細表學習義務七所需工具與器材、設備明細表序號名 稱符 號型 號規 格單位數量1雙JK觸發器IC0、IC174LS112塊22集成電路插座16腳個23單擲撥動開關S個14直流穩壓電源012V臺15脈沖信號發生器臺16示波器雙蹤臺17線路板塊18指針式萬用表500型或MF-47型臺19電烙鐵1525W 支110焊接材料焊錫絲、松香助焊劑、烙鐵架等套111電子實訓通用工具螺絲刀（一字和十字）、尖嘴鉗、剝線鉗、鑷子、小刀、小剪刀等套112單相交流電源220V處113電源線、安裝連接導線若干義務7.2：循環彩燈控制器步驟一：計數器步驟一：計數器(集成電路集成電路

13、)的認識的認識器材預備器材預備圖圖7-16 74LSl12外腳引線陳列外腳引線陳列74LSl12各腳的功能為：各腳的功能為：引出端：引出端：JK1JK1：1CP1CP、1K1K、1J1J、1Q1Q、1SD1SD、1RD1RD。 JK2 JK2：2CP2CP、2K2K、2J2J、2Q2Q、2SD2SD、2RD2RD。GNDGND：接地端。：接地端。VCCVCC：電源端，：電源端，+5V+5V。 義務7.2：循環彩燈控制器步驟一：計數器步驟一：計數器(集成電路集成電路)的認識的認識異步三位二進制加法計數器電路的銜接與調試異步三位二進制加法計數器電路的銜接與調試將兩塊將兩塊74LSll2分別插入集成

14、電路插座及線路板，應留意相互的間距與位分別插入集成電路插座及線路板，應留意相互的間距與位置，使導線銜接方便。置，使導線銜接方便。義務7.2：循環彩燈控制器步驟一：計數器步驟一：計數器(集成電路集成電路)的認識的認識異步三位二進制加法計數器電路的銜接與調試異步三位二進制加法計數器電路的銜接與調試按圖按圖7-13銜接電路。應使每個銜接電路。應使每個JK觸發器的觸發器的J、K端懸空，呈計數形狀。端懸空，呈計數形狀。調理直流穩壓電源，使輸出電壓為調理直流穩壓電源，使輸出電壓為+5V+5V。將置零開關將置零開關S S接地，使計數器置零然后翻開開關接地，使計數器置零然后翻開開關S S。計數器脈沖輸入端接入

15、脈沖信號發生器，并調理脈沖信號發生器，計數器脈沖輸入端接入脈沖信號發生器，并調理脈沖信號發生器，使其產生頻率為使其產生頻率為1kHz1kHz幅度為幅度為3.6 V3.6 V的方波信號。的方波信號。將輸出端將輸出端Q0Q0Q2Q2接入示波器，察看接入示波器，察看Q0Q0Q2Q2的形狀，并將結果填入表的形狀，并將結果填入表7-67-6中。中。 義務7.2：循環彩燈控制器步驟一：計數器步驟一：計數器(集成電路集成電路)的認識的認識表表7-6 計數器形狀丈量記錄計數器形狀丈量記錄異步三位二進制加法計數異步三位二進制減法計數CPQ2Q1Q0CPQ2Q1Q0112233445566異步三位二進制加法計數器

16、電路的銜接與調試異步三位二進制加法計數器電路的銜接與調試義務7.2：循環彩燈控制器步驟一：計數器步驟一：計數器(集成電路集成電路)的認識的認識三異步三位二進制減法計數器電路的銜接與調試三異步三位二進制減法計數器電路的銜接與調試按圖按圖7-14銜接電路。銜接電路。義務7.2：循環彩燈控制器步驟一：計數器步驟一：計數器(集成電路集成電路)的認識的認識表表7-6 計數器形狀丈量記錄計數器形狀丈量記錄異步三位二進制加法計數異步三位二進制減法計數CPQ2Q1Q0CPQ2Q1Q0112233445566三異步三位二進制減法計數器電路的銜接與調試三異步三位二進制減法計數器電路的銜接與調試反復異步三位二進制加

17、法計數器電路的任務步驟，并將結果填入表反復異步三位二進制加法計數器電路的任務步驟，并將結果填入表7-6中。中。義務7.2：循環彩燈控制器步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試器材預備器材預備表表7-7 學習義務七所需工具與器材、設備明細表學習義務七所需工具與器材、設備明細表序號名 稱符 號型 號規 格單位數量1同步二進制加法計數器IC74HC163快12集成電路插座16腳個13直流穩壓電源012V臺14脈沖信號發生器臺15示波器雙蹤臺16線路板快17指針式萬用表500型或MF-47型臺18電烙鐵1525W 支19焊接材料焊錫絲、松香助焊劑、烙鐵架等套110

18、電子實訓通用工具螺絲刀（一字和十字）、尖嘴鉗、剝線鉗、鑷子、小刀、小剪刀等套111單相交流電源220V處112電源線、安裝連接導線若干義務7.2：循環彩燈控制器步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試器材預備器材預備圖圖7-17 74HCl63外腳引線陳列外腳引線陳列計數當，在時鐘脈沖CP到來時，作二進制加法計數。當計數累加到Q3Q2Q1Q01111，進位輸出端CO1；即COCTT Q3Q2Q1Q0 。 功能：清零當 ，在時鐘脈沖CP到來時，清零。置數當清零控制端 ，預置控制端 ，在時鐘脈沖CP到來時，輸入數據從D0D3輸入到計數器。保管但 ，只需輸入端CT

19、P、CTT中有一個為0，那么各輸出Q0Q3均堅持不變。而在CTT0，CO為0。1TPCTCTLDCR1CR0LD0CR義務7.2：循環彩燈控制器步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試電路的銜接與調試電路的銜接與調試按圖按圖7-15銜接電路。銜接電路。義務7.2：循環彩燈控制器步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試電路的銜接與調試電路的銜接與調試將將74HCl63插入集成電路插座及線路板。插入集成電路插座及線路板。調理直流穩壓電源，使輸出電壓為調理直流穩壓電源，使輸出電壓為+5V。接入脈沖信號發生器，并調理脈沖信號發生器

20、，使其產生頻率為接入脈沖信號發生器，并調理脈沖信號發生器，使其產生頻率為1kHz幅度為幅度為3.6V的方波信號。的方波信號。將計數器置零，即使將計數器置零，即使0，在脈沖到來時，計數器自動清零。，在脈沖到來時，計數器自動清零。將計數器置計數形狀，即使將計數器置計數形狀，即使1。選擇脈沖信號發生器的單次脈沖輸出。選擇脈沖信號發生器的單次脈沖輸出。接入示波器，察看接入示波器，察看Q0Q3及及CO的形狀和的形狀和HL0HL4的形狀變化的形狀變化(亮亮或滅或滅)，并將結果填入表，并將結果填入表7-8中。中。義務7.2：循環彩燈控制器步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接和調試步驟二：多路循環彩燈控制器的銜接

21、和調試電路的銜接與調試電路的銜接與調試CPCOQ3Q2Q1Q012345678910111213141516表表7-8 多路循環彩燈控制器形狀丈量記錄多路循環彩燈控制器形狀丈量記錄義務小結義務小結按照邏輯功能和電路組成的不同，數字電路可以分成組按照邏輯功能和電路組成的不同，數字電路可以分成組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。時序邏輯電路的特點合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。時序邏輯電路的特點是電路在任一時辰的輸出形狀不僅與該時辰輸入信號的形是電路在任一時辰的輸出形狀不僅與該時辰輸入信號的形狀有關，而且還與電路原有的形狀有關。時序邏輯電路有狀有關，而且還與電路原有的形狀有關。時序邏輯電路有兩種典型

22、的電路：存放器和計數器。兩種典型的電路：存放器和計數器。2.2.存放器分為數碼存放器和移位存放器。數碼存放器是具存放器分為數碼存放器和移位存放器。數碼存放器是具有暫時存放數碼的邏輯記憶功能，移位存放器除具有存放有暫時存放數碼的邏輯記憶功能，移位存放器除具有存放數碼的記憶功能外，還具有移位功能。數碼的記憶功能外，還具有移位功能。3.3.在移位脈沖作用下，移位存放器所存數碼假設只能向某在移位脈沖作用下，移位存放器所存數碼假設只能向某一方向挪動的存放器叫單向移位存放器，單向移位存放器一方向挪動的存放器叫單向移位存放器，單向移位存放器又分有左移存放器和右移存放器兩種。假設存放器所存數又分有左移存放器和

23、右移存放器兩種。假設存放器所存數碼既能左移又能右移，具有雙向移位功能的存放器叫雙向碼既能左移又能右移，具有雙向移位功能的存放器叫雙向移位存放器。移位存放器。計數器能對輸入脈沖作計數操作。計數器按不同的方法計數器能對輸入脈沖作計數操作。計數器按不同的方法分類，可分為二進制計數器、十進制計數器等，也可以分分類，可分為二進制計數器、十進制計數器等，也可以分為同步計數器、異步計數器、加法計數器和減法計數器等。為同步計數器、異步計數器、加法計數器和減法計數器等。在完本錢學習義務之后，應懂得存放器和計數器的運用在完本錢學習義務之后，應懂得存放器和計數器的運用和任務過程的分析。和任務過程的分析。練習題練習題

24、一、填空題一、填空題1.1.時序邏輯電路簡稱為時序邏輯電路簡稱為 電路，其是由電路，其是由 和和 兩部分組成。兩部分組成。2.2.時序邏輯電路按形狀轉換情況可分為時序邏輯電路按形狀轉換情況可分為 和和 兩大類。兩大類。3.3.存放器常用于存放器常用于 、 、 數碼及指令等信息的數字邏輯部件。數碼及指令等信息的數字邏輯部件。4.4.存放器分為存放器分為 存放器和存放器和 存放器。存放器。5.5.數碼存放器具有數碼存放器具有 、 和和 的功能。的功能。6.6.移位是指在移位是指在 的作用下，能把存放器中的數碼依次的作用下，能把存放器中的數碼依次 或或 。7.7.計數器主要用于計數器主要用于 ，還可

25、以用于，還可以用于 、 和和 等。等。8.8.計數器由計數器由 和和 組成。組成。9.9.一個觸發器可以構成一個觸發器可以構成 位二進制計數器。位二進制計數器。10.10.設計一個二十四進制計數器，至少需求設計一個二十四進制計數器，至少需求 個觸發器。個觸發器。二、選擇題二、選擇題1.1.時序邏輯電路是由時序邏輯電路是由( )( )組成。組成。A A組合邏輯電路組合邏輯電路 B B觸發器觸發器 C C組合邏輯電路和觸發器組合邏輯電路和觸發器2.( )2.( )是指數碼及指令等信息從一個輸入端逐位輸入到存放器中。是指數碼及指令等信息從一個輸入端逐位輸入到存放器中。A A并行輸入并行輸入 B B串

26、行輸入串行輸入 C C并串行輸入并串行輸入3.3.存放器存儲數據的位數存放器存儲數據的位數( )( )構成觸發器的個數。構成觸發器的個數。A A小于小于 B B等于等于 C C大于大于4.4.數碼存放器具有數碼存放器具有( )( )數碼的功能。數碼的功能。A A接納和傳送接納和傳送 B B保管保管 C CA A和和B B5.5.計數器的構成是由計數器的構成是由 ( )( )組合構成。組合構成。A A與門與門 B B與非門與非門 C C觸發器觸發器6.6.觸發器有觸發器有( )( )個穩態。個穩態。 A A1 B1 B2 C2 C3 37. ( )7. ( )計數器那么是各種進制計數器的根底。計

27、數器那么是各種進制計數器的根底。A A二進制二進制 B B八進制八進制 C C十進制十進制8.8.異步二進制加法計數器的各觸發器的形狀轉換總是異步二進制加法計數器的各觸發器的形狀轉換總是 ( )( )。A A從低位觸發器到高位觸發器翻轉從低位觸發器到高位觸發器翻轉B B從高位觸發器到低位觸發器翻轉從高位觸發器到低位觸發器翻轉 C C同時翻轉同時翻轉9.9.同步二進制加法計數器的各觸發器的形狀轉換總是同步二進制加法計數器的各觸發器的形狀轉換總是 ( )( )。A A從低位觸發器到高位觸發器翻轉從低位觸發器到高位觸發器翻轉 B B從高位觸發器到低位觸發器翻轉從高位觸發器到低位觸發器翻轉 C C同時翻轉同時翻轉10. ( )10. ( )個觸發器可以表示一位十進制數的數碼。個觸發器可以表示一位十進制數的數碼。A A一一 B B二二 C C四四三、判別題三、判別題1.1.異步時序邏輯電路是在時鐘脈沖的控制下，各觸發器的形狀異步時序邏輯電路是在時鐘脈沖的控制下，各觸發器的形狀先后發生改動。先后發生改動。( )( )2.2.移位存放器除具有存放數碼的記憶功能外，還有移位功能。移位存放器除具有存放數碼的記憶功能外，還有移位功