移位寄存器和計數與分頻電路實驗盧慶莉編寫4/23/20231主要授課內容：二、用74194雙向移位寄存器設計一個序列信號發生器，其輸入信號為時鐘CP，輸出信號為序列碼F。實驗任務要求是：1.序列發生器模值M=8：2.各個碼位上的碼值為00011101;3.測量時鐘信號CP和F的波形。

一、介紹74194雙向移位寄存器的管腳和功能表三、用預置法設計一個計數電路。實驗要求是：①M=7，并且具有自啟動特性；②測試出其各個輸出端波形的時間關系；③測試其自啟動特性。4/23/202321、管腳圖注意:左移?右移的說法。

右移：Q0→Q3（0to3的移位）；左移：Q0←Q3

（3downto0的移位）。一、介紹74194雙向移位寄存器的管腳和功能表4/23/202332.功能表4/23/20234當M0M1=00時，執行保持操作；當M0M1=01時，執行左移操作；當M0M1=10時，執行右移操作；當M0M1=11時，執行并入操作；4/23/20235舉例1：試用74194附加門電路設計101001序列信號發生器，用實驗驗證，用示波器雙蹤觀察并記錄時鐘和輸出波形。解：設計思路：1、根據序列長度確定所使用的位數。取N=6101001，101001，···101010√100√001√011√110√4/23/202362、建立狀態轉移表0011011113、求解DSR4/23/202374、畫電路圖4/23/202384/23/202394、預測波形4/23/202310左移DSL的設計:4/23/202311舉例2：通過實驗驗證7.9.7(a)圖所示四位環形計數器的自啟動性能,畫出完全狀態流圖。

4/23/202312???110????11???0010?0?0010110100Q4Q3

Q2Q1

Q1n+14/23/202313強調環形計數器設計中有一個特點：下面檢查電路是否具有自啟動性：???110????11???0010?0?0010110100Q4Q3

Q2Q1

0011→0110→1100→1000√0101→1010→0100

√0111→1110→1100→1000

√1001→0010

√1101→1010→0100

√1011→0110→1100→1000

√0000→0001√1111→1110→1100→1000

√電路具有自啟動

0000狀態一定要圈畫，使其為0001狀態；1111狀態一定不能圈畫，使其為1110狀態。這樣電路才會具有自啟動能力。4/23/2023142)優點：

電路結構極為簡單,不需要另加譯碼器電路。3)缺點：為了實現模值M=n的計數器，就要使用n個FF，FF的利用率不高。4/23/202315解：設計思路：1、根據序列長度確定所使用的位數。取N=800011101，00011101，···000001011√111110101二、用74194雙向移位寄存器設計一個序列信號發生器，其輸入信號為時鐘CP，輸出信號為序列碼F。實驗任務要求是：1.序列發生器模值M=8：2.各個碼位上的碼值為00011101;3.測量時鐘信號CP和F的波形。(P153J3)

010100√√√√√√4/23/2023162、建立狀態轉移表3、求解DSR檢查自啟動:可以自啟動4/23/2023174、畫電路圖(方法一)（1）用74HC194和門電路實現4/23/202318（2）用74HC194和74HC151電路實現4/23/2023194、預測波形F=Q24/23/202320三、用預置法設計一個計數電路。(P150J2)實驗要求是：①M=7，并且具有自啟動特性；②測試出其各個輸出端波形的時間關系；③測試其自啟動特性。4/23/20232174LS161是同步置數，異步清零十六進制（M=16）計數器，其功能表如下PTCLKQ3Q2Q1Q0功能01φφφ0000異步清零10φφ↑D

B

C

A同步并入1111↑0000~11118421計數1101φQn3Qn2Qn1Qn0

保持QCC=QCCn11φ0φQn3Qn2Qn1Qn0保持QCC=04/23/202322用74161構成模M計數器的示意圖74LS161ABCDCPQ3

Q2

Q1

Q0

QCCPTCR反饋函數LD預置數“1”P150J2-設計過程:4/23/2023231.置“0”法同步預置數為全“0”。對于同步預置加計數器，反饋狀態為（M－1），本例中反饋狀態為7－1=6，即計數器從“000”計到“0110”。反饋函數LD=Q2Q14/23/202324預測波形:4/23/2023252.置最大數法(非8421碼)反饋狀態為（M－2），本例中反饋狀態為7－2=5，即計數器從“1111”計到“0101”。反饋函數LD=Q3Q2Q1Q04/23/202326預測波形:4/23/2023273.置最小數法(非8421碼)同步預置最小數，最小數=N－M。本例中最小數=16-7=9，即計數器從“1001”計到“1111”?？衫谩癚CC”經反相后置數。電路最簡單。4/23/202328預測波形:4/23/202329思考題：1、用預置法設計M=9的計數電路。同步預置數為全“0”。對于同步預置加計數器，反饋狀態為（M－1），本例中反饋狀態為9－1=8，即計數器從“0000”計到“1000”。反饋函數LD=Q34/23/202330M=9的輸出波形圖：4/23/2023312、試用74161和門電路設計循環順序為0,1,2,5,6,7,0,1…的模長為6的計數電路。要求電路具有自啟動能力，寫出設計過程，畫出電原理圖。解：1、列出狀態轉移表

2、在考慮自啟動的基礎上寫出反饋函數

3、寫出數據端的數據D2=D0=1，D3=D1=04/23/202332···降去Q3：···要求電路具有自啟動性。4/23/202333↓注意：要使電路具有自啟動性，0000一定要取“1”，才能使0000→0001。1111一定要取“0”，才能使1111→1110。4/23/2023344/23/2023354.示波器的輸入耦合方式中直流和交流有什么區別？請分別舉一個實際應用的例子加以說明。解:直流耦合：信號的交直流成分都能顯示；例如：數字電路中時鐘信號的測量。交流耦合：信號的交流成分能正常顯示，直流成分不能顯示。例如：測量直流穩壓電源中的紋波。

5.判斷題(1)示波器同時觀察M=7計數器的時鐘信號cp和進位信號F時觸發源應該選擇為F。（√）(2)示波器耦合方式中的DC耦合是指直流耦合，只有直流分量能夠通過示波器顯示出來。（X）4/23/2023366.示波器在雙蹤使用時，為了使兩個通道的波形穩定的顯示在屏幕上，在什么情況下使用信號強的信號作為觸發同步信號；在什么情況下使用周期長的信號作為觸發同步信號。答：同頻下使用強信號作為同步觸發信號；在不同頻率下（整數倍）使用頻率低的信號或周期長的信號作為同步觸發信號。