学习任务7时序逻辑电路ppt课件

学习义务7 时序逻辑电路 环形脉冲分配器与循环彩灯控制器的制造 学习义务学习义务7.2 循环彩灯控制器循环彩灯控制器义务小结义务小结练习题练习题一、概述计数器一、概述计数器二、异步二进制加法计数器二、异步二进制加法计数器三、异步二进制减法计数器三、异步二进制减法计数器四、同步二进制加法计数器四、同步二进制加法计数器步骤一：计数器步骤一：计数器(集成电路集成电路)的认识的认识步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试学习义务学习目的义务义务7.2 7.2 循环彩灯控制器循环彩灯控制器五、异步十进制加法计数器五、异步十进制加法计数器义务义务7.2 7.2 循环彩灯控制器循环彩灯控制器一、概述计数器一、概述计数器二、异步二进制加法计数器二、异步二进制加法计数器三、异步二进制减法计数器三、异步二进制减法计数器四、同步二进制加法计数器四、同步二进制加法计数器学习义务五、异步十进制加法计数器五、异步十进制加法计数器义务7.2：循环彩灯控制器一、概述计数器一、概述计数器指统计脉冲的输入个数，而能实现计数功能的电路称为计数器。指统计脉冲的输入个数，而能实现计数功能的电路称为计数器。主要用于计数，还可以用于分频、定时和数字运算等主要用于计数，还可以用于分频、定时和数字运算等 由触发器组合构成由触发器组合构成 按计数进制按计数进制分为二进制、十进制、分为二进制、十进制、N N进制进制(恣意进制恣意进制)计数器；计数器；按各触发器翻转的先后次序按各触发器翻转的先后次序 分成异步计数器、同步计数器分成异步计数器、同步计数器 按计数过程中累计脉冲个数的增减按计数过程中累计脉冲个数的增减 分成加法计数器、减法计数器、加法分成加法计数器、减法计数器、加法/减法计数器减法计数器(可逆计数器可逆计数器)等。等。二作用：二作用：三构成：三构成：四种类：四种类：一定义：一定义：义务7.2：循环彩灯控制器二、异步二进制加法计数器二、异步二进制加法计数器二任务过程二任务过程0000011 1、任务前的清零、任务前的清零 2 2、第一个计数、第一个计数脉冲脉冲CPCP的下降沿的下降沿到来时到来时 3 3、第二个计数、第二个计数脉冲脉冲CPCP的下降的下降沿到来时沿到来时 0104 4、第三个计、第三个计数脉冲数脉冲CPCP的下的下降沿到来时降沿到来时 011归纳：随着计数归纳：随着计数脉冲脉冲CP的不断输的不断输入，三个入，三个JK触发触发器中总有一个或器中总有一个或以上发生翻转，以上发生翻转，完成计数功能。完成计数功能。各触发器的形状各触发器的形状转换是从低位转换是从低位JK触发器到高位触发器到高位JK触发器，依次翻触发器，依次翻转，不是同时翻转，不是同时翻转；且计数器是转；且计数器是递增计数的递增计数的。依此类推，当第八个计数脉冲依此类推，当第八个计数脉冲CP的下降沿到来时，三个的下降沿到来时，三个JK触发器又重新恢复为触发器又重新恢复为000，那么加法计数器的输出为，那么加法计数器的输出为Q2Q1Q0000。进入下一个计数周期或循环。进入下一个计数周期或循环。义务7.2：循环彩灯控制器三、异步二进制减法计数器三、异步二进制减法计数器一电路组成一电路组成 其与异步二进制加其与异步二进制加法计数器电路区别法计数器电路区别在于：在于：衔接方式不同，衔接方式不同，低位低位JKJK触发器的输触发器的输出端接到高一位的出端接到高一位的JKJK触发器的控制端触发器的控制端C C 义务7.2：循环彩灯控制器三、异步二进制减法计数器三、异步二进制减法计数器0001111 1、任务前的清零、任务前的清零 2 2、第一个计数、第一个计数脉冲脉冲CPCP的下降沿的下降沿到来时到来时 3 3、第二个计数、第二个计数脉冲脉冲CPCP的下降的下降沿到来时沿到来时 1104 4、第三个计、第三个计数脉冲数脉冲CPCP的下的下降沿到来时降沿到来时 101归纳：随着计数归纳：随着计数脉冲脉冲CP的不断输的不断输入，三个入，三个JK触发触发器中总有一个或器中总有一个或以上发生翻转，以上发生翻转，完成计数功能。完成计数功能。各触发器的形状各触发器的形状转换是从低位转换是从低位JK触发器到高位触发器到高位JK触发器，依次翻触发器，依次翻转，不是同时翻转，不是同时翻转；且计数器是转；且计数器是递减计数的递减计数的。依此类推，当第八个计数脉冲依此类推，当第八个计数脉冲CP的下降沿到来时，三个的下降沿到来时，三个JK触发器又重新恢复为触发器又重新恢复为111，那么减法计数器的输出为，那么减法计数器的输出为Q2Q1Q0111。进入下一个计数周期或循环。进入下一个计数周期或循环。二任务过程二任务过程义务7.2：循环彩灯控制器四、同步二进制加法计数器四、同步二进制加法计数器异步计数器的电路简单异步计数器的电路简单但计数速度慢由于各触发器形状的改动是逐位进展的但计数速度慢由于各触发器形状的改动是逐位进展的 怎样才干提高怎样才干提高计数速度呢？计数速度呢？可将计数脉冲同时送到每个触发器的控制端C时钟脉冲输入端，使各个触发器的形状改动与计数脉冲同步 同步计数器同步计数器义务7.2：循环彩灯控制器四、同步二进制加法计数器四、同步二进制加法计数器一电路组成一电路组成 计数脉冲CP同时送到三个JK触发器的控制端C，使三个JK触发器的形状翻转与计数脉冲CP同步。义务7.2：循环彩灯控制器0000011 1、任务前的清零、任务前的清零 2 2、第一个计数、第一个计数脉冲脉冲CPCP的下降沿的下降沿到来时到来时 3 3、第二个计数、第二个计数脉冲脉冲CPCP的下降的下降沿到来时沿到来时 0104 4、第三个计、第三个计数脉冲数脉冲CPCP的下的下降沿到来时降沿到来时 011归纳：归纳：同步计数同步计数器各个触发器器各个触发器的形状转换，的形状转换，与输入的计数与输入的计数脉冲脉冲CP同步，同步，具有计数速度具有计数速度快的特点。快的特点。依此类推，当第八个计数脉冲依此类推，当第八个计数脉冲CP的下降沿到来时，三个的下降沿到来时，三个JK触发器又重新恢复为触发器又重新恢复为000，那么减法计数器的输出为，那么减法计数器的输出为Q2Q1Q0000。进入下一个计数周期或循环。进入下一个计数周期或循环。四、同步二进制加法计数器四、同步二进制加法计数器二任务过程二任务过程义务7.2：循环彩灯控制器五、异步十进制加法计数器五、异步十进制加法计数器十进制计数器的运用更方便、更广泛十进制计数器的运用更方便、更广泛 通常是采用从通常是采用从00001001的四位二进制数共十个数码表的四位二进制数共十个数码表示十进制数的相应数码。示十进制数的相应数码。四位二进制数可以表示一位十进制数四位二进制数可以表示一位十进制数 四个下降沿触发的四个下降沿触发的JKJK触发器触发器G0G3G0G3组成组成 一电路组成一电路组成 义务7.2：循环彩灯控制器二任务过程二任务过程五、异步十进制加法计数器五、异步十进制加法计数器任务前的清零：任务前的清零：使使Q3Q2Q1Q00000。由于与三位异步由于与三位异步二进制加法计数器二进制加法计数器电路构造类似，故电路构造类似，故任务过程与前述的任务过程与前述的三位异步二进制加三位异步二进制加法计数器类似。法计数器类似。义务7.2：循环彩灯控制器任务步骤器材预备器材预备异步三位二进制加法计数器电路的衔接与调试异步三位二进制加法计数器电路的衔接与调试异步三位二进制减法计数器电路的衔接与调试异步三位二进制减法计数器电路的衔接与调试步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试器材预备器材预备电路的衔接与调试电路的衔接与调试步骤一：计数器步骤一：计数器(集成电路集成电路)的认识的认识义务7.2：循环彩灯控制器步骤一：计数器步骤一：计数器(集成电路集成电路)的认识的认识器材预备器材预备表表7-5 学习义务七所需工具与器材、设备明细表学习义务七所需工具与器材、设备明细表序号名 称符 号型 号规 格单位数量1双JK触发器IC0、IC174LS112块22集成电路插座16脚个23单掷拨动开关S个14直流稳压电源012V台15脉冲信号发生器台16示波器双踪台17线路板块18指针式万用表500型或MF-47型台19电烙铁1525W 支110焊接材料焊锡丝、松香助焊剂、烙铁架等套111电子实训通用工具螺丝刀（一字和十字）、尖嘴钳、剥线钳、镊子、小刀、小剪刀等套112单相交流电源220V处113电源线、安装连接导线若干义务7.2：循环彩灯控制器步骤一：计数器步骤一：计数器(集成电路集成电路)的认识的认识器材预备器材预备图图7-16 74LSl12外脚引线陈列外脚引线陈列74LSl12各脚的功能为：各脚的功能为：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：电源端，：电源端，+5V+5V。义务7.2：循环彩灯控制器步骤一：计数器步骤一：计数器(集成电路集成电路)的认识的认识异步三位二进制加法计数器电路的衔接与调试异步三位二进制加法计数器电路的衔接与调试将两块将两块74LSll2分别插入集成电路插座及线路板，应留意相互的间距与位分别插入集成电路插座及线路板，应留意相互的间距与位置，使导线衔接方便。置，使导线衔接方便。义务7.2：循环彩灯控制器步骤一：计数器步骤一：计数器(集成电路集成电路)的认识的认识异步三位二进制加法计数器电路的衔接与调试异步三位二进制加法计数器电路的衔接与调试按图按图7-13衔接电路。应使每个衔接电路。应使每个JK触发器的触发器的J、K端悬空，呈计数形状。端悬空，呈计数形状。调理直流稳压电源，使输出电压为调理直流稳压电源，使输出电压为+5V+5V。将置零开关将置零开关S S接地，使计数器置零然后翻开开关接地，使计数器置零然后翻开开关S S。计数器脉冲输入端接入脉冲信号发生器，并调理脉冲信号发生器，计数器脉冲输入端接入脉冲信号发生器，并调理脉冲信号发生器，使其产生频率为使其产生频率为1kHz1kHz幅度为幅度为3.6 V3.6 V的方波信号。的方波信号。将输出端将输出端Q0Q0Q2Q2接入示波器，察看接入示波器，察看Q0Q0Q2Q2的形状，并将结果填入表的形状，并将结果填入表7-67-6中。中。义务7.2：循环彩灯控制器步骤一：计数器步骤一：计数器(集成电路集成电路)的认识的认识表表7-6 计数器形状丈量记录计数器形状丈量记录异步三位二进制加法计数异步三位二进制减法计数CPQ2Q1Q0CPQ2Q1Q0112233445566异步三位二进制加法计数器电路的衔接与调试异步三位二进制加法计数器电路的衔接与调试义务7.2：循环彩灯控制器步骤一：计数器步骤一：计数器(集成电路集成电路)的认识的认识三异步三位二进制减法计数器电路的衔接与调试三异步三位二进制减法计数器电路的衔接与调试按图按图7-14衔接电路。衔接电路。义务7.2：循环彩灯控制器步骤一：计数器步骤一：计数器(集成电路集成电路)的认识的认识表表7-6 计数器形状丈量记录计数器形状丈量记录异步三位二进制加法计数异步三位二进制减法计数CPQ2Q1Q0CPQ2Q1Q0112233445566三异步三位二进制减法计数器电路的衔接与调试三异步三位二进制减法计数器电路的衔接与调试反复异步三位二进制加法计数器电路的任务步骤，并将结果填入表反复异步三位二进制加法计数器电路的任务步骤，并将结果填入表7-6中。中。义务7.2：循环彩灯控制器步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试器材预备器材预备表表7-7 学习义务七所需工具与器材、设备明细表学习义务七所需工具与器材、设备明细表序号名 称符 号型 号规 格单位数量1同步二进制加法计数器IC74HC163快12集成电路插座16脚个13直流稳压电源012V台14脉冲信号发生器台15示波器双踪台16线路板快17指针式万用表500型或MF-47型台18电烙铁1525W 支19焊接材料焊锡丝、松香助焊剂、烙铁架等套110电子实训通用工具螺丝刀（一字和十字）、尖嘴钳、剥线钳、镊子、小刀、小剪刀等套111单相交流电源220V处112电源线、安装连接导线若干义务7.2：循环彩灯控制器步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试器材预备器材预备图图7-17 74HCl63外脚引线陈列外脚引线陈列计数当，在时钟脉冲CP到来时，作二进制加法计数。当计数累加到Q3Q2Q1Q01111，进位输出端CO1；即COCTT Q3Q2Q1Q0。功能：清零当 ，在时钟脉冲CP到来时，清零。置数当清零控制端 ，预置控制端 ，在时钟脉冲CP到来时，输入数据从D0D3输入到计数器。保管但 ，只需输入端CTP、CTT中有一个为0，那么各输出Q0Q3均坚持不变。而在CTT0，CO为0。1TPCTCTLDCR1CR0LD0CR义务7.2：循环彩灯控制器步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试电路的衔接与调试电路的衔接与调试按图按图7-15衔接电路。衔接电路。义务7.2：循环彩灯控制器步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试电路的衔接与调试电路的衔接与调试将将74HCl63插入集成电路插座及线路板。插入集成电路插座及线路板。调理直流稳压电源，使输出电压为调理直流稳压电源，使输出电压为+5V。接入脉冲信号发生器，并调理脉冲信号发生器，使其产生频率为接入脉冲信号发生器，并调理脉冲信号发生器，使其产生频率为1kHz幅度为幅度为3.6V的方波信号。的方波信号。将计数器置零，即使将计数器置零，即使0，在脉冲到来时，计数器自动清零。，在脉冲到来时，计数器自动清零。将计数器置计数形状，即使将计数器置计数形状，即使1。选择脉冲信号发生器的单次脉冲输出。选择脉冲信号发生器的单次脉冲输出。接入示波器，察看接入示波器，察看Q0Q3及及CO的形状和的形状和HL0HL4的形状变化的形状变化(亮亮或灭或灭)，并将结果填入表，并将结果填入表7-8中。中。义务7.2：循环彩灯控制器步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试步骤二：多路循环彩灯控制器的衔接和调试电路的衔接与调试电路的衔接与调试CPCOQ3Q2Q1Q012345678910111213141516表表7-8 多路循环彩灯控制器形状丈量记录多路循环彩灯控制器形状丈量记录义务小结义务小结按照逻辑功能和电路组成的不同，数字电路可以分成组按照逻辑功能和电路组成的不同，数字电路可以分成组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。时序逻辑电路的特点合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。时序逻辑电路的特点是电路在任一时辰的输出形状不仅与该时辰输入信号的形是电路在任一时辰的输出形状不仅与该时辰输入信号的形状有关，而且还与电路原有的形状有关。时序逻辑电路有状有关，而且还与电路原有的形状有关。时序逻辑电路有两种典型的电路：存放器和计数器。两种典型的电路：存放器和计数器。2.2.存放器分为数码存放器和移位存放器。数码存放器是具存放器分为数码存放器和移位存放器。数码存放器是具有暂时存放数码的逻辑记忆功能，移位存放器除具有存放有暂时存放数码的逻辑记忆功能，移位存放器除具有存放数码的记忆功能外，还具有移位功能。数码的记忆功能外，还具有移位功能。3.3.在移位脉冲作用下，移位存放器所存数码假设只能向某在移位脉冲作用下，移位存放器所存数码假设只能向某一方向挪动的存放器叫单向移位存放器，单向移位存放器一方向挪动的存放器叫单向移位存放器，单向移位存放器又分有左移存放器和右移存放器两种。假设存放器所存数又分有左移存放器和右移存放器两种。假设存放器所存数码既能左移又能右移，具有双向移位功能的存放器叫双向码既能左移又能右移，具有双向移位功能的存放器叫双向移位存放器。移位存放器。计数器能对输入脉冲作计数操作。计数器按不同的方法计数器能对输入脉冲作计数操作。计数器按不同的方法分类，可分为二进制计数器、十进制计数器等，也可以分分类，可分为二进制计数器、十进制计数器等，也可以分为同步计数器、异步计数器、加法计数器和减法计数器等。为同步计数器、异步计数器、加法计数器和减法计数器等。在完本钱学习义务之后，应懂得存放器和计数器的运用在完本钱学习义务之后，应懂得存放器和计数器的运用和任务过程的分析。和任务过程的分析。练习题练习题一、填空题一、填空题1.1.时序逻辑电路简称为时序逻辑电路简称为 电路，其是由电路，其是由 和和 两部分组成。两部分组成。2.2.时序逻辑电路按形状转换情况可分为时序逻辑电路按形状转换情况可分为 和和 两大类。两大类。3.3.存放器常用于存放器常用于 、数码及指令等信息的数字逻辑部件。数码及指令等信息的数字逻辑部件。4.4.存放器分为存放器分为 存放器和存放器和 存放器。存放器。5.5.数码存放器具有数码存放器具有 、和和 的功能。的功能。6.6.移位是指在移位是指在 的作用下，能把存放器中的数码依次的作用下，能把存放器中的数码依次 或或 。7.7.计数器主要用于计数器主要用于 ，还可以用于，还可以用于 、和和 等。等。8.8.计数器由计数器由 和和 组成。组成。9.9.一个触发器可以构成一个触发器可以构成 位二进制计数器。位二进制计数器。10.10.设计一个二十四进制计数器，至少需求设计一个二十四进制计数器，至少需求 个触发器。个触发器。二、选择题二、选择题1.1.时序逻辑电路是由时序逻辑电路是由()()组成。组成。A A组合逻辑电路组合逻辑电路 B B触发器触发器 C C组合逻辑电路和触发器组合逻辑电路和触发器2.()2.()是指数码及指令等信息从一个输入端逐位输入到存放器中。是指数码及指令等信息从一个输入端逐位输入到存放器中。A A并行输入并行输入 B B串行输入串行输入 C C并串行输入并串行输入3.3.存放器存储数据的位数存放器存储数据的位数()()构成触发器的个数。构成触发器的个数。A A小于小于 B B等于等于 C C大于大于4.4.数码存放器具有数码存放器具有()()数码的功能。数码的功能。A A接纳和传送接纳和传送 B B保管保管 C CA A和和B B5.5.计数器的构成是由计数器的构成是由 ()()组合构成。组合构成。A A与门与门 B B与非门与非门 C C触发器触发器6.6.触发器有触发器有()()个稳态。个稳态。A A1 B1 B2 C2 C3 37.()7.()计数器那么是各种进制计数器的根底。计数器那么是各种进制计数器的根底。A A二进制二进制 B B八进制八进制 C C十进制十进制8.8.异步二进制加法计数器的各触发器的形状转换总是异步二进制加法计数器的各触发器的形状转换总是 ()()。A A从低位触发器到高位触发器翻转从低位触发器到高位触发器翻转B B从高位触发器到低位触发器翻转从高位触发器到低位触发器翻转 C C同时翻转同时翻转9.9.同步二进制加法计数器的各触发器的形状转换总是同步二进制加法计数器的各触发器的形状转换总是 ()()。A A从低位触发器到高位触发器翻转从低位触发器到高位触发器翻转 B B从高位触发器到低位触发器翻转从高位触发器到低位触发器翻转 C C同时翻转同时翻转10.()10.()个触发器可以表示一位十进制数的数码。个触发器可以表示一位十进制数的数码。A A一一 B B二二 C C四四三、判别题三、判别题1.1.异步时序逻辑电路是在时钟脉冲的控制下，各触发器的形状异步时序逻辑电路是在时钟脉冲的控制下，各触发器的形状先后发生改动。先后发生改动。()()2.2.移位存放器除具有存放数码的记忆功能外，还有移位功能。移位存放器除具有存放数码的记忆功能外，还有移位功能。()()3.3.移位是指在移位脉冲的作用下，只能把存放器中的数码依次右移位是指在移位脉冲的作用下，只能把存放器中的数码依次右移。移。()()4.4.数码存放器是最简单的存储器。数码存放器是最简单的存储器。()()5.5.计数是指统计输入的脉冲个数。计数是指统计输入的脉冲个数。()()6.6.一个触发器可以用来表示一位十进制数。一个触发器可以用来表示一位十进制数。()()7.7.构成计数器电路的器件必需具有记忆功能。构成计数器电路的器件必需具有记忆功能。()()8.8.按照计数器在计数过程中触发器翻转次序，将计数器分成同步按照计数器在计数过程中触发器翻转次序，将计数器分成同步计数器和异步计数器。计数器和异步计数器。()()四、综合题四、综合题1.1.试述时序逻辑电路与组合逻辑电路有何区别？试述时序逻辑电路与组合逻辑电路有何区别？2.2.什么是并行输出？什么是串行输出？什么是并行输出？什么是串行输出？3.3.数码存放器与移位存放器有何区别？数码存放器与移位存放器有何区别？4.4.什么是移位？移位存放器有什么功能？什么是移位？移位存放器有什么功能？5.5.试述图试述图7-47-4所示电路的任务过程。所示电路的任务过程。6.6.试述异步二进制加法计数器与异步二进制减法计数器的区别。试述异步二进制加法计数器与异步二进制减法计数器的区别。7.7.什么是异步计数器？什么是同步计数器？什么是异步计数器？什么是同步计数器？8.8.如图如图7-187-18所示的三位数码存放器，假设电路原形状所示的三位数码存放器，假设电路原形状Q2Q1Q0Q2Q1Q0101101，输入数据，输入数据D2D1D0D2D1D0011,011,那么那么CPCP脉冲到来后，脉冲到来后，电路形状如何变化？电路形状如何变化？图图7-18 综合题综合题8附图附图图图7-19 综合题综合题9附图附图图图7-20 综合题综合题10附图附图9.9.试分析图试分析图7-197-19所所示的二位计数器的示的二位计数器的任务原理。任务原理。10.10.试分析如图试分析如图7-207-20所示的三位计数器所示的三位计数器的任务原理。的任务原理。