时序逻辑电路-计数器27页PPT

6.4 顺序脉冲发生器
顺序脉冲
分类
计数型 移位型 : 计数器+译码器
6.4.1 计数型顺序脉冲发生器
一、电路组成 由四进制计数器( JK 触发器) 和译码器构成
Q1n Q0n
Y0
&
Q1nQ0n
Y1
&
Q1n Q0n
Y2 &
Q1nQ0n
Y3 &
1
Q0
1J
FF0 C1 1K
Q0
RD
1
Q1 FF1 Q1
1J C1 1K RD
三、用 MSI 构成顺序脉冲发生器
1 CP
DDDD0123
74LS163
LD CR
CCTTTP
Q0
3位二进 Q1
制计数 QQ23
CO
74LS138
SSTTAB STC
Y0 Y1 Y2
译码 YY34
Y5
YY67
74LS374
EN
0D
0Q
1D
1Q
2D 缓冲2Q
3D 4D
寄存
3Q 4Q
5D
5Q
6D
6Q
7D
Q0
Q1
Q2
FF0
FF1
FF2
1D C1 R 1D C1 R
1D C1 R
Q0n1
Q0n
Q1n
Q
n 2
Q3
Q1n1 Q0n
FF3
Q2n1 Q1n
1D C1 R
Q3n1 Q2n
CP
1
CR
CP
不需译码器。不会
Q0
产生竞争冒险。状
Q1
态利用率低。

2. 集成同步二进制计数器
常用的集成同步二进制加计数器有74LS161、 74LS163等。74LS161的实物图、引脚排列和逻辑 符号如图5.4所示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（a） 实物图
（b） 引脚排列
（c） 逻辑符号
图5.4 集成同步二进制计数器74LS161
74、L1S01脚61C的T1T6是个计引数脚器中的：工1脚作状为态异控步制清端C R零；端，9脚 是置数控制端，L D7脚CTP
（a） 实物图
（b〕引脚排列
（c） 逻辑符号
图5.7 集成同步十进制可逆计数器74LS192
74LS192的功能表如表5.7所示。
表5.7
74LS192的功能表
输入
输出
CR L D
C PU C PD D 3 D 2
D1 D 0
Q3
Q2
Q1
Q0
1 ××××××× 0 0 0 0
0
0
××
d3
d2
d1
d0
1
出
说明
清零 置9 二进制计数
五进制计数
8421码十进制 计数
5421码十进制 计数
由表5.6可知，74LS90具有如下功能。
① 2脚R0A、3脚R0B接高电平“1〞时，计数器被清零，高电 平电压最小值为2V。正常使用时，两个引脚中至少有1个 应接低电平“0”，低电平电压最大值为0.8V。
② 6脚S9A、7脚S9B接高电平“1〞时，计数器置数为9。正常 计数时，两个引脚中至少有1个应接低电平“0”。
d3
d2
d1
d0
0 1 1 1 ××××
保持
0 1 ↑ 1 ××××
加计数

?用触发器构成
——依照一般同步时序电路的设计步骤
例题
用D触发器设计同步十进制加法计数器 用JK触发器设计同步六进制减法计数器
（1）异步二-十进制计数器 74HC/HCT390
FF0 二进制计数器 CP0输入，Q0输出
FF1——FF3
异步五进制计 数器（P277）
CP1输入，Q3、Q2、Q1输出
CP1 1
1000~1111 8进制
异步计数器
方法二 整体反馈清0法实现72进制加法计数器
1 CP
××××
CR D0 D1 D2 D3
CET
CEP 74161(0) TC CP Q0 Q1 Q2 Q3 PE 1
××××
CR D0 D1 D2 D3
CET
CEP 74161(1) TC
CP Q0 Q1 Q2 Q3 PE 1
TC
CEP
74161
PE
>CP Q0 Q1 Q2 Q3
CR: 异步清零端
CP:
有效
PE: 同步并行置数使能端
D0 - D3 ：预置数据输入端 CET、CEP: 计数使能端
TC:进位输出端，用于级连（TC = CET·Q3·Q2·Q1·Q0）
74161逻辑功能表
输入
输出
清预 零置
使能
时 钟
预置数据输入
连接方式1 Q2 Q1 Q0 000 001 010 011 100 101 110 111 000 001
（5421码）
连接方式2 Q0 Q3 Q2 Q1 0 000 0 001 0 010 0 011 0 100 1 000 1 001 1 010 1 011 1 100
二-五-十进制加法计数器

时序逻辑电路可以分为同步时序 逻辑电路和异步时序逻辑电路， 其中同步时序逻辑电路是最常用 的类型。
工作原理
状态表示
时序逻辑电路中的状态通常由存储元件（如触发器）来存储，根据 输入信号的变化，电路的状态会随之改变。
状态转移
时序逻辑电路中的状态转移是由输入信号和当前状态共同决定的， 根据一定的逻辑关系，电路会从一个状态转移到另一个状态。
。
02
可编程逻辑控制器（PLC）
在工业控制系统中，时序逻辑电路用于实现可编程逻辑控制器，用于自
动化控制和数据处理。
03
传感器接口
时序逻辑电路用于实现传感器接口电路，将传感器的模拟信号转换为数
字信号，并传输给微控制器或可编程逻辑控制器进行处理。
04
CATALOGUE
时序逻辑电路的优化
优化设计
设计
使用基本的逻辑门电路， 根据需求逐一设计电路。
自动化工具设计
使用EDA（电子设计自动 化）工具进行设计，提高 设计效率。
混合设计
结合手工设计和自动化工 具设计，根据具体情况选 择合适的设计方法。
设计工具
硬件描述语言
使用Verilog或VHDL等硬件描述语言进行设计。
EDA工具
时序逻辑电路
目录
• 时序逻辑电路简介 • 时序逻辑电路设计 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的优化 • 时序逻辑电路的发展趋势
01
CATALOGUE
时序逻辑电路简介
定义与分类
定义
时序逻辑电路是一种具有记忆功 能的电路，它能够根据输入信号 的变化，按照一定的逻辑关系， 输出相应的信号。
分类
输出信号
时序逻辑电路的输出信号是根据当前状态和输入信号来确定的，它会 随着状态的变化而变化。

数据预置 ： 设A3A2A1A0 ＝ 1011 ，
在存数脉冲作用下，也有 Q3Q2Q1Q0 ＝ 1011 。
四位串入 - 串出的左移寄存器
数据预置
A3
A2
A1
A0
存数 脉冲
LOAD
&
&
&
&
串行 1 SD0
1
1
0
输出
Q
3
D
Q2 D
Q1 D
Q0 D
Q
清零
Q
脉冲 RD
Q
Q
CP 移位
CLR
脉冲
下面将重点讨论 兰颜色的 那部分电路的工作原理。
四位串入 - 串出 四位串入 - 串出 的右移寄存器： 的左移寄存器：
D0 ＝ Q1 D1 ＝ Q2 D2 ＝ Q3
D0 ＝ L D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1
D3 ＝ R
D3 ＝ Q2
S＝0 时， 也能够实现左移 , 方案可行 !
D0 = SL ＋ SQ1 = 1·L + 0·Q1 = L
D1 = SQ0 ＋ SQ2 = 1·Q0 + 0·Q2 = Q0 D2 = SQ1 ＋ SQ3 = 1·Q1 + 0·Q3 = Q1 D3 = SQ2 ＋ SR = 1·Q2 + 0·R = Q2
FF
FF
FF
FF 输出
输 并入－串出 入 多个输入端，一个输出端
输
出
FF
FF
FF
FF
输 并入－并出 入 多个输入端，多个输出端
1. 四位串入 - 串出的左移寄存器
数据预置
A3
A2
A1
&

13
Q
Q
章
时 序 逻 辑 SD
& 1
电 路
0S
&
置 1
3
维
持 线
1
A
&
5
00
& 2
1R
& 4
B0
& 6
如果 S = D = 0
门 4 和门 5 同时 RD 被关闭！
D 的变化不能传 递到 S、R 端。
置 0 维 持 线
CP 1
D1
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第
13
章
真值表
时
D Qn+1
序
逻
0
0
辑
电
1
1
路
置 0
B=D
维 持
A=D
线
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第
13
Q =D
章
时 序 逻 辑 SD
& 1
电
DS
路
&
置 1
3
维
持 线
D=
A
&
5
CP 1
29
Q
(2) 当CP 由 0变1 时
门 3 和门 4 打开
&
2
S=D
RD
DR
则
&
4
置
0
维
B
=
D
持 线
&
6
R=D Q=D
D
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第
13
Q
章
时 序 逻 辑 SD
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9
第
13 章

2. 移位存放器：不仅能存放数码组成的数据，而且能将 数码所在的高位或低位形状进展移位(左移、右移和 双向移位)。
三、计数器 计数器是对脉冲个数进展计数，具有计数功能的电路。 1．二进制计数器
第 4 个 CP 脉冲上升沿出现时，Q0Q1Q2Q3 = 1000；回到 初始形状。假设不断输入脉冲，那么存放器形状依上面的顺序 反复循环，输出端轮番分配一个矩形脉冲。
3．形状表
环形脉冲分配器形状表
CP M1 M0
01
1
10
1
20
1
30
1
40
1
DSR（ Q3 ） 0 0 0 1 0
Q0 Q1 Q2 Q3 1000 0100 0010 0001 1000
2. 分类：按显示器发光段数分为七段显示或八端显示；按 显示器所用发光资料分为荧光数码管、半导体数码管及 液晶显示器。
3. 译码显示电路 4. 七段数码显示器
七段发光线段分别用 a、b、c、d、e、f、g 七个小写字 母表示。
七段显示组合与数字对照表
段
数
a
b
c
d
e
f
g
01111110
10110000
1．电路 把输出端 Q3 接至右移输入 端DSR，使 DSR = QC3R；1 。
2．任务原理
初始时，M1M0 = 11，存放 器处于并行输入任务方式； D0D1D2D3 = 1000；输入 CP 脉 冲，在脉冲上升沿出现时，输出 端输出 Q0Q1Q2Q3 = 1000。
任务时，M1M0 = 01，芯片处于右移任务方式，DSR = Q3 = 0。
21101101
31111001
40110011
51011011

时序逻辑电路-计数器.
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹