第六章

時序邏輯電路本教材的重點6.1概述

6.2時序邏輯電路分析方法同步分析（設(shè)計）、異步分析6.3常用電路

(本章重點，補充20%)計數(shù)器、移位寄存器6.4時序邏輯電路設(shè)計方法計數(shù)器設(shè)計（略）、非計數(shù)器設(shè)計（主要）6.5時序邏輯電路中的競爭、冒險現(xiàn)象（自學(xué)）6.1概述JK、D觸發(fā)器組門電路★狀態(tài)方程:qin+1=hi(z1…zk,q1n…qln)輸出方程:yj=fj(x1…xi,q1…ql)驅(qū)動方程:zk=gk(x1…xi,q1…ql)地位：數(shù)字電路核心組成：由二部分構(gòu)成分析方法：三個方程組（輸出是輸入的函數(shù)）第六章

時序邏輯電路6.2時序邏輯電路分析方法7步法：1、邏輯圖→2、方程組（①時鐘②驅(qū)動③特性④狀態(tài)⑤輸出）→3、組合卡諾圖→4、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖→5、判斷自啟動→6、時序圖→7、功能（熟練后可減為1、2、3、7四步）6.2.1同步分析6.2.2狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(表)和時序圖

分析[例6.2.1]功能1、邏輯圖P2622、方程組①時鐘方程(不是必須)CP1=CP2=CP3=CP②驅(qū)動方程J=?K=?

圖6.2.1第六章

時序邏輯電路②驅(qū)動方程(6.2.1式)③特性方程(參考用)④狀態(tài)方程(將驅(qū)動方程代入特性方程)并調(diào)整為規(guī)范(按下標(biāo)由大到小排)與或式(6.2.2式)3、組合卡諾圖(表6.2.1狀態(tài)轉(zhuǎn)換表)

000111100100

111000

000111100010

110100Q2

Q3Q2n+1Q1Q2

Q3Q3n+1Q1

000111100

001011100

0001111000/0010/0100/1000/01110/1010/1101/0001/000Q2

Q3Q1Y/Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q2

Q3Q1n+1Q1⑤輸出方程Y=Q3Q2(6.2.3)七進制計數(shù)器

0001111000/0010/0100/1000/01110/1010/1101/0001/000Q2

Q3Q1Y/Q3n+1Q2n+1Q1n+14、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(圖6.2.2)000→001→010→011→100→101→110Q3Q2Q1

Y000000111→115、判斷自啟動能自啟動自啟動表示非循環(huán)態(tài)(例111)能進入循環(huán)區(qū)。6、時序圖P269圖6.2.87、功能同步七進制加法計數(shù)器，Y為進位。

設(shè)計:②狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖③～④組合、分卡諾圖⑤～⑦三個方程⑧邏輯圖[例6.2.3]分別用D、JK觸發(fā)器和少量門設(shè)計四進制可逆計數(shù)器；

當(dāng)A=0時實現(xiàn)加法計數(shù)，Y為進位；當(dāng)A=1時實現(xiàn)減法計數(shù)，Y為借位。

②狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖Q2Q1

A/Y③組合卡諾圖

0001111000/010/101/000/1111/110/000/100/01Q2

AQ1Y/Q2n+1Q1n+10/0001/00/0011/00/0101/00/1111/1④分卡諾圖

00011110000101

1000Q2

AYQ1

000111100100111001Q2

AQ1n+1Q1⑤⑥輸出、狀態(tài)方程

000111100010111010Q2

AQ2n+1Q1⑦驅(qū)動方程⑧邏輯圖(后)

圖6.2.4

表6.2.3⑧邏輯圖J1J2K1K2CICI少量門5個少量門6個⑦驅(qū)動方程⑤輸出方程[作業(yè)1]分別用D、JK觸發(fā)器和少量門設(shè)計四進制可逆計數(shù)器；當(dāng)A=1時實現(xiàn)加法計數(shù)，Y為進位;當(dāng)A=0時實現(xiàn)減法計數(shù)，Y為借位。*6.2.3異步分析(在6.3.2P297講)圖6.2.36.3.1寄存器和移位寄存器存放二進制數(shù)的電路為寄存器，由D觸發(fā)器構(gòu)成。特點

①一個觸發(fā)器可以存儲1位二進制數(shù)（“0”或“1”）

n位二進制代碼的寄存器，需用n個觸發(fā)器來構(gòu)成。②寄存器分基本型和移位型(使用靈活、用途廣泛)一、寄存器無論寄存器中原來的內(nèi)容是什么，只要送數(shù)控制時鐘脈沖CP上升沿到來，加在并行數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)1、單拍工作方式D11DC1Q0Q0D0FF01DC1Q1Q1FF11DC1Q2Q2D2FF21DC1Q3Q3D3FF3CPD0～D3即被送入進寄存器中。CP的其它狀態(tài)為保持6.3若干常用時序邏輯電路

圖6.3.1第六章

時序邏輯電路（1）清零：CR=0，異步清零。即有：（2）送數(shù)：CR=1時，CP上升沿送數(shù)。即有：（3）保持：在CR=1、CP以外，寄存器內(nèi)容將不變。低電平有效直接置0端74LS1752、雙拍工作方式基本寄存器

圖6.3.2特點補充；③基本寄存器只能并(行輸)入、并(行輸)出。二、移位寄存器1、單向移位寄存器（1）左移移位寄存器（2）右移移位寄存器時鐘方程：驅(qū)動方程：狀態(tài)方程：移向:左移高位移低位熟練后可直接寫狀態(tài)方程6.3.1寄存器和移位寄存器特點補充：④移存器中的數(shù)碼在CP作用下可依次右移或左移⑤n個脈沖后可完成串行輸入，并行輸出；再用n個CP脈沖又可實現(xiàn)串入串出⑥若串行輸入端狀態(tài)為0，n個CP脈沖后寄存器便被清零⑦若串行輸入端狀態(tài)為1，則n個CP脈沖后，寄存器便被置位(置1)。時鐘方程：驅(qū)動方程：狀態(tài)方程：移向:右移低位移高位熟練后可直接寫狀態(tài)方程圖6.3.3移向控制端2、雙向移位寄存器（1）門電路構(gòu)成M=0時右移M=1時左移低位移高位高位移低位6.3.1寄存器和移位寄存器2、集成雙向移位寄存器（1）74LS194結(jié)構(gòu)和功能

0101Qin+1=Qin

低→高低←高Qin+1=Di

74LS194功能簡表S0S1DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3RCP74LS19412345610911715141312圖6.3.674LS194內(nèi)部74LS194外部結(jié)構(gòu)

表6.3.2（2）74LS194擴展（成8位）S0S1D0D1D2D3D4D5D6D7RCP

D8……

Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8

······作業(yè)2：用74LS1943組成12位移位寄存器DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3RCP74LS194DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3RCP74LS194右入右出左入左出特性補充:⑧寄存器是用來存放二進制數(shù)據(jù)或代碼的電路,是一種基本時序電路。任何數(shù)字系統(tǒng)都把需要處理的數(shù)據(jù)和代碼先寄存起來，以便隨時取用。⑨集成移存器中的數(shù)據(jù)可以并入并出(置數(shù))，串入串出(移位)，并入串出(置數(shù)后移位),串入并出(移位后一起輸出)。⑩移存器還可方便地構(gòu)成移位寄存器型計數(shù)器和順序脈沖發(fā)生器等電路(在6.3.3節(jié)講)。

圖6.3.76.3.1寄存器和移位寄存器6.3若干常用時序邏輯電路6.3.2計數(shù)器計數(shù)器分類：同步計數(shù)器（CP統(tǒng)一）異步計數(shù)器（CP不統(tǒng)一）二進制十進制N進制二進制十進制N進制①加法④加法⑾加法(分析七進制)⑦加法⑨加法⑩加法②減法⑤減法減法⑧減法減法減法③可逆(作業(yè)4進制設(shè)計)⑥可逆可逆可逆可逆可逆一、同步計數(shù)器1、同步二進制計數(shù)器（4步分析法）（1）同步(4位)二進制加法計數(shù)器①狀態(tài)方程(及規(guī)范化)狀態(tài)方程輸出圖6.3.10

0001111000011110Q1

Q3Q2Q0Q0n+1Q3n+1Q2n+1Q1n+11111111100000000000011111111000001101001011001100011001101010011②組合(分)卡諾圖(狀態(tài)轉(zhuǎn)換表6.3.3)驅(qū)動③(簡易)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖0000～1111

C=0C=1下降沿有效圖6.3.12電路時序圖分頻器1234567891113150

循環(huán)區(qū)進位下降沿有效0000～1111

C=0C=1④時序圖(畫法：豎向狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖)圖6.3.11一、同步計數(shù)器

74161功能

異步清零16進制加計數(shù)

同步置數(shù)Qi=Di

保持(有進位)保持(C=0)C=ETQ3Q2Q1Q0（2）集成同步二進制加法計數(shù)器邏輯功能圖分析用＞

74LS161/3

Q3

Q2Q1

Q0

RD

D3

D2

D1D0

ET

EP

CP

CO

LD

1652439151413121110774LS163采用同步清0方式圖6.3.13一、同步計數(shù)器

0001111000011110Q1

Q3Q2Q0Q0n+1Q3n+1Q2n+1Q1n+11111111100000000111100000000111101100110011010011010001100110011②組合卡諾圖特性方程同步十六進制減法計數(shù)器，B是借位狀態(tài)方程驅(qū)動方程（3）同步二進制減計數(shù)器①狀態(tài)方程輸出方程圖6.3.15設(shè)計可逆計數(shù)器時，用X表示加減控制信號，如果設(shè)X＝0時作加計數(shù)，X＝1時作減計數(shù)，則把加法計數(shù)器的驅(qū)動方程和X相與，把減法計數(shù)器的驅(qū)動方程和X相與，再把二者相加，便可得到二進制同步可逆計數(shù)器的驅(qū)動方程；進位和借位也采用類似方法。重要結(jié)論:驅(qū)動方程狀態(tài)方程輸出方程進位借位加法計數(shù)器減法計數(shù)器（4）同步二進制加/減（可逆）計數(shù)器一、同步計數(shù)器[例]：設(shè)計3位二進制同步可逆計數(shù)器，當(dāng)X=0時實現(xiàn)加計數(shù)，X=1時實現(xiàn)減計數(shù)。電路圖利用中間變量可以簡化結(jié)構(gòu)改成4作業(yè)3：（5）單時鐘同步十六進制加/減計數(shù)器Q3Q2Q1Q0U/D74LS191C/BD3D2D1D0CPICPOLDSCPI

74LS191功能

↑001

16進制加計數(shù)

↑101

16進制減計數(shù)

××

×

0

異步置數(shù)Qi=Di

××11

保持

圖6.3.162、同步十進制計數(shù)器(1)同步十進制加法計數(shù)器(設(shè)計4步)一、同步計數(shù)器74LS193為雙時鐘可逆計數(shù)器(圖6.3.18)

00011110000111101111100000000111100001100100100010001000/0/0//0/0/0//1/0/0///0/0//Q1

Q3Q2Q0Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1/C10011001

10

01010101

00

00101101

00

00000010

1000000000

01

C=Q3Q0①組合…切記把狀態(tài)方程寫成Qn+1=JQn+KQn

形式!!!④邏輯圖②分…③式⑤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（圖6.3.20,首先確認(rèn)1015的去向）

00011110000111101111100000000111100001100100100010001000/0/0//0/0/0//1/0/0///0/0//Q1

Q3Q2Q0Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1/C111111101100→1101┒101110100000→0001→0010→0011→010010011000011101100101循環(huán)態(tài)1111000000000000CQ3Q2Q1Q0狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖排列順序：C=Q3Q0為進位

1015的去向：10114，12134，14150設(shè)計的同步十進制加計數(shù)器能自啟動一、同步計數(shù)器類似狀態(tài)表6.3.6（2）集成十進制同步加法計數(shù)器（74LS160/2）

74LS160功能

異步清零十進制加計數(shù)

同步置數(shù)

保持(有進位)保持(C=0)邏輯功能圖分析用＞

74LS160/2

Q3

Q2Q1

Q0

RD

D3

D2

D1D0

ET

EP

CP

CO

LD

1652439151413121110774LS162采用同步清0方式P291圖6.3.21一、同步計數(shù)器（3）同步十進制減計數(shù)器（設(shè)計4步）①組合…

00011110000111101111100000011000001101010100011000000001/1/0//0/0/0//0/0/0///0/0//Q1

Q3Q2Q0Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1/B10011001

10

00101010

10

00000111

10

10000000

0110000000

00

切記把狀態(tài)方程寫成Qn+1=JQn+KQn

形式!!!B=Q3Q2Q1Q0②分…③式④圖0000000100100011010010011000→0111→0110→0101循環(huán)態(tài)

00011110000111101111100000011000001101010100011000000001/1/0//0/0/0//0/0/0///0/0//Q1

Q3Q2Q0Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1/B1111→1110┛1101→1100┒10101011105，1110，123，1312，145，1514設(shè)計的同步十進制減計數(shù)器能自啟動1010000000000000狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖排序：B=Q3Q2Q1Q0為借位

BQ3Q2Q1Q0⑤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（類似圖6.3.23,首先確認(rèn)1015的去向）一、同步計數(shù)器作業(yè)4；按7步法設(shè)計一個能自啟動JK型同步12進制加計數(shù)器。類似狀態(tài)表6.3.7CPI

74LS190功能

↑001

十進制加計數(shù)

↑101

十進制減計數(shù)

××

×

0

異步置數(shù)Qi=Di

××11

保持

（4）集成十進制同步加/減計數(shù)器（74LS190）Q3Q2Q1Q0U/D74LS190C/BD3D2D1D0CPICPOLDSCPP294圖6.3.24一、同步計數(shù)器小結(jié)：2、3、4位二進制的加、減、可逆計數(shù)器的分析與設(shè)計；十進制加、減、可逆計數(shù)器的分析與設(shè)計。二、異步計數(shù)器1、異步二進制計數(shù)器（1）異步加計數(shù)器(分析)①方程CP1=Q0設(shè)CP0CP2=Q1CP3=Q2Q311110000100001001100001010100110111000011001010111010011101101110000000100100011010001010110011111111110110111001011101010011000

CP0Q0Q1Q2Q3CCCC初態(tài)初態(tài)t③狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖排列順序：Q3Q2Q1Q0②時序圖0000圖6.3.25圖6.3.266.3.2計數(shù)器Q端輸出為減計數(shù)器（2）異步減計數(shù)器(分析)初態(tài)t圖6.3.28Q30CP0Q0Q1Q2Q3CCCC圖6.3.27初態(tài)設(shè)CP0CP1=Q0CP2=Q1CP3=Q210000000111101111011001111010101100100011110011010100010110001000000111111101101110010111010100100010010001101000101011001111000

CP1=Q00Q10Q20①方程③狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖排列順序：Q3Q2Q1Q0②時序圖Q端輸出為加計數(shù)器圖6.3.29或例6.2.4圖6.2.10J0=K0=1

J2=K2=1

J3=Q1Q2K3=1

J1=Q3K1=1

①輸出方程C=Q3Q0代入特性方程②驅(qū)動方程③狀態(tài)方程2、異步十進制計數(shù)器(*6.2.3)

（1）異步十進制計數(shù)器Q1

Q3Q2Q0Q0n+1Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q001Q001Q101

00011110000111101111111100000000000011111100000001101001011001100011001101000000④組合卡諾圖(難點)⑧功能異步十進制加法計數(shù)器二、異步計數(shù)器Q1

Q3Q2Q0Q0n+1Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q001Q001Q101⑤狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖C=Q3Q0111111101010→1011┒110111000000→0001→0010→0011→010010011000011101100101循環(huán)態(tài)CQ3Q2Q1Q01111000000000000

0001111000011110111111110000000000001111110000000110100101100110001100110100000000001000010011000010101001101110000110010000100001001100001010100110Q0Q1Q2Q3CP0⑥判斷自啟動能⑦時序圖（圖6.3.30）⑧功能：自啟動異步十進制加法計數(shù)器，進位C僅用Q3Q2Q1為五進制計數(shù)器10→11，11→5，12→13，13→4，14→15，15→0。

（2）集成異步十進制計數(shù)器(74LS290)

五進制Q2Q1Q3CP1

二進制Q0CP0輸入輸出R0AR0BS9AS9BCP0CP1Q3Q2Q1Q0全1有00000(異步)有0全11001(異步)有0有0二進制計數(shù)有0有0五進制計數(shù)有0有0Q0十進制計數(shù)按虛線連接為十進制計數(shù)器S9A

74LS290S9BQ2Q1Q3Q0R0AR0BCP0CP1十進制S9A

74LS290S9BQ2Q1Q3Q0R0AR0BCP0CP1CP五進制S9A

74LS290S9BQ2Q1Q3Q0R0AR0BCP0CP1CP二進制S9A

74LS290S9BQ2Q1Q3Q0R0AR0BCP0CP1CP二、異步計數(shù)器6.3.2計數(shù)器十進制1、M<N的情況(P299)（1）異步清零、置零、置數(shù)法已有N進制計數(shù)器，需要M進制計數(shù)器三、任意進制計數(shù)器的構(gòu)成方法八進制S9A

74LS290S9BQ2Q1Q3Q0R0AR0BCP0CP1CP74LS290功能輸入輸出R0AR0BS9AS9BCP0CP1Q3Q2Q1Q0全1有00000異步有0有0Q0十進制計數(shù)步驟：①寫M進制計數(shù)器狀態(tài)SM的二進制代碼；②按SM代碼寫反饋歸零邏輯；③按置零邏輯連線；④檢驗。[例1]用74LS290構(gòu)成六進制計數(shù)器解：①S6=0110；六進制S9A

74LS290S9BQ2Q1Q3Q0R0AR0BCP0CP1CP九進制S9A

74LS290S9BQ2Q1Q3Q0R0AR0BCP0CP1CP七進制S9A

74LS290S9BQ2Q1Q3Q0R0AR0BCP0CP1CP&0000000100100011010001010110

瞬時而過不為算②R0A=Q2、R0B=Q1④Q3Q2Q1Q0③（1）異步清零、置零、置數(shù)法作業(yè)5：分別用74LS290組成3、4制計數(shù)器1、M<N的情況

74LS160功能

異步清零(Qi=0)10進制加計數(shù)

同步置數(shù)Qi=Di

保持(有進位)保持(C=0)

74LS161功能

異步清零(Qi=0)16進制加計數(shù)

同步置數(shù)

Qi=Di

保持(有進位)保持(C=0)

74LS160

Q3

Q2Q1

Q0

D3

D2

D1D0

ETEP

CP

CO

LD

11&C“6”③[例6.3.2]用74LS160實現(xiàn)六進制計數(shù)器&

74LS161

Q3

Q2Q1

Q0

D3

D2

D1D0

ETEP

CP

CO

LD

11[例3]判斷計數(shù)器的進制數(shù)解：①S6=0110②RD=Q2Q1解：①RD=Q3Q1②1010=S10③十進制計數(shù)器④檢驗010000

～0101CQ3Q2Q1Q0狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖④檢驗010000

～1001CQ3Q2Q1Q0狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖④檢驗進位脈沖C上升沿有效作業(yè)6：用異步清零法實現(xiàn)由74LS161組成12進制計數(shù)器010100

～0000CQ3Q2Q1Q0轉(zhuǎn)換圖1001→010000

～0100CQ3Q2Q1Q0狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖CPI

74LS190功能

↑001

十進制加計數(shù)

↑101

十進制減計數(shù)

××

×

0

異步置數(shù)Qi=Di

××11

保持

④檢驗[例4]用74LS190實現(xiàn)五進制加法計數(shù)器Q3Q2Q1Q0U/D74LS190C/BD3D2D1D0CPICPOLDSCP00解：①S5=0101；②RD=Q2Q0&0000③[例5]指出用74LS190實現(xiàn)五進制減法計數(shù)器的錯誤Q3Q2Q1Q0U/D74LS190C/BD3D2D1D0CPICPOLDSCP&010000解：①U/D端應(yīng)接1②檢驗1、M<N的情況作業(yè)7：分別用74LS190組成八進制加、減計數(shù)器。010000

～0101CQ3Q2Q1Q0狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖步驟：①寫出M進制計數(shù)器狀態(tài)SM1的二進制代碼；②按SN-1代碼寫出歸零邏輯；③在功能圖上按歸零邏輯連線；④檢驗(狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖)。解：①SM-1=②置零邏輯:優(yōu)點：簡單，無瞬時錯誤進位脈沖“C”上升沿有效&C“5”（2）同步清零、置零、置數(shù)法

74LS160/1功能

異步清零10/16進制計數(shù)

同步置數(shù)

保持(有進位)保持(C=0)[例6]用74LS160/1的同步置零構(gòu)成六進制計數(shù)器(圖6.3.36)S6-1=S5=0101③連線：如圖④檢驗：用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖同步置數(shù)

Q3

Q2Q1

Q0

D3

D2

D1D0

ETEP

CP

CO

LD

11174LS1601、M<N的情況作業(yè)8：用74LS161的同步置零法構(gòu)成13進制計數(shù)器。010000

～1011CQ3Q2Q1Q0轉(zhuǎn)換圖檢驗③稱模10計數(shù)器(再舉6.3.36b)②代碼SM-1=S12-1=1011③十二進制加計數(shù)器&“11”C

74LS161

Q3

Q2Q1

Q0

D3

D2

D1D0

ETEP

CP

CO

LD

111同步置數(shù)0110

74LS161

Q3

Q2Q1

Q0

D3

D2

D1D0

ETEP

CP

CO

LD

1111

74LS161功能

異步清零16進制加計數(shù)

同步置數(shù)

保持(有進位)保持(C=0)[例7]指出計數(shù)器的進制數(shù)同步置數(shù)解：①置零邏輯:④②轉(zhuǎn)換圖Q3Q2Q1Q01111011001111000100111101101110010111010C1000000000[例8]分析計數(shù)器計數(shù)范圍

解：①置數(shù)邏輯：1、M<N的情況作業(yè)9：用74LS161接成計數(shù)范圍為1010～1111的計數(shù)器。

74LS162/3功能

同步清零10/16進制計數(shù)

同步置數(shù)

保持(有進位)保持(C=0)&

74LS163

Q3

Q2Q1

Q0

D3

D2

D1D0

ETEP

CP

CO

LD

11[例9]用同步清零方式獲得11進制計數(shù)器&

74LS162

Q3

Q2Q1

Q0

D3

D2

D1D0

ETEP

CP

CO

LD

11同步置數(shù)同步清零010000

～1010CQ3Q2Q1Q0狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖①代碼:SM-1=S11-1=1010③連線：如圖解：④檢驗:②清零邏輯:[例10]糾正同步置零方式獲得七進制計數(shù)器的錯誤010000

～0110CQ3Q2Q1Q0狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖③D3D2D1D0=0000解：④檢驗:①置零邏輯:②代碼:SM-1=S7-1=01101、M<N的情況低位高位Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7圖5.3.38初態(tài):Q76543210=00000000,160(1)計數(shù),160(2)保持

9CP…=00001001，C1=1，160(2)計數(shù)態(tài)，可續(xù)接“百”位

功能

×

0

×××

清0

↑1111

計數(shù)

↑10

××

置數(shù)

×110

×

保持×11

×0

保持隨意9計數(shù)狀態(tài)計數(shù)范圍:(00)10～(99)10有進位輸入時為計數(shù)狀態(tài)無進位輸入時為保持狀態(tài)10CP，Q76543210=00010000低位片的進位信號C作為高位片控制信號ET、EP，兩片的CP端同接計數(shù)脈沖[例6.3.3]分析圖6.3.38功能2、M>N的情況推薦此法（1）并行進位方式（串行法如圖6.3.39）三、任意計數(shù)器用3片74LS160構(gòu)成計數(shù)范圍為(000)10～(999)10的計數(shù)器。作業(yè)10先將兩片N進制的計數(shù)器按接成>M進制的計數(shù)器，進位邏輯按代碼M-1設(shè)計，異步總清邏輯按代碼M設(shè)計。（2）整體清零方式Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7高位低位

功能

×

0

×××

清0

↑1111

計數(shù)

↑10

××

置數(shù)

×110

×

保持×11

×0

保持[例6.3.4]741602接成(29)10進制計數(shù)器計數(shù)狀態(tài)：Q7～Q4Q3～Q0→00000000～0010100000101001功能：(29)10進制計數(shù)器\\立即回02800正脈沖進位C=Q5Q3總清邏輯：圖6.3.402、M>N的情況Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7圖6.3.41低位高位類似并行進位方式，先將兩片N進制的計數(shù)器按接成百進制的計數(shù)器，其進位及置零邏輯按代碼M-1設(shè)計。（3）整體置零(數(shù))方式[例6.3.4]741602接成(29)10進制計數(shù)器

功能

×

0

×××

清0

↑1111

計數(shù)

↑10

××

置數(shù)

×110

×

保持×11

×0

保持計數(shù)狀態(tài)：Q7～Q4Q3～Q0→00000000～001010002800進位、置零邏輯002827CP脈沖上升沿有效推薦此法2、M>N的情況作業(yè)11：用74LS160構(gòu)成12歸1(時鐘)計數(shù)器。高位低位計數(shù)狀態(tài)：Q7～Q4Q3～Q0→00000000～00100011

功能:24進制時鐘實驗中驗證2300分析功能00010203040506070809101112131415161718192021222300A0A1A2A3

7段譯碼器7448(個位)abcdefg

A0A1A2A3

7段譯碼器7448(十位)abcdefg1時實際應(yīng)用Q7Q52、M>N的情況還要掌握用74160/1實現(xiàn)二次跳變的設(shè)計模七計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：Q3Q2Q1Q0→

11111

0

0

0

1

1

0

功能

×

0

×××

清0

↑1111

計數(shù)

↑10

××

置數(shù)

×110

×

保持×11

×0

保持∵二次跳變目的數(shù)的D2和D1均為0，∴160/1的D2=D1=0。1&&LDD0D31000→0001→0010→0011→0100→0101→0110D3,2,1,0D3,2,1,001111100111功能：經(jīng)譯碼后顯示周歷（實驗中驗證，其中“8”代表“日”)1天1、用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成M進制計數(shù)器2、用異步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成M進制計數(shù)器（1）寫出第SM-1狀態(tài)的二進制代碼。（2）求歸零邏輯，即求同步清零端或置數(shù)(零)控制端信號的邏輯表達(dá)式。（3）畫連線圖。（1）寫出第SM狀態(tài)的二進制代碼。（2）求歸零邏輯，即求異步清零端或置數(shù)(零)控制端信號的邏輯表達(dá)式。（3）畫連線圖。在集成計數(shù)器中，清零采用異步方式、置數(shù)采用同步方式的有74LS161、74LS160；清零、置數(shù)均采用同步方式的有74LS163；均采用異步方式的有74LS193、74LS197、74LS192；有的只具有異步清零功能，如CC4520、74LS190、74LS191；74LS290則具有異步清零和異步置9功能。瞬時不算變進制小結(jié)6.3.2計數(shù)器按8421循環(huán)圖6.3.43特點：①簡單；②計數(shù)效率低；③不能自啟動。

0001111000011110Q2Q3

Q0Q1Q0n+1Q1n+1Q2n+1Q3n+111110000111100000110011001100110001100110011001100000000111111111、環(huán)形計數(shù)器（1）非自啟動

工作原理四、移位寄存器型計數(shù)器及應(yīng)用反饋邏輯n=4注意排列順序無圖6.3.426.3.2計數(shù)器效循環(huán)

0001111000011110Q2Q3

Q0Q1Q0n+1Q1n+1Q2n+1Q3n+11111000011110000011001100110011000110011001100111000000000001000（2）能自啟動有效循環(huán)環(huán)形計數(shù)器時序圖圖6.3.44圖5.3.46FF0FF1

FFFF3Q0Q1

Q2Q3

D0D1

D2D31DC11DC11DC11DC1CPQ0Q1

Q2Q3≥1作業(yè)12：用74LS194實現(xiàn)能自啟動的環(huán)形計數(shù)器。1、環(huán)形計數(shù)器反饋:

0001111000011110Q2Q3

Q0Q1Q0n+1Q1n+1Q2n+1Q3n+111110000111100000110011001100110001100110011001111111111000000002、扭環(huán)計數(shù)器反饋邏輯n=41DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3CP74LS19410CP集成扭…集成式:低位→高位(右移)（1）不能自啟動圖6.3.47排列順序：

nnnnQQQQ3210圖6.3.48

1001→0100→1010→1101→0110→1011→0101→0010

0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001有效循環(huán)無效循環(huán)四、移位寄存器型計數(shù)器及應(yīng)用2、扭環(huán)計數(shù)器DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3CP74LS19410CP11110000111100000110011001100110001100110011001111111111000000001001→0100→1010→1101→0110→1011→0101→0010

0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001Q0Q1Q2Q3→

作業(yè)13:用74194設(shè)計2個能自啟動的扭環(huán)形計數(shù)器（2）非自啟動轉(zhuǎn)為自啟動的步驟(須掌握)

①標(biāo)注有效環(huán)和無效環(huán)的Q1Q2Q3相同狀態(tài)③修改反饋邏輯Q0n+1的卡諾圖、寫表達(dá)式、畫電路圖②修改跳轉(zhuǎn)目標(biāo)

0001111000011110Q2Q3

Q0Q1Q0n+1Q1n+1Q2n+1Q3n+1②①①0≥1&有效循環(huán)無效循環(huán)1001→0100→1010→1101→0110→1011→0101→0010

0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001①①②②1001→0100→1010→1101→0110→1011→0101→0010

0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001①①②①①②②

0001111000011110Q2Q3

Q0Q1Q0n+11111111100000000

0001111000011110111111111100000000←02、扭環(huán)計數(shù)器DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3CP74LS19410CP集成扭環(huán)計數(shù)器？↓Q2Q3

Q0Q1Q0n+1有效環(huán)無效環(huán)1001→0100→1010→1101→0110→1011→0101→0010

0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001①標(biāo)注有效環(huán)和無效環(huán)的Q1Q2Q3相同狀態(tài)③修改反饋邏輯Q0n+1的卡諾圖、寫表達(dá)式、畫電路圖②修改跳轉(zhuǎn)目標(biāo)

①①②②①①自啟動反饋邏輯圖

0001111000011110Q2Q3

Q0Q1Q0n+1111111110000000011圖6.3.50對稱2、扭環(huán)計數(shù)器有效循環(huán)無效循環(huán)排序：nnnnQQQQ3210Q0

01111000011110000Q1

00111100001111000Q2

00011110000111100Q300001111000011110繼續(xù)討論扭環(huán)形計數(shù)器

當(dāng)D0=DSR=時Q端的波形如何？

0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001當(dāng)D0=DSR=Q3時，Q0Q1Q2Q3→時序（波形）分析（豎形狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）CP

特點：任一Q端的波形均為4個CP為1，4個CP為0

，實現(xiàn)8分頻器功能；畫波形圖時先畫Q0的波形，其余Q1、Q2、Q3的波形在Q0波形的基礎(chǔ)上依次右移1位。對應(yīng)“1”畫高電平，“0”畫低電平。2、扭環(huán)計數(shù)器DR,D0“1”數(shù)44“0”數(shù)43分頻數(shù)87狀態(tài)數(shù)8733663255224421331122

0001111000011110Q2Q3

Q0Q1Q0n+1Q1n+1Q2n+1Q3n+11111000011110000011001100110011000110011001100111111111100001111

0000→1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001Q0的波形4個CP為1，3個CP為0

；實現(xiàn)7分頻器，依此類推…Q0Q1Q2Q3→2、扭環(huán)計數(shù)器類推：由雙74LS194組成的分頻器DR,D0“1”數(shù)4433221“0”數(shù)4332211分頻數(shù)8765432狀態(tài)數(shù)876543288161687151577141476131366121265111155101059492、扭環(huán)計數(shù)器S0S1D0D1D2D3D4D5D6D7RCP

Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3RCP74LS194DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3RCP74LS194右入右出左入左出&作業(yè)14:用1片74LS194組成7分頻器，用2片74LS194組成13分頻器。能按一定時間（CP）、一定順序輪流輸出正（或負(fù)）脈沖波形的電路稱為順序脈沖發(fā)生器。*6.3.3順序脈沖發(fā)生器CP1、由移位寄存器實現(xiàn)（環(huán)形計數(shù)器圖6.3.51）1DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3CP74LS194010001CP174LS194功能表

CPSSRD

01

工作狀態(tài)

0×

×

×

100×

101↑

110↑

111×

異步清零

保

持

右

移

左

移

異步置數(shù)

(低高)(低高)首先S0S1=11，將D0D1D2D3=0001置于Q0Q1Q2Q3；然后S0S1=01，使74LS194實現(xiàn)左移(低高)功能。Q3

10001

0

000Q2

010001000Q1

001000100Q0

000100010

6.3若干常用時序邏輯電路A0A1A2CP12345678

↑↑↑↑↑↑↑↑↑

循環(huán)區(qū)順序脈沖低電平有效優(yōu)點：簡單,擴展方便；缺點：有競爭冒險產(chǎn)生的干擾2、由計數(shù)器和譯碼器組成圖6.3.53（b）*5.3.3順序脈沖發(fā)生器圖6.3.53（a）

Y

D0D1D2D3D4D5D6D774LS151SA2A1A0[例]設(shè)計一個脈沖序列為00010111的序列發(fā)生器。10100序列10100五進制S9A

74LS290S9BQ2Q1Q3Q0R0AR0BCP0CP1CP序列00010111000101111

74LS161

Q3

Q2Q11

Q0

D3

D2

D1D0

ETEP

CP

CO

LD

111

Y

D0D1D2D3D4D5D6D774LS151SA2A1A0CP*6.3.4序列信號發(fā)生器

1、由計數(shù)器和選擇器實現(xiàn)-11101000“物”01001111“理”00101011“系”0001

1001010011110010101100011001[例]用計數(shù)器和選擇器實現(xiàn)“物”、“理”、“系”三字燈亮序列為:解：定義：“1”亮“0”滅--系理物010011110010101100011001高電平有效螢光管“物”滅亮滅滅亮亮亮亮

“理”滅滅亮滅亮滅亮亮“系”滅滅滅亮亮滅滅亮“物”

亮滅滅滅亮亮亮亮“電”滅亮滅滅滅亮亮亮“學(xué)”滅滅亮滅滅滅亮亮“院”滅滅滅亮滅滅滅亮作業(yè)15：設(shè)計四字的燈亮序列└─────────┘000→100→010→101

↑↓001←011←111←110⑤功能：序列00010111發(fā)生器

設(shè)計過程：⑤④③②①圖

2、移位寄存器實現(xiàn)①反饋邏輯式②組合卡諾圖③

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖Q0Q1Q2→④時序（波形）圖

00011110000000101110101111

Q0Q2

Q1Q0n+1Q1n+1Q2n+110010110Q0

01011100Q1

00101110Q2

00010111≥1&&&DSRQ0Q1Q2Q3DSLS0S1D0D1D2D3CP74LS194

序列0001011101CP作業(yè)16：用74LS194產(chǎn)生序列111010006.4.1同步設(shè)計計數(shù)器型（簡單復(fù)習(xí)一下）非計數(shù)器型（本節(jié)重點）一、計數(shù)器型[例6.4.1]設(shè)計13進制JK型計數(shù)器①組合卡諾圖②分卡諾圖Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1/C6.4時序電路的設(shè)計0010/10000/10010/1能自啟動P319圖6.4.5③④③圖

000111100001/0010/0100/0011/01101/0110/0/000/1Q2Q0Q1

Q0n+1/CQ2n+1Q1n+1

00011110000101110Q1Q2Q2n+1Q0

00011110001011010Q1Q2Q1n+1Q0

00011110010011100Q1Q2Q0n+1Q0

00011110000001001Q1Q2CQ0[例]設(shè)計一個JK型七進制加法計數(shù)器解1：①組②分③特④狀⑤驅(qū)(略)⑥輸⑦圖解2：①狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Q2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1J2K2J1K1J0