常用集成时序逻辑器件及应用课件.pptVIP

表7-1474LS171功能表表7-1574LS373功能表圖7-18集成寄存器(a)74LS171的邏輯符號；(b)74LS373的邏輯符號7.2.2常用集成移位寄存器1.四位雙向移位寄存器74LS19474LS194是四位通用移存器，具有左移、右移、並行置數、保持、清除等多種功能，其內部結構與邏輯符號分別如圖7-19(a)、(b)所示，功能表如表7-16所示。74LS194各引出端功能如下：D0~D3:並行數碼輸入端。Cr:非同步清0端，低電平有效。SR、SL：右移、左移串行數碼輸入端。S1、S0：工作方式控制端。圖7-1974LS194四位雙向移位寄存器(a)邏輯圖；(b)邏輯符號；(c)時序圖表7-1674LS194功能表從其功能表和圖7-19(c)時序圖可以看出，只要Cr=0，移存器無條件清0。只有當Cr=1，CP上升沿到達時，電路才可能按S1S0設置的方式執行移位或置數操作：S1S0=11為並行置數，S1S0=01為右移，S1S0=10為左移，時鐘無效或雖然時鐘有效，但S1S0=00則電路保持原態。2.集成移位寄存器的應用1)實現數據的串—並轉換在數字系統中，資訊的傳播通常是串行的，而處理和加工往往是並行的，因此經常要進行輸入、輸出的串、並轉換。圖7-20七位串入—並出轉換電路表7-17七位串入—並出狀態表圖7-21七位併入—串出轉換電路表7-18七位併入—串出狀態表2)構成移位型計數器圖7-22移位型計數器一般框圖移位型計數器的狀態變化順序必須符合移位的規律，即①環型計數器。圖7-23四位環型計數器(a)邏輯電路；(b)完全狀態圖n位環型計數器由n位移存器組成，其回饋邏輯方程為D1=Qn。圖7-23(a)是由74LS194構成的四位環型計數器，其輸入方程為SR=Q3，根據移位規律作出完全狀態圖如圖7-23(b)所示。若電路的起始狀態為Q0Q1Q2Q3=1000，則電路中迴圈移位一個1，環①為有效迴圈。若起始狀態為Q0Q1Q2Q3=1110，則電路中迴圈移位一個0，環②為有效迴圈。可見，四位環型計數器實際上是一個模4計數器。環型計數器結構很簡單，其特點是每個時鐘週期只有一個輸出端為1(或0)，因此可以直接用環型計數器的輸出作為狀態輸出信號或節拍信號，不需要再加解碼電路。但它的狀態利用率低，n個觸發器或n位移存器只能構成M=n的計數器，有(2n-n)個無效狀態。為了使環型計數器具有自啟動特性，設計時要進行修正。圖7-24(a)是修正後的四位環型計數器，它利用74LS194的預置功能，並進行全0序列檢測,有效地消除了無效迴圈，其狀態圖如圖7-24(b)所示。圖7-24有自啟動特性的環型計數器(a)邏輯電路；(b)完全狀態圖②扭環計數器(也稱迴圈碼或詹森計數器)。n位扭環計數器由n位移存器組成，其回饋邏輯方程為n位移存器可以構成M=2n計數器，無效狀態為(2n-2n)個。扭環計數器的狀態按迴圈碼的規律變化，即相鄰狀態之間僅有一位代碼不同，因而不會產生競爭、冒險現象，且解碼電路也比較簡單。圖7-25是由74LS194構成的四位扭環計數器和它的狀態圖。它有一個無效迴圈，不能自啟動。圖7-25扭環計數器(a)邏輯電路；(b)完全狀態圖圖7-26有自啟特性的扭環計數器扭環計數器輸出波形的頻率比時鐘頻率降低了2n倍，所以它可以用作偶數分頻器。如果將回饋輸入方程改為，則可以構成奇數分頻器，其模值為M=2n-1。圖7-27是用74LS194構成的7分頻電路，其態序表如表7-19所示，其狀態變化與扭環計數器相似，但跳過了全0狀態。表7-19M=7分頻器狀態表圖7-27用74LS194構成的7分頻電路7.3序列信號發生器序列信號發生器是能夠迴圈產生一組或多組序列信號的時序電路，它可以用移位寄存器或計數器構成。序列信號的種類很多，按照序列迴圈長度M和觸發器數目n的關係一般可分為三種：①最大循環長度序列碼，M=2n。②最長線性序列碼(m序列碼)，M=2n-1。