数字电路教案-阎石 第七章 时序逻辑电路(2)

（2）64进制计数器

2、同步计数器有进位或借位输出端，可以选择合适的进位或借位输出信号来驱动下一级计数器计数。同步计数器级联的方式有两种，一种级间采用串行进位方式，即异步方式，这种方式是将低位计数器的进位输出直接作为高位计数器的时钟脉冲，异步方式的速度较慢。另一种级间采用并行进位方式，即同步方式，这种方式一般是把各计数器的CP端连在一起接统一的时钟脉冲，而低位计数器的进位输出送高位计数器的计数控制端。 举例：74161 （1）60进制

Q00Q10Q20Q30&1CPCTPCTTCPQ0Q1Q2Q374LS16111CTPCTTCPQ0Q1Q2Q374LS161Q01Q11Q21Q31&CrLDD0D1D2D311CrLDD0D1D2D3（2）12位二进制计数器（慢速计数方式）

12位二进制计数器（快速计数方式）

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7.4 寄存器和移位寄存器

寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存储1位二进制代码，存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。

按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两大类。基本寄存器只能并行送入数据，需要时也只能并行输出。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，十分灵活，用途也很广。 7.4.1 基本寄存器

概念：在数字电路中，用来存放二进制数据或代码的电路称为寄存器。 1、单拍工作方式基本寄存器

无论寄存器中原来的内容是什么，只要送数控制

时钟脉冲CP上升沿到来，加在并行数据输入端的数据D0～D3，就立即被送入进寄存器中，即有：

n?1n?1n?1n?1Q3Q2Q1Q0?D3D2D1D0

2.双拍工作方式基本寄存器

（1）清零。CR=0，异步清零。即有：

nnnnQ3Q2Q1Q0?0000

（2）送数。CR=1时，CP上升沿送数。即有：

n?1n?1n?1n?1Q3Q2Q1Q0?D3D2D1D0

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（3）保持。在CR=1、CP上升沿以外时间，寄存器内容将保持不变。 7.4.2 移位寄存器 1.单向移位寄存器 四位右移寄存器：

Q0 Q1 Q2 Q3FF0 FF1 FF2 FF31D1D1D1DDi D0 QDDDQQ 0 1 2 2 3 C1 1 C1 Q3 C1 C1右移输入QQQQ0 1 2 3右移输出CP移位时钟脉冲时钟方程：CP0?CP1?CP2?CP3?CP

nn驱动方程：D0?Di、D1?Q0 、D2?Q1n、D3?Q2n?1nn?1n?1n状态方程：Q0 ?Di、Q1n?1?Q0、Q2?Q1n、Q3?Q20 0 0 1 0 0 0 0 连1 0 0 1 1 0 续0 0 输1 1 0 1 1 1 入40 0 个1 1 1 1 1 1 1 0 1 单向移位寄存器具有以下主要特点： 单向移位寄存器中的数码，在CP脉冲操作下，可以依次右移或左移。

n位单向移位寄存器可以寄存n位二进制代码。n个CP脉冲即可完成串行输入工作，此后可从Q0～Qn-1端获得并行的n位二进制数码，再用n个CP脉冲又可实现串行输出操作。

若串行输入端状态为0，则n个CP脉冲后，寄存器便被清零。2.双向移位寄存器

输入 Di CP 1 ↑ 1 ↑ 1 ↑ 1 ↑ 右移位寄存器的状态表： 现态 次态 nnnn?1n?1n?1n?1 Q0 Q1n Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3说明 8

Q0 Q1 Q2 Q3MDSR1&≥1&≥1&≥1&≥1DSLFF0 FF1 FF2 FF31D1D1D1D D0 QDD0 1 Q 2 Q 3 Q3 1 2 D C1 C1 C1 C1CPQ0 Q1 Q2 Q3M=0时右移 M=1时左移

n?1?Q0?Q0n?1?Q1n?Q0n?1?DSR?MDSR?MQ1n?n?1?n?1?n?1nnnnQ?MQ?MQQ?QQ?Q?1??021210 ?n?1??n?1nnnn?1n?Q2?MQ1?MQ3?Q2?Q3?Q2?Q1?Qn?1?MQn?MD?Qn?1?D?Qn?1?QnSL2SL2?3?3?33.集成双向移位寄存器74LS194

CT74LS194的引脚排列图和逻辑功能示意图：

VCC Q0 Q1 Q2 Q3 CP M1 M0 Q0 Q1 Q2 Q3 CR M1 16 15 14 13 12 11 10 974LS194 1 2 3 4 5 6 7 8 74LS194 CP DSR M0 DSLCR DSR D0 D1 D2 D3 DSL GND(a) 引脚排列图 D0 D1 D2 D3(b) 逻辑功能示意图

CT74LS194的功能表： CR M1 M0 CP 工作状态 9

0 × × × 1 0 0 × 1 0 1 ↑ 1 1 0 ↑ 1 1 1 × 异步清零 保 持 右 移 左 移 并行输入 7.4.3 移位寄存器的应用 一、环形计数器

1、环形计数器是将单向移位寄存器的串行输入端和串行输出端相连， 构成一个

闭合的环。

n结构特点：D0?Qn?1，即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输入端D0。

工作原理：根据起始状态设置的不同，在输入计数脉冲CP的作用下，环形计数器的有效状态可以循环移位一个1，也可以循环移位一个0。即当连续输入CP脉冲时，环形计数器中各个触发器的Q端或端，将轮流地出现矩形脉冲。

实现环形计数器时，必须设置适当的初态，且输出Q3Q2Q1Q0端初始状态不能完全一致(即不能全为“1”或“0”)，这样电路才能实现计数, 环形计数器的进制数N与移位寄存器内的触发器个数n相等，即N=n2、能自启动的4位环形计数器

状态图：

由74LS194构成的能自启动的4位环形计数器

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