电子技术基础与技能9.ppt

了解寄存器的功能、基本构成和常见类型；了解寄存器的功能、基本构成和常见类型；了解数码寄存器的电路构成，理解其工作原理；了解数码寄存器的电路构成，理解其工作原理；了解移位寄存器的工作原理和典型集成移位寄存器的引脚及应用了解移位寄存器的工作原理和典型集成移位寄存器的引脚及应用9.1.1 9.1.1 数码寄存器数码寄存器一、电路组成一、电路组成电路如图所示电路如图所示9.1.1 9.1.1 数码寄存器数码寄存器二、工作过程二、工作过程寄存器工作分两步进行：寄存器工作分两步进行： 1.1. 寄存前先清零寄存前先清零 　　在接收数据前先在复位端加一个负脉冲，把所有触发器置　　在接收数据前先在复位端加一个负脉冲，把所有触发器置0，清零脉冲恢，清零脉冲恢复高电平后，为接收数据做好准备复高电平后，为接收数据做好准备 2.2. 接收脉冲控制数据寄存接收脉冲控制数据寄存 　　接收脉冲　　接收脉冲CP到来，将到来，将 打开，打开，接收输入数码接收输入数码 例如， =1101，则，则与非与非门　　　门　　　 　　　　输出为　　　　输出为1101，各触发器被置成，各触发器被置成1101，即，即 = 1101，完成接收和寄存工作，完成接收和寄存工作。

电路如图所示电路如图所示9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器1. 1. 电路组成电路组成电路如图所示电路如图所示JK触发器构成的触发器构成的4位右移寄存器位右移寄存器9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器一、单向移位寄存器一、单向移位寄存器2. 2. 工作过程工作过程 下面以存入数码下面以存入数码1011为例，分析为例，分析4位右移寄存器的工作过程，要寄存数位右移寄存器的工作过程，要寄存数码码 =1011，一般先对寄存器，一般先对寄存器清清0，然后将被存放数码从高位到低位，然后将被存放数码从高位到低位按移位脉冲节拍依次送到按移位脉冲节拍依次送到 端，当第端，当第一个一个CP上升沿到来时上升沿到来时 =1，则，则 =0001；当第二个；当第二个CP上升沿到上升沿到来时，来时， =0，， =0010，经过四个移位脉冲后寄存器状态为，经过四个移位脉冲后寄存器状态为 =1011如图所示如图所示 9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器二、集成双向移位寄存器二、集成双向移位寄存器 1. 1. 74LSl94的引脚排列和逻辑符号的引脚排列和逻辑符号74LSl94的实物图引脚排列和逻辑符号如图所示。

的实物图引脚排列和逻辑符号如图所示9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器二、集成双向移位寄存器二、集成双向移位寄存器 2. 2. 74LSl94的逻辑功能的逻辑功能 异步清异步清0功能功能：当：当 =0时，直接清时，直接清0，寄存器各位，寄存器各位 均为均为0，不，不能进行置数和移位只有当能进行置数和移位只有当 =1 1时，寄存器允许工作时，寄存器允许工作 右移功能右移功能：当：当 =0、、 =1 1 时，在移位控制信号时，在移位控制信号 上升沿作用时，上升沿作用时，寄存器中数码依次右移一位，且将寄存器中数码依次右移一位，且将 送到送到 左移功能左移功能：当：当 =1 1、、 =0 0 时，在时，在 上升沿作用时，寄存器中数码上升沿作用时，寄存器中数码依次左移一位，且将依次左移一位，且将 送到送到 并行置数功能并行置数功能：当：当 =1 1时，在时，在 上升沿作用时，将数据输入上升沿作用时，将数据输入端的数码并行送到寄存器中，使端的数码并行送到寄存器中，使 。

保持功能保持功能：当：当 =0 0时，无论有无时，无论有无 作用时，寄存器中内容作用时，寄存器中内容不变真值表如表所示真值表如表所示74LS94芯片的真值表芯片的真值表了解计数器的功能及计数器的类型；了解计数器的功能及计数器的类型；理解二进制计数器，十进制计数器的电路组成和工作原理；理解二进制计数器，十进制计数器的电路组成和工作原理；掌握十进制典型集成计数器的外特性及使用掌握十进制典型集成计数器的外特性及使用9.2.1 9.2.1 二进制计数器二进制计数器 在计数脉冲作用下，各触发器状态的转换按二进制数的编码规律进在计数脉冲作用下，各触发器状态的转换按二进制数的编码规律进行计数的数字电路称为二进制计数器行计数的数字电路称为二进制计数器 构成计数器电路的核心器件是具有计数功能的构成计数器电路的核心器件是具有计数功能的JK触发器，可将触发器，可将JK触触发器接成计数状态（发器接成计数状态（ ），如图所示，这样在），如图所示，这样在CP脉冲作用下，触脉冲作用下，触发器的状态按发器的状态按0 0→→1 1→→0 0的规律翻转。

的规律翻转可见，一个触发器即可连成一个最简可见，一个触发器即可连成一个最简单的单的1 1位二进制计数器其逻辑电路位二进制计数器其逻辑电路如图所示如图所示9.2.1 9.2.1 二进制计数器二进制计数器一、异步二进制加法计数器一、异步二进制加法计数器 图所示电路是用三个图所示电路是用三个JK触发器连成的异步触发器连成的异步3 3位二进制加法计数器图位二进制加法计数器图中各位触发器的中各位触发器的 端接在一起作为计数器的直接复位输入信号；计数脉冲端接在一起作为计数器的直接复位输入信号；计数脉冲加到最低位触发器加到最低位触发器 的的 端，其他触发器的端，其他触发器的 依次受低位触发器依次受低位触发器 端的端的控制各触发器接收到负跳变脉冲信号时状态就翻转各触发器接收到负跳变脉冲信号时状态就翻转 波形如图所示波形如图所示异步异步3位二进制加法计数器位二进制加法计数器9.2.1 9.2.1 二进制计数器二进制计数器一、异步二进制加法计数器一、异步二进制加法计数器 计数前，在复位端计数前，在复位端 先输入一负脉冲，使先输入一负脉冲，使 ，这一过，这一过程称为清程称为清0，清，清0后，应使后，应使 ，才能正常计数。

才能正常计数 当第一个计数脉冲当第一个计数脉冲 作用后，该脉冲的下降沿使触发器作用后，该脉冲的下降沿使触发器 的的 由由0 0态转为态转为1 1态，其他两个触发器因没有态，其他两个触发器因没有 下降沿的作用，仍保持下降沿的作用，仍保持0态，所态，所以当第一个以当第一个 作用后，计数器状态为作用后，计数器状态为 当第二个计数脉冲当第二个计数脉冲 作用时，触发器作用时，触发器 翻转，翻转， 由由1 1态转为态转为0 0态，态， 的下降沿加到的下降沿加到 的时钟脉冲输入端，使的时钟脉冲输入端，使 从从0态转为态转为1态，态， 上升沿变化上升沿变化对触发器对触发器 无效，无效， 状态保持不变，所以当第二个状态保持不变，所以当第二个 作用后，计数器作用后，计数器状态为状态为 依此类推，当第七个依此类推，当第七个 作用后计数器状态为作用后计数器状态为111，当第八个，当第八个 作用后作用后计数器又回到计数器又回到000状态，完成一次计数循环。

状态，完成一次计数循环 9.2.2 9.2.2 十进制计数器十进制计数器 二进制计数器结构简单，运算方便但在许多场合，使用十进制计二进制计数器结构简单，运算方便但在许多场合，使用十进制计数器较符合人们的习惯所谓十进制计数器是在计数脉冲作用下各触发器数器较符合人们的习惯所谓十进制计数器是在计数脉冲作用下各触发器状态的转换按十进制数的编码规律进行计数的数字电路状态的转换按十进制数的编码规律进行计数的数字电路 用二进制数码表示十进制数的方法称为二用二进制数码表示十进制数的方法称为二—十进制编码（即十进制编码（即BCD码）码）十进制数有十进制数有0~9共共10个数码，至少要用个数码，至少要用4位二进制数而位二进制数而4位二进制数有位二进制数有十六个状态，表示十六个状态，表示1位十进制数只需要十个状态，因此需要去掉其中的六位十进制数只需要十个状态，因此需要去掉其中的六个状态在十进制计数器中常采用个状态在十进制计数器中常采用8421BCD码的编码方式进行计数码的编码方式进行计数8421BCD编码如表所示编码如表所示一、电路组成一、电路组成 9.2.2 9.2.2 十进制计数器十进制计数器 异步十进制加法计数器电路由异步十进制加法计数器电路由4位二进制计数器和一个用于计数器清位二进制计数器和一个用于计数器清0的门电路组成。

与二进制加法计数器的主要差异是跳过了二进制数码的门电路组成与二进制加法计数器的主要差异是跳过了二进制数码1010~1111的六个状态的六个状态 电路如图所示电路如图所示异步十进制加法计数器电路异步十进制加法计数器电路9.2.2 9.2.2 十进制计数器十进制计数器二、工作过程二、工作过程 计数器输入计数器输入0~9个计数脉冲时，工作过程与个计数脉冲时，工作过程与4位二进制异步计数器完位二进制异步计数器完全相同，第九个计数脉冲后全相同，第九个计数脉冲后 当第十个计数脉冲到来后，计数器状态为当第十个计数脉冲到来后，计数器状态为 ，此时，此时 ，与非门输入全，与非门输入全1 1，输出为，输出为0 0，使各触发器复位，即，使各触发器复位，即 ，，同时使同时使与非与非门输出又变门输出又变为为1 1，计数器重新开始工作计数器重新开始工作从而实现从而实现8421BCD码十进码十进制加法计数的功能。

制加法计数的功能 9.2.3 9.2.3 集成计数器集成计数器 集成计数器是将触发器及有关门电路集成在一块芯片上，使用方便集成计数器是将触发器及有关门电路集成在一块芯片上，使用方便且便于扩展中规模集成同步计数器类型很多，常见的且便于扩展中规模集成同步计数器类型很多，常见的4位十进制同步位十进制同步计数器有计数器有74LSl60、、74LSl62、、74LS196、、CC40192等；等；4位二进制同位二进制同步计数器有步计数器有74LSl61、、74LSl63、、74LSl69、、74LSl91等其引脚功能可等其引脚功能可查阅数字集成电路手册查阅数字集成电路手册 下面以下面以74LSl61为例介绍集成二进制同步计数器的逻辑功能及应用为例介绍集成二进制同步计数器的逻辑功能及应用 9.2.3 9.2.3 集成计数器集成计数器一、引脚排列图和逻辑符号一、引脚排列图和逻辑符号引脚排列和逻辑符号如图所示引脚排列和逻辑符号如图所示9.2.3 9.2.3 集成计数器集成计数器二、二、74LSl61芯片的逻辑功能芯片的逻辑功能 1. 1. 异步清异步清0 0 当异步端当异步端 时，不管其他输入端的状态如何，无论有无时钟时，不管其他输入端的状态如何，无论有无时钟脉冲，计数器输出将直接置零，称异步清零。

脉冲，计数器输出将直接置零，称异步清零 2. 2. 同步预置数同步预置数 当当 时，同步置数控制端时，同步置数控制端 ，且在，且在 上升沿作用时，并上升沿作用时，并行输入数据被置入计数器的输出端，使行输入数据被置入计数器的输出端，使 由于这个操作要与个操作要与 同步，所以又称为同步预置数真值表如表所示同步，所以又称为同步预置数真值表如表所示 3. 3. 保持保持 当当 时，输出时，输出 保持不变这时如保持不变这时如 ，则进位输出信号，则进位输出信号 保持不变；若保持不变；若 进进位输出信号位输出信号 为低电平为低电平 4. 4. 计数计数 当当 时，时， 为上升沿有效时，实现加法计数为上升沿有效时，实现加法计数功能。

功能74LS161 芯片的真值表芯片的真值表9.2.3 9.2.3 集成计数器集成计数器三、三、74LS161的应用举例的应用举例 74LS161兼有异步清兼有异步清0 0和预置数功能，利用清和预置数功能，利用清0 0或置数功能可方便地或置数功能可方便地构成十进制加法计数器构成十进制加法计数器21 以上有不当之处，请大家给与批评指正，以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢谢大家！谢谢大家！。