第5章时序电路第5讲(总第18讲)课件.ppt

1、顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器读写存储器读写存储器计数型计数型顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器 由自然态序的二进制计数器由自然态序的二进制计数器 和二进制译码器组成和二进制译码器组成移位型移位型顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器由非自然态序的移位寄存器型计数器由非自然态序的移位寄存器型计数器 和二进制译码器组成和二进制译码器组成分分类类 能够按照设定的顺序依次产生能够按照设定的顺序依次产生脉冲信号的逻辑电路。脉冲信号的逻辑电路。(1)由由JK 触发器和译码器构成触发器和译码器构成nn10Q Qnn10Q Qnn10Q Qnn10Q Q5.4.1 计数型顺序脉冲发生器计数型顺序脉冲发生器Y0CP1J1KC1

2、0Q1J1KC11Q0Q1QRD1&Y1Y2Y3CR11RD二位二进制加法计数器二位二进制加法计数器2线线4线译码器线译码器计数状态计数状态 译码状态译码状态CP Q1Q0Y0Y1Y2Y300 01 0 0 010 1 0 1 0 021 00 0 1 031 10 0 0 10nn10Y=Q Q1nn10Y=Q Q2nn10Y=Q Q3nn10Y=Q Q状状 态态 表表+1nn101nQQQ=+1n00nQQ=()4 输出计数器型顺序脉冲发生器输出计数器型顺序脉冲发生器CPQ0Q1Y0Y1Y2Y3时序图时序图 顺顺 序序 正正 脉脉 冲冲00100111计数状态计数状态 译码状态译码状态CP

3、 Q1Q0Y0Y1Y2Y300 01 0 0 010 1 0 1 0 021 00 0 1 031 10 0 0 1状态表状态表(2)由由 D 触发器和译码器构成触发器和译码器构成+1nn101nQQQ=+1n00nQQ=CP=0 计数计数CP=1 译码译码C11DQ0Q0RDC11DQ1Q1FF0FF1=1CRRD1 Y0&Y1Y2Y3nn10Q Qnn10Q Qnn10Q Qnn10QQ(CP)计数状态计数状态译码状态译码状态CP Q1Q0Y0Y1Y2Y300 01 0 0 010 1 0 1 0 021 00 0 1 031 10 0 0 1状状 态态 表表（CP）状态方程状态方程（CP

4、=1）输出方程输出方程nn310Y=Q Qnn210Y=Q Qnn110Y=Q Qnn010Y=Q Q+1n00nQQ=nn01+11nQQQ=CPQ0Q1Y1计数状态计数状态 译码状态译码状态CP Q1Q0Y0Y1Y2Y300 01 0 0 010 1 0 1 0 021 00 0 1 031 10 0 0 1状状 态态 表表时时 序序 图图Y0Y2Y35.4.2 移位型顺序脉冲发生器移位型顺序脉冲发生器+1n10nQ=Q+1n21nQ=Q+1n32nQ=Q(1)由环型计数器构成由环型计数器构成nnn012=Q Q Q+10012nnnnQ=Q+Q+QC11DQ0C11DQ1C11DQ2C1

5、1DQ3FF0FF1FF2FF3CRRRRR1CP10 0 0 01 0 0 021 0 0 0 0 1 0 030 1 0 00 0 1 040 0 1 00 0 0 1 50 0 0 11 0 0 061 0 0 00 1 0 070 1 0 00 0 1 080 0 1 00 0 0 1nnnn0231Q Q Q Q1+1+1+1+1023nnnnQ Q Q Q状态转换表状态转换表+1n10nQQ=+1n21nQQ=+1n32nQQ=+1nnn0012nQQQQ=状态图状态图时序图时序图CPQ1Q3Q2Q0排列：排列：nnn0123nQ Q Q Q00000001100001000010

6、环型计数器环型计数器可以产生顺序脉冲可以产生顺序脉冲环形计数器正常工作时所有触发器只有一个环形计数器正常工作时所有触发器只有一个是是“1”(循环移动循环移动1-顺序输出正脉冲顺序输出正脉冲)是是“0”(循环移动循环移动0-顺序输出负脉冲顺序输出负脉冲)或或不需不需译码译码C11DQ0C11DQ1C11DQ2C11DQ3FF0FF1FF2FF3CRRRRR1环型计数器环型计数器可以直接产生顺序脉冲可以直接产生顺序脉冲8 输出移位型顺序脉冲发生器输出移位型顺序脉冲发生器(2)由扭环型计数器和译码器构成由扭环型计数器和译码器构成Y7Y5Y6Q1CR&C11DQ3FF3RC11DQ2FF2RC11DQ

7、1FF1RC11DQ0FF0RQ3Q2Q0Q3Q2Q1Q0&Y4Y3Y2Y1Y0&+1nnn00312nD=Q=Q QQ+1n110nD=Q=Q+1n221nD=Q=Q+1n332nD=Q=Qnn323Y=Q Qnn212Y=Q Qnn101Y=Q Qnn501Y=QQnn612Y=QQnn723Y=Q Qnn003Y=Q Qnn403Y=QQ状态方程状态方程输出方程输出方程状态图状态图nnnn0123Q Q Q Qi/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7/Y计计 数数 状状 态态译译 码码 状状 态态CP Q0 Q1Q2 Q3Y0 Y1 Y2 Y3 Y4Y5 Y6 Y700 0 0

8、 01 0 0 0 0 0 0 011 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 021 1 0 00 0 1 0 0 0 0 031 1 1 00 0 0 1 0 0 0 041 1 1 10 0 0 0 1 0 0 050 1 1 10 0 0 0 0 1 0 060 0 1 10 0 0 0 0 0 1 070 0 0 10 0 0 0 0 0 0 1状状 态态 转转 换换 表表8 输出顺序正脉冲输出顺序正脉冲 时序图时序图 CPQ0Q2Q3Y2Y3Y5Y6Y7Y0Y1Y4Q15.4.3 用用MSI构成顺序脉冲发生器构成顺序脉冲发生器D0D1D2D3LDCRCTTCTPS1S2S3Q0Q1

9、Q2Q3A0A1A2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y71D2D3D4D5D6D7D8D1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8QEN1CP74LS16374LS13874LS374计数计数译码译码缓存缓存8 输出顺序负脉冲输出顺序负脉冲 时序图时序图 CPQ2Y2Y3Y0Y1Q0Q1Y4Y6Y7Y55.5 读读/写存储器写存储器 RAM 读读/写存储器也称随机存储器写存储器也称随机存储器 与与ROM相比相比,RAM读读/写方便写方便,使用灵活使用灵活,能随时进行读和写操作能随时进行读和写操作;但其存储的信息易丢失但其存储的信息易丢失,一旦掉电所存储的内容便全部丢失。一旦掉电所存储的内容便全部丢失。半导体存

10、储器按照内部信息的存取方式半导体存储器按照内部信息的存取方式 不同分为两大类：不同分为两大类：只读存储器只读存储器ROM 用于存放永久性的、不变的数据。用于存放永久性的、不变的数据。读写存储器读写存储器RAM 用于存放一些临时性的数据或中间结果用于存放一些临时性的数据或中间结果,需要经常改变存储内容。需要经常改变存储内容。5.5.1 RAM的结构和读写原理的结构和读写原理(1)RAM 的结构的结构A0A4A5A9X0X31Y0Y31CSR/WI/O存储矩阵存储矩阵行行地地址址译译码码器器列地址译码器列地址译码器读读写写控控制制电电路路信息单元信息单元 RAM地址译码器地址译码器(采用两元地址译

11、码采用两元地址译码)一元地址译码一元地址译码缺点缺点:10 位地址译位地址译码器码器,需要需要1024条条输出线输出线(字线字线）。）。D3D2D1D0译译码码器器0 0 1 11 0 1 00 1 1 1A0A1A91 0 1 0W0W1 1023W二元地址译码二元地址译码10 位地址译码器位地址译码器,只需只需64条输出线条输出线(字线字线)。Y0Y1 Y31A0A1A2A3A4X0X1X31行行译译码码器器A5 A6 A7 A8 A9列译码器列译码器DoutX0X31行字线行字线-1024 个字个字组成组成32 32存储矩阵存储矩阵当当 X0=1,Y0=1时，时，对对0-0单元单元读读(

12、写写)当当X31=1,Y31=1时，时，对对31-31单元单元读读(写写)Y0Y31列字线列字线 RAM存储矩阵存储矩阵故故RAM只能对只能对Xi=1,Yj=1的单元进行读或写操作的单元进行读或写操作A5A6A7A8A9Y0Y1Y31存储矩阵存储矩阵10241RAMA5 A6 A7 A8 A9Y0Y1Y 31A0A4X0X31Y0Y31CSR/WI/O存储矩阵存储矩阵行行地地址址译译码码器器列地址译码器列地址译码器读读写写控控制制电电路路A5A9信息单元信息单元 CS=1时则不能对时则不能对RAM进行读进行读/写操作。写操作。当当R/W=0 时时,进行进行数据操作。数据操作。当当R/W=1 时

13、时,进行进行数据操作。数据操作。CS=0 RAM的存储单元按工作原理分为：的存储单元按工作原理分为：静态存储单元静态存储单元:利用基本利用基本RS触发器触发器 存储信息。存储信息。保存的信息不易丢失。保存的信息不易丢失。动态存储单元动态存储单元:利用利用MOS管的栅极管的栅极 电容来存储信息。电容来存储信息。由于电容的容量由于电容的容量很小很小,以及漏电流的存在以及漏电流的存在,为了保持信息为了保持信息,必须定时给电容充电必须定时给电容充电,称之为称之为刷新刷新。(2)RAM的存储单元的存储单元静态存储单元静态存储单元 门控管门控管控制触发器与位线的连通控制触发器与位线的连通写操作写操作 门控

14、管门控管控制位线与数据线的连通控制位线与数据线的连通DD位位线线B位位线线B数据线数据线SRQQ 导通导通导通导通1 1导通导通导通导通Xi=1Yj=1读操作读操作D=QD=QQ=DQ=D动态动态MOS存储单元存储单元T1CB位位线线字线字线C1X写操作写操作:字线字线X为高电平使为高电平使T1导通时导通时,可以读和写。可以读和写。读操作读操作:若若U1=“1”,则则C1向向CB放电使放电使UB=“1”若若U1=“0”,则则UB=“0”U1UB写入写入1写入写入0读出读出1读出读出0若位线为高电平若位线为高电平(1),则则C1充电充电若位线为低电平若位线为低电平(0),则则C1放电放电(3)RAM 容量的扩展容量的扩展位扩展位扩展例例:用用8片片1024 1RAM扩展为扩展为1024 8RAMI/O(0)A0A1 A9R/WCSI/O(1)A0A1A9 R/WCSI/O(7)A0A1A9 R/WCSA0A1.A9R/WI0I1I7D0 D7O0O1O7D0 D7CS容量：容量：4 256 8=1024 8字扩展字扩展(3)RAM 容量的扩展容量的扩展