1、项目十项目十 连接计数、译码、显示电路连接计数、译码、显示电路任务任务1 认识认识RS触发器触发器任务任务2 学习常用的集成触发器学习常用的集成触发器任务任务3 分析计数器分析计数器操作指导操作指导看一看：时序逻辑电路 时序逻辑电路（时序逻辑电路（时序电路具有记忆功能的逻辑电路。特点是：特点是：电路任一时刻的输出状态不仅与同一时刻的输入信号有关，而且与电路原有状态有关。组成：组成：它由组合逻辑电路和触发器组成。时序逻辑电路组成框图时序逻辑电路的一个典型应用时序逻辑电路的一个典型应用十进制计数、译码、显示电路十进制计数、译码、显示电路 电路的功能电路的功能主要是用计数器统计输入脉冲的个数，并把计
2、数器的输出状态，通过译码器译码，翻译成人们习惯的十进制数码的字形，从而直观的显示出来，便于观察与记录。原理图组成框图元器件选择元器件选择序号名称型号规格数量1TTL74LS290（二一五一十进制异步计数器）1274LS247(七段译码驱动器)13显示器数码管546R14电阻300755.1K16集成块座14引脚，16引脚各17其它扳手开关、连接导线、5V直流电源等表10-1 元器件明细表任务1 认识RS触发器一、认识基本一、认识基本RS触发器触发器电路组成：电路组成：它由两个与非门输它由两个与非门输 入、输出端交叉相连入、输出端交叉相连两个输入端，非号表示低电平触发有效R两个输出端，它们的状态
3、是互补的（一）基本（一）基本RS触发器逻辑功能触发器逻辑功能表10-2 基本RS触发器真值表（二）同步（二）同步RS触发器触发器1电路结构 逻辑功能0 00 1 1 01 1不定01 不变不允许置0置1 保持RS基本RS触发器的基础上增加两个与非门构成直接置0端直接置1端DRDS逻辑电路 与逻辑符号2工作原理工作原理（1）CP=0，即无时钟脉冲作用时，G3、G4 门被封锁，输入信号 R、S不起作用，触发器维持原状态。（2）CP=1，即有时钟脉冲作用时，G3、G4 门被打开，输入信号 R、S分别通过G3、G4门加在基本 RS 触发器的输入端，从而使触发器翻转。表10-3同步RS触发器真值表（CP
4、=1）3.同步同步RS触发器的问题触发器的问题触发器的空翻现象R S Qn+1逻辑功能0 00 1 1 01 1Qn 10不定保持置1 置0 不允许举例：同步同步RS触发器工作波形图触发器工作波形图空翻现象：空翻现象：时钟脉冲时钟脉冲太宽时一太宽时一个个 CP 脉冲脉冲会引起触会引起触发器的多发器的多次翻转。次翻转。（三）主从（三）主从RS触发器触发器a）逻辑电路 b）工作波形图学习要点：1触发器是时序逻辑电路中实现记忆功能的基本单元，一个触发器可以记忆一位二进制数。它有两个稳定状态，一个是0态，另一个是1态。无触发信号时触发器维持原态，如果外加合适的触发信号，触发器的状态可以在0态和1态之间
5、相互转换，。2触发器按结构的不同，可分为两大类：一类是基本触发器，另一类是时钟控制触发器。3基本RS触发器是由两个与非门（或或非门）交叉相连构成，具有置0、置1、保持的逻辑功能。同步RS触发器是在基本RS触发器基础上增加控制门构成的。触发器按触发方式分类 可分为同步式触发、边沿型触发（上升沿触发、下降沿触同步式触发、边沿型触发（上升沿触发、下降沿触发）和主从触发发）和主从触发等。触发波形举例：图10-8 上升沿触发RS触发器 图10-9 下降沿触发RS触发器优点：可以克服空翻现象及克服输入干扰信号引起的误翻转。任务2 学习常用的集成触发器时钟控制触发器按逻辑功能分时钟控制触发器按逻辑功能分，可
6、分为同步RS触发器、同步JK触发器、同步D触发器、同步T触发器四种类型。而后三种是最常用的触发器一、认识集成触发器一、认识集成触发器举例：举例：CMOS 系列的双JK触发器CC4027和双D触发器CD4013的外引线排列图各引出端的功能及符号的意义（1）字母符号上方加横线，表示加入低电平信号有效。如=0，触发器置0；=0，触发器置1。字母符号上方不加横线，则表示高电平有效。（2）两个触发器以上的多触发器集成器件，在它的输入、输出符号前，加同一数字，如1、1、1CP、1、1、1J、1K等等，都属于同一触发器的引出端。（3）VCC、GND 表示TTL系列的电源端、接地端（接电源负极）；VDD、VS
7、S表示CMOS系列的电源端、接地端；NC 为空脚，（或CR）表示总清零（即置零）端。（4）TTL 电路的电源一般为+5 V，CMOS 电路的电源通常在+3 +18 V 之间。二、触发器的逻辑功能二、触发器的逻辑功能（一）（一）JK触发器触发器 1电路组成电路组成 2分析逻辑功能分析逻辑功能表表10-5 JK触发器逻辑功能触发器逻辑功能 例题例题 设主从 JK 触发器的初始状态为 0，试根据图10-12所示 CP、J、K 的波形，画出输出端 Q 的波形。解：解：在 CP=1 期间，主触发器接收输入信号。而当 CP 的下降沿到来后，主触发器的状态转存到从触发器中。比如：第一个 CP=1 时，J=1
8、，K=0，因此触发器将置 1。当这个 CP 脉冲的下降沿到来后，触发器才翻转为 1。画出Q波形如图1012所示。J KQn+1逻辑功能 0 00 11 01 1Qn01保持置0置1计数nQ（二）（二）D触发器和触发器和T触发器触发器 1电路及符号比较电路及符号比较 2逻辑功能比较逻辑功能比较表表10-6 D触发器逻辑功能触发器逻辑功能 表表10-7 T触发器逻辑功能触发器逻辑功能 a）逻辑电路 b）逻辑符号 a）逻辑电路 b）逻辑符号图10-13 D触发器 图10-14 T触发器DQn+1逻辑功能0101置0置1TQn+1逻辑功能01Qn保持计数nQ（三）应用举例（三）应用举例分频器分频器 a
9、）2分频器 b）4分频器 c）工作波形图分频原理：分频原理：从1CP 端输入2个时钟脉冲，则在 1Q 的输出端只输出1 个脉冲，实现了2分频，即 。连续送入fi，在1Q端输出2分频信号，2Q端输出4分频信号。接线说明如下：接线说明如下：5、6、16 脚接电源VDD，即有 1J=1K=1，电路为计数状态；4、7、8 端接地，异步置 0、置1 功能无效学习要点：1掌握常用触发器的功能是应用的关键。（1）JK触发器具有置0、置1、保持、计数的逻辑功能。（2）D触发器具有置0、置1的逻辑功能。（3）T触发器具有保持、计数的逻辑功能 2集成触发器的识别与使用。双D触发器组成的 光控延时电路工作原理：工作
10、原理：（1）当光线没有照射到光敏三极管3DU3时，置1端SD为0，D触发器输出Q为0，继电器K不吸合。（2）当光线照射到3DU3时，3DU导通，SD为1，使D触发器输出Q为1，晶体管导通，继电器K吸合，起到光电自动控制作用。任务3 分析计数器一一、认识中规模集成计数器、认识中规模集成计数器74LS290外引线排列功能表 CT74LS290 的主要功能有（1）异步置零：当异步置零端 R 0A、R 0B 全为 1，且置 9 端 S 9A、S 9B 中至少有一个为 0 时，计数器清零，即 Q3Q2Q1Q0=0000。（2）异步置9：当S 9A、S 9B 全为 1 时，不管其他输入端状态如何，计数器置
11、 9，即 Q3Q2Q1Q0=1001。（3）计数：当 R 0A、R 0B 及 S 9A、S 9B 中至少各有一个为 0 时，计数器在 CP 脉冲下降沿作用下进行计数操作。表 10-9 74LS290计数状态表8421 码 5421 码若 CP 1 与 Q 0 端相连接，计数脉冲由 CP 0 输入，输出 Q3Q2Q1Q0则为 8421 编码若 CP 0 与 Q 3 端相连接，计数脉冲由 CP 1 输入，输出 Q3Q2Q1Q0便为 5421 编码二、计数器的分类二、计数器的分类 计数器基本功能计数器基本功能是统计输入脉冲的个数。还可用于数字系统的分频、定时、延时、测量等电路。分类：分类：按计数容量
12、按计数容量不同，可分为二进制、十进制、N进制计数器。按各触发器的时钟作用方式按各触发器的时钟作用方式的不同，可分为异步计数器和同步计数器。按计数过程中数字增减规律按计数过程中数字增减规律的不同，可分为加法、减法和可逆计数器。（一）异步三位二进制加法计数器（一）异步三位二进制加法计数器1.电路组成电路组成逻辑图2工作原理工作原理（1）计数器清零：使=0，则Q2Q1Q0=000。（2）每当一个CP脉冲下降沿到来时，FF0就翻转一次；每当Q0的下降沿到来时，FF1就翻转一次；每当Q1的下降沿到来时，FF2就翻转一次，工作波形如图10-19 b）所示。工作波形图表10-10 三位二进制递增计数器状态表
13、结论：结论：实现了每输入一个脉冲，就进行一次加1运算的加法计数器操作（也称递增计数器）。3位二进制加法计数器的计数范围是000111，对应十进制的07，共8个状态，第8个计数脉冲输入后计数器又从初始000开始计数。输入CP 脉冲序号计数器状态Q2 Q1 Q000 0 010 0 120 1 030 1 141 0 051 0 161 1 071 1 180 0 0（二）异步十进制加法计数器（二）异步十进制加法计数器 1电路组成电路组成 2工作原理工作原理 逻辑图工作波形图（三）同步二进制加法计数器（三）同步二进制加法计数器 1.三位二进制同步加法计数器电路结构三位二进制同步加法计数器电路结构
14、2分析逻辑关系分析逻辑关系逻辑图触发器序号翻转条件JK 端逻辑关系FF0来一个计数脉冲就翻转一次 J0=K0=1FF1Q0=1J1=K1=Q0FF2Q0=Q1=1J2=Q1Q0 2工作过程工作过程（1）计数器工作前应先清零，初始状态为 000。（2）当第一个 CP 脉冲到来后，FF0 的状态由 0 变为 1。而CP 到来前，Q0、Q1 均为 0，所以，CP 到来后，FF0、FF1 保持 0 态不变。计数器状态为 001。（3）当第二个 CP 脉冲到来后，则FF0 由 1 变为 0。FF1 状态翻转，由 0 变为 1。而 FF2仍保持 0 态不变。计数器状态为 010。（4）当第三个 CP 脉冲
15、到来后，只有 FF0 的状态由 0 变为 1，FF1、FF2 保持原态不变。计数器状态为 011。（5）当第四个计数脉冲到来后，三个触发器均翻转，计数状态为 100。（6）第五、六个计数脉冲到来后，触发器的状态，可自行分析。在第七个 CP 脉冲到来后，计数状态变为 111，如再送入一个 CP 脉冲，计数恢复为 000。学习要点：1计数器的功能：基本功能是统计输入脉冲的个数。2计数器分类:可分为二进制、十进制和N进制计数器；异步和同步计数器；加法、减法和可逆计数器。3计数器工作状态分析：列状态表分析；画波形图分析。寄存器寄存器是寄存器是用以暂存二进制数码和信息（数据、指令等）的电路。分类：分类：
16、按功能分为数码寄存器和移位寄存器两种。1.数码寄存器数码寄存器：具有接收、暂存数码和清除原有数码的功能工作特点：工作特点：在接收数码时，各位数码是同时输入；输出数码时，也是同时输出。4位数码寄存器用D触发器构成的并行输入、并行输出数码寄存器工作过程如下：工作过程如下：（1）清零：令（总清零端）=0，则Q3Q2Q1Q0=0000（2）寄存数码：令=1。例如，存入1010，则在寄存器D3、D2、D1、D0输入端端分别为1、0、1、0。当CP脉冲（接收数码的控制端）的上升沿一到，寄存器的状态Q3Q2Q1Q0=1010，只要使=1，CP=0，寄存器就处在保持状态。从而完成了数码的接收和暂存功能 2移位
17、寄存器移位寄存器（1）4位左移寄存器a）逻辑图b）工作波形图 3集成四位双向移位寄存器集成四位双向移位寄存器CT74LS194 四位四位左移左移寄存寄存器状器状态转态转换表换表 图图10-25 CT74LS194外引线排列表10-13 CT74LS194 逻辑功能表操作指导操作指导 1.认识计数、译码、显示电路结构及工作过程认识计数、译码、显示电路结构及工作过程a）原理图b）接线图 工作原理：工作原理：通电后，计数器ROAROB 1，所以计数器置0，显示数字0，当闭合开关S时，开始进入计数功能，在CP脉冲输入端，输入09个计数脉冲时，实现4位二进制加法计数过程，经过译码后使数码管546显示出0
18、9的数字，在第9个脉冲输入后Q3Q2Q1Q0状态为1001，（在此期间如果断开开关S，则计数器实现清零，将重新开始计数），当第十个计数脉冲到来后Q3Q2Q1Q0状态为0000，数码管显示数字0，跳过了10101111六个状态，完成了一位十进制数计数的全过程。再输入脉冲又重复上述计数过程。2.连接电路连接电路（1）检查核对元器件。（2）在万能板上按所设计的安装图来连接电路，焊接与连线时注意集成块引脚的焊接，禁止连焊，掌握好焊接时间防止电路板的铜片脱落。1）先将74LS290连接成8421码十进制计数器。2）将74LS290的输出Q3、Q2、Q1、Q0与74LS247的输入A3、A2、A1、A0连
19、接。3）连接74LS247的输出a、b、c、d、e、f、g与七段显示译码器546R的对应端。3.检测电路检测电路（1）核对电路无误后接通电源，此时数码管应显示一个完整的数字。（2）置0功能检测，在计数过程中按下开关S，显示器显示0时，表示置0端功能正常。（3）用单次脉冲发生器在CP端逐个输入正脉冲，观察显示器是否能由“09”逐一显示。同时检测计数器74LS290输出端状态，输出高电平为1态，输出低电平为0态，并将检测结果记入表10-14中。（4）在CP端输入频率为14Hz的连续正脉冲。观察显示器所显示数字变化情况。输入CP 脉冲序号计数器状态Q3 Q2 Q1 Q0数字显示初态12345678910表10-14 4.思考思考1计数器如何实现置9功能？连一连电路并检验电路功能。2电路如改成5进制计数器应怎样连接电路，请画出连接图，并检验电路功能。
