1、h1第六章第六章时序逻辑电路时序逻辑电路h2本章内容简介本章内容简介 本章介绍构成数字电路的另一种电本章介绍构成数字电路的另一种电路路时序逻辑电路。具体的内容涉及：时序逻辑电路。具体的内容涉及：时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点，然后系统地介绍时序逻辑电路的特点，然后系统地介绍时序逻辑电路的分析方法和设计方法，最后介绍寄存的分析方法和设计方法，最后介绍寄存器、计数器等一些常用的时序逻辑电路器、计数器等一些常用的时序逻辑电路的工作原理和使用方法。的工作原理和使用方法。h3例如：拉线开关有记忆、而计算器的复位开关就没有记忆例如：拉线开关有记忆、而计算器的复位
2、开关就没有记忆 组合逻辑电路特点组合逻辑电路特点 无记忆：无记忆：任何一个时刻的输出，任何一个时刻的输出，仅取决于当时的输入，而与电路以前的状态无关仅取决于当时的输入，而与电路以前的状态无关时序逻辑电路特点时序逻辑电路特点 有记忆：有记忆：任何一个时刻的输出，任何一个时刻的输出，不仅与当时的输入有关，还与电路以前的状态有关不仅与当时的输入有关，还与电路以前的状态有关6.1 6.1 概述概述 6.1.1 时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的特点h4l 根据电路中触发器动作特点的不同分为根据电路中触发器动作特点的不同分为：同步时同步时序逻辑电路序逻辑电路和和异步时序逻辑电路异步时序逻辑电路。l 根据信
3、号输出特点的不同分为：根据信号输出特点的不同分为：摩尔型摩尔型(输出信输出信号的状态仅仅取决于存储电路的状态）和号的状态仅仅取决于存储电路的状态）和弥勒型弥勒型（输出信号的状态不仅取决于存储电路的状态，（输出信号的状态不仅取决于存储电路的状态，还取决于输入变量）。还取决于输入变量）。6.1.2 时序逻辑电路的分类时序逻辑电路的分类h56.1.3 时序逻辑电路的构成时序逻辑电路的构成 时序逻辑电路的构成（见课本时序逻辑电路的构成（见课本152152页图页图6.16.1），其中），其中X(XX(X1 1、X X2 2、XXi i)表示外部输入表示外部输入Q(QQ(Q1 1、Q Q2 2、QQi i
4、)表示触发器的状态表示触发器的状态Y(YY(Y1 1、Y Y2 2、YYi i)表示存储电路的输入表示存储电路的输入Z(ZZ(Z1 1、Z Z2 2、ZZi i)表示组合逻辑电路的输出信号表示组合逻辑电路的输出信号（时序逻辑电路的外部输出）（时序逻辑电路的外部输出）X X、Q Q、Y Y、Z Z之间的关系之间的关系Z=FZ=F1 1(X(X，Q Qn n）输出方程输出方程Y=FY=F2 2(X(X，Q Qn n）驱动方程驱动方程Q Qn+1n+1=F=F3 3(Y(Y，Q Qn n）状态方程状态方程组合组合逻辑逻辑电路电路存储存储电路电路XZQYCPh66.1.4 时序逻辑电路的描述方法时序逻
5、辑电路的描述方法描述时序逻辑电路的逻辑功能的方法有：描述时序逻辑电路的逻辑功能的方法有：l 驱动方程、时钟方程（异步）、输出方驱动方程、时钟方程（异步）、输出方程以及状态方程。程以及状态方程。但仅从这一组方程式还不能获得电路逻辑但仅从这一组方程式还不能获得电路逻辑功能的完整印象，因此描述时序电路状功能的完整印象，因此描述时序电路状态全部过程的方法还有：态全部过程的方法还有：l 状态转换表，状态转换图和时序图。状态转换表，状态转换图和时序图。h76.2 6.2 时序逻辑电路的分析时序逻辑电路的分析 时序逻辑电路分析的基本任务：根据已知时序逻辑电路分析的基本任务：根据已知的的逻辑电路图逻辑电路图，
6、通过分析，找出电路状态，通过分析，找出电路状态Q Q的变化规律的变化规律及外部输出及外部输出Z Z的变化规律的变化规律.时序逻辑电路有同步和异步之分，所以时时序逻辑电路有同步和异步之分，所以时序逻辑电路的分析分为：序逻辑电路的分析分为：同步电路同步电路的分析的分析和和异步电路异步电路的分析的分析.h8分析时序逻辑电路的一般步骤分析时序逻辑电路的一般步骤 根据逻辑图，写出驱动方程根据逻辑图，写出驱动方程 写出状态方程写出状态方程 根据逻辑图，写出输出方程根据逻辑图，写出输出方程 进行状态的计算，把电路的输入和现态进行状态的计算，把电路的输入和现态的各种取值组合代入状态方程和输出方程的各种取值组合
7、代入状态方程和输出方程中计算，求出相应的次态和输出中计算，求出相应的次态和输出 将状态计算的结果填入状态转换表中，将状态计算的结果填入状态转换表中，分析电路的状态转化规律和外部输出的变分析电路的状态转化规律和外部输出的变化规律化规律 画出状态转化图画出状态转化图 画出时序图，从中分析电路的逻辑功能画出时序图，从中分析电路的逻辑功能h9n01QMJn10QMJ1K01K1例例6-00(补）：试分析下图所示时序逻辑电路补）：试分析下图所示时序逻辑电路（2）写输出方程：本例除写输出方程：本例除Q1、Q0外没有其他输出，无输出方程外没有其他输出，无输出方程解：该电路为同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写
8、解：该电路为同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写（1）写出驱动方程：）写出驱动方程：1=1F1JC1KQQ=1F0JC1KQQ1Q1Q0MCP6.2.1 同步时序逻辑电路实例分析同步时序逻辑电路实例分析h10（3）求状态方程（即各触发器的次态）求状态方程（即各触发器的次态）（4）状态转换表及状态图）状态转换表及状态图n1n0n11n111n1Q)Q(MQKQJQn10QMJn0n1n00n001n0Q)Q(MQKQJQn0n11n0QQQ1K0n0n11n0QQQ1K1n01QMJ或：M=0时M=1时n0n11n1QQQn0n11n1QQQn1Qn0Q1n0Q1n1Q 0 0 0 0 1M 0
9、0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0Q1Q011M=0时M=1时00011010010011nn1nQKQJQh11该电路是一个能自启动的可逆该电路是一个能自启动的可逆3 3进制计数器进制计数器1100011010010011M=0时时M=1时（5）给定时序逻辑电路的逻辑功能）给定时序逻辑电路的逻辑功能无效状态无效状态自启动自启动自启动自启动有效循环有效循环有效循环有效循环M=0 3M=0 3进制加法计数器，能自启动进制加法计数器，能自启动M=1 3M=1 3进制减法计数器，能自启动进制减法计数器
10、，能自启动h12【课本例【课本例6.1】分析下图所示同步时序逻辑分析下图所示同步时序逻辑电路的逻辑功能。设初态电路的逻辑功能。设初态Q3Q2Q1000分析分析:各触发器接受同一时钟脉冲，所以是一个同步时序逻辑电各触发器接受同一时钟脉冲，所以是一个同步时序逻辑电路。触发器时钟脉冲处有一小圆圈，故是下降沿触发；由于没路。触发器时钟脉冲处有一小圆圈，故是下降沿触发；由于没有外部输入信号，所以属于莫尔型的时序逻辑电路有外部输入信号，所以属于莫尔型的时序逻辑电路CFF1Q2CFF2Q1CFF3RDCPQ3J1K1J2K2J3K3h13CFF1Q2CFF2Q1CFF3RDCPQ3J1K1J2K2J3K3解
11、：解：o各触发器在（各触发器在（CP信号信号)下降沿触发下降沿触发o各触发器的驱动方程各触发器的驱动方程1KQJ1n31n12n12QKQJ1KQQJ3n2n13h14CFF1Q2CFF2Q1CFF3RDCPQ3J1K1J2K2J3K3o写出状态方程（把各触发器的驱动方程，代入写出状态方程（把各触发器的驱动方程，代入JK触发触发器的特性方程：器的特性方程：得到的各触发器的次态得到的各触发器的次态Qn+1的表达式）的表达式）n3n2n1n3n3n2n1n33n331n3n2n1n2n1n22n221n2n1n3n1n1n3n11n111n1QQQQ1QQQQKQJQQQQQQKQJQQQQ1QQ
12、QKQJQnn1nQKQJQh15o（a）状态计算，列出状态转换表）状态计算，列出状态转换表 现态次态000001001010010011011100100000101010110010111000n3Qn2Qn1Q1n3Q1n2Q1n1Qh16o（b）将状态转换表转化成另一种形式）将状态转换表转化成另一种形式 CP000010012010301141005000n3Qn2Qn1Q从上表很容易看出，每经过5个时钟之后，电路状态循环变化一次，所以这个具有对时钟信号计算的功能，显然，这是一个五进制加法计数器。h17o画状态转换图画状态转换图表删表000001010100011111101110Q3
13、Q2Q1分析现态现态次态次态000001001010010011011100100000101010110010111000n3Qn2Qn1Q1n3Q1n2Q1n1Q本电路的主循环（有效循环、状态循环）本电路能够自行启动（处于主循环之外的任何一种状态时，都会在时钟脉冲的作用下最终进入到主循环中去。）h18o 画时序图画时序图CPQ1Q2Q3h19o 总结逻辑功能总结逻辑功能 由状态转换图可知，该电路也是五进由状态转换图可知，该电路也是五进制加法计算器，而且具有自启动能力制加法计算器，而且具有自启动能力000001010100011111101110Q3Q2Q1h206.2.2 异步时序逻辑电路
14、的分析异步时序逻辑电路的分析异步时序逻辑电路的分析方法异步时序逻辑电路的分析方法 异步时序逻辑电路的分析步骤与同步异步时序逻辑电路的分析步骤与同步电路的基本一致，但要注意的是：各触电路的基本一致，但要注意的是：各触发器的动作时刻不一定相同，因此，分发器的动作时刻不一定相同，因此，分析的第一步就应该写出各触发器的时钟析的第一步就应该写出各触发器的时钟方程，其分析过程要比同步电路复杂方程，其分析过程要比同步电路复杂异步时序逻辑电路分析举例异步时序逻辑电路分析举例h21【例【例6.2】分析下图所示的异步时序逻辑电路】分析下图所示的异步时序逻辑电路 分析分析：该电路中，CP2没有与输入时钟脉冲相连，是
15、异步时序逻辑电路；而且既没有外部的输出，也没有外部输入，属莫尔型。CFF1Q2CFF2Q1CFF3RDQ3J1K1J2K2J3K3CPh22【例【例6.2】分析下图所示的异步时序逻辑电路】分析下图所示的异步时序逻辑电路解：解：1.时钟方程：时钟方程：CFF1Q2CFF2Q1CFF3RDQ3J1K1J2K2J3K3CP1231QCPCPCPCPh23【例【例6.2】分析下图所示的异步时序逻辑电路】分析下图所示的异步时序逻辑电路解：解：2.驱动方程：驱动方程：CFF1Q2CFF2Q1CFF3RDQ3J1K1J2K2J3K3CP1KQJ1n311K1J221KQQJ3n1n23h24【例【例6.2】
16、分析下图所示的异步时序逻辑电路】分析下图所示的异步时序逻辑电路CFF1Q2CFF2Q1CFF3RDQ3J1K1J2K2J3K3CPo写出状态方程（把各触发器的驱动方程，代入写出状态方程（把各触发器的驱动方程，代入JK触发器的触发器的特性方程：特性方程：得到的各触发器的次态得到的各触发器的次态Qn+1的的表达式）表达式）nn1nQKQJQn3n2n1n3n3n2n1n33n331n3n2n2n2n22n221n2n1n3n1n1n3n11n111n1QQQQ1QQQQKQJQQQ1Q1QKQJQQQQ1QQQKQJQh25【例【例6.2】o（a）状态计算，列出状态转换表 现态次态00000100
17、1010010011011100100000101010110010111000n3Qn2Qn1Q1n3Q1n2Q1n1Q注意：注意：FF2触发触发器翻转时器翻转时刻发生在刻发生在Q1从从1到到0（CP2的的下降沿）下降沿）时刻。时刻。h26【例【例6.2】o（b）将状态转换表转化成另一种形式 CP000010012010301141005000n3Qn2Qn1Q从上表很容易看出，每经过5个时钟之后，电路状态循环变化一次，所以这个具有对时钟信号计算的功能，显然，这是一个五进制加法计数器。h27【例【例6.2】o画状态转换图000001010100011111101110Q3Q2Q1分析本电路的
18、主循环（有效循环、状态循环）本电路能够自行启动（处于主循环之外的任何一种状态时，都会在时钟脉冲的作用下最终进入到主循环中去。）h28【例【例6.2】o 画时序图画时序图CPQ1Q2Q3000001010100011删除状态转换图状态转换图h29【例【例6.2】o 总结逻辑功能总结逻辑功能 由状态转换图可知，该电路也是五进制加法计由状态转换图可知，该电路也是五进制加法计算器，而且具有自启动能力算器，而且具有自启动能力000001010100011111101110Q3Q2Q1h306.4 6.4 常用时序逻辑部件常用时序逻辑部件 6.4.1 计数器计数器 6.4.2 寄存器寄存器QD QC QB
19、 QAS9(1)S9(2)R0(1)R0(2)CPB CPACP74LS90h316.4.1 6.4.1 计数器计数器（一）（一）二进制计数器二进制计数器二进制数二进制数:用用0和和1两个数字表示两个数字表示,加加1计数计数,逢逢2进进1 0 0 0 0+)1 0 0 0 1+)1 0 0 1 0第第0位的位的1相当于十进制的相当于十进制的1第第1位的位的1相当于十进制的相当于十进制的2h32二进制数二进制数4位二进制数位二进制数:Q3 Q2 Q1 Q0位数位数:3 2 1 0权重权重:223212028 4 2 18421码码相当于十进制数相当于十进制数:8Q3+4Q2+2Q1+1Q0 例例
20、:Q3Q2Q1Q0=1010B =8*1+4*0+2*1+1*0 =10DB代表二进制数代表二进制数 (Binary)D代表十进制数代表十进制数 (Decimal)h334位二进制表示的最大数为位二进制表示的最大数为:1111B=8+4+2+1=15D=1248位二进制表示的最大数为位二进制表示的最大数为:11111111B=D25512816位二进制表示的最大数为位二进制表示的最大数为:D655351216二进制数所表示数的范围二进制数所表示数的范围:h344位二进制加法计数器状态转换表位二进制加法计数器状态转换表CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0
21、0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0要求要求:每来一个每来一个CP,计数器加计数器加1CP Q3 Q2 Q1 Q0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 16 0 0 0 0h35l 所谓所谓“计数计数”就是计算时钟脉冲的个数。计数器就是计算时钟脉冲的个数。计数器的应用十分广泛，不仅用于计数，也用作分频、的应用十分广泛，不仅用于计数，也用作分频、定时等。定时等。l 计数器的种类繁多，可以从
22、一下三个角度进行计数器的种类繁多，可以从一下三个角度进行分类：分类：u 按计数脉冲引入方式分类，分为：同步计数器和异按计数脉冲引入方式分类，分为：同步计数器和异步计数器。步计数器。u 按计数器中数码的变化规律分类，分为：加法计数按计数器中数码的变化规律分类，分为：加法计数器、减法计算器和可逆计数器。器、减法计算器和可逆计数器。u 按计数制来分，分为：二进制计数器、二按计数制来分，分为：二进制计数器、二-十进制十进制（十进制）计数器，任意进制（十进制）计数器，任意进制（N进制，即二进制、进制，即二进制、十进制之外的其它进制）计数器。十进制之外的其它进制）计数器。h361 1、同步计数器、同步计数
23、器h37（1）同步二进制计数器（）同步二进制计数器（165页图页图6.18）l 要求：掌握电路的逻辑功能的分析和使用要求：掌握电路的逻辑功能的分析和使用l 分析分析u 各触发器使用同一各触发器使用同一CP信号（下降沿触发）信号（下降沿触发）u 各触发器的驱动方程：各触发器的驱动方程：1KJQKJQQKJQQQKJ00n011n0n122n0n1n233h38（1）同步二进制计数器）同步二进制计数器u 将驱动方程代入将驱动方程代入JK触发器的特性方触发器的特性方程程 ，得到：，得到：n01n0n1n0n1n01n1n2n0n1n2n0n11n2n3n0n1n2n3n0n1n21n3QQQQQQQ
24、QQQQQQQQQQQQQQQQnn1nQKQJQu 电路的输出方程为：电路的输出方程为：n0n1n2n30QQQQC h39u 状态转换表状态转换表现态现态次态次态进位输出进位输出C000000010000100100001000110001101000010001010010101100011001110011110000100010010100110100101010110101111000110011010110111100111011111111100000（1）同步二进制计数器）同步二进制计数器h40u 电路的状态转换表电路的状态转换表/C0/0/0/0Q3Q2Q1Q0000000
25、0100100011010001010110011110001001101010111100111011111101/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/1同步二进制计数器同步二进制计数器h41u 电路的时序图电路的时序图Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3CP12345678910111213141516脉冲序号脉冲序号同步二进制计数器同步二进制计数器h422 2、异步计数器、异步计数器h43(1)异步二进制加法计数器异步二进制加法计数器 分析分析 各触发器的各触发器的CP信号（下降沿触发信号（下降沿触发)CPCP112QCP 23QCP 各触发器的次态方程各触发器的次态方程n11n
26、1QQn21n2QQn31n3QQh44(1)异步二进制加法计数器异步二进制加法计数器 电路的时序图电路的时序图Q0Q1Q2Q1Q2Q3CP12345678脉冲序号脉冲序号h45(1)异步二进制加法计数器异步二进制加法计数器 电路的状态转换图000001010011011011011011Q2Q1Q0h46(2)异步十进制计数器异步十进制计数器借助一般的分析方法，可得电路的状态转换图和时序图h47电路的时序图电路的时序图123456789101112CPQ0Q1Q2Q3h48电路的状态转换图电路的状态转换图00000001001000110100100010011010101111001111
27、11101101011001010111Q3Q2Q1Q0由状态转换图可见，该电路是一个异步十进制（由状态转换图可见，该电路是一个异步十进制（5421码）码）的计数器，该计数器具有自启动能力的计数器，该计数器具有自启动能力h49用触发器组成计数器用触发器组成计数器QQRSJKJ K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Q nCP上升沿触发上升沿触发例例:用维用维阻型阻型J-K触发器组成触发器组成异步异步二进制加法计数器二进制加法计数器由由JK=11控制触发器控制触发器翻转计数（翻转计数（T触发器）触发器）h50用用4个维个维阻型阻型J-K触发器组成触发器组成4位位异步异步二进制加法计
28、数器二进制加法计数器QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJKR 清清0脉冲脉冲进位脉冲进位脉冲Q0Q1Q2Q3CP计数脉冲计数脉冲h514位位异步异步二进制加法二进制加法计数器时序图计数器时序图1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16CPQ0Q1Q2Q3000010001000100011110000异步异步:各触发器不同时翻转各触发器不同时翻转,从低位到高位依次翻转从低位到高位依次翻转 CP的上升沿的上升沿Q0翻转翻转Q0的上升沿的上升沿Q1翻转翻转Q1的上升沿的上升沿Q2翻转翻转Q2的上升沿的上升沿Q3翻转翻转QQRSJKQQRSJKQQRSJK
29、QQRSJKR Q0Q1Q2Q3CPh524位异步二进制加法计数器位异步二进制加法计数器状态转换表状态转换表CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0CP Q3 Q2 Q1 Q0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 16 0 0 0 0每每16 个个CP 循环一周循环一周h532.同步二进制加法计数器同步二进制加法计
30、数器同步同步:每个触发器都用同一个每个触发器都用同一个CP触发，要翻转时同时触发，要翻转时同时 翻转翻转设计方法设计方法:用低位的用低位的Q控制高位的控制高位的J、K，决定其翻转还是不翻转。决定其翻转还是不翻转。JK00时，不翻转时，不翻转(保持原状保持原状)JK11时，翻转时，翻转 也可用也可用T触发器实现。触发器实现。J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Q nJ-K触发器真值表触发器真值表h54分析状态转换表，找出控制规律：分析状态转换表，找出控制规律：CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0
31、1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0(1)Q0的翻转：的翻转：每来一个每来一个CP，Q0翻转翻转 一次一次(2)Q1的翻转的翻转:Q0=1时时,再来一个再来一个CP,Q1翻转一次翻转一次(3)Q2的翻转的翻转:Q1Q0=11时时,再来一个再来一个 CP,Q2翻转一次翻转一次(4)Q3的翻转的翻转:Q2Q1Q0=111时时,再来一个再来一个CP,Q3翻转一次翻转一次CP Q3 Q2 Q1 Q0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1
32、 16 0 0 0 0h55QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJK同步二进制加法计数器设计同步二进制加法计数器设计 用维用维阻型阻型J-K触发器触发器(1)Q0的翻转：的翻转：每来一个每来一个CP，Q0翻转翻转 一次一次R 清清0脉冲脉冲CP(2)Q1的翻转的翻转:Q0=1时时,再来一个再来一个CP,Q1翻转一次翻转一次(3)Q2的翻转的翻转:Q1Q0=11时时,再来一个再来一个 CP,Q2翻转一次翻转一次&Q1Q0Q0Q1Q2Q3JK=11J,K=Q0J,K=(Q1Q0)(4)Q3的翻转的翻转:Q2Q1Q0=111时时,再来一个再来一个CP,Q3翻转一次翻转一次J,K=(Q2Q1Q
33、0)&Q2Q1Q0h56同步二进制加法计数器同步二进制加法计数器QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJKR 清清0脉冲脉冲CP&Q1Q0Q0Q1Q2Q3&Q2Q1Q0同步二进制加法计数器的同步二进制加法计数器的波形图波形图与异步二进制加法计数器的画法与异步二进制加法计数器的画法相同相同,状态转换表状态转换表也相同，但是也相同，但是.波形图波形图h574位同步二进制加法计数器位同步二进制加法计数器时序图时序图1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16CPQ0Q1Q2Q3000010001000100011110000同步计数器各触发器在同一时刻翻转同步计
34、数器各触发器在同一时刻翻转而异步计数器各触发器而异步计数器各触发器翻转时刻不同翻转时刻不同,低位的领先低位的领先,高位的迟后高位的迟后,延迟时间为延迟时间为纳秒纳秒(ns)级级h58十进制数用十进制数用09十个数字表示十个数字表示,而而数字电路中使用二进制数字电路中使用二进制,所以须用所以须用二进制数给十进制数编码二进制数给十进制数编码（二）（二）十进制计数器十进制计数器编码方法编码方法:用用4位二进制数表示位二进制数表示1位十进制数位十进制数,称为二称为二十进制编码十进制编码,又称又称BCD码码 (BCDBinary Coded Decimal)二进制数用二进制数用8421码码十进制数十进制
35、数:用用0 9 共十个数字表示共十个数字表示所以所以,用十个用十个4位二进制数表示位二进制数表示09h59CP Q3 Q2 Q1 Q0 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1十进制数的编码方法十进制数的编码方法例例:3位十进制数位十进制数:100,用用BCD码表示码表示10000
36、01 0000 0000BCD码码十进制数十进制数h60异步十进制加法计数器设计异步十进制加法计数器设计(用下降沿触发的维用下降沿触发的维阻型阻型J-K触发器触发器)J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Q nQQRSJKCP在在CP 时时,根据根据JK状态状态Q变化变化 h61异步十进制加法计数器设计异步十进制加法计数器设计(用下降沿触发的维用下降沿触发的维阻型阻型J-K触发器触发器)CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8
37、 1 0 0 0 9 1 0 0 1分析状态转换表分析状态转换表,找出找出JK控制规律控制规律:(1)CP 时时,Q0翻转翻转,JK=11(2)Q0 时时,Q1翻转翻转(3)Q1 时时,Q2翻转翻转,JK=11 10 1 0 1 0 0000(5)当当Q3=1(Q3=0)且且Q0 时时,将将Q1清清0(4)Q0 时时,Q3翻转翻转,且且 Q2Q1=11时时,Q3由由0翻转成翻转成1 Q2Q1=00时时,Q3被清成被清成0h62R QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJK(1)CP 时时,Q0翻转翻转,JK=11异步十进制加法计数器设计异步十进制加法计数器设计(用下降沿触发的维用下降沿触
38、发的维阻型阻型J-K触发器触发器)CPQ0Q1Q2Q3(2)Q0 时时,Q1翻转翻转(3)Q1 时时,Q2翻转翻转,JK=11&(4)Q0 时时,Q3翻转翻转,且且 Q2Q1=11时时,Q3由由0翻转成翻转成1 Q2Q1=00时时,Q3被清成被清成0(5)当当Q3=1(Q3=0)且且Q0 时时,将将Q1清清0h63异步十进制加法计数器异步十进制加法计数器 (用下降沿触发的维用下降沿触发的维阻型阻型J-K触发器触发器)时序图时序图1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CPQ0Q1Q2Q300001000100010001001000011000010101010101110h64十进制加法计
39、数器十进制加法计数器状态转换表状态转换表CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 110 0 0 0 0每每10个个CP循环一周循环一周h65R QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJKCPQ0Q1Q2Q3&异步十进制加法计数器异步十进制加法计数器2个十进制计数器组成个十进制计数器组成1个个100进制计数器进制计数器Q3 Q2 Q1 Q0CPR异步十进制加法计数器异步十进制加法计数器Q3 Q2 Q1 Q0
40、CPR异步十进制加法计数器异步十进制加法计数器Q3 Q2 Q1 Q0CPR异步十进制加法计数器异步十进制加法计数器CP进位脉冲进位脉冲个位数个位数十位数十位数RQ3由由1变成变成0时，向十位数送一个进位脉冲，时，向十位数送一个进位脉冲，使十位数计一个数，同时个位数全变成使十位数计一个数，同时个位数全变成0000h666.4.2 寄存器寄存器数字系统中常用的时序逻辑部件有寄存器、数字系统中常用的时序逻辑部件有寄存器、计数器等，它们属于中规模的集成电路。寄存计数器等，它们属于中规模的集成电路。寄存器是一种重要的数字电路部件，常用来暂时存器是一种重要的数字电路部件，常用来暂时存放指令、数据或运算结果
41、。放指令、数据或运算结果。构成寄存器的核心部件是触发器构成寄存器的核心部件是触发器.一个触发一个触发器可以存放一位二进制代码，要存放器可以存放一位二进制代码，要存放 n n位二进位二进制代码，就要有制代码，就要有n n个触发器。所以个触发器。所以n n位寄存器实位寄存器实际上就是受同一时钟脉冲控制的际上就是受同一时钟脉冲控制的n n个触发器个触发器.寄存器从功能上说，可分为数码寄存器和移寄存器从功能上说，可分为数码寄存器和移位寄存器两种。位寄存器两种。h67一、数码寄存器一、数码寄存器(170页）页）RDQ3CD QF3Q2CD QF2Q1CD QF1Q0CD QF0CP00000101010
42、101寄存指令寄存指令h68二、移位寄存器（第一脉冲到来的分析）二、移位寄存器（第一脉冲到来的分析）100001000DCPQ0Q1Q2Q3数码输入数码输入DQODQQCDQQCDQQCDQQCFF3RDQ1Q2Q3CPFF2FF1FF0231n3121n2011n101n0QDQQDQQDQDDQ0001h69数码输入数码输入DQODQQCDQQCDQQCDQQCFF3RDQ1Q2Q3CP二、移位寄存器（第二脉冲到来的分析）二、移位寄存器（第二脉冲到来的分析）FF2FF1FF0231n3121n2011n101n0QDQQDQQDQDDQ0010010000100DCPQ0Q1Q2Q3h70数码输入数码输入DQODQQCDQQCDQQCDQQCFF3RDQ1Q2Q3CP二、移位寄存器（第三脉冲到来的分析）二、移位寄存器（第三脉冲到来的分析）FF2FF1FF0101010100DCPQ0Q1Q2Q3231n3121n2011n101n0QDQQDQQDQDDQ0101h71数码输入数码输入DQODQQCDQQCDQQCDQQCFF3RDQ1Q2Q3CP二、移位寄存器（第四脉冲到来的分析）二、移位寄存器（第四脉冲到来的分析）FF2FF1FF0231n3121n2011n101n0QDQQDQQDQDDQ10111110DCPQ0Q1Q2Q311010
