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常用的时序逻辑电路

2017-03-28 10:05分类:电工考证知识 阅读:

 

常用时序逻辑电路有计数器和寄存器两种。寄存器分为数据寄存器和移位寄存器。计数器品种较多,有同步计数器、异步计数器;有二进制计数器、十进制计数器、恣意进制计数器;二进制计数器又有加法计数器、减法计数器等。

(1)寄存器

数字电路顶用来寄存数码或指令的部件称为寄存器。寄存用具有以下逻辑功用:可在时钟脉冲效果下将数码或指令存入寄存器(称为写入),或从寄存器中将数码或指令取出(称为读出)。由于一个触发器只能寄存1位二进制数,要存多位数时,就得用多个触发器。常用的有4位、8位、16位等。

寄存器寄存和取出数码的办法有并行和串行两种。并行办法便是数码各位一同从各对应位输入端输入到寄存器中,或一同呈如今输出端;串行办法便是数码逐位从一个输入端输入到寄存器中,或由一个输出端输出。

寄存器依据功用的纷歧样可分为数码寄存器和移位寄存器两种。

(a)数码寄存器:这种寄存器只需寄存数码和根除数码的功用。图1所示是由D触发器构成的4位数码寄存器。该数码寄存器的作业办法为并行输入、并行输出。


图1 4位数码寄存器

(b)移位寄存器:移位寄存器不只能寄存数码并且有移位功用。依据数码在寄存器内移动的方向又可分为左移移位寄存器和右移移位寄存器两种。

在移位寄存器中,数码的存入或取出也有并行和串行两种办法。

图2所示是由J—K触发器构成的4位左移移位寄存器。F0接成D触发器,数码由D端串行输入;也可由d0~d3作并行输入。从4个触发器的Q端得到并行的数码输出。也可从Q3端逐位串行输出。


图2 4位左移移位寄存器

(2)计数器

由于计数器是最常用而又典型的时序逻辑电路,其剖析办法即为一般时序逻辑电路的剖析办法。常用计数器有多品种型,要害把握以下几种。

①二进制计数器:二进制计数器能按二进制的规矩累计脉冲的数目,也是构成其它进制计数器的根底。一个触发器能够标明l位二进制数,标明n位二进制数就得用n个触发器。

(a)异步二进制加法计数器:图3所示逻辑电路是由4个J—K触发器构成的4位异步二进制加法计数器。图中各触发器输入端均为“1”(悬空)即计数情况。只需有时钟脉冲就会翻转,但前级触发器的输出作为后级触发器的时钟脉冲,只需在前级触发器翻转后,后级触发器才调翻转,故为异步计数器。其情况真值表见图4。

可见,在第16个时钟脉冲到来后,计数器循环一星期回到原态,因此也称为十六进制计数器。其波形图如图5所示,由图可知,各触发器输出端Q0,Q1,Q2,Q3的脉冲频率别离为时钟脉冲的1/2,l/4,l/8,1/16,也称分频器。


图3 4位异步二进制加法计数器


图4异步计数器情况真值表


图5 十六进制计数器波形图

(b)同步二进制加法计数器:异步二进制计数器线路简略,作业速度较慢。同步计数器作业速度较快,电路较凌乱。图6所示为同步4位二进制加法计数器的逻辑电路图。从图中能够看出计数脉冲一同供应各触发器,它们的情况改换和计数脉冲同步。图中每个触发器有多个J端和K端,各J端或各K端之间都是“与”逻辑联络。

各触发器输入端的逻辑表达式(驱动方程)为

J0=K0=1

J1=K1=Q0

J2=K2=Q1Q0

J3=K3=Q2Q1Q0

该计数器的情况表和波形图与异步4位二进制加法计数器一样。剖析可知,n位二进制加法计数器能计的最大十进制数为2n-1。


图6 同步4位二进制加法计数器的逻辑电路图

②十进制计数器:从4位二进制数码的16种情况中任取十种情况,来标明1位十进制数,可有多种组合,也称编码。常用的编码办法是8421加权码,相应的计数器称8421十进制计数器。图7所为同步十进制加法计数器。


图7 同步十进制加法计数器

③集成计数器:将多个触发器构成的计数器做在一块中方案芯片上构成集成计数器,用它可构成所需模数的各种计数器。

④用中方案集成计数器构成恣意进制计数器,一般有两种办法:

(a)反响复位法(或称反响“清0”法):它是运用中方案组件进行正常计数,当计数器抵达N进制进位恳求时,构成复位脉冲,并用此脉冲反响到组件的异步复位(/)端,使计数器复位(“清0”),完毕N进制计数功用。

(b)反响置数法(或称反响预置法):依据74LSl6l等通用计数器的功用,可将恣意情况译码后反响到置数指令端(),并鄙人一个脉冲时给计数器并行输入0000~1111之间的恣意一个情况,然后完毕恣意计数办法的N进制计数器。例如当计数器计到十01时宣告反响信号给,下一个脉冲将计数器置成0十0,所以计数器便变成六进制计数器,其情况由0十0到十01循环改动。这种办法称反响预置法。

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