二、移位寄存器移位寄存器,寄存器中存储的代码,在移位脉冲的作用下依次左移或右移。
D1
1C
D1
1C
D1
1C
D1
1C
CP
ID
串行输入
OD
串行输出
0Q 1Q 2Q 3Q
并 行 输 出主要功能:串行输入,并行输出右移边沿 D触发器触发器翻转(由 CP信号到达,到新状态建立)须经过 传输延迟时间。
串行输入,1011
4
3
2
1
0
CP
1
1
0
1
0
D
I
输入
1
1
0
1
0
Q
0
1
0
1
0
0
Q
1
0
1
0
0
0
Q
2
1
0
0
0
0
Q
3
波形图见 P237
D DD
1C1C 1C
LD 2F1F
0F
CP
0Q
1Q 2Q
输出左移 210 DDD
0
0
D
×
×
×
Q
1
0
1
D
D
×
×
Q
2
1
0
2
D
D
D
×
Q
3
2
1
0
CP
三位左移寄存器状态表
1 2 3 4 5 6
0D 1D 2D
上升沿触发
CP,1,2,3
串行输入
CP,4,5,6
串行输出
2Q
1Q
0Q
Q2随输入状态 D
变化;
Q1滞后 Q2一个时钟;
第六时钟脉冲,
Q0串行输出完成。
第 (26)页三、集成移位寄存器
74164,8位串行输入,并行输出移位寄存器
0Q 7Q
74164
CP
串行输入并行输出 DB
0Q 7Q
74165
CP
串行输出并行输入 DB
74165,8位并行输入,串行输出移位寄存器
74194:四位通用集成移位寄存器电路图见 P238四个下跳沿 SR触发器构成控制端:
异步清零端;:Cr,0=Cr 输出全为零;
CP:移位时钟输入端;
S1S0:控制方式选择。 00:动态保持,01:右移,
10:左移,11:并行送数
DR:右移串行输入端;
DL:左移串行输入端;
Q0~Q3:并行输出功能描述:
清零随时发生,不需 CP同步;0=Cr
静态保持,CP=0,触发器状态不发生任何变化;
控制方式选择,S1S0(四种逻辑功能)
与或及与或非两个输出( 互非 )分别接至 S,R输入端
S1S0=00
&
1 ≥
1
1
1
1
1S
2S
CP DR
S1
R1
R
1C
1 FF
Q
S1S0=11
S1S0=01
S1S0=10
RD
右移串行输入
LD 左移串行输入
D并行数据输入端第 (27)页
74194:四位通用集成移位寄存器电路图见 P238四个下跳沿 SR触发器构成控制端:
异步清零端;:Cr,0=Cr 输出全为零;
CP:移位时钟输入端;
S1S0:控制方式选择。 00:动态保持,01:右移,
10:左移,11:并行送数
DR:右移串行输入端;
DL:左移串行输入端;
Q0~Q3:并行输出功能描述:
清零随时发生,不需 CP同步;0=Cr
静态保持,CP=0,触发器状态不发生任何变化;
控制方式选择,S1S0(四种逻辑功能)
与或及与或非两个输出( 互非 )分别接至 S,R输入端
S1S0=00
&
1 ≥
1
1
1
1
1S
2S
CP DR
S1
R1
R
1C
1 FF
Q
S1S0=11
S1S0=01
S1S0=10
RD
右移串行输入
LD 左移串行输入
D并行数据输入端
74LS194功能表
1
1
1
1
0
R
D
1
1
0
0
×
S
1
1
0
1
0
×
S
0
并行输入左移右移保持置零工作状态第 (28)页
0S
1S
CP
DR3210 QQQQ
3210 DDDD ILDIRD
0S
1S
CP
DR3210 QQQQ
3210 DDDD ILDIRD
0S
1S
DR
并行数据输入 并行数据输入并行数据输出并行数据输出左移,串行输入右移,串行输入
194LS74 194LS74
两片 74194接成 8位双向移位寄存器
5.3.2 计数器数字系统中最常用的时序电路计数器:
时钟脉冲的计数;
分频、定时、节拍脉冲、数字运算等。
计数器分类按计数器中触发器动作分为:
同步计数器; 异步计数器。
按计数过程分类:
加计数器;减计数器;可逆计数器(加 /减计数器)
按数字编码方式分类:
二进制计数器;二 — 十进制计数器;循环码计数器。
一、同步计数器
1)同步二进制加计数器
Q
Q
T""1 Q
Q
T Q
Q
T Q
Q
T
CP
0Q 1Q 2Q 3Q
1)最低位来一个脉冲就翻转一次;
2)其他位:当其所有低位由 1?0翻转时,发生翻转。
( 1)同步二进制计数器第 (29)页输出方程:
3210 QQQQ=C
2103
102
01
0
QQQ=T
QQ=T
Q=T
1=T驱动方程,状态方程:
32103210
1+n
3
210210
1+n
2
1010
1+n
1
0
1+n
0
QQQQ+QQQQ=Q
QQQ+QQQ=Q
QQ+QQ=Q
Q=Q
T触发器特性方程:
nn1+n QT+QT=Q
四位二进制同步加计数器计数初值,0000,第 15个脉冲到来时,状态 1111,输出
C=1。第 16个脉冲到来,计数状态回到 0000。此时 C端电位的下降沿可作为向高位计数器电路 进位 的输出信号。
0000 0001 0010 111111100/ 0/ 0/
1/
0123 QQQQ
C/
电路状态转换图
CP
0Q
1Q
2Q
3Q
t
t
t
t
t
CP21
CP41
CP81
CP161
计数器又叫“分频器”
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
2)同步二进制减计数器
Q
Q
T""1 Q
Q
T Q
Q
T Q
Q
T
CP
0Q 1Q 2Q 3Q
2103
102
01
0
QQQ=T
QQ=T
Q=T
1=T
驱动方程,状态方程:
3210
1+n
3
210
1+n
2
1010
1+n
1
0
1+n
0
QQQQ=Q
QQQ=Q
QQ+QQ=Q
Q=Q


)(
)(
第 (30)页
0000 000100101111 1110
0123 QQQQ电路状态转换图
1)最低位来一个脉冲,翻转一次;
2)其他位:在它所有低位均为 0时,发生翻转。
1000 0111
CP
0Q
1Q
2Q
3Q
t
t
t
t
t
CP21
CP41
CP81
CP161
下跳沿触发
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
3)同步二进制可逆计数器
J
K
J
K
J
K
C C C
0Q 1Q 2Q
0Q 1Q 2Q
&
&
&
&
&
&
1
X
CP
""1
T触发器形式
10102
001
0
QQX+QXQ=T
QX+XQ=T
1=T
驱动方程:
X=1:加计数
102
01
0
QQ=T
Q=T
1=T
X=0:减计数
102
01
0
QQ=T
Q=T
1=T
X:加减控制信号第 (31)页四位同步二进制计数器 74161
主要功能:
二进制加法计数;
预置数;
保持;
异步置零(复位)
LD,预置数控制端;
D0~D3:数据输入端;
:为异步置零;
EP,ET:工作状态控制端;
C:进位输出端;
CP:计数脉冲输入端;
Q0~Q3:计数器输出端。
DR
&
&
1
D
LD
1 ≥
&EPET
Q
Q&
& J
K
计数脉冲
C
R
DR
&
来自前一级输出功能分析:
0=RD1)异步清零
2)同步预置
D0~D3的状态决定 J,K输入端的状态,CP下降沿到达时,
FF取 D的值。
1=RD 0=LD
3)保持各触发器输入端 J,K输入信号均为,0”。
状态保持不变。
1=R=L DD 0=ET?EP
4)计数形成 T触发器形式
1=ET=EP=L=R DD
21044
1033
022
11
QQQ=K=J
QQ=K=J
Q=K=J
1=K=J
形式上和前面介绍的用 T触发器构成的 4位二进制加计数器一样。
第 (32)页
4位同步二进制计数器 74161功能表
1
1
1
1
0
RD
1
1
1
0
×
LD
1
×
0
×
×
EP
1
0
1
×
×
ET
计数
)保持(
保持预置数置零工作状态
0=C
×
×
×
CP
,置零,0000;
,预置数(根据 D0,D1,D2,D3);
,保持(原来状态);
,计数。
0=RD
0=LT
0=ET?EP1=LT=R D,
1=ET?EP1=LT=R D,
ET
EP
3210 DDDD
0Q 1Q 2Q 3Q
DLDR
161LS74
同步计数器 74LS162,74LS163采用同步置零方式。
出现低电平后,要等 CP信号到达时才能将触发器置零。DR
( 1)同步十进制计数器
Q
Q
T""1 Q
Q
T Q
Q
T Q
Q
T
CP
0Q 1Q 2Q 3Q
& 1 ≥
& C
同步十进制加计数器驱动方程:
302103
102
301
0
QQ+QQQ=T
QQ=T
QQ=T
1=T
状态方程:
023013030123
330210330210
1+n
3
1202012210210
1+n
2
1301013130310
1+n
1
0
1+n
0
QQQ+QQQ+QQ+QQQQ=
QQQ+QQQ+QQQ+QQQ=Q
QQ+QQ+QQQ=QQQ+QQQ=Q
QQ+QQ+QQQ=QQQ+QQQ=Q
Q=Q
)()(
第 (33)页
00 01 11 10
00
01
11
10
23QQ
01QQ 00
01 11 10
00
01
11
10
00 01 11 10
00
01
11
10
00 01 11 10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
1
1
1
23QQ
01QQ
23QQ
01QQ
23QQ
01QQ
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
00
0
0
0
0
0 0
0 0
1+n0Q 1+n1Q
1+n2Q 1+n3Q
0000 0001 0010 0011
0100
0101011001111000
1001
1110 1111
1101 1100
1010 1011 状态转换图同步十进制加法计数器 74160
74160功能表和 74161功能表相同,只是在计数时,
一个时十进制,一个是十六进制。
当 时,其电路结构和前述完全一致。 1=ET?EP1=LT=R D,
,置零,0000;
,预置数(根据 D0,D1,D2,D3);
,保持(原来状态)。
0=RD
0=LT
0=ET?EP1=LT=R D,
&
&
1
D
LD
1 ≥
&EPET
Q
Q&
& J
K
计数脉冲
C
R
DR
&
来自前一级输出第 (34)页同步十进制减计数器
Q
Q
T""1 Q
Q
T Q
Q
T Q
Q
T
CP
0Q 1Q 2Q 3Q
C
& &&
&
&
B
驱动方程:
2103
321102
32101
0
QQQ=T
QQQQQ=T
QQQQ=T
1=T
)(
)( 状态方程:
32103210
1+n
3
232110232110
1+n
2
1321013210
1+n
1
0
1+n
0
QQQQ+QQQQ=Q
QQQQQQ+QQQQQQ=Q
QQQQQ+QQQQQ=Q
Q=Q
)()(
)()(
化简后:
0313230123
1+n
3
02120123
1+n
2
01012013
1+n
1
0
1+n
0
QQ+QQ+QQ+QQQQ=Q
QQ+QQ+QQQQ=Q
QQ+QQQ+QQQ=Q
Q=Q
00 01 11 10
00
01
11
10
23QQ
01QQ 00
01 11 10
00
01
11
10
00 01 11 10
00
01
11
10
00 01 11 10
00
01
11
10
1
1
1
1
1
1
1
1
23QQ
01QQ
23QQ
01QQ
23QQ
01QQ
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
11
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 0
1+n0Q 1+n1Q
1+n2Q 1+n3Q
1
1 0
0
0000
0001
0010 0011 0100 0101
0110
011110001001
11011100 1110 11111010 1011
第 (35)页
S
R
S
R
CP
D
CP
K
J
与非门构成基本触发器或非门构成基本触发器同步式 D触发器边沿 JK
触发器,
下降沿触发根据图形,画出 Q,对应波形
(与非门构成基本触发器)
Q
S
R
Q
Q
根据图形,画出 Q,对应波形
(或非门构成基本触发器)
Q
S
R
Q
Q
根据图形,画出 Q,对应波形
(同步式 D触发器)
Q
CP
D
Q
Q
第 (36)页根据图形,画出 Q对应波形
(边沿 JK触发器,下降沿触发)
CP
K
J
Q
CP
K
J
'Q
Q
根据图形,画出 Q对应波形
(主从 JK触发器,电平触发)
二、异步计数器
( 1)异步二进制计数器工作方式:从低位到高位逐位进位。
异步二进制加计数器
T
C
T
C
T
C
下降沿触发二进制加计数器
0CP 1CP 2CP
0Q 1Q 2Q""1
输入端接高电平 T触发器为 触发器。'T下降沿动作