數(shù)字邏輯2補(bǔ)

1、2.1.1譯碼器,譯碼——把具有特定含義的二進(jìn)制代碼識(shí)別出來(lái)的過(guò)程,譯碼器是編碼器的逆過(guò)程,在數(shù)字系統(tǒng)中,編碼器和譯碼器成對(duì)存在,譯碼器,,譯碼器——,? 特點(diǎn)：多輸入、多輸出的組合邏輯電路,⑴　多一譯碼器,例：二進(jìn)制譯碼器,（1）定義 ：能將n個(gè)輸入變量變換成2n個(gè)輸出函數(shù)，且輸出函數(shù)與輸入變量構(gòu)成的最小項(xiàng)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的一種多輸出組合邏輯電路。,▲ 二進(jìn)制譯碼器一般具有n個(gè)輸入端、2n個(gè)輸出端和一個(gè)(或多個(gè))使能輸入端；,（2）特點(diǎn)

2、 ：,▲ 使能輸入端為有效電平時(shí)，對(duì)應(yīng)每一組輸入代碼，僅一個(gè)輸出端為有效電平，其余輸出端為無(wú)效電平（與有效電平相反)。,▲ 有效電平可以是高電平(稱為高電平譯碼)，也可以是低電平(稱為低電平譯碼)。,? 常見的MSI二進(jìn)制譯碼器：2-4線(2輸入4輸出)譯碼器3-8線(3輸入8輸出)譯碼器4-16線(4輸入16輸出)譯碼器等。,譯碼器,,例：3－8譯碼器,例：3－8譯碼器,,邏輯符號(hào):,例：3－8譯碼器,,C—— A2 B——

3、A1 A—— A0,譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛 ，它的典型用途是——實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器的地址譯碼、控制器中的指令譯碼、代碼翻譯、顯示譯碼等。除此之外，還可用譯碼器實(shí)現(xiàn)各種組合邏輯功能。,譯碼器應(yīng)用,① 分析： A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3……A0 A設(shè)備 0 0 0 0 1 0 X X X X B設(shè)備 0 0 0 1 0 0 X X X X C設(shè)備 0 0

4、 0 1 1 1 X X X X,例 ）某計(jì)算機(jī)用地址A9～A0選擇外設(shè)，假設(shè)設(shè)備A、B、C的選擇地址分別為：20H～2FH、40H～4FH、70H～7FH，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)地址譯碼器。,,,,,,,,用3：8譯碼器實(shí)現(xiàn),Y2,Y4,Y7,,,,（1）地址譯碼：,譯碼器應(yīng)用,,例 ）,,② 設(shè)計(jì)：,,,,,,,,,,,,,A6,A5,A4,A7,A8,A9,A,B,C,40H～4FH,,70H～7FH,,譯碼器應(yīng)用,例）分析下面電路，寫

5、出該譯碼器選擇的 地址范圍，以及Y0、Y1、Y2的地址譯 碼范圍。,CBAG1G2A G2B,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,74LS138,Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7,A11,A10,A9,A12,A13,A14,Y0,Y1,Y2,,,,A15,解：① 1000H～1FFFH ② Y0： 1000H～11FFHY1：

6、 1200H～13FFHY2： 1400H～15FFH,,,,,,,,,,,,2.1.2 數(shù)據(jù)選擇器,,? 數(shù)據(jù)選擇器(MUX)功能： ① 從多路輸入中選擇一個(gè)送往輸出端,② 選擇哪一路輸入傳送到輸出端由當(dāng)時(shí)的 控制信號(hào)決定；③　用途：實(shí)現(xiàn)多通道的數(shù)據(jù)傳送。,,,,,,,,,,,,,,+,,,,,,,,,,ST,,A1,A0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,F,,a0,,,,,,,,,

7、,,,,a1,a2,a3,四選一,2、真值表,3、邏輯功能： 4 選1數(shù)據(jù)選擇器,,,,,S1,A1,A0,Y 1,1,0,000,×,0,0,D0,D1,D2D3,,,4、74LS153為雙4選1，相當(dāng)于“雙刀四擲”開關(guān)， 地址端A1、A0公用， 使能端、數(shù)據(jù)端、輸出端獨(dú)立。,①　也稱多路分配器，是一路輸入、多路輸出的組合邏輯器件；②　一路輸入信號(hào)傳送到哪一路輸出端由當(dāng)時(shí)的控制信號(hào)決定；

8、,2.1.3 數(shù)據(jù)分配器（DEMUX）,? 數(shù)據(jù)分配器功能：,與數(shù)據(jù)選擇器的用途相反，它們配合使用，實(shí)現(xiàn)多通道的數(shù)據(jù)傳送；,? 數(shù)據(jù)分配器用途：,1:4 數(shù)據(jù)分配器,數(shù)據(jù)分配器,,例：雙1:4線數(shù)據(jù)分配器 74XX155,◎什么是時(shí)序邏輯 ◎鎖存器（Latch） ◎觸發(fā)器（Flip Flop） ◎寄存器（Register） ◎計(jì)數(shù)器（Counter）,什么是時(shí)序邏輯,組合電路是：電路某一時(shí)刻的輸出（

9、Z1，…，Zm）僅僅決定于該時(shí)刻的輸入（x1，…，xn），與以前各時(shí)刻的輸入無(wú)關(guān)。時(shí)序電路是：電路某一時(shí)刻的輸出（Z1，…，Zm）不僅決定于該時(shí)刻的輸入（x1，…，xn），還與前一時(shí)刻的狀態(tài) (y1，…，ys) 有關(guān)。前一時(shí)刻的狀態(tài)就是存儲(chǔ)電路的輸出。,輸出方程,驅(qū)動(dòng)方程,狀態(tài)方程,Y(tn)=F[X(tn),Q(tn)],Z(tn)=G[X(tn),Q(tn)],Qn+1 (tn+1) =H[Z(tn),Qn(tn)],（激勵(lì)方程）

10、,,功能描述1、表達(dá)式：,其它功能描述方法：2、狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表3、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖4、時(shí)序圖,數(shù)字電路不僅需要運(yùn)算，還需要保存、記憶。存儲(chǔ)一位二值信號(hào)的基本單元電路稱為觸發(fā)器,2.2.1 觸發(fā)器概述,1、觸發(fā)器的基本特點(diǎn)： （1）具有兩個(gè)能自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)，表示邏輯0和1， 或二進(jìn)制數(shù)的0和1。 （2）根據(jù)不同的輸入信號(hào)可以置成1或0。,2、觸發(fā)器的分類 （1）按結(jié)構(gòu)分類：,基本RS觸發(fā)器，同步RS觸發(fā)器，

11、主從觸發(fā)器，維持阻塞觸發(fā)器，邊沿觸發(fā)器,（2）按功能分類：,RS觸發(fā)器，JK觸發(fā)器，D觸發(fā)器，T觸發(fā)器,（3）按觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式。,(一）觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法（時(shí)鐘FF）,1、RS觸發(fā)器,,,（1）特性表,（2）特性方程,（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,,（4）邏輯符號(hào),2、JK觸發(fā)器,,（1）特性表,,,（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,（2）特性方程,（4）邏輯符號(hào),,,,3、D觸發(fā)器,1

12、 1 1,* 驅(qū)動(dòng)表,,D,Qn Qn+1,,0 0 0,,,,0 1 1,1 0 0,,（1）特性表,,（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,（2）特性方程,,,,（4）邏輯符號(hào),2.2.2 若干常用時(shí)序邏輯電路,2.2.2.1 寄存器和移位寄存器,一. 寄存器（直觀分析法）,用途：是

13、存放二進(jìn)制代碼的邏輯部件。組成：時(shí)鐘觸發(fā)器均可組成寄存器。 （同步型、主從型、邊沿型）1、74LS75 四位D鎖存器組成：雙二位鎖存器 FF0、FF1共用CPA FF2、FF3共用CPB原理：CP＝1期間，送數(shù)，Q隨D改變； CP＝0時(shí)，D狀態(tài)鎖存，所以，通常要求保證D信號(hào)不變。,,2. 74LS175,,74LS175是用維持阻塞觸發(fā)器組成的四位寄存器，

14、可寄存4位二值代碼。CP上升沿觸發(fā)，RD為異步清0端，低電平有效，D0～D3為并行數(shù)據(jù)輸入端，Q0～Q3為輸出端。,,74LS175 功能表,,,,二. 移位寄存器,功能：寄存、移位。所謂移位，即寄存器中的代碼在移位脈沖的作用下依次左移或右移。用途：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行—并行轉(zhuǎn)換；數(shù)值的運(yùn)算（乘法、除法運(yùn)算）,,,1、單向移位寄存器（1）由邊沿D觸發(fā)器組成的移位寄存器 Di:串行輸入；Do:串行輸出。工作

15、原理：每來(lái)一個(gè)CP ，右移一位，例如Di＝1011時(shí)，移動(dòng)情況見表5.3.1，電壓波形見圖5.3.5。,圖5.3.5 電壓波形,可以實(shí)現(xiàn)串入并出、串入串出。,（2）、由主從JK觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器,,每來(lái)一個(gè)CP ，右移一位,2、雙向移位寄存器 74LS194A組成：DIR、DIL；D0～D3；RD；CP；S1、S0；Q0～Q3功能：可以左移、右移；并行送數(shù)；保持；（均由S1、S0控制） 異步清0

16、（RD）。,,,DSR：右移串行輸入端,DSL：左移串行輸入端,D3~ D0：并行輸入端,Q3~ Q0：數(shù)據(jù)輸出端,CP：時(shí)鐘脈沖輸入端,上升沿觸發(fā),控制端：,（1） S1 S0=00，CP上升沿到后，輸出不變。,（2） S1 S0 =01，CP上升沿到后，右移。,（3） S1 S0 =10，CP上升沿到后，左移。,（4） S1 S0 =11，CP上升沿到后，并行輸入。,管腳圖,,原理：以FF1為例FF1的輸入控制電路組成是一個(gè)具有互

17、補(bǔ)輸出的四選一數(shù)據(jù)選擇器。,,表達(dá)式：,自擴(kuò)展：用兩片74LS194A接成8位雙向移位寄存器,,左片Q3 ? 右片DIR；右片Q0 ? 左片DIL兩片的S1、S0、CP、RD全部并聯(lián),,例: 使八個(gè)燈從左至右依次變亮,再?gòu)淖笾劣乙?次熄滅，應(yīng)如何連線?,,,,,….,….,右移 8 個(gè) 1，再右移 8 個(gè) 0,5V,5V,,,,計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛，是一種具有記憶功能的電路，用以累計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)、實(shí)

18、現(xiàn)計(jì)數(shù)操作功能，通常用觸發(fā)器構(gòu)成各種形式的計(jì)數(shù)器。,3.2.2.2,1．  按進(jìn)位方式分（1）同步計(jì)數(shù)器：有一個(gè)公共時(shí)鐘脈沖，各個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是在該公共輸入計(jì)數(shù)脈沖作用下同時(shí)發(fā)生的，即各個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)與輸入脈沖同步。（2）異步計(jì)數(shù)器：沒(méi)有公共時(shí)鐘脈沖，輸入計(jì)數(shù)脈沖只作用于某些觸發(fā)器的CP端，而其它觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是靠低位的進(jìn)位信號(hào)。因此，組成計(jì)數(shù)器的各個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)變化不是同時(shí)發(fā)生的。,計(jì)數(shù)器的分類,2．按進(jìn)位制分（

19、1）二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路稱作二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（2）十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路稱作十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（3）任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器之外的其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器統(tǒng)稱為任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如三進(jìn)制計(jì)數(shù)器、六進(jìn)制計(jì)數(shù)器等。,計(jì)數(shù)器的分類,3．按邏輯功能分（1）遞增計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入，計(jì)數(shù)器的數(shù)是遞增的，則為遞增計(jì)數(shù)器。（2）遞減計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入，計(jì)數(shù)器的數(shù)是遞減的，則為遞減

20、計(jì)數(shù)器。（3）可逆計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入，計(jì)數(shù)器的數(shù)是可增可減的則為可逆計(jì)數(shù)器。,計(jì)數(shù)器的分類,四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS161,四個(gè)主從J-K觸發(fā)器構(gòu)成,(1) 邏輯符號(hào),D ? A:高位?低位（預(yù)置數(shù)）,CLK: 時(shí)鐘輸入,CLR: 異步清零，低電平有效。,LOAD: 同步預(yù)置，低電平有效。,QD ? QA:高位?低位,ENP、ENT：使能端，多片級(jí)連。,RCO：進(jìn)位。,,,,,功能表,進(jìn)位方程： C = Q3Q

21、2Q1Q0 · ET,同步預(yù)置,異步置0,精品課件！,精品課件！,1)異步清除：當(dāng)R=0，輸出“0000”狀態(tài)，與CP無(wú)關(guān)。,2)同步預(yù)置：當(dāng)R=1，LD=0，在CP上升沿時(shí)，輸出 端反映輸入數(shù)據(jù)的狀態(tài)。,3)保持：當(dāng)R=LD=1時(shí)，各觸發(fā)器均處于保持狀態(tài)。,4)計(jì)數(shù)：當(dāng)LD = R =EP=ET = 1時(shí)，按二進(jìn)制自然碼 計(jì)數(shù)。 若初態(tài)為0000,15個(gè)CP后，輸出為