项目10寄存器和计算器的应用.ppt

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1、 1 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 1 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 电子技术基础与技能 （陈振源主编） 电子演示文稿 项目 10 寄存器和计数器的应用 2 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 2 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 时序逻辑电路简称时序电路，它由 逻辑门电路和触发器组成，是一种具有 记忆功能的逻辑电路，常用的电路类型 有寄存器和计数器。本项目重点学习寄 存器、计数器的逻辑功能和典型应用电 路的制作。 10.1 寄存器 10.2 计数器 项目小

2、结 项目 10 寄存器和计数器的应用 3 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 3 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 寄存器主要用来暂存数码和信息。 寄存器由触发器和门电路组成，按接收数码的方式不同可分为单拍接收式和 双拍接收式两种。 10.1.1 数码寄存器 1.双拍接收式寄存器 （ 1） 电路组成 4位双拍接收式数码寄存器是由基本 RS 触发器和门电路组成 。 4位双拍接收式数码寄存器 10.1 寄存器 4 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 4 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规

3、划 新 教 材 （ 2） 工作原理 双拍接收寄存器工作时是分两步进行的： 第一步 ， 寄存前先清零 。 第二步 ， 接收脉冲控制数据寄存 。 2 单拍接收寄存器 （ 1） 电路组成 4位单拍接收式数码寄存器是由 D触发器组成 。 （ 2）工作原理 单拍接收寄存器不需要先清零，当接收脉冲 CP 到来时，即可 将数码存入。若要清除已存入的数码，使寄存器全部清零，只需在端加入一清零负 脉冲即可实现。 4位单拍接收寄存器 5 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 5 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 寄存器的优点是存储时间短，速度快，可用来

4、当高速缓冲存储器。其缺 点是一旦停电后，所存储的数码便全部丢失，因此数码寄存器通常用于暂存工 作过程中的数据和信息，不能作为永久的存储器使用。 由许多的寄存器组合起来的大规模集成电路可作为数据存储器，每个寄 存器是数据存储器中的一个存储单元，再用地址线来选择对应的存储单元，就 成为随机存取存储器 RAM。 寄存器若出现各位数据都无法正常存储的故障，检测的基本步骤和技巧 是：第一步，先查工作电源是否正常；第二步，查复位端是否被长置成复位状 态；第三步，用示波器观测 CP脉冲是否有输入到触发控制端。 6 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 6 中 等 职 业 教 育

5、课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 10.1.2 移位寄存器 移位寄存器除了具有寄存数码的功能外，还具有将数码在寄存器中单向或双向 移位的功能。 1电路组成 由 D 触发器组成的 4位左移寄存器电路中， FF0是最低位触发器， FF3是最高位 触发器，高位触发器的 D端依次接到相邻低位触发器的数据输出端 Q。 4位左移寄存器 7 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 7 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 2工作过程 以存入数码 1011为例， 4位左移寄存器的工作状态示意图。 左移寄存器工作状态示意图 8 电子技术基础与技能

6、 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 8 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 3.集成移位寄存器 74LS194集成电路是一块 4位双向通用移位寄存器，实物外形及引脚功能图如 图 10-5所示。 设置 M0=1、 M1=0时，为右移寄存器工作状态； 设置 M0=0、 M1=1时，为左移寄存器工作状态； 设置 M0=1、 M1=1时，此时为并行寄存器工作状态。 9 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 9 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 1. 电路组装 按图 10-8所示的电路图安装寄存器控

7、制彩灯电路。 10 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 10 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 2.输入脉冲信号 将脉冲信号发生器产生的矩形脉冲 CP送入 74LS194的 11脚。 3.寄存器清零 开关 Sr按下为 0状态，寄存器设置为清零状态，观察输出发光二极管的状态。 4.设置为右移串行寄存器 将开关 Sr处于 1状态，拨动单刀双掷开关 SM0、 SM1，使 M0=1， M1=0。 SR 端分别设置为 0和 1状态时，观察发光二极管的变化状态，读出对应的输出的数。 5. 设置为左移串行寄存器 将开关 Sr处于 1状态，拨动单

8、刀双掷开关 SM0、 SM1，使 M0=0， M1=1。 SL 端分别设置为 0和 1状态时，观察发光二极管的变化状态，读出对应的输出的数。 6. 设置为并行寄存器 开关 Sr处于 1状态，拨动单刀双掷开关 SM0、 SM1，使 M0=1， M1=1，此时为 并行寄存器工作状态。通过开关 S0、 S1、 S2、 S3设置并行输入数码 D0、 D1、 D2、 D3，观察输出端发光二极管的状态。 11 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 11 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 在数字系统中，能统计输入脉冲个数的电路称为计数器。 10.

9、2.1 二进制计数器 1 电路组成 每输入一个脉冲 ， 就进行一次加 1运算的计数器称为加法计数器 ， 也称为递 增计数器 。 4个 JK 触发器构成的加法计数器如下图所示 。 4位二进制递增计数器逻辑图 10.2 计数器 12 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 12 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 2.工作过程 在计数脉冲输入前，先在端加入清零负脉冲，置 4位二进制数为 0000。 在第 1个计数脉冲下降沿到来后， Q0由 0翻转到 1，二进制数 Q3Q2Q1Q0=0001。 在第 2个计数脉冲下降沿到来后， Q0由 l翻转

10、到 0，触发 FF1使得 Q1由 0翻转为 1， Q3Q2Q1Q0=0010。 在第 3个计数脉冲下降沿到来后， Q0由 0翻转到 1，该脉冲的上升沿并不触发 FF1，仍保持 Q1=l，因此 Q3Q2Q1Q0=0011。 4位二进制递增计数器时序图 13 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 13 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 10.2.2 十进制计数器 1.十进制递减计数器的状态 14 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 14 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 2

11、 电路组成 异步十进制加法计数器 3 工作过程 （ 1） 计数器输入 0 9个计数脉冲时 ， 工作过程与 4位二进制异步加法计数器完 全相同 ， 第 9个计数脉冲后 ， Q3Q2Q1Q0状态为 1001。 （ 2）第 10个计数脉冲到来后，此时计数器状态恢复为 0000，跳过了 10101111 六个状态，从而实现 842lBCD码十进制递增计数的功能。 15 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 15 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 4 集成计数器的应用 十进制计数集成电路 74LS160的外形和引脚排列如下图所示 。 74LS

12、160 实物外形图 74LS160引脚功能图 将 2片 74LS160串联起来可构成一个模为 100的计数器 。 模为 100的计数器连接图 16 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 16 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 数字钟的外形及电路框图如图 10-16所示，其电路主要由计数器、译码电路、 显示器和秒信号源所组成。石英晶体振荡器产生的振荡信号经电路分频后获得 1Hz的脉冲信号（秒信号），数字钟共有 3个计数器，分别记录秒、分、时的变化 情况。分显示器由 60进制的加法计数器和译码显示电路构成，时显示器则由 24进 制的加法

13、计数器和译码显示电路构成。 数字钟组成框图 应用实例 17 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 17 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 1.按图 10-19连接电路，注意图中 74LS48的 、 、 脚和 74LS161 的 、 、 CTP、 CTT脚应置于高电平。 LT BRB /YI BRI 、 、 CR LD 、 18 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 18 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 （ 2）检查电路连线无误后， VCC端接上 +5V电源。 （ 3）在

14、计数器的 CP端连续输入单个脉冲，观测数码器的显示结果，并用万 用表对 74LS48的 ag引脚电平进行测量，记录于表 10-5中 。 19 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 19 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 项 目 小 结 1时序电路是由逻辑门电路和具有记忆功能的触发器构成，它的 任一时刻的输出，不仅与当时的输入信号有关，还与原来的状态有关。 本章介绍了常用的时序逻辑电路：寄存器和计数器。 2 寄存器是用来存储数码和信息的部件 ， 它具有清零 、 存储和输 出的功能 。 寄存器可分为单拍接收式和双拍接收式两种 。 3 计数器用来对脉冲进行计数 ， 按计数方式有加法和减法两类 ， 常用的有二进制 、 十进制计数器 ， 目前集成计数器品种多 、 功能全 、 价 格低廉 ， 得到广泛的应用 。 20 电子技术基础与技能 陈振源主编 项目 10 寄存器和计算器的应用 20 中 等 职 业 教 育 课 程 改 革 国 家 规 划 新 教 材 谢谢！ Thanks ! 电子技术基础与技能 编写组制作 Chen- 本资料仅供课堂教学使用 图文未经允许不得复制出版