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第10章 时序逻辑电路
中职2023高教版《电子技术基础》
4.二进制、十进制等典型集成计数器的外特性及应用。
学习要点：
1.寄存器的功能、基本构成和常见类型。
2.典型集成寄存器、集成移位寄存器的应用。
3.计数器的功能及计数器的类型。
第10章 时序逻辑电路
10.1 寄存器
10.2 计数器
10.1.1 数码寄存器
10.1.2 移位寄存器
10.2.1 计数器的基本概念
10.2.2 集成计数器及其应用
10.1 寄存器
寄存器的概念：用来存放二进制数据或代码的电路。
寄存器的组成：由具有记忆功能的触发器和控制功能的门电路组成。
寄存器的作用：暂时存放要处理的数据或中间的运算结果等。
寄存器的分类：按功能可以分为数码寄存器和移位寄存器。
10.1.1 数码寄存器
1.数码寄存器的基本概念
数码寄存器的电路结构（以四位数码寄存器为例）:
数码寄存器的工作过程:
①需要保存的数码由D0～D3预先输入。
②当CP脉冲的上升沿到来时，触发器输出端Q0～Q3的状态为D0～D3的输入数码。例如，输入数码D0～D3＝1100，在CP脉冲上升沿时，Q0～Q3＝D0～D3＝1100，完成数码的接收过程。
③CP脉冲上升沿过后，D触发器处于保持状态，完成数码的寄存工作。
数码寄存器的输入、输出方式：
由于同时输入4位数码D0～D3，寄存后的数码Q0～Q3也是同时输出，所以属于并行输入、并行输出寄存器。
（a）逻辑符号 (b)引脚排列
八路D锁存器74LS373的逻辑符号和引脚排列图
2.集成八路D锁存器74LS373
讨论：哪些数字电子产品中需要用到数码寄存器，请列出1-2个较为典型的例子。
74LS373的应用实例：
74LS373锁存MCS-51系列单片机低8位地址电路连接示意图
在单片机的P0.0～P0.7端口传送低8位地址期间，ALE为高电平，使74LS373处于直通状态，Q0～Q7端输出低8位地址。在P0.0～P0.7端口传送8位数据期间，ALE变为低电平，74LS373处于锁存状态，Q0～Q7端保持原来的低8位地址不变。从而实现了低8位地址的锁存功能。
工作过程：
利用74LS373可以锁存MCS-51系列单片机的低8位地址。
10.1.2 移位寄存器
双路4位移动寄存器MC14015的简介
移位寄存器的作用：在每一个移位脉冲的作用下，将存放在移位寄存器中的各位数据依次向左（或向右）移动1位。
按移位的方向不同，可以分为左移寄存器、右移寄存器、双向移位寄存器。
(1)逻辑符号及引脚排列
（a）逻辑符号
(b)引脚排列图
(2)引脚功能
(3)工作过程
① 移位前先使数据复位端RST＝1，使输出端Q3Q2Q1Q0=0000。
② 从D端依次输入数据，当时钟脉冲CLK一个接一个到来时，数据依次从D端输入，同时低位数据依次移向高位。
由表可知：经过4个时钟脉冲CLK后，串行输入的4位代码已全部移入Q3～Q0中，如果此时在输出端Q3～Q0同时取出数据，就可以实现数据的串行输入、并行输出，即串行-并行转换。
4位右移寄存器移位状态表
(4)状态表
4位右移寄存器的波形图
课堂思考：
寄存器的功能是什么？分析左移寄存器的工作原理。（学生分析后老师讲解）
(5)波形图
本节小结
4.移位寄存器是一个同步时序电路,具有存放和移位数码的功能,即在CP作用下,能将其存放的数码依次左移或右移。
按存放数码的输入输出方式不同,移位寄存器有四种工作方式：串行入/串行出、串行入/并行出、并行入/串行出、并行入/并行出。
1.时序电路通常可分为两大类：同步时序电路和异步时序电路。常见的时序电路有寄存器、计数器等。
2.寄存器是用来存放二进制代码,按其功能可分为数码寄存器和移位寄存器。
3.数码寄存器电路简单，只用来存放数码。具有接收、保持并清除原有数码等功能。一个多位数码寄存器可看作是多个触发器的并行使用。
10.2.1 计数器的基本概念
1.计数器的功能
（1）对输入脉冲信号进行个数统计。
（2）分频、定时、延时、顺序脉冲发生。
（3）数字运算。
2. 1位计数器的组成
1位计数器的两种不同组成方式
10.2 计数器
可用边沿触发D触发器或边沿触发JK触发器连接成翻转状态，即可组成1位计数器。
3.计数器的分类
（4）按触发器触发方式的不同可分为：上升沿计数器和下降沿计数器。
（1）按计数脉冲的输入方式不同可分为：同步计数器和异步计数器。
（2）按计数过程中数值的变化顺序（递增或递减）不同可分为：加法计数器和减法计数器。
（3）按计数的进制不同可分为：二进制、十进制（又称BCD计数器）和N进制（或称任意进制）计数器。
10.2.2 集成计数器及其应用
1.典型集成十进制（BCD）加/减计数器MC14510简介
（1）逻辑符号和引脚排列
（a）逻辑符号 （b）引脚排列
MC14510逻辑符号和引脚排列图
(2) MC14510引脚说明
(3) MC14510的功能表
MC14510的功能表
2.多位集成计数器的级联
多块集成计数器进行级联时，电路一般连接成同步级联形式，将后级（低位）集成计数器的进位输出端连接到前级（高位）的进位输入端，最后级计数器的进位输入端接地，而时钟端 CLK共用同一时钟信号。
集成计数器的级联电路
本节小结
课堂思考：
1. N位二进制计数器共有多少个计数状态？
2. 8421BCD码十进制加法计数器的现状态为1000，试问再输入6个计数脉冲后，计数器的新状态是多少？计数过程是怎样的？（学生分析后老师讲解）
1.时序逻辑电路主要由门电路和触发器构成，是具有记忆和存储功能的基本逻辑部件。
2.计数器的基本功能是可对输人计数脉冲CP进行加法或减法计数,也可用于分频、定时、运算和自控等。
3.计数器按不同的方法分类，可分为二进制、十进制等计数器；也可以分为同步计数器、异步计数器、加法计数器和减法计数器等。
4.二进制计数器是构成各种计数器的基础。十进制计数器应用广泛。

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