时序和逻辑电路.docx
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时序和逻辑电路
课 题
第十三章 时序和逻辑电路
第一节 触发器
第二节 计数器
课型
新课
授课班级
授课时数
2
教学目标
1.理解几种常用触发器的工作原理。
2.掌握几种常用触发器的逻辑功能。
3.了解二进制数和二进制计数器、集成十进制计数器、集成任意进制计数器的功能。
教学重点
1.触发器的逻辑功能。
2.集成任意进制计数器的电路组成。
教学难点
触发器的工作原理。
学情分析
教学效果
教后记
新课
A、复习
组合逻辑门电路有几种,功能是什么。
B、新授课
第一节 触发器
时序电路是指在任何时刻的输出不仅仅与当时的输入信号有关,还与电路原来的状态有关的电路;即具有记忆、存储功能的电路。
①有两个稳定状态——0状态和1状态。
②两种状态在适当信号作用下可以发生转换。
即能接收和输出送来的信号。
③在输入信号消失后,能使新的状态保持下来。
一、基本RS触发器
1.电路组成
两个“与非”门的输出、输入端交叉相连,、是两个输入端,Q、是两个输出端。
输出端的状态始终是互补的,Q端的状态为触发器状态。
2.逻辑功能
(1)=0,=1,触发器为0态。
=0,G1的输出=1,G2的两个输入端、全为1,则输出Q=0。
(2)=1,=0,触发器为1态。
=0,G2的输出Q=1,G1的两个输入端均为1,所以=0。
(3)=1,=1,触发器保持原来状态不变。
①触发器原为0态,G1的一个输入端Q=0,输出=1,G2的两个输入端、均为1,输出Q=0,保持原来状态不变。
②触发器原为1态,也保持原状态不变。
这就是触发器的记忆功能。
(4)=0,=0,触发器状态不定。
①这时,Q=1,=1,破坏了前述有关Q和互补的约定。
②当、的低电平触发信号消失后,触发器的状态可能是Q=0,=1;也可能是Q=1,=1,不能确定。
Q
0
1
0
1
0
1
1
1
不变
0
0
不定
二、同步RS触发器
在RS触发器上增加一个控制端CP。
只有在控制端出现时钟脉冲时,触发器才动作。
触发器的状态,仍由R、S端的信号决定。
这种触发器叫做同步RS触发器,又称时钟控制RS触发器。
1、CP=0
G3、G4均被封锁,输出Q3、Q4均为1。
2、CP=1
G3、G4打开,Q3、Q4的状态为由R、S决定,表中表示时钟脉冲CP到来前的状态,
即原态,
表示CP脉冲到来后的状态,即现态。
0
0
不变
1
0
1
0
1
0
1
1
不定
三、JK触发器
将R=S=1时得到反转输出的这种触发器称为JK触发器。
1、J=0,K=0,
=
门G7、G8均被封锁。
=输出状态保持不变。
2、J=0,K=1,
=0
当CP脉冲到来后,触发器置0,即
=0。
3、J=1,K=0,
=1
当CP脉冲到来后,触发器置1。
4、J=1,K=1,
=
J、K端都悬空,不加输入信号,当CP脉冲下降沿到来后,触发器的状态就发生翻转,实现计数功能。
J
K
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
四、D触发器
1.D=0,置0
D=0时和JK触发器J=0,K=1的情况相同,当CP脉冲到来后,触发器置0。
2.D=1,置1
D=1时和JK触发器J=1,K=0的情况相同,当CP脉冲到来后,触发器置1。
1
1
0
0
第二节 计数器
一、二进制计数器
1、二进制数
数制:
数的进位制。
进位方法不同就有不同的计数体制,二进制数即为“逢二进一”。
二进制数的权展开式为
2、二进制计数器
(1)实验电路
(2)计数器的输入端接按钮,输出端接显示器。
(3)S闭合。
(4)逐个输入计数脉冲。
(5)用脉冲信号代替计数脉冲。
(6)用示波器观察输出波形。
结论:
二进制计数器完成二进制的加法运算,“逢二进一,本位变0”。
二、十进制计数器
集成十进制计数器CT74LS160。
清零
预置
使能
时钟
预置数据输入
输出
工作模式
CR
LD
CTPCTT
CP
D3D2D1D0
Q3Q2Q1Q0
0
1
1
1
1
×
0
1
1
1
××
××
0×
×0
11
×
↑
×
×
↑
××××
d3d2d1d0
××××
××××
××××
0000
d3d2d1d0
保持
保持
十进制计数
异步清零
同步置数
数据保持
数据保持
加法计数
1.CR=0时异步清零。
2.CR=1、LD=0时同步置数。
3.CR=LD=1且CTP=CTT=1时,按照4位自然二进制码进行同步二进制计数。
4.CR=LD=1且CTP·CTT=0时,计数器状态保持不变。
三、N进制计数器
1、利用复位端子,用脉冲电平使触发器的输出强制为0,利用置位端子可强制为1。
构成反复进行0~9计数的十进制计数器:
第10个脉冲到达时,将计数器的值强制设为1111。
第10个脉冲结束时,计数器的值变为0000。
2、利用清零端
构成反复进行0~9计数的十进制计数器:
计数器的值变为10的瞬间,计数器的值变为0000。
3、触发器的复位时间差别太大时,可在复位电路上增设一个RS触发器。
(提问)
(根据上述电路引导学生共同分析得出)
(画图说明)
(讲解)
(讲解)
(共同练习)
(结合图示讲解)
(引导)
(引导)
(讲解)
(引导学生共同分析)
(讲解)
(讲解)
(课堂练习)
(引导学生动手实验)
(先引导学生阅读教材,而后讲解)
(先提问引导学生自己解答而后讲解)
小结
1.触发器有两个相反的稳定状态,具有记忆功能。
2.各触发器的功能:
RS触发器具有置0、置1和保持功能;JK触发器具有置0、置1保持和记数功能;D触发器具有置0、置1保持和记数功能。
布置作业
习题
13-1、13-2、13-3
课 题
第十三章 时序和逻辑电路
第三节 寄存器
第四节 译码器、显示器
课型
新课
授课班级
授课时数
2
教学目标
1.掌握寄存器的概念和功能。
2.掌握译码、显示电路的概念。
3.了解译码、显示电路的功能。
教学重点
寄存器的功能。
教学难点
译码显示电路的原理分析。
学情分析
教学效果
教后记
新课
A、复习
基本RS触发器和JK触发器的逻辑功能。
B、新授课
第三节 寄存器
寄存器:
一个触发器可储存一位信息。
存放几位信息就用几个触发器,这样的装置叫做寄存器。
寄存器主要由触发器构成,它具有接收、存放和清除原存有数码的功能。
4位数码寄存器的工作过程如下:
1.清零:
=0时寄存器输出=0000。
2.接收数据:
使=1,寄存数码送入端,根据D触发器的逻辑功能,在CP下降沿,的值被同时存入触发器,即=。
3.保存:
只要使=1、CP没有下降沿,寄存器就处于保持状态。
第四节 译码器、显示器
一、译码器
译码器:
将二进制数转换成对应的数据信息的过程叫译码,能实现译码功能的电路叫做译码器。
1、实验电路
2、实验步骤
接入电源,根据表中的状态,由CP输入端输入单次脉冲观察电路的计数显示功能。
(参看教材或演示文稿中表13-11)
根据实验测试和显示,译码器可以将输入代码的状态翻译成相应的输出信号。
(参看教材或演示文稿表13-12)
二、显示器
1、数字显示器一般应和计数器、译码器、驱动器等配合使用。
2、分段式数码显示器是由多条能各自独立发光的线段,按一定的方式组合构成的。
七段数码显示器的发光组合能显示相应的十进制数字。
3、实验
(1)在线路板上安装译码器实验电路。
(2)按下表中所示a、b、c、d、e、f、g中的电平取值从LC5012的5、6、7、8、10、11、12脚中输入,观察其显示的数据。
(3)1表示高电平,0表示低电平。
结论:
显示器的主要用途是把数码信息用直观的形式展现在我们面前,以便查看和处理。
字数
输入
a
b
c
d
e
f
g
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
(提问)
(根据D触发器的逻辑功能引导学生共同分析得出)
(画图说明)
(讲解)
(引导学生动手实验)
(讲解)
(结合图示讲解)
(引导学生分析所学过的电路)
(画图讲解)
(引导学生动手实验)
(讲解)
小结
1.寄存器具有接收、寄存和输出数码的功能。
2.译码是将二进制代码翻译成给它代表的数字。
3.显示是将译码器输出的数字信号在数码管上直观地反映出数字的过程。
布置作业
习题
13-4、13-5、13-6
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 时序 逻辑电路