【正文】 二、反饋歸零法 例：實(shí)現(xiàn)異步二十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 首先由兩片 CT74LS290 構(gòu)成的 100 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 再將異步置 0輸入端 R0A 和 R0B 分別接 Q Q1，同時(shí)將 R9A 和 R9B接 0。 ［例 ］ 試用 CT74LS290 構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 ② 寫出反饋歸零函數(shù)。 對于同步置 0： 在輸入第 N－ 1個(gè)計(jì)數(shù)脈沖 CP 時(shí)，利用狀態(tài) SN1. . 產(chǎn)生一個(gè)有效置 0 信號，送給同步置 0端，等到輸入第 N 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖 CP 時(shí)，計(jì)數(shù)器才被置 0，回到初始的零狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn) N進(jìn)制計(jì)數(shù)。 ① 異步置 0：與時(shí)鐘脈沖 CP 沒有任何關(guān)系， 只要異步置 0 輸入端出現(xiàn)置 0 信號，計(jì)數(shù)器便立刻被置 0。 課堂討論：級聯(lián)法實(shí)現(xiàn)更大容量計(jì)數(shù)器時(shí)，計(jì)數(shù)器的順序如何？ 這樣構(gòu)成的 N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)將保 留 M1進(jìn)制計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)。一般不允許出現(xiàn)。 所以又稱為：集成異步二 — 五一十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 邏輯功能示意圖 說明： MSI 器件畫邏輯功能示意圖的方法。 FF3～ FF0 都為 T′ 觸發(fā)器，下降沿觸發(fā)。 . . ．異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器 根據(jù)學(xué)生的程度，有時(shí)也可以從設(shè)計(jì)的角度，討論異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思想。 一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器就是一個(gè) 2分頻器， 16 進(jìn)制計(jì)數(shù)器即是一個(gè) 16 分頻器。 只要低位觸發(fā)器由 1狀態(tài)翻到 0 狀態(tài)，相鄰高位觸發(fā)器接收到有效CP 觸發(fā)沿， T′ 的狀態(tài)便翻轉(zhuǎn)。 控制觸發(fā)器的 CP端， 只有當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器 Q由 1→0 （下降沿）時(shí)，應(yīng)向高位 CP端輸出一個(gè)進(jìn)位信號（有效觸發(fā)沿），高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)加 1。 能力目標(biāo) 能分析常用的異步 計(jì)數(shù)器原理 德育目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生勤學(xué)好問的學(xué)習(xí)精神 重點(diǎn) 計(jì)數(shù)器的邏輯功能描述，特別是時(shí)序圖。 缺點(diǎn)：電路狀態(tài)利用率不高。 ② 狀 態(tài)利用率較低： 由 4 個(gè)觸發(fā)器組成的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有 16個(gè)不同 的狀態(tài)。 （本節(jié)稍后將會講到） 優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：電路簡單。因此，有 12個(gè)無效狀態(tài)。 （鞏固已經(jīng)學(xué)過的同步電路的分析方法。 數(shù)碼由最右邊的 FF3 的 端串行輸入。 數(shù)碼由最左邊的 FF0 的 DI端串行輸入。 . . 3．邏輯功能分析： 移位寄存器 具有存放數(shù)碼和使數(shù)碼逐位右移或左移的電路稱作移位寄存器，又稱移存器。（類似于賓館的貴重物品寄存、超級市場的存包處。 n 位二進(jìn)制代碼寄存器需 n 個(gè)觸發(fā)器。 畫時(shí)序圖。 3．邏輯功能說明 在 X＝ 0時(shí)，電路為加法計(jì)數(shù)器； 在 X＝ 1時(shí)，電路為減法計(jì)數(shù)器。 . . 該電路能夠自啟動(dòng)。 ⑵ 根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表 → 時(shí)序圖（或稱工作波形圖）。 . . 3．邏輯功能說明 由狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表，在輸入第 6 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖 CP后，返回原來的狀態(tài)，同時(shí)輸出端 Y 輸出一個(gè)進(jìn)位脈沖。 解：分析步驟 由電路可看出，時(shí)鐘脈沖 CP 加在每個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端上。 觸發(fā)器的邏輯功能的表示方法有哪些？相互轉(zhuǎn)換？特別：與或式 →真值表？ 3．邏輯功能的說明 根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表來說明電路的邏輯功能。即 J=？， K=？，D=？ （ 3）狀態(tài)方程。 課堂討論：現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的時(shí)間分割點(diǎn)？ 一、基本分析步驟 1．寫方程式 （ 1）輸出方程。 . . 二、電路構(gòu)成： 存儲電路（主要是觸發(fā)器，且必不可少） +組合邏輯電路（可選）。 后面將介紹幾種沒有空翻現(xiàn)象的觸發(fā)器。 . . 當(dāng) CP＝ 1時(shí)， G G4解除封鎖，輸入 J、 K端的信號可控制觸發(fā)器的狀態(tài)。有 工作原理。 J、 K端相當(dāng)于同步 RS觸發(fā)器的 S、 R端。 【 引入新課 】 同步觸發(fā)器 . . 一 、同步 D觸發(fā)器 1．電路結(jié)構(gòu) 為了避免同步 RS觸發(fā)器出現(xiàn) R=S=1 的情況，可在 R和 S之間接入非門 G5 ，如圖 （ a）所示。 3了解同步觸發(fā)方式存在的空翻問題。（邊分析邊列特性表。） . . 表 與非門組成的基本 RS 觸發(fā)器的特性表 . . 二、由或非門組成的基本 RS 觸發(fā)器 電路構(gòu)成：兩個(gè)或非門的輸入和輸出交叉耦合而成，圖 （ a）所示。 2．邏輯功能 復(fù)習(xí)：與非門的邏輯功能？ 用 DLCCAI 或 EWB 演示基本 RS觸發(fā)器的邏輯功能。 電路結(jié)構(gòu)不同：基本 RS 觸發(fā)器，同步觸發(fā)器、維持阻塞觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器等。 觸發(fā)器：具有記憶功能的基本邏輯電路，能存儲二進(jìn)制信息（數(shù)字信息）。 3 掌握同步 RS 觸發(fā)器的工作原理、邏輯功能。 3 線 — 8線 MSI 譯碼器的邏輯功能？ 如將譯碼器的使能端作為數(shù)據(jù)輸入端，二進(jìn)制代碼輸入端作為地址信號輸入端使用時(shí)，則譯碼器便成為一個(gè)數(shù)據(jù)分配器。設(shè) Y＝ Y′ ， A＝ A2 ，B＝ A1 ， C＝ A0 ， Y′ 式中包含 Y式中的最小項(xiàng)時(shí)，數(shù)據(jù)取 1，沒有包含 Y 式中的最小項(xiàng)時(shí)，數(shù)據(jù)取 0 （ 4）畫連線圖。 代數(shù)法 （ 1）選用數(shù)據(jù)選擇器。 方法： ⑴ 表達(dá)式對照法，將 和 相比較。 而多路數(shù)據(jù)分配器的功能正好和數(shù)據(jù)選擇器的相反，它是根據(jù)地址碼的不同，將一路數(shù)據(jù)分配到相應(yīng)的一個(gè)輸出端上輸出。 在數(shù)據(jù)選擇器中，通常用地址輸入信號來完成挑選數(shù)據(jù)的任務(wù)。 如 DCBA＝ 0110 時(shí)，輸出 Yc＝ Yd＝ Ye＝ Yf＝ Yg＝ 1，顯示數(shù)字 6。 當(dāng) ＝ 0 時(shí)，輸出 Ya～ Yg 都為低電平 0，各字段都熄滅，不顯示數(shù)字。 C 當(dāng)外加電壓斷開時(shí)．液晶分子又恢復(fù)到整齊排列的狀態(tài)．顯示的數(shù)字也隨之消失。 2．液晶顯示器（ LCD） ⑴ 液晶是液態(tài)晶體的簡稱。 ⑵ 發(fā) 光二極管數(shù)碼顯示器的內(nèi)部接法有兩種，如圖 所示。 提問：數(shù)字 09如何用七段來顯示？ 字母能用七段顯示嗎？如何顯示？米字管。 。 2了解常用顯示器件的特點(diǎn)和應(yīng)用場合。 4．功能變化： CT74LS42 可作 3 線 — 8線譯碼器：輸出 不用，并將 作使能端使用。 輸入端： A A A A0 ，為 4位 8421BCD 碼 輸出端： ，低電平有效。 二－十進(jìn)制譯碼器 提問：若要對 8421BCD 碼進(jìn)行譯碼，輸出信號應(yīng)有多少個(gè)？ 一、二一十進(jìn)制譯碼器：將 4位 BCD 碼的十組代碼翻譯成 0～ 9十個(gè)對應(yīng)輸出信號的電路。 （ 1）當(dāng) A3＝ 0 時(shí)，低位片 CT74LS138(1)工作，這時(shí)，輸出由輸入二進(jìn)制代碼 A2A1A0 決定。并將高位片的 STA 和低位片的 相連作 A3，同時(shí)將低位片的 和高位片 、 相連作使能端 E，便組成了 4線一 16 線譯碼器。 這時(shí)，譯碼器輸出 由輸入二進(jìn)制代碼決定 輸出邏輯函數(shù)式為 . . 4．全譯碼器：二進(jìn) 制譯碼器的輸出將輸入二進(jìn)制代碼的各種狀態(tài)都譯出來了。 2．真值表。 提問： 8位電話 號碼能供多少用戶使用？（電話號碼為十進(jìn)制） 二進(jìn)制譯碼器 一、二進(jìn)制譯碼器：將輸入二進(jìn)制代碼譯成相應(yīng)輸出信號的電路。 難點(diǎn) MSI 器件 74LS138 的功能和實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法。 MSI 器件 74LS138 的功能、使用、功能擴(kuò)展、邏輯符號。 ⑵ 編碼信號輸入端： ① 輸入低電平 0有效，這時(shí)表示有編碼請求 輸入高電平 1無效，表示無編碼請求 ② 優(yōu)先級別： ，其 余依次類推， 的級別最低。 優(yōu)先編碼器 提問：若多個(gè)信號同時(shí)有效，以上編碼器能否正常工作？如何克服？ 一、優(yōu)先編碼器：允許同時(shí)輸入數(shù)個(gè)編碼信號，而電路只對其中優(yōu)先級別最高的信號進(jìn)行編碼。 . . 五、分析 當(dāng)編碼器某一個(gè)輸入信號為 1而其它輸入信號都為 0 時(shí)，則有一組對應(yīng)的數(shù)碼輸出，如 I7＝ 1 時(shí)， Y3 Y2 Y1 Y0＝ 0111。 . . 四、真值表。 輸入： I0～ I7 為 8 個(gè)需要編碼的信號 輸出： Y Y Y0 為三位二進(jìn)制代碼 由于該編碼器有 8 個(gè)輸入端， 3 個(gè)輸出端，故稱 8 線一 3線編碼器。 編碼器：實(shí)現(xiàn)編碼的邏輯電路。 3了解優(yōu)先編碼器 MSI 器件 74LS147 的邏輯功能 . 能力目標(biāo) 能熟練應(yīng)用編碼器 德育目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生勤學(xué)好問的學(xué)習(xí)精神 重點(diǎn) 掌握編碼、編碼器、優(yōu)先編碼的概念。 解：設(shè)計(jì)步驟 （ 1）真值表 設(shè) A、 B、 C三個(gè)人，表決同意用 1表示，不同意時(shí)用 0表示； Y 為表決結(jié)果，提案通過用 1表示，通不過用 0表示， 同時(shí)還應(yīng)考慮 A具有否決權(quán)。 2．根據(jù)真值表 → 寫出輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式 3．對輸出邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡 代數(shù)法或卡諾圖法 4．根據(jù)最簡輸出邏輯函數(shù)式 → 畫邏輯圖。 歸納總結(jié)： 1 各步驟間不一定每步都要，如： 省略化簡（本已經(jīng)成為最簡） 由表達(dá)式直接概述功能，不一定列真值表。 解：分析步驟 （ 1）輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式（逐級寫，并且變成便于寫真值表的形式） （ 2）列真值表。必要時(shí)，可進(jìn)行化簡，求出最簡輸出邏輯函數(shù)式。 生活中組合電路的實(shí)例（電子密碼鎖，銀行取款機(jī)等） 電路結(jié)構(gòu)：由邏輯門電路組成。 2掌握組合電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法。 能力目標(biāo) 能靈活應(yīng)用公式 化簡邏輯函數(shù) 德育目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生勤學(xué)好問的學(xué)習(xí)精神 . . 重點(diǎn) 用并項(xiàng)法、吸收法、消去法、配項(xiàng)法對邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡 難點(diǎn) 運(yùn)用代數(shù)化簡法對邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡。 若兩函數(shù)相等，其對偶式也相等。 第 ④ 式的推廣： （ ） 由表 ，利用吸收律化簡邏輯函數(shù)時(shí)，某些項(xiàng)或因子在化簡中被吸收掉，使邏輯函數(shù)式變得更簡單。 3．邏輯圖 邏輯圖是用基本邏輯門和復(fù)合 邏輯門的邏輯符號組成的對. . 應(yīng)于某一邏輯功能的電路圖。上樓之前，在樓下開燈，上樓后關(guān)燈；反之下樓之前，在樓上開燈，下樓后關(guān)燈。 邏輯表達(dá)式： L=K1*K2 (邏輯乘 ) 邏輯符號： 原有符號： 討論與邏輯運(yùn)算的邏輯口訣 邏輯功能口決： 有 “0” 出 “0” ，全 “1” 出 “1” 。 授課 方法 講、練結(jié)合 課型 教具 實(shí)驗(yàn) 教學(xué)內(nèi)容及過程 【 復(fù)習(xí)提問 】 ? 【 引入新課 】 第 2章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ) 概述 布爾：英國數(shù)學(xué)家， 1941年提出變量 “0” 和 “1” 代表不同狀態(tài)。 表 常用二 十進(jìn)制代碼表（重點(diǎn)講解 8421碼、 5421碼和余 3 碼） . . 注意：含權(quán)碼的意義。 將每位十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制數(shù)來代替，再按原來的順序排列起來便得到了相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。 ()8＝ ()2 2．二進(jìn)制和十六進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換 （ 1） 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。 例 將二進(jìn)制數(shù) ()2轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。第一個(gè)余數(shù)為二進(jìn)制數(shù)的最低位，最后一個(gè)余數(shù)為最高位。 表 十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制對照表 1 . 2 . 2 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 一、各種數(shù)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 二進(jìn)制、八進(jìn) 制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制時(shí)，只要將它們按權(quán)展開，求出各加權(quán)系數(shù)的和，便得到相應(yīng)進(jìn)制數(shù)對應(yīng)的十進(jìn)制. . 數(shù)。 保密性好。 便于長期存貯。 如：觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、寄存器 按集成度分類 SSI →MSI→LIS→VLSI 表 數(shù)字集成電路分類 . . 按半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型分類 （ 1） 雙極型電路 （ 2） 單極型電路 1 . 1 . 3 數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn) 易集成化。 數(shù)字量：時(shí)間上、數(shù)量變化上都是離散的物 理量；表示數(shù)字量的信號 . . 叫做數(shù)字信號； 工作在數(shù)字信號下的電子電路稱為數(shù)字電路。. . 課 時(shí) 教 案 濟(jì)南電子機(jī)械工程學(xué)校 、 濟(jì)南第二職業(yè)中專 授課教師： 荊榮霞 科目 數(shù)字電路 第 1 周第 1 課時(shí) 年 月 日 課題 幾種常用的數(shù)制和碼制 授課班級 教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo) 了解本門課程的基本內(nèi)容； 了解數(shù)字電路的特點(diǎn)及應(yīng)用、分類及學(xué)習(xí)方法； 掌握二、八、十、十六進(jìn)制的表示方法及相互轉(zhuǎn)換； 知道 8421BCD 碼、余三碼、格雷碼的意義及表示方法。 舉例 1 . 1 . 2 數(shù)字電路的分類 微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展導(dǎo)致了數(shù)字電路的飛速發(fā)展。 兩 個(gè)狀態(tài) “0” 和 “1” ，對元件精度要求低。 軟盤、硬盤、光盤。 容易進(jìn)行加密處理。 例： 二、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 將十進(jìn)制數(shù)的 整數(shù)部分 轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采