《数字电子技术基础》 阎石编著 - 数字电路教案 联系客服

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三、触发器的逻辑功能分类 1、RS触发器

按RS触发器的特性表可得到它的特性方程: ??n?1nQ?S?RQ

S·R=0 (约束条件)

此外,还可用状态转换图表示RS触发器的逻辑功能。 2、 JK型触发器

n?1n?J?KQQQJK触发器的特性方程:

nJK触发器的状态转换图。 3、T触发器

n?1nT触发器的特性方程:Q?TQ?TQ T触发器的状态转换图。

????n当T触发器的控制端接至固定的高电平时,则变为T’触发器,其特性方程为:

n?1 Q?Q

n4、D触发器

n?1D触发器的特性方程:Q?D D触发器的状态转换图。

四、触发器逻辑功能的转换(约1学时)

1、转换方法:就是求转换逻辑的步骤,也即是求已有触发器驱动方程的步骤. 公式法:利用特性方程联解求转换逻辑。这种方法书写简便,便于利用逻辑代数的公式和定理进行运算,但要求一定的技巧.然而常用的触发器就那么几种,所以针对这几种具体的电路掌握起来还是容易的. 图形法:利用特性表、驱动表和卡诺图求转换逻辑.这种方法比较直观步骤清晰,不易出错,但有些繁琐.

2、JK触发器转换成D、T、T’触发器

3、D触发器转换成JK、T、T’触发器

五、分析各类型触发器的输出电压波形(习题课)。(约2学时)

分析触发器电路的输出电压波形时,不仅要知道它的逻辑功能,还必须知道它的电路结构类型。只有这样,才能正确掌握它的动作特点。 *此处可提问学生,与学生互动讨论。

【教学方法与教学手段】

本讲以讲授为主。首先分析边沿触发器的电路结构与动作特点,并组织学生分析讨论边沿触发器的输出电压波形,以加深对触发器动作特点的理解。

其二,按逻辑功能将触发器分为RS触发器、JK触发器、T触发器和D触发器。主要说明它们的特性方程和状态转换图。通过举例说明几种逻辑功能转换的实现。让学生通过讨论掌握逻辑功能的转换方法。

【作业】

P217 4.10 4.11 4.12 4.15 4.19

第五章 时序逻辑电路

【本周学时分配】

本周5学时。周二1~2节,周四3~5节。

【教学目的与基本要求】

1、熟练掌握时序逻辑电路的分析方法。

2、正确理解各种寄存器,包括移位寄存器的电路组成、工作原理及应用。

【教学重点与教学难点】

本周教学重点:

1、同步时序逻辑电路的分析方法。

2、寄存器、移位寄存器的逻辑功能及应用。

本周教学难点:

时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图和时序图等表示方法。

【教学内容与时间安排】

一、时序逻辑电路的特点(约1学时)

1、时序电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分,而存储电路是必不可少的。

2、存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端,与输入信号一起,共同决定组合逻辑电路的输出。

3、由于存储电路中触发器的动作特点不同,在时序电路中又有同步时序电路和异步时序电路之分。在同步时序电路中,所有触发器状态的变化都是在同一时钟信号操作下同时发生的。而在异步时序电路中.触发器状态的变化不是同时发生的。

二、同步时序逻辑电路的分析方法(约2学时)

分析同步时序逻辑电路归纳起来可按下列六个步骤进行 1、根据给定电路写出驱动方程。 2、根据给定电路写出输出方程 3、求状态方程

4、根据方程计算出状态转换表

5、画状态图(或状态表、或时序图) 6、分析逻辑功能。

三、寄存器(约0.5学时) 1、定义:

2、电路结构与功能实现: 四、移位寄存器(约0.5学时) 1、定义:

2、结构与功能实现:

为便于扩展逻辑功能和增加使用的灵活性,在定型生产的移位寄存器集成电路上有的又附加了左、右移控制、数据并行输入、保持、异步置零(复位)等功能。74LS194A 4位双向移位寄存器逻辑图。

五、移位寄存器型计数器(约0.5学时) 1、环型计数器

将移位寄存器首尾相连,则在连续不断地输入时钟信号时寄存器的数据将循环右移。用电路的不同状态能够表示输入时钟信号的数目。环形计数器的突出优点是电路结构极其简单。 2、扭环形计数器

扭环型计数器只要将反馈逻辑函数取为:

D0?Qn?1???。

六、计数器概述(约0.5学时)

计数器可实现对时钟脉冲的计数,还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。

计数器的种类非常繁多。如果按计数器中的触发器是否同时翻转分类,可以把计数器分为同步式和异步式两种。

如果按计数过程中计数器中的数字增减分类,又可以把计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器(或称为加/减计数器)。

如果按计数器中数字的编码方式分类,还可以分成二进制计数器、二—十进制计数器、循环码计数器等。

【教学方法与教学手段】

本讲以讲授为主,以多媒体教学为辅的方法。首先介绍同步时序逻辑电路分析的步骤。然后通过例5.1、例5.2具体强调各设计步骤的注意点。

最后结合实例教学,说明几个时序逻辑电路的设计过程,特别要求学生参与对关键问题的讨论。通过对各种对或错答案的讨论,消除模糊认识,加深对概念的理解。

【作业】

P300 5.1 5.2 5.7

【本周学时分配】

本周5学时。周二1~2节,周四3~5节。

【教学目的与基本要求】

1、了解计数器基本原理,掌握集成计数器的正确使用方法

2、熟练掌握集成计数器的正确使用方法,以及由通用集成计数器构成N进制计数的常用方法,如置零法、置数法、级联法等

【教学重点与教学难点】

本周教学重点:

1、异步计数器的电路特点、工作原理。

2、同步计数器的电路结构、工作原理。

3、常用计数器集成芯片的功能及使用方法。

4、任意进制计数器的设计方法:置零法以及置数法。

本周教学难点:

1、移位寄存器中双向移位功能的实现。

2、二-五-十进制计数器74LS290的逻辑功能及使用方法。

3、异步式预置数与同步式预置数的区别。 4、中规模集成计数器附加控制功能的分析。 5、置零法和置数法中置零信号和置数信号的确定。 6、异步式预置数与同步式预置数的区别。

【教学内容与时间安排】

一、异步计数器(约1学时)

异步计数器是异步时序电路,它的主要特点是内部各触发器的时钟脉冲CP不全都接在一起,因此各触发器的翻转时刻有先有后,其输出可能会产生干扰毛刺现象,但其电路结构简单。 1、异步二进制加/减计数器 1)定义:

2)结构与功能实现:

2、异步十进制加法计数器74LS290 1)定义:

2)结构与功能实现:

又可将74LS290称为二—五—十进制异步计数器。异步计数器也存在两个明显的缺点,这两个缺点使异步计数器的应用受到很大的限制。 二、同步二进制计数器(约1学时)