2022-2023学年高二物理竞赛课件：异步时序逻辑电路的分析

异步时序逻辑电路的分析 异步时序逻辑电路的分析 例：已知异步时序电路的逻辑图如图所示，试分析它的逻辑功能，画出电路的状态转换图和时序图。触发器和门电路均为TTL电路 SD Q Q D Q Q D Q Q D Q Q D & & & & A0 A1 A2 A3 RD CLR LOAD 移位脉冲 CP 0 串行输出 数 据 预 置 3 2 1 0 存数脉冲 清零脉冲 四位并入 - 串出的左移寄存器 初始状态： 设A3A2A1A0 ＝ 1011 在存数脉冲作用下， Q3Q2Q1Q0 ＝ 1011 。 D0 ＝ 0 D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1 D3 ＝ Q2 下面将重点讨论蓝颜色电路—移位寄存器的工作原理。 Q Q D Q Q D Q Q D Q Q D 移位脉冲 CP 0 串行输出 3 2 1 0 D0 ＝ 0 D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1 D3 ＝ Q2 Q Q D Q Q D Q Q D Q Q D 移位脉冲 CP 0 串行输出 3 2 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0 D3D2D1D0 设初态 Q3Q2Q1Q0 ＝ 1011 用波形图表示如下： Q3 Q2 Q1 Q0 CP 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 四位串入 - 串出的左移寄存器： D0 ＝ L D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1 D3 ＝ Q2 四位串入 - 串出的右移寄存器： D1 ＝ Q2 D2 ＝ Q3 D3 ＝ R D0 ＝ Q1 Q Q D Q Q D Q Q D Q Q D CP 串行输出 3 2 1 0 串行输入 Q D Q Q3 D Q D Q D CP 串行输出 Q1 Q2 Q0 串行输入 双向移位寄存器的构成：只要设置一个控制端S，当S＝0 时左移；而当S＝1时右移即可。集成组件电路74LS194就是这样的多功能移位寄存器。 双向移位寄存器74LS194 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 R—右移串行输入 L—左移串行输入 A、B、C、D—并行输入 VCC QA QB QC QD S1 S0 CP QA QB QC QD CP S1 S0 CLR L D C B A R A B C D R L CLR GND 74LS194 15 16 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 直接清零 保 持 右移(从QA向QD移动) 左移(从QD向QA移动) 并行输入 CLR CP S1 S0 功 能 用两片74LS194A接成8位双向移位寄存器 74LS194型通用多功能移位寄存器的符号 74LS194的逻辑图符号如图所示，这是一种具有并行输出、并行输入、左移、右移、保持等多种功能的移位寄存器。逻辑符号中的SRG4 (Shift Register 4)是四位移位寄存器的缩写。 74LS194的逻辑符号 M:方式控制符 D：DATA C：控制关联符 例5.3.1的电路 2. 具体电路 & G1 S0 S1 CP1 QA1 QB1 QC1 QD1 S0 S1 CP2 QA2 QB2 QC2 QD2 R1 R2 A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 +5V +5V CP 启动脉冲 移位脉冲 & G2 串行输出 并行输入 74LS194 (1) 74LS194 (2) 寄存器各输出端状态 QA1QB1QC1QD1QA2QB2QC2 QD2 寄存器工作方式 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 1 1 1 0 D0 D1 D2 D3 1 1 1 1 0 D0 D1 D2 1 1 1 1 1 0 D0 D1 1 1 1 1 1 1 0 D0 CP 并行输入 ( S1S0=11) 并行输入 ( S1S0=11) 右移 ( S1S0=01) 右移 ( S1S0=01) 右移 ( S1S0=01) 右移 ( S1S0=01) 右移 ( S1S0=01) 3.工作效果 在电路中，“右移输入”端接 ＋5V。 D�