项目八　制作流水灯(课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（电子工业版）

项目八　制作流水灯 电子技术基础与技能 一 寄 存 器 二 计 数 器 情 境 引 入 目　录 情境引入 班里将要举办晚会，为丰富晚会内容，也为展示学习成果，准备安排一个灯光秀节目，要求每个学习小组设计一个流水灯，流水灯要按规律闪烁，并且闪烁的时间间隔可以调节，如图8.2所示。 彩色流水灯是指一串彩灯按一定的规律像流水一样交替闪烁，它具有简易、高效、稳定等特点，在店铺门面装饰、家居装潢中得到了普遍的应用。还有一些城市采用不同的流水灯打造城市景观，塑造城市魅力。图8.1是武汉两江四岸夜景。 图8.2　流水灯制作样例 寄 存 器 一 1．寄存器概述 2．数码寄存器 3．移位寄存器 单向移位寄存器 双向移位寄存器 寄存器>寄存器概述 一 寄存器是用以暂存二进制码的逻辑单元，是构成时序逻辑电路的重要部分，在数字电路中有着广泛的应用。寄存器能实现对数据的清除、接收、保存和输出等功能，移位寄存器除了上述功能，还具有数据移位功能。 寄存器主要由触发器和控制门组成。触发器用来存放数码，每个触发器能存放一位二进制码，要存放N位数码，就应有N个触发器。控制门可保证触发器能够实现清除、接收、输出等功能。 寄存器存放数据的方式有并行和串行两种，并行方式是多位数码从多个输入端同时输入寄存器，串行方式是多位数码从一个输入端逐位输入寄存器。寄存器输出数据的方式也有并行和串行两种。在并行输出方式中，被取出的多位数码同时出现在多个输出端；在串行输出方式中，被取出的多位数码在一个输出端逐位出现。 寄存器> 数码寄存器 一 图8.3 74LS175的引脚排列及内部电路 表8.1　74LS175功能表 下面以74LS175为例介绍数码寄存器的构成和工作模式 寄存器>移位寄存器> 单向移位寄存器 一 图8.4　四位左移寄存器 图8.5　左移寄存器波形图 能将所存数码逐位向左或向右移动的寄存器，称为移位寄存器。 只能单方向移位的寄存器称为单向移位寄存器，根据数码移动方向不同，又分为左移和右移寄存器。这两种单向移位寄存器的工作原理相同，只是数码输入顺序不同。图8.4是由D触发器组成的四位左移寄存器。 寄存器>移位寄存器> 双向移位寄存器 一 图8.6　74LS194引脚排列 既能右移又能左移的寄存器称为双向移位寄存器，74LS194是四位双向移位寄存器，其引脚排列如图8.6所示，工作模式见表8.2。 表8.2　74LS194工作模式 表8.3　74LS194功能表 数字系统中的数据传送体系有两种，分别为串行和并行传送体系。串行传送体系每一脉冲节拍只传送1位数据，N位数据需N个脉冲节拍才能传送出去；并行传送体系每个脉冲节拍同时传送N位数据。计算机对信息的处理和加工采用并行传送体系，而信息的传输采用串行传送体系，因此需要进行两种数据传送体系的转换。双向移位寄存器有并行输入和串行输入，还有串行输出和并行输出，可以很方便地进行两种数据传送体系的转换。 计 数 器 二 1．计数器概述 2．二进制计数器 3．十进制计数器 异步二进制加法计数器 同步二进制加法计数器 中规模集成计数器 计数器>计数器概述 二 计数指的是统计输入脉冲个数，能实现计数操作的电路称为计数器。计数器在数字电路中不仅可用来计数，还可用来定时、分频、测量等，用途十分广泛。 计数器的种类很多，主要有以下几种分类方法：按照时钟脉冲的引入方式，计数器可分为同步计数器和异步计数器；按照计数过程中计数变化的趋势，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器；按照数制的不同，计数器又可分为二进制计数器、十进制计数器和N进制计数器。 下面介绍最常用的二进制计数器和十进制计数器。 计数器>二进制计数器> 异步二进制加法计数器 二 图8.7 三位异步二进制加法计数器 图8.8 三位异步二进制加法计数器波形图 异步计数器中各级触发器的时钟信号不是同一个控制信号，有的受计数输入脉冲的控制，有的则受其他触发器的输出控制，各级触发器的状态变化不是同步进行的。分析异步计数器时必须特别注意各级触发器的时钟信号。 图8.7是由三个JK触发器组成的三位异步二进制加法计数器。由图8.7可以看出，各JK触发器输入端悬空，相当于J=K=l，由JK触发器的逻辑功能可知，各触发器CP端输入信号下降沿到来时，触发器状态发生翻转。F0触发器是最低位，F2触发器是最高位。F1触发器时钟脉冲就是输入需要计数的脉冲，F1触发器时钟脉冲是F0触发器的输出，F2触发器时钟脉冲是F1触发器的输出。 计数器>二进制计数器> 同步二进制加法计数器 二 图8.7 三位异步二进制加法计数器 图8.9 四位同步二进制加法计数器 同步计数器是指所有触发器的时钟端共用一个时钟脉冲源，每个触发器的状态都与该时钟脉冲同步。显然，同步计数器的工作速度高于异步计数器。 如图