第十一章 时序逻辑电路与数模和模数转换-电子技术基础与技能 辅导与练习（第二版）

第十一章　时序逻辑电路与数模和模数转换 学习目标 （１）了解时序逻辑电路的组成及其与组合逻辑电路的区别； （２）了解寄存器、计数器的基本构成； （３）知道寄存器、计数器的基本功能和常见类型； （４）了解典型集成移位寄存器和计数器的应用； （５）了解Ｄ／Ａ和Ａ／Ｄ转换的概念及工作原理； （６）了解Ｄ／Ａ和Ａ／Ｄ转换的应用方法； （７）了解典型集成Ｄ／Ａ和Ａ／Ｄ转换电路的型号及引脚功能。 知识要点 一、时序逻辑电路简介 １．时序逻辑电路的组成 时序逻辑电路是指任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于 电路原来的状态，即与电路经历的时间顺序有关。 图１１１ 时序逻辑电路由组合逻辑电路和触发器构 成，如图１１１所示，其特点如下： ①电路的输出与输入间至少有一条反馈 路径； ②含有记忆性的元件（触发器）； ③电路的输出不仅与同一时刻的输入状态有 关，还取决于原有的历史状态； ④电路具有记忆功能。 ２．时序逻辑电路的分类 ①按时钟控制方式，时序逻辑电路可分为同步时序电路和异步时序电路。 在同步时序电路中存储元件状态变化都是在同一时钟信号控制下同时发生的，异步 １５１ 时序电路中存储元件状态变化不是同时的，它可能需要时钟信号控制，也可能不需要时钟 信号控制。同步时序电路比异步时序电路的速度要快。 ②按逻辑功能，时序逻辑电路可分为计数器、寄存器、读／写存储器、顺序脉冲发生 器等。 二、常用时序逻辑电路 １．寄存器 ①寄存器由触发器和门电路组成。 ②寄存器具有接收数据、存放数据、输出数据等功能。一个触发器可以存储一位二进制 代码，如要存放Ｎ位二进制数码则需用Ｎ个触发器。寄存器一般不对存储内容进行处理。 ③寄存器存放数码和读出数码数据的方式有并行和串行两种。 ④寄存器按功能分为基本（数码）寄存器和移位寄存器。 移位寄存器不仅有存放数码的功能，而且有移位传送的功能。所谓移位，就是每当来 一个移位正脉冲，触发器的状态便向右或向左移一位。根据移位方向不同，可以分为左移 寄存器、右移寄存器和双向移位寄存器。根据移位数据的输入—输出方式不同组合，移位 寄存器可以分为串行输入—串行输出、串行输入—并行输出、并行输入—串行输出、并行 输入—并行输出。 基本寄存器只有并行输入—并行输出。 ２．计数器 （１）计数器的概念 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来记录脉冲数，还常用做数 字系统的定时、分频、执行数字运算等逻辑功能。 （２）计数器的分类 按计数的进制不同，可分为二进制计数器、十进制计数器、Ｎ进制计数器。 按计数时各触发状态转换与计数脉冲是否同步，可分为异步计数器和同步计数器。 按计数过程中计数数值的增减情况，分为加法计数器和减法计数器。 三、数模和模数转换 １．数模转换 数模转换是将数字信号转换成模拟信号（Ｄ／Ａ），实现数模转换的电路叫 Ｄ／Ａ转换器 （ＤＡＣ）。 Ｄ／Ａ转换器一般由寄存器、模拟开关、电阻译码网络、参考电源组成。 ２．模数转换 模数转换是将模拟信号转换成数字信号（Ａ／Ｄ）。实现模数转换电路叫 Ａ／Ｄ转换器 （ＡＤＣ）。 ２５１ 一般Ａ／Ｄ转换过程是通过取样、保持、量化、编码这４个过程完成。 图１１２ 解题示例 例１１１　试指出图１１２所示电路的功能， 设图中所有触发器的初态为０。 【分析】　在图 １１２电路中，采用 ４个 ＪＫ 触发器，且将Ｊ、Ｋ端均接高电平，此时所有触发器均在本级ＣＰ脉冲的作用下翻转。 解：作出图１１２电路的输出波形如图１１３所示，当电路经过１６个ＣＰ脉冲后，所有触 发器的输出状态全部为０，可以看出这是一个４位二进制计数器或１６分频器。 图１１３ 课堂练习题 一、填空题 １．移位寄存器除了具有存放数码的功能外还具有 功能。 ２．移位寄存器根据移位方向不同可以分为 、 、 。 ３．要寄存八位数据信号，需要 个触发器。 ４．能以二进制数码形式存放数或指令的部件称为 。 ５．用来累计和寄存输入脉冲数目的部件是 。 ６．计数器按计数的进制不同可以分为 、 、 。 ７．计数器按计数过程中计数器的数值增减不同分为 、 、 。 ８．将 信号到 信号的转换过程称为 Ｄ／Ａ转换，并把实现 转换的电路称为数／模转换器，简称 。 ９．Ｄ／Ａ转换器由 、 、 、 组成。 １０．Ａ／Ｄ转换器是将 的模拟信号转换成 的一种电路。 １１．时序逻辑电路由 和 组成。 １２．构成寄存器、计数器的基本单元电路是 。 二、判断题 １．计数器、寄存器通常由门电路构成。 （　　） ２．移位寄存器只能串行输出。 （　　） ３５１ ３．数码寄存器的工作方式是并入、并出。 （　　） ４．同步计数器的计数速度比异步计数器速度快。 （　　） ５．构成计数器的器件必须具有记忆功能。 （　　） ６．把从模拟信号到数字信号的转换过程称为ＤＡＣ转换。 （　　） ７．把从数字信号到模拟信号的转换过程称为ＡＤＣ转换。 （　　） ８．Ａ／Ｄ是将连续变化的模拟信号转换成数字信号的一种电路。 （　　） ９．在Ａ／Ｄ转换时一般要经过取样、保持、量化、编码４步完成。 （　　） １０．Ｄ／Ａ转换器的任务是将数码信息转化成模拟量。 （　　） １１．时序电路只由组合逻辑电路组成。 （　　） １２．Ｄ／Ａ转换器可将模拟量转换为数字量。 （　　） １３．按计数值的增减分类，计数器可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。 （　　） 三、选择题 １．寄存器主要由触发器和（　　）组成。 Ａ．计数器 Ｂ．门电路 Ｃ．触发器 Ｄ．二极管 ２．同步计数器与异步计数器的主要区别是（　　）。 Ａ．工作速度 Ｂ．计数脉冲的作用方式 Ｃ．各触发器的翻转次序 Ｄ．计数脉冲的工作方式 ３．构成计数器的基本单元是（　　）。 Ａ．计数器 Ｂ．与非门 Ｃ．或非门 Ｄ．触发器 ４．下列说法正确的是（　　）。 Ａ．门电路不具备记忆功能 Ｂ．触发器不具备记忆功能 Ｃ．计数器不具备记忆功能 Ｄ．加法器不具备记忆功能 ５．把从模拟信号到数字信号的转换器称为（　　）。 Ａ．ＡＤＣ Ｂ．ＤＡＣ Ｃ．都不是 ６．把从数字信号到模拟信号的转换过程称为（　　）。 Ａ．Ａ／Ｄ Ｂ．ＤＡＣ Ｃ．ＡＤＣ Ｄ．Ｄ／Ａ ７．一般的Ａ／Ｄ转换过程是通过（　　）完成。 Ａ．取样、保持、量化 Ｂ．取样、保持、编码 Ｃ．取样、保持、量化、编码 Ｄ．取样、量化、编码 四、问答题 １．时序逻辑电路与组合逻辑电路有什么不同？ ４５１ ２．简述寄存器的含义及其分类。 ３．简述同步计数器和异步计数器的区别。 ４．简述模数转换的方法。 ５５１ 179 ② DCPQQ&ABCPCPABQ 第十一章 时序逻辑电路与数模和模数转换 一、课堂练习题 （一）填空题 1.移位 2.左移 右移 双向移位 3. 8 4.寄存器 5.计数器 6.二进制 十进制 N 进制 7.加计数器 减计数器 可逆计数器 8.数字 模拟 数/模 DCA 9.寄存器 模拟开关 电阻译码网络 参考电源 10. 连续 数字 11.组合逻辑电器 存储电路 12.触发器 （二）判断题 ×××√√ ××√√√ × ×√ （三）单项选择题 CCDAA DC 模拟考试题（一） 一、填空题 1. 0.5 0.7 导通 2.单向脉动 3.NPN PNP NPN 4.集电极最大允许电流 ICM 集电极发射极间反向击穿电压 UCEO 集电极最大允许耗散功率 PCM 5.用基极电流的微小 变化去控制集电极电流的较大变化 6.共发射极 共集电极 7.自动稳定静态工作点 8.多级放大器 9.负反馈 10.直接耦合 零漂 差动放大器 11.负反馈 开环 12.直 流信号 功率 选择性 13.线性 开关 开关 14.组合 时序 时序 二、单项选择题 ACDBB DBBBA 三、判断题 ××√√√ √√×√× 四、简答题 见教材 五、作图题