《时序逻辑电路》知识要点复习
一、时序逻辑电路
1、时序逻辑电路：电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关，也与电路原状态有关。时序逻辑电路具有记忆功能。
2、时序逻辑电路分类：可分为两大类：同步时序电路与异步时序电路。
（1）同步时序电路：各触发器都受到同一时钟脉冲控制，所有触发器的状态变化都在同一时刻发生。（2）异步时序电路：各触发器没有统一的时钟脉冲(或者没有时钟脉冲)，各触发器状态变化不在同一时刻发生。计数器、寄存器都属于时序逻辑电路。
3、时序逻辑电路由门电路和触发器组成，触发器是构成时序逻辑电路的基本单元。 二、计数器 1、计数器概述：
（1）计数器：能完成计数，具有分频、定时和测量等功能的电路。 （2）计数器的组成：由触发器和门电路组成。 2、计数器的分类：
按数制分：二进制计数器、十进制计数器、N 进制(任意进制)计数器； 按计数方式分：加法计数器、减法计数器、可逆计数器； 按时钟控制分：同步计数器、异步计数器 。
3、计数器计数容量（长度或模）:计数器能够记忆输入脉冲的数目，就称为计数器的计数容量（或计数长度或计数模），用 M 表示。3 位二进制同步加法计数器：M=23=8，n 位二进制同步加法计数器：M=2n，n 位二进制计数器需要用n个触发器。 4、二进制计数器
(1)异步二进制加法计数器：如下图电路中，四个JK触发器顺次连接起来，把上一触发器的Q 端输出作为下一个触发器的时钟信号，CP0=CP CP1=Q0 J1=K1=1 J2=K2=1 J3=K3=1
Q3Q2Q1Q0为计数输出，Q3 为进位输出，Rd 为异步复位（清0） 这样构成了四位异步二进制加计数器。
CP2=Q1 CP3=Q2，J0=K0=1
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在计数前清零，Q3Q2Q1Q0=0000；第一个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q0=0001；第二个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q0=0010；第三个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q0=0011，……，第15个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q0=1111，第16个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q0=0000，并向高位输出一个进位信号，当下一个脉冲来时，进入新的计数周期。
状态转换表：
计数器所累计的输入脉冲个数是：N=Q323Q222Q121Q020
由于上述计数器在计数过程中各触发器是由低位到高位逐级翻转，因此计数速度受到。
下列电路是由四个D触发器组成的异步二进制加法计数器：自己分析其工作原理。
(2)同步二进制加法计数器
下图是由4个JK触发器组成的同步二进制加法计数器，每个触发器的状态转换均与输入脉冲同步，因此计数速度较快。在计数脉冲输入时，各触发器在J 、K都为0时，输出状态不变；J、K都为1时，每输入一个脉冲，输出状态改变一次。
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下图是由4个T触发器构成四位二进制同步计数器：自己分析其工作原理。
5、十进制计数器
在8421BCD编码中，是用4位二进制数的前十种组合“0000～1001”来表示“0～9”十个十进位数。这样，便可用4位二进制计数器从0计到9后（即从0000计到1001后），越过其后6种状态（1010～1111），直接恢复成0（即0000），并向上发出进位脉冲，就构成一个十进制计数器。
下图为同步十进制加计数器电路图，自己分析其工作原理。
Q0QJQQKJ1QQKJ2QQ3CF0F0F0F0&KJK1CP&&≥1&
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6、集成计数器：集成计数器种类繁多，功能完善，可扩展性、通用性较强。 （1）T210 集成计数器介绍：
R0(1)、R0(2) 是复位端；S9(1)、 S9(2) 是置位端；Q3、Q2、Q1、Q0 是输出端；CP0、CP1 是脉冲输入端；UCC 接 +5 V 电源；GND 接地。
T210内部电路分为两个的计数器：对应 Q3Q2Q1 的触发器组成异步五进制加法计数器，CP1 为脉冲输入端。对应 Q0 的触发器组成二进制计数器，CP0 为脉冲输入端。 T210 计数器的功能表：
T210 具有清零、置数和记数功能。当R0（1）=R0（2）=1时，清零，即输出端Q3Q2Q1Q0=0000；当S9（1）=S9（2）=1时，置9，即输出端Q3Q2Q1Q0=1001。 （2）用T210构成任意进制计数器：
①构成8421BCD码的十进制计数器：将 Q0 与 CP1 相连，以 CP0 为脉冲输入端，可构成 8421BCD 码的十进制计数器。
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②构成5421BCD码的十进制计数器：将Q3 与CP0 相连，以 CP1 为脉冲输入端，可构成 5421BCD 码的十进制计数器。
（3）构成六进制计数器：将Q2、Q1反馈至复位端，当计数器计数至0110时，计数器立即复位，计数器的有效计数状态是0000 ～ 0101六个状态。
三、寄存器
1、寄存器概述：
（1）寄存：将二进制数码指令或数据暂时存储起来的操作。
（2）寄存器：具有寄存指令、数据功能的电路就称为寄存器。寄存器是计算机和其他数字系统中不可缺少的基本逻辑部件。
（3）寄存器具有记忆功能。一个触发器有两个稳定的状态（0和1），可以存储1位二进制代码，N个触发器结合，就可构成N位二进制代码的寄存器。
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（4）寄存器存放数码的方式：有两种：并行输入和串行输入。并行输入方式就是数码各位从各对应的输入端同时输入到寄存器中；串行输入方式就是数码各位从一个输入端逐位输入到寄存器中。
（5）寄存器取出数码的方式：有两种：并行输出和串行输出。并行输出方式就是数码各位从各对应的输出端同时输出；串行输出方式就是数码各位从一个输出端逐位输出。
2、寄存器分类：寄存器按其功能可分为数码寄存器和移位寄存器。 （1）数码寄存器是指具有接收、保存和清除原有数码的功能的寄存器。
（2）移位寄存器是能够存放数码，并在脉冲作用下数码能够依次左右移动的寄存器。移位寄存器按移位方式又可以分为单向移位（右移或左移）寄存器和双向移位寄存器。
3、寄存器的特点：优点是存储时间短、速度快，可用来做高速缓冲存储器。 缺点是断电时存储数码丢失，因此寄存器通常适用于暂存数据和信息，不能作为永久的存储器使用。
4、数码寄存器：图下图所示为4个D触发器组成的4位数码寄存器。
D0—D3为并行数码输入端，Q0—Q3为并行数码输出端，CP是时钟信号控制端。 (1) 清零。当Cr = 1时，4个D触发器都全部复位：Q3Q2Q1Q00000，触发器清零。 (2) 存入数码。当Cr=0时，CP上升沿到来，加在并行数码输入端的数码D3D2D1D0，被分别存入FF3～FF0触发器中，触发器存入数码。
(3) 保持。当Cr = 0，CP = 0时，各位输出端Q的状态与输入无关，触发器保持原态。 特点：在接收数码时，各位数码是同时输入；输出数码时，也是同时输出。因此，这种
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寄存器称为并行输入、并行输出数码寄存器。
5、移位寄存器：如下图所示，是一个由四个D触发器组成的右移寄存器电路图
下面以输入数据1101为例，说明其工作原理。
（1）第一个 CP 上升沿到来后 ：D0 = 1 存入 FF3 ，Q3 = 1，其他三个触发器保持 0 态不变。1000。
（2）第二个 CP 上升沿到来后 ： D1 = 0 移到 FF3 中，而 Q3 = 1 移到 FF2 中，此时。 Q1 、 Q0 仍为 0 态。 0100；
（3）第三个 CP 上升沿到来后 ：D2 = 1 移到 FF3 中， Q3 = 0 移到 FF2 中， Q2 = 1 移入 FF1，而 FF0 状态仍为 0 态。 1010；
（4）第四个 CP 上升沿到来后 ：D3 = 1 移到 FF3 中，其余各位触发器依次右移，结果 Q0Q1Q2Q3 = 1101。
其真值表为：
其波形图为：
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从上看出，右移寄存器，输入1101，是从低位向高位逐一输入，全部输入需4个CP脉冲。若是并行输出，则4个CP脉冲即可；若是串行输出，则还需4个CP脉冲，共需8个。
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