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        如何看懂電路圖(六):數字邏輯電路詳解

        作者: 時間:2013-05-27 來源:網絡 收藏
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          如果要想把十進制數顯示出來,就要使用數碼管。現以共陽極發光二極管( LED )七段數碼顯示管為例,見圖 6 。它有七段發光

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          寄存器和移位寄存器

          ( 1 )寄存器

          能夠把二進制數碼存貯起來的的部件叫數碼寄存器,簡稱寄存器。圖 7 是用 4 個 D 觸發器組成的寄存器,它能存貯 4 位二進制數。 4 個 CP 端連在一起作為控制端,只有 CP=1 時它才接收和存貯數碼。 4 個 R D 端連在一起成為整個寄存器的清零端。如果要存貯二進制碼 1001 ,只要把它們分別加到觸發器 D 端,當 CP 來到后 4 個觸發器從高到低分別被置成 1 、 0 、 0 、 1 ,并一直保持到下一次輸入數據之前。要想取出這串數碼可以從觸發器的 Q 端取出。

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          ( 2 )移位寄存器

          有移位功能的寄存器叫移位寄存器,它可以是左移的、右移的,也可是雙向移位的。

          圖 8 是一個能把數碼逐位左移的寄存器。它和一般寄存器不同的是:數碼是逐位串行輸入并加在最低位的 D 端,然后把低位的 Q 端連到高一位的 D 端。這時 CP 稱為移位脈沖。

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          先從 R D 端送低電平清零,使寄存器成 0000 狀態。假定要輸入的數碼是 1001 ,輸入的次序是先高后低逐位輸入。第 1 個 CP 后, 1 被打入第 1 個觸發器,寄存器成 0001 ;第 2 個 CP 后, Qo 的 1 被移入 Q 1 ,新的 0 打入 D 1 ,成為 0010 ;第 3 個 CP 后,成為 0100 ;第 4 個 CP 后,成為 1001 。

          可見經過 4 個 CP ,寄存器就寄存了 4 位二進制碼 1001 。目前已有品種繁多的集成化寄存器供選用。
        計數器和分頻器

          ( 1 )計數器

          能對脈沖進行計數的部件叫計數器。計數器品種繁多,有作累加計數的稱為加法計數器,有作遞減計數的稱為減法計數器;按觸發器翻轉來分又有同步計數器和異步計數器;按數制來分又有二進制計數器、十進制計數器和其它進位制的計數器等等。

          現舉一個最簡單的加法計數器為例,見圖 9 。它是一個 16 進制計數器,最大計數值是 1111 ,相當于十進制數 15 。需要計數的脈沖加到最低位觸發器的 CP 端上,所有的 J 、 K 端都接高電平 1 ,各觸發器 Q 端接到相鄰高一位觸發器的 CP 端上。 J—K 觸發器的特性表告訴我們:當 J=1 、 K=1 時來一個 CP ,觸發器便翻轉一次。在全部清零后, ① 第 1 個 CP 后沿,觸發器 C0 翻轉成 Q0=1 ,其余 3 個觸發器仍保持 0 態,整個計數器的狀態是 0001 。 ② 第 2 個 CP 后沿,觸發器 C0 又翻轉成“ Q0=0 , C1 翻轉成 Q1=1 ,計數器成 0010 。 …… 到第 15 個 CP 后沿,計數器成 1111 。可見這個計數器確實能對 CP 脈沖計數。

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          ( 2 )分頻器

          計數器的第一個觸發器是每隔 2 個 CP 送出一個進位脈沖,所以每個觸發器就是一個 2 分頻的分頻器, 16 進制計數器就是一個 16 分頻的分頻器。

          為了提高電子鐘表的精確度,普遍采用的方法是用晶體

          生 32768 赫標準信號脈沖,經過 15 級 2 分頻處理得到 1 赫的秒信號。因為晶體振蕩器的準確度和穩定度很高,所以得到的秒脈沖信號也是精確可靠的。把它們做到一個集成片上便是電子手表專用集成產品,見圖 10 。

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        讀圖要點和舉例

          的讀圖步驟和其它電路是相同的,只是在進行電路分析時處處要用邏輯分析的方法。讀圖時要: ① 先大致了解電路的用途和性能。

          ② 找出輸入端、輸出端和關鍵部件,區分開各種信號并弄清信號的流向。

          ③ 逐級分析輸出與輸入的邏輯關系,了解各部分的邏輯功能。

          ④ 最后統觀全局得出分析結果。

          例 1 三路搶答器

          圖 11 是智力競賽用的三路搶答器電路。裁判按下開關 SA4 ,觸發器全部被置零,進入準備狀態。這時 Q1 ~ Q3 均為 1 ,搶答燈不亮;門 1 和門 2 輸出為 0 ,門 3 和門 4 組成的音頻振蕩器不振蕩,揚聲器無聲。

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          競賽開始,假定 1 號臺搶先按下 SA1 ,觸發器 C1 翻轉成 Q1=1 、 Q1=0 。于是: ① 門 2 輸出為 1 ,振蕩器振蕩,揚聲器發聲; ②HL1 燈點亮; ③ 門 1 輸出為 1 ,這時 2 號、 3 號臺再按開關也不起作用。裁判宣布競賽結果后,再按一下 SA4 ,電路又進入準備狀態。

          例 2 彩燈追逐電路

          圖 12 是 4 位移位寄存器控制的彩燈電路。開始時按下 SA ,觸發器 C1 ~ C4 被置成 1000 ,彩燈 HL1 被點亮。 CP 脈沖來到后,寄存器移 1 位,觸發器 C1 ~ C4 成 0100 ,彩燈 HL2 點亮。第 2 個 CP 脈沖點亮 HL3 ,第 3 個點亮 HL4 ,第 4 個 CP 又把觸發器 C1 ~ C4 置成 1000 ,又點亮 HL1 。如此循環往復,彩燈不停閃爍。只要增加觸發器可使燈數增加,改變 CP 的頻率可變化速度。

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