环形脉冲分配器教案

159课题任务七时序逻辑电路7.1环形脉冲分配器课型新课授课班级授课时数6教学目标1、了解时序逻辑电路的组成；掌握时序逻辑电路的特点和应用。2、掌握各种寄存器的工作原理和过程教学重点移位寄存器的功能测试教学难点1、使用示波器观察移位寄存器的各种状态的转换2、环形脉冲分配器的安装和调试步骤学情分析教学效果教后记160Ａ、导入新课实物演示：演示环形脉冲分配器的电路功能，提出本次学习的任务，激发学生的兴趣。B、新授课7、1环形脉冲分配器基础知识一、概述按照逻辑功能和电路组成的不同，数字电子电路分成组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。本任务将介绍时序逻辑电路。时序逻辑电路是由组合逻辑电路和存储电路两部分组成，其方框图如图7-1所示。图7-1时序逻辑电路组成时序逻辑电路的特点是：电路在任一时刻的输出状态不仅与该时刻输入信号状态有关，而且还与电路原有的状态有关。（如：指纹开门）时序逻辑电路按状态转换情况可分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路两大类。同步时序逻辑电路是指在同一时钟脉冲CP的控制下，电路中所有触发器Q的状态都在同一时刻发生改变。而异步时序逻辑电路是在时钟脉冲CP的控制下，各触发器Q的状态改变不在同一时刻发生。最常用的时序逻辑电路是各种类型的寄存器和计数器。寄存器（一）概述寄存器是常用于接收、暂存、传递数码及指令等信息的数字逻辑部件。寄存器存放数码及指令等信息的方式有并行输入和串行输入两种：⑴并行输入——数码及指令等信息从各对应位置的输入端同时输入到寄存器中。⑵串行输入——数码及指令等信息从一个输入端逐位输入到寄存器中。演示法（结合演示讲解）举例法161寄存器传递数码及指令等信息的方式也有并行输出和串行输出两种：⑴并行输出——数码及指令等信息同时出现在各对应位置的寄存器的输出端。⑵串行输出——数码及指令等信息在一个寄存器的输出端逐位出现。寄存器分为数码寄存器和移位寄存器：⑴数码寄存器——用于暂时存放数码的逻辑记忆电路。⑵移位寄存器——除具有存放数码的记忆功能外，还具有移位功能。（二）、数码寄存器数码寄存器是简单的存储器，具有接收、暂存数码和传递原有数码的功能。寄存器存储数据的位数就是构成触发器的个数。寄存器受时钟脉冲CP的控制，将数据存放到对应的触发器中。图7-2四位数码寄存器图7-2所示为采用D触发器组成的四位数码寄存器。四个触发器G0～G3的时钟脉冲输入端CP接在一起，作为接收数码的控制端，D0～D3为寄存器的数码输入端，Q0～Q3是寄存器的数据输出端，各触发器的复位端连接在一起，作为寄存器的总清零端，低电平有效。图片解释162寄存器工作过程如下：⒈工作前的清零或清除原有数码寄存数码前，寄存器应清零；使＝0，Q3Q2Q1Q0＝0000。⒉寄存数码只要将要存放的数码同时加到相对应的寄存器的数码输入端D0～D3；当时钟脉冲CP的上升沿到来时，根据D触发器的特性，触发器G0～入到寄存器中，并同时可以从寄存器的输出端Q0～Q3输出。例如：D3D2D1D0=1100,当CP脉冲的到来时，Q3Q2Q1Q0=1100⒊保存数码在时钟脉冲CP消失后，各触发器G0～G3都处于保持状态，即记忆；与各输入端D0～D3的状态无关。（三）、移位寄存器移位是指在移位脉冲的作用下，能把寄存器中的数码依次左移或右移。移位寄存器具有存放数码和移位的功能。移位寄存器可分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。单向移位寄存器：在移位脉冲作用下，寄存器所存数码只能向某一方向移动。单向移位寄存器有左移寄存器和右移寄存器两种。双向移位寄存器：所存数码既能左移又能右移，具有双向移位功能。1、左移寄存器图7-3四位左移寄存器图7-3所示为采用D触发器组成的四位左移寄存器；其是由四个上升沿触发控制的D触发器G0～G3组成。由图可见，四个D触发器的时钟脉冲输入端CP连在一起，作为移位脉冲的控制端；受同一移位脉冲CP上升沿触发控制。各触发器的复位端连（结合演示讲解）163在一起，作为寄存器的总清零端，低电平触发有效。最低位触发器G0的输入端D为数码输入端，每个低位触发器的输出端Q与高一位触发器的输入端D相连。工作过程：⑴工作前的清零或清除原有数码，当＝0，Q3Q2Q1Q0＝0000。⑵按移位脉冲CP的工作节拍，数码输入的顺序应先进入高位数码，然后依次逐位输入低位数码到输入端D0。例如现要存放的二进制数码为l100。当第一个移位脉冲CP的上升沿到来后，输出为Q3Q2Q1Q0＝0001；当第二个移位脉冲CP的上升沿到来后，输出为Q3Q2Q1Q0＝0011；当第三个移位脉冲CP的上升沿到来后，输出为Q3Q2Q1Q0＝0110；依此类推，经过四个移位脉冲CP的上升沿到来后，要存放的二进制数码由高位到低位依次逐位移入到寄存器中。2、右移寄存器器的工作过程图7-4四位右移寄存器图7-4所示为采用D触发器组成的四位右移寄存器，由图可见该电路的结构与左移寄存器相似。右移寄存器与左移寄存器的区别是：最高位触发器G3的输人端D3为数码输入端，各触发器的连接方式是高位触发器的输出Q与低一位触发器的输入端D相连。要存放的数码应从高位到低位依次逐位往右移动送到最低位触发器G0的输入端。同样具有串行输入串行输出、并行输出等功能。工作步骤164•步骤一：移位寄存器(集成电路)的认识•㈠器材准备•完成本学习任务所需要的工具与器材、设备见表7-1。㈡功能测试•⒈按图7-5所示连接设备和元件。图7-5移位寄存器测试•⒉采用右移方式按表7-2中输入数码，观察寄存器的数据串行输出、并行输出，并将结果填入表7-2中。•⒊采用左移方式按表7-3中输入数码，观察寄存器的数据串行输出、并行输出，并将结果填入表7-3中。•⒋采用并行输入方式按表7-4中输入数码，观察寄存器的数据串行输出、并行输出，并将结果填入表7-4中。连接线路功能测试165演示：数码左移和右移的串行输入、并行输入及数据串行输出、并行输出的操作。相关连接双向移位寄存器是指在不同的控制信号下，数码能够向右移位或者向左移位，即具有既能右移又能左移两种工作方式的寄存器。图7-6所示为集成四位双向移位寄存器74LSl94的外脚引线排列。图7-674LSl94外脚引线排列各脚功能：（结合演示讲解）166①M1、M0为工作方式控制端。M1M0＝00时，寄存器的功能：保持；M1M0＝01时，寄存器的功能：右移；M1M0＝10时，寄存器的功能：左移；M1M0＝11时，寄存器的功能：并行输入。②为清零控制端。当＝0时，输出端均为0，=1时，寄存器工作。③DSR为右移串行输入端。在M1M0＝01时，寄存器处于右移工作方式④DSL为左移串行输入端。在M1M0＝10时，寄存器处于左移工作方式⑤D0～D3为数码输入端。在CP控制脉冲的作用下，数码可由D0或D3串行输入；亦可在M1M0＝11时并行输入；即将输入端D0～D3的数码并行输入到Q0～Q3，即同时存人到寄存器中。⑥Q0～Q3为数据的输出端。步骤二：四位环形脉冲分配器的连接和调试⒈在线路板上按图7-7连接电路。图7-7四位环形脉冲分配器⒉置M1M0＝01；先置D0＝1，输入CP脉冲，然后置D0＝0，用示波连接与调试167器观察输出端Q0～Q3的波形。⒊校对图7-8所示的波形图。图7-8输出波形图演示四位环形脉冲分配器的连接和调试操作练习填空：1、2、3、4、5、6选择：1、2、3、4判断：1、2、3小结1．时序逻辑电路的特点:与该时刻输入有关，还与电路原有的状态有关。时序逻辑电路有两种典型的电路：寄存器和计数器。2．数码寄存器是具有存放数码功能.3．移位寄存器除不仅具有存放数码的功能，还具有移位功能。布置作业综合1、2、8