数字电子技术(6).ppt
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数字电子技术基础-第六章_时序逻辑电路(完整版)
T0 1
行修改，在0000 时减“1”后跳变 T1 Q0 Q0(Q3Q2Q1)
为1001，然后按
二进制减法计数
就行了。T2 Q1Q0 Q1Q0 (Q1Q2Q3 )
T3 Q2Q1Q0
50
能自启动
47
•时序图 5
分 频
10 分 频c
0
t
48
器件实例：74 160
CLK RD LD EP ET 工作状态 X 0 X X X 置 0（异步） 1 0 X X 预置数（同步） X 1 1 0 1 保持（包括C） X 1 1 X 0 保持（C=0） 1 1 1 1 计数
49
②减法计数器
基本原理：对二进 制减法计数器进
——74LS193
异步置数 异步清零
44
（采用T’触发器，即T=1）
CLKi
CLKU
i 1
Qj
j0
CLKD
i 1
Qj
j0
CLK0 CLKU CLKD
CLK 2 CLKU Q1Q0 CLK DQ1Q0
45
2. 同步十进制计数器 ①加法计数器
基本原理：在四位二进制 计数器基础上修改，当计 到1001时，则下一个CLK 电路状态回到0000。
EP ET 工作状态
X 0 X X X 置 0（异步）
1 0 X X 预置数（同步）
X 1 1 0 1 保持（包括C）
X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数
39
同步二进制减法计数器 原理：根据二进制减法运算 规则可知：在多位二进制数 末位减1，若第i位以下皆为 0时，则第i位应翻转。
Y Q2Q3
数字电子技术第6章 时序逻辑电路
RD—异步置0端（低电平有效） 1 DIR—右移串行输入 1 DIL—左移串行输入 S0、S1—控制端 1 D0D1 D2 D3—并行输入
《数字电子技术》多媒体课件
山东轻工业学院
4、扩展：两片74LS194A扩展一片8位双向移位寄存器
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例6.3.1的电路 （P276) 74LS194功能 S1S0=00,保持 S1S0=01,右移 S1S0=10,左移 S1S0=11,并入
（5）状态转换图
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小结
1、时序逻辑电路的特点、组成、分类及描述方法； 2、同步时序逻辑电路的分析方法； 课堂讨论： 6.1，6.4
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6.3 若干常用的时序逻辑电路
寄存器和移位寄存器 时序 逻辑电路 计数器 顺序脉冲发生器 序列信号发生器
移位寄存器不仅具有存储功能，且还有移位功能。 可实现串、并行数据转换，数值运算以及数据处理。 所谓“移位”，就是将寄存器所存各位数据，在每个移 位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。
2、类型： 根据移位方向，分成三种：
左移 寄存器 (a) 右移 寄存器 (b) 双向 移位 寄存器 (c)
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学习要求 ：
* *
自学掌握
1. 掌握寄存器和移位寄存器的概念并会使用； 2. 掌握计数器概念，熟练掌握中规模集成计数器74161 和74160的功能，熟练掌握用160及161设计任意进制计 数器的方法。
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6.3.1寄存器和移位寄存器
一、寄存器
寄存器是计算机的主要部件之一， 它用来暂时存放数据或指令。
数字电子技术PPT课件
12
弹性元件的基本性能
1、弹性特性是指弹性元件的输入量（力、力
矩、压力、温度等）与由它引起的输出量（应 变、位移或转角）之间的关系
(1). 刚度
弹性元件产生单位变形所需要的外加作用力， 即 k dF dx
F为作用在弹性元件上的外力，x为弹性元件上 产生的变形
13
(2). 灵敏度 灵敏度S定义为单位输入量所引起的输
15
弹性滞后
弹性元件在加载和卸载的正反行程中应力和应变 曲线不重合的现象称为弹性滞后，由特性曲线可 以看出，当应力不同时，弹性滞后是不同的
一般用最大相对滞后的百分数来表示，即
r max 100% max
式中，
m
a
为最大应变滞后；
x
m
为最大载荷下的总应变
ax
16
17
弹性后效
E
15
式中，N15为弹性后效值； 15 15 0
15为施加应力保持15 min 后所对应的应变值
为施加应力时刻对应的应变
0
值
E为材料的弹性模量；为材料的正应力
19
应力松弛
材料在高温下工作，受应力的作用而产生应变。 当其总的应变量在恒定情况下，应力随时间的延 续而逐渐降低的现象称应力松弛。其应力松弛率 为：
在弹性变形范围内，应变不但是应力的函 数，而且与时间有关， 在应力保持不变的 情况下，应变随时间的延续而缓慢变化， 直到最后达到平衡应变值，这一现象称为 弹性后效，也称蠕变
18
弹性后效常常需要延续很长时间，一般采用应力 保持15min作参考值。弹性后效可表示为：
N 15
15 0
弹性元件的基本性能
1、弹性特性是指弹性元件的输入量（力、力
矩、压力、温度等）与由它引起的输出量（应 变、位移或转角）之间的关系
(1). 刚度
弹性元件产生单位变形所需要的外加作用力， 即 k dF dx
F为作用在弹性元件上的外力，x为弹性元件上 产生的变形
13
(2). 灵敏度 灵敏度S定义为单位输入量所引起的输
15
弹性滞后
弹性元件在加载和卸载的正反行程中应力和应变 曲线不重合的现象称为弹性滞后，由特性曲线可 以看出，当应力不同时，弹性滞后是不同的
一般用最大相对滞后的百分数来表示，即
r max 100% max
式中，
m
a
为最大应变滞后；
x
m
为最大载荷下的总应变
ax
16
17
弹性后效
E
15
式中，N15为弹性后效值； 15 15 0
15为施加应力保持15 min 后所对应的应变值
为施加应力时刻对应的应变
0
值
E为材料的弹性模量；为材料的正应力
19
应力松弛
材料在高温下工作，受应力的作用而产生应变。 当其总的应变量在恒定情况下，应力随时间的延 续而逐渐降低的现象称应力松弛。其应力松弛率 为：
在弹性变形范围内，应变不但是应力的函 数，而且与时间有关， 在应力保持不变的 情况下，应变随时间的延续而缓慢变化， 直到最后达到平衡应变值，这一现象称为 弹性后效，也称蠕变
18
弹性后效常常需要延续很长时间，一般采用应力 保持15min作参考值。弹性后效可表示为：
N 15
15 0
【2024版】精品课件-数字电子技术(第三版)(刘守义)-第6章
果从Q3~Q0取得输出可以构成一个八进制计数器。 对比一下图 6.6中的时钟脉冲波形与Q3的输出波形， 不难发现，Q3的波形 的频率恰为时钟波形频率的1/8。 如果从Q3取得输出， 则 6.5电路构成了一个8分频器。
第6章 寄 存 器
2. 所谓可编程分频器是指分频器的分频比可以受程序控制。 在现代通信系统与控制系统中，可编程分频器得到广泛的应 用。 下面以图6.10的实际电路为例， 介绍利用移位寄存器 实现可编程分频的基本思路。
(2) 并行加载数据。 断开电源， 将S0、 S1置11（都接 高电平）， 将D0~D3置1010； 接通电源， 此时， 发光二极 管均不亮， 送出一个单脉冲， 观察发光二极管的亮、 灭情 况。如果操作准确， 发光二极管的亮、 灭指示Q0~Q3的数据 为1010， 说明D0~D3的数据已加载到输出端， 此时再改变输 入端的数据， 输出数据不变。
第6章 寄 存 器 实训6 寄 存 器
6.1 寄存器的功能与使用方法 6.2 寄存器应用实例 6.3 寄存器集成电路简介
第6章 寄 存 器
实训6 1. （1） 了解寄存器的基本功能。 （2） 学会寄存器的使用方法。 （3） 熟悉寄存器的一般应用。 （4） 进一步掌握数字电路逻辑关系的检测方法。
第6章 寄 存 器
第6章 寄 存 器
当A、 B的数据(即74LS194 S0、 S1端的数据)为01时， 数据右移； 第一个时钟脉冲过后， 74LS194（1）DSR端的数 据1移位至Q0端， 其他Q端的0均依次右移， 各输出端的数据 如表6.1的第2行数据所示； 此后， 随着时钟脉冲的到来， 发光二极管自左至右一个个点亮， 第8个脉冲以后， 全部二 极管均点亮, 此时， DSR端的数据变为0， 随着后续脉冲的到 来， 发光二极管自左至右一个个熄灭。
第6章 寄 存 器
2. 所谓可编程分频器是指分频器的分频比可以受程序控制。 在现代通信系统与控制系统中，可编程分频器得到广泛的应 用。 下面以图6.10的实际电路为例， 介绍利用移位寄存器 实现可编程分频的基本思路。
(2) 并行加载数据。 断开电源， 将S0、 S1置11（都接 高电平）， 将D0~D3置1010； 接通电源， 此时， 发光二极 管均不亮， 送出一个单脉冲， 观察发光二极管的亮、 灭情 况。如果操作准确， 发光二极管的亮、 灭指示Q0~Q3的数据 为1010， 说明D0~D3的数据已加载到输出端， 此时再改变输 入端的数据， 输出数据不变。
第6章 寄 存 器 实训6 寄 存 器
6.1 寄存器的功能与使用方法 6.2 寄存器应用实例 6.3 寄存器集成电路简介
第6章 寄 存 器
实训6 1. （1） 了解寄存器的基本功能。 （2） 学会寄存器的使用方法。 （3） 熟悉寄存器的一般应用。 （4） 进一步掌握数字电路逻辑关系的检测方法。
第6章 寄 存 器
第6章 寄 存 器
当A、 B的数据(即74LS194 S0、 S1端的数据)为01时， 数据右移； 第一个时钟脉冲过后， 74LS194（1）DSR端的数 据1移位至Q0端， 其他Q端的0均依次右移， 各输出端的数据 如表6.1的第2行数据所示； 此后， 随着时钟脉冲的到来， 发光二极管自左至右一个个点亮， 第8个脉冲以后， 全部二 极管均点亮, 此时， DSR端的数据变为0， 随着后续脉冲的到 来， 发光二极管自左至右一个个熄灭。
《数字电子技术》PPT课件
【任务引入】 在TTL门电路中，输出级三极管的集电极是开路的，
称为集电极开路门，简称OC门。集电极开路门可以线与， 即将多个OC门的输出端连接起来。本节课的任务即是掌握 由TTL集电极开路门电路CT74LS03构成的线与功能逻辑 电路。
精选ppt
2
模块Ⅱ 数字电子技术
项目二 逻辑门电路基础
任务一 插装与调试OC门CT74LS03的“线与”功能
阻RC的数值，并将RC和电源UCC连接在OC门的输出端。
2. 功能与应用
（1）功能：实现正常的逻辑功能、提高输出驱动负载的能力、
转换TTL到其他电平、实现“线与”功能。外接上拉电阻R
的取值范围为几百至几千欧，接入外接电阻R后：
1）A、B不全为1时，uB1=1V，T2、T3截止，Y=1。
2）A、B全为1时，uB1=2.1V，T2、T3饱和导通，Y=0。
模块Ⅱ 数字电子技术
项目二 逻辑门电路基础
任务一 插装与调试OC门CT74LS03的“线与”功能
【学习目标】 1.熟悉集电极开路门（OC门）的逻辑功能。 2.掌握OC门的电路原理。 3.掌握由CT74LS03实现的线与功能电路的仿真调试。
精选ppt
1
模块Ⅱ 数字电子技术
项目二 逻辑门电路基础
任务一 插装与调试OC门CT74LS03的“线与”功能
输出Vo为低电平。如图
2-1-2所示。
图2-1-2 输入全为高电平时的情况
精选ppt
6
模块Ⅱ 数字电子技术
项目二 逻辑门电路基础
任务一 插装与调试OC门CT74LS03的“线与”功能
（2）输入有低电平时：
如uA=0.3V， uB= uC =3.6V，则
uB1=0.3+0.7=1V，VT2、 VT3截止，VT4导通。忽
称为集电极开路门，简称OC门。集电极开路门可以线与， 即将多个OC门的输出端连接起来。本节课的任务即是掌握 由TTL集电极开路门电路CT74LS03构成的线与功能逻辑 电路。
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2
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项目二 逻辑门电路基础
任务一 插装与调试OC门CT74LS03的“线与”功能
阻RC的数值，并将RC和电源UCC连接在OC门的输出端。
2. 功能与应用
（1）功能：实现正常的逻辑功能、提高输出驱动负载的能力、
转换TTL到其他电平、实现“线与”功能。外接上拉电阻R
的取值范围为几百至几千欧，接入外接电阻R后：
1）A、B不全为1时，uB1=1V，T2、T3截止，Y=1。
2）A、B全为1时，uB1=2.1V，T2、T3饱和导通，Y=0。
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项目二 逻辑门电路基础
任务一 插装与调试OC门CT74LS03的“线与”功能
【学习目标】 1.熟悉集电极开路门（OC门）的逻辑功能。 2.掌握OC门的电路原理。 3.掌握由CT74LS03实现的线与功能电路的仿真调试。
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项目二 逻辑门电路基础
任务一 插装与调试OC门CT74LS03的“线与”功能
输出Vo为低电平。如图
2-1-2所示。
图2-1-2 输入全为高电平时的情况
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模块Ⅱ 数字电子技术
项目二 逻辑门电路基础
任务一 插装与调试OC门CT74LS03的“线与”功能
（2）输入有低电平时：
如uA=0.3V， uB= uC =3.6V，则
uB1=0.3+0.7=1V，VT2、 VT3截止，VT4导通。忽
数字电子技术 时序逻辑电路的分析与设计 国家精品课程课件
《数字电子技术》精品课程——第6章
FF0
FF1
1J
Q0 1J
Q1
时序逻辑电路的分析与设计
&Z
FF2
1J
Q2
C1
C1
C1
1K
1K
1K
Q0
Q1
Q2
CP
➢驱动方程：
《数字电子技术》精品课程——第6章 时序逻辑电路的分析与设计
② 求状态方程
JK触发器的特性方程：
Qn1 JQ n KQn
将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：
简化状态图（表）中各个状态。 （4）选择触发器的类型。
（5）根据编码状态表以及所采用的触发器的逻辑功能，导出待设计 电路的输出方程和驱动方程。
（6）根据输出方程和驱动方程画出逻辑图。
返回 （7）检查电路能否自启动。
《数字电子技术》精品课程——第6章 时序逻辑电路的分析与设计
2．同步计数器的设计举例
驱动方程： T1 = X T2 = XQ1n
输出方程: Z= XQ2nQ1n
（米利型）
2.写状态方程
T触发器的特性 方程为：
Qn1 TQn TQn
Q 1nQ1QX21nn TX1QQ1n1nXTQX11nQ1n X Q1n
Q1n
Qn1 2
T2 Q2n
T2Qn2
T Q n 将T1、 T2代入则得X到Q两1n Q2n XQ1nQn2
0T1 = X0 0 0 0 0 0
0
求T1、T2、Z
0T2
0
=ZX=01QX1nQ10 2nQ010n
0 0
0 1
1 0
0 0
由状态方程
求Q2n+1 、 Q1n+1
数字电子技术基础6时序逻辑电路
Q* Q1 Q2 Q3 Q2Q3 3
Q1 Q3 * Q2 * Q1 * Y
输 出 方 程
Y Q2Q3
Q1 Y
CLK Q3 Q2
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1 1 1 0 0
0 1 1 0 0 1 0 0
1 0 1 0 1 0 0 0
DI 串行 输入
D Q3 Q D Q2 Q D Q1 D Q0 Q
0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 1 0 1 0 缺少111为 0 1 1 初态的情况 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
0 0 0 0 0 0 1 1
7进制计数器
其中Q3Q2Q1为计数状态，Y为进位
我们可以把状态转换表表示为状态转换图的形式
/Y /0 /0
CLK Q3 0 1 0 0
*
Q
* 3
Q Q Q (Q )
1 2 3 0
C Q0Q3
设初态为0000
作状态转换图
可以看出这是一个异步十进制加法计数器！ 3. 检验其能否自动启动 ？
什么叫 “自动启动” ? 四个触发器本应有十六个稳定状态 ，可 上图电路的状态图中只有十个状态。如果由 于某种原因进入了其余的六个状态当中的任 一个状态，若电路能够自动返回到计数链 ( 即有效循环 ) ，人们就称其为能自动启动。
*6.2.3
异步时序逻辑电路的分析方法
例6.2.4 分析图6.2.10所示电路的逻辑功能。
1、写三大方程
驱 动 方 程 状 Q0 Q 0 cp0 Q 0 (cp0 ) * 态 Q1 Q 3 Q 1 (cp1 ) Q 3 Q 1 (Q0 ) * 方 Q2 Q 2 (cp2 ) Q 2 (Q1 ) 程 *
Q1 Q3 * Q2 * Q1 * Y
输 出 方 程
Y Q2Q3
Q1 Y
CLK Q3 Q2
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1 1 1 0 0
0 1 1 0 0 1 0 0
1 0 1 0 1 0 0 0
DI 串行 输入
D Q3 Q D Q2 Q D Q1 D Q0 Q
0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 1 0 1 0 缺少111为 0 1 1 初态的情况 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
0 0 0 0 0 0 1 1
7进制计数器
其中Q3Q2Q1为计数状态，Y为进位
我们可以把状态转换表表示为状态转换图的形式
/Y /0 /0
CLK Q3 0 1 0 0
*
Q
* 3
Q Q Q (Q )
1 2 3 0
C Q0Q3
设初态为0000
作状态转换图
可以看出这是一个异步十进制加法计数器！ 3. 检验其能否自动启动 ？
什么叫 “自动启动” ? 四个触发器本应有十六个稳定状态 ，可 上图电路的状态图中只有十个状态。如果由 于某种原因进入了其余的六个状态当中的任 一个状态，若电路能够自动返回到计数链 ( 即有效循环 ) ，人们就称其为能自动启动。
*6.2.3
异步时序逻辑电路的分析方法
例6.2.4 分析图6.2.10所示电路的逻辑功能。
1、写三大方程
驱 动 方 程 状 Q0 Q 0 cp0 Q 0 (cp0 ) * 态 Q1 Q 3 Q 1 (cp1 ) Q 3 Q 1 (Q0 ) * 方 Q2 Q 2 (cp2 ) Q 2 (Q1 ) 程 *
数字电子技术 第6章 寄存器与计数器
68
工作原理分析
69
74LS90具有以下功能：（1）异步清零。（2）异步置9。（3） 正常计数。（4）保持不变。
70
例6-7 分别采用反馈清零法和反馈置9法，用 74LS90构成8421BCD码的8进制加法计数器。 解：（1）采用反馈清零法。
71
（2）采用反馈置9法。
首先连接成8421BCD码十进制计数器，然后在此基础 上采用反馈置9法。8进制加法计数器的计数状态为 1001、0000～0110，其状态转换图如图（a）所示。
41
6.4.1
集成同步二进制计数器
其产品多以四位二进制即十六进制为主，下面 以典型产品 74LS161为例讨论。
42
① 异步清零。当CLR=0时，不管其它输入信号的状 态如何，计数器输出将立即被置零。
43
② 同步置数。当CLR=1（清零无效）、LD=0时， 如果有一个时钟脉冲的上升沿到来，则计数器输出 端数据Q3～Q0等于计数器的预置端数据D3～D0。
13
例6-1 对于图6-4所示移位寄存器，画出下图所示输入 数据和时钟脉冲波形情况下各触发器输出端的波形。 设寄存器的初始状态全为0。
14
2. 集成电路移位寄存器 常用集成电路移位寄存器为74LS194，其逻辑符号和 引脚图如图所示。
15
16
例6-2 利用两片集成移位寄存器74LS194扩展成一 个8位移位寄存器。
连 接 规 律 加 法 计 数 减 法 计 数 T＇触发器的触发沿 上 升 沿 下 降 沿
CPi Q i 1
CPi Qi 1
CPi Q i 1
例子
25
CPi Qi 1
6.2.2
异步非二进制计数器
数字电子技术 第6章 时序逻辑电路的设计
17
2.画出次态状态表 画出次态状态表
次态 y=0(down) Q2 Q1 Q0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 y=1(up) Q2 Q1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 Q0 1 1 0 0 1 1 0 0
为使电路能自启动，将卡诺图中的最小项 xxx取做有效状态例如010状态，这时Q2n+1 的卡诺图应修改为右图。化简后得到新状 态方程： Q1n+1= Q2n⊕Q3n Q2n+1= Q1n+ Q2nQ3n Q3n+1= Q2n 驱动方程：J1=Q2n⊕Q3n 输出方程：C= Q1n Q2n Q3n K1=Q2n⊕Q3n J2=Q1n+Q3n K2=Q1n J3= Q2n K3= Q2n
检查自启动：设初态为000，来第1个CP脉冲，将跳变为010，进入循环状态，该电路可 以自启动。
11
6.3同步时序逻辑电路设计 同步时序逻辑电路设计 (时钟同步状态机的设计)
1.用状态图设计同步时序逻辑电路 ①状态序有规则的时序电路； ②态序不规则的Moore型； ③Mealy型 2. 使用状态表设计时序逻辑电路 3.使用状态转换表设计时序状态机
8
例2：设计一个串行数据检测器。要求连续输入3个或3个以 上的1时，输出为1，其它情况下输出为0。
(1)因为输入多于3个1，有输出。设输入变量为x；检测 (5)最多连续输入m=3，可选用 结果为输出变量，定义为y；又因连续输入3个1以上有 (7)逻辑电路图： n=2，2个J-K FF，于是可画出次 输出，因此要求同步计数。 态及输出卡诺图。还可分解为3 个卡诺图。 (2)状态分析：初态S0为全0状态，设输入一个1时为S1 态，输入2个1时为S2，输入3个1及以上为S3。 Q1n+1 Q0n+1 y (3)状态转换图如图所示： (4)状态转换表。因为输入m>3和连续输入3个1(m=3)状态是相同的，都停留在S2上，故 (8)检查能否自启动： 状态转换图可以简化成如下。 当电路初态进入11状态后： (6)状态方程：Q1n+1=xQ0Q1+xQ 若x=1时，Q1n+1Q0n+1=10状态为 1 sn S S1 S2 S 0 X 次态；若x=0时，Q1n+1 Q0n+1=00 3 n 驱动方程：J1=xQ0 J0=xQ1 0 S0/0 S0/0 S0/0 S0/0 次态。 输出方程：y=xQ1n 1 S1/0 该电路可以自启动。S2/0 S3/1 S4/1 Q0n+1=xQ1Q0+1Q1 K1=x K0=1 自启动部分
数字电子技术 第六章 脉冲波形的产生课件50页PPT
综上所述，多谐振荡器的Байду номын сангаас点是电路没有稳定状态，
在两个暂稳态之间不停地翻转。能够自动翻转的原因是电 容C的充放电，改变充放电的时间常数，就改变了两个暂 稳态持续的时间，也就改变了产生的脉冲宽度。当采用集 成逻辑门时，振荡周期的估算公式为:
T ≈ 2.2RC 2. 多谐振荡器的基本功能及应用 多谐振荡器能自动产生矩形脉冲输出，常作为矩形脉 冲信号源，为需要矩形脉冲的电路提供矩形脉冲信号，如 为时序逻辑电路提供时钟信号、为数字钟提供时基信号等。 图6.4所示的RC环形多谐振荡器的频率稳定性较差，只能 应用于对频率稳定性要求不高的场合。如果要求产生频率 稳定性很高的脉冲波形，就要采用图6.5虚线框中所示的石 英晶体多谐振荡电路。
图6.5 秒信号发生器的电路图
图6.5所示电路实际上是一款采用CD4060 构成的秒信 号发生器，它由石英晶体多谐振荡电路和15次二分频电路 组成。晶振的频率f = 32.768kHz，振荡电路产生的脉冲信 号经过整形、15次二分频后，就可获得频率稳定的1Hz脉 冲信号，即秒脉冲信号。
6.2 单稳态触发器及应用
图中，CD4060内部的G1门和外接电阻R、电容C1和C2、 石英晶振组成振荡电路，内部G2 门对振荡输出的信号进 行整形。石英晶振在电路中起选频作用，选频特性非常好， 只有频率等于石英晶振谐振频率的信号才能被选出，而其 他频率的信号均被衰减。因此，石英晶体多谐振荡器的输 出信号频率取决于石英晶振的频率，并且频率稳定性非常 高。
在电源接通的瞬间，若G2门输出为高电平，因电容电 压不能突变，G1门的输入为高电平、输出为低电平，维持 G态2）门。输出高电平，电路处于一种暂时稳定状态（也叫暂稳 延值是续时G接2，，门着电G的G1容输门2门电入的输压，输出升所出的高以由高，G低电2G电门平1平门的对变的输电为输出容高入由进电电高行平压电充。降平电因低变，，G为随1当低门着低电的充到平输电一，出的定电就 路处于另一种暂稳态。 的输路延出返G续由回2门，高到的电前G输1平一门出变种的变为稳输为低定入低电状电电平态压平，，升后又G高，2开，门电始当的容重高输开复到出始前一又放面定回电的值到，过时高随程，电着。平G放1，门电电的
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数字逻辑电路课程中所介绍的中、小规模集成电 路都属于通用型，它们的逻辑功能比较简单，而且固 定不变。
专用型数字集成电路（ASIC———Application Specific Integrated Circuit）是为某种专门用途 而设计的集成电路。它不仅能减小电路体积、重量和 功耗，而且使电路的可靠性大幅提高;但是，在用量 不大的情况下，设计和制造的成本很高，并且设计、 制造和修订的周期均较长。
2.开发系统的软件
PLD的编程工作可以按如下步骤进行: （1）进行逻辑抽象。 （2）选定PLD的种类和型号。 （3）选定开发系统。 （4）按编程语言的规定格式编写源程序。 （5）上机运行。 （6）卸载。 （7）测试。
EPLD由于采用CMOS工艺，所以它功耗低、 噪声容限大。又由于采用UVEPROM工艺，以叠 栅注入MOS管作编程单元，所以它具有能够改 写、可靠性高、集成度高、造价低的特点。目 前EPLD的集成度可达每片1万门以上。
2.EPLD的输出逻辑宏单元
EPLD的OLMC中的D触发器增加了预置和置零功 能，从而增加了使用灵活性。预置和置零工作方 式可分为两大类:一类为同步工作方式，另一类为 异步工作方式。
Y3 ABCD ABC D
Y2 AC BD
Y1 A B
Y 0 = C ⊙D
FPLA
时 序 逻 辑 型
的 电 路 结 构 原 理 图
二、可编程阵列逻辑（PAL）
1.PAL的基本电路结构
编程后的PAL电路实 现的函数为 ：
Y1 I1I2I3 I2I3I4 I1I3I4 I1I2I4 Y1 I1 I2 I2 I3 I3 I4 I4 I1 Y3 I1 I2 I1 I2 Y4 I1I2 I1 I2
第四章 可编程逻辑器件
➢ 基本知识点 ➢ 概述 ➢ 可编程逻辑器件的分类 ➢ 可编程逻辑器件的基本结构 ➢ 可编程逻辑器件编程
基本知识点
可编程逻辑器件的种类 PLA、PAL、GAL的结构特点 EPLD、CPLD、FPGA的基本概念
1概述
从逻辑功能的特点上可将数字集成电路分为通用 型和专用型两大类。
五、现场可编程门阵列（FPGA）的基本结构
4 可编程逻辑器件编程
1.开发系统的硬件
硬件部分包括计算机和编程器。计算机用目 前一般配置的PC机就可以了。编程器是对PLD进行 写入和擦除的专用装置，能提供写入或擦除操作 所需要的电源电压和控制信号，并通过串行接口 从计算机接收编程数据，最终写进PLD中。目前生 产的编程器都有较强的通用性，可以对多种类、 多型号的PLD器件进行编程。
8个OLMC，10个输入缓冲器，8个三态输出缓冲器 和8个反馈/输入缓冲器。
2.输出逻辑宏单元（OLMC）
四、可擦除的可编程逻辑器件（EPLD）的 基本结构
1.EPLD的基本结构
产品AT22V10的基本电路结构和GAL类似。 AT22V10有两种不同的封装形式，即双列直插 式（DIP）和表面安装式（SMT）。
2 可编程逻辑器件的分类
一、可编程逻辑器件PLD的内部可编程情况
类型 PROM PLA PAL GAL
与阵列 固定
可编程 可编程 可编程
或阵列 可编程 可编程
固定 固定
输出电路 固定 固定 固定
可组态
二、可编程逻辑器件的密度分类
3 可编程逻辑器件的基本结构
一、现场可编程逻辑阵列（FPLA）的基本结构
2.PAL的输出电路类型
（1）专用输出结构
（2）可编程输入/输出结构
（3）寄存器输出结构
（4）异或输出结构
Байду номын сангаас
（5）运算选通反馈结构
三、通用阵列逻辑（GAL）
1.GAL的电路结构 我们以常用的GAL16V8为例，介绍GAL器件的一
般电路结构和工作原理。 GAL16V8有一个64×32位的可编程与逻辑阵列，
专用型数字集成电路（ASIC———Application Specific Integrated Circuit）是为某种专门用途 而设计的集成电路。它不仅能减小电路体积、重量和 功耗，而且使电路的可靠性大幅提高;但是，在用量 不大的情况下，设计和制造的成本很高，并且设计、 制造和修订的周期均较长。
2.开发系统的软件
PLD的编程工作可以按如下步骤进行: （1）进行逻辑抽象。 （2）选定PLD的种类和型号。 （3）选定开发系统。 （4）按编程语言的规定格式编写源程序。 （5）上机运行。 （6）卸载。 （7）测试。
EPLD由于采用CMOS工艺，所以它功耗低、 噪声容限大。又由于采用UVEPROM工艺，以叠 栅注入MOS管作编程单元，所以它具有能够改 写、可靠性高、集成度高、造价低的特点。目 前EPLD的集成度可达每片1万门以上。
2.EPLD的输出逻辑宏单元
EPLD的OLMC中的D触发器增加了预置和置零功 能，从而增加了使用灵活性。预置和置零工作方 式可分为两大类:一类为同步工作方式，另一类为 异步工作方式。
Y3 ABCD ABC D
Y2 AC BD
Y1 A B
Y 0 = C ⊙D
FPLA
时 序 逻 辑 型
的 电 路 结 构 原 理 图
二、可编程阵列逻辑（PAL）
1.PAL的基本电路结构
编程后的PAL电路实 现的函数为 ：
Y1 I1I2I3 I2I3I4 I1I3I4 I1I2I4 Y1 I1 I2 I2 I3 I3 I4 I4 I1 Y3 I1 I2 I1 I2 Y4 I1I2 I1 I2
第四章 可编程逻辑器件
➢ 基本知识点 ➢ 概述 ➢ 可编程逻辑器件的分类 ➢ 可编程逻辑器件的基本结构 ➢ 可编程逻辑器件编程
基本知识点
可编程逻辑器件的种类 PLA、PAL、GAL的结构特点 EPLD、CPLD、FPGA的基本概念
1概述
从逻辑功能的特点上可将数字集成电路分为通用 型和专用型两大类。
五、现场可编程门阵列（FPGA）的基本结构
4 可编程逻辑器件编程
1.开发系统的硬件
硬件部分包括计算机和编程器。计算机用目 前一般配置的PC机就可以了。编程器是对PLD进行 写入和擦除的专用装置，能提供写入或擦除操作 所需要的电源电压和控制信号，并通过串行接口 从计算机接收编程数据，最终写进PLD中。目前生 产的编程器都有较强的通用性，可以对多种类、 多型号的PLD器件进行编程。
8个OLMC，10个输入缓冲器，8个三态输出缓冲器 和8个反馈/输入缓冲器。
2.输出逻辑宏单元（OLMC）
四、可擦除的可编程逻辑器件（EPLD）的 基本结构
1.EPLD的基本结构
产品AT22V10的基本电路结构和GAL类似。 AT22V10有两种不同的封装形式，即双列直插 式（DIP）和表面安装式（SMT）。
2 可编程逻辑器件的分类
一、可编程逻辑器件PLD的内部可编程情况
类型 PROM PLA PAL GAL
与阵列 固定
可编程 可编程 可编程
或阵列 可编程 可编程
固定 固定
输出电路 固定 固定 固定
可组态
二、可编程逻辑器件的密度分类
3 可编程逻辑器件的基本结构
一、现场可编程逻辑阵列（FPLA）的基本结构
2.PAL的输出电路类型
（1）专用输出结构
（2）可编程输入/输出结构
（3）寄存器输出结构
（4）异或输出结构
Байду номын сангаас
（5）运算选通反馈结构
三、通用阵列逻辑（GAL）
1.GAL的电路结构 我们以常用的GAL16V8为例，介绍GAL器件的一
般电路结构和工作原理。 GAL16V8有一个64×32位的可编程与逻辑阵列，