3.译码器-7段显示译码器
这就是重点中的重点了!装比的话它是必不可少的!
先来解释一下。什么是7段显示译码器。
大家应该戴过电子手表吧?没戴过也总该见过吧?
电子手表上面显示的数字,是用7段短线来表示的。
这7段短线我们现在来给他编个号,来方便我们的进一步说明
先顺时针画个圈,标上abcdef,最后中间的短线标记g
现在罗列从0到9的显示分配。因为这里很重要,所以我会讲的很详细的。希望大家要学会哦
因为可以显示至少10个数字,输入的二进制数至少要有4位,这样才能保证满足要求。
如果只有3位的二进制数,从000到111总共,才8个,是不足以表示从0到9这10个数字的
输入端有4位二进制数(4个开关)的话,从0000到1111,有16个数字,足以满足要求,那么我们取前10个来进行设置。
那么,老规矩,列表。
那么,这就是逻辑关系式。
刚刚吃完饭回来之后我就在连线,第一次连我失败了,因为线太多太乱,都不知道错在哪
第二次连成是成功了,但是线还是有点乱,我觉得观众老爷们一定会欲求不满的。
最后在第二幅图的基础上修改成了这样子,保证不需要用一个分线器。看也看的清楚。
那么现在来解释一下电路图
左边4个按钮是4个开关,也就是输入二进制代码的地方
在后续的电路中,这4个开关将被其他电线取代,当然这是后话了
因为依旧是“与或式”的形式,所以电路里依然有很多 与门 、 或门 。
7个或门的输出口就是相对应的abcdefg共7个输出端,把他们按照约定好的形状连接到显示屏上,就得到了我们的“7段显示译码器”
最后,我们来验证一下电路的准确性与否
0000:
0001:
0010:
0011:
0100:
0101:
0110:
0111:
1000:
1001:
1010(不亮了,从1010到1111都是全黑的状态,就放一个就行了):
第四天:D锁存器
前面所讲的组合逻辑电路有个特点,就是任何时候的输出仅仅只由同一时刻的输入所决定
而我们接下来涉及的时序逻辑电路呢,可不仅仅是那么简单了。
它的输出不但由输入量控制,而且与它在上一个时刻的输出有关。
【至于所谓的“上一个时刻”到底是什么时刻这里我们先不管】
时序逻辑电路最重要的组成部分是触发器,触发器有很多种,我们就介绍比较普遍的D触发器即可。
为了深入了解触发器,我们从构成触发器的锁存器开始介绍咯。
1:用与非门构成的SR锁存器
锁存器是何许人物也?
锁存器是能保存上一刻的输入的一个小电路。
怎么保存呢?基本思路就是:把输出端口想办法连回输入端口就ok啦。
那么基本思路就是这样
在此基础上,用与非门构成的SR锁存器横空出世了
这个电路仅仅由两个与非门构成,是相当的简单的
如图所示
至于为什么用SR这个名称,因为这两端各有置一(set)的功能和清零(reset)的功能。
现在来分析这个电路
为了让说明清楚些,我将上一刻的输出记为Q,此刻的输出记为Q*。
这个电路不外乎以下4种情况:
先看前三种,我们一步步分析。
最后我们有如下的功能表给大家作参考
2.D锁存器
上面的sr锁存器有个缺陷,就是当s和r同时由0变成1的时候,输出端Q会发生什么……难以预测。
总之,为了以防万一,S和R同时为0的情况还是不要出现了,反正留着没什么用。
D锁存器就是为了阻止S和R同时为0的情况而出现而设立的锁存器。
电路图如下,在SR锁存器的基础上,加了两个与非门。
顺带一题,与非门在电路实际应用里的作用实在是太重要了,给我与非门,我可以连出任何电路。回去把与非门的功能表好好记住吧。
单独分析左边的,情况
最后,因为S端和R端已经被隐藏在电路里了,已经不是输入端和输出端口了,我们就没必要写出他的表格了
最后的D锁存器功能表如下。
接下来的教程里,凡是用到D锁存器的地方我不会再把各种门电路强出的画出来,而是用左下角的简图代替,希望大家谅解。
第五天:D触发器
1,波形图
在介绍触发器之前呢,我想先给大家普及一下波形图的概念
波形图就是表示电路上面某个点的电压随时间改变的坐标图。
如下所示
同时,现在我们用高电压表示该点在此时为1,低电压表示该点在此时为0.
2.D触发器
用两个D锁存器这样连,就有了D触发器
D触发器的功能:
有同学又说我的教程像天书了,这是赤果果的造谣污蔑啊!
D触发器是由D锁存器构成的,稍微回忆一下昨天的学习内容,D锁存器的功能还记得么?
D锁存器在Clk=1的这段时间里,D输入端怎么变,输出端Q就怎么变。
但是,一般我们更乐意看到,在Clk由0变1又由1变回0的这个周期里,输出Q顶多只能变一次。
一个周期变一次是我们人为的一种要求,D触发器便是为了满足这种要求而诞生的。
在一样的情况下,D触发器的波形图是这样的。
这是上图D触发器的功能表。
D触发器不仅仅只有沿下降沿触发的,还有沿上升沿触发的,两者的区别只在那个非门的位置
如图
但是,一样的情况下,上升沿触发的结果和下降沿触发的结果可能会截然不同,这点要注意。比如看下图
我得了一种叫做语言表达能力下降的病,你们看我的分析步骤吧。
第六天:计数器入门
本来名字是“时序逻辑电路入门”的,可是我看了一会儿大学的教材之后,我倍感压力……
倒不是说不能教大家,1是从整个时序逻辑电路教起的话,大家会很头痛……而且体系有点大,有些东西这里我们用不上……
于是直接跳到计数器的入门吧!http://tb2.bdstatic.com/tb/editor/images/face/i_f25.png?t=20140803
1:从状态转换图和状态转换表说起
状态转换图表是用来表示时序逻辑电路的变换方向的图表。
比如某个3进制计数器的转态转换图是这样的
所谓3进制计数器就是满3进一的计数器,于是我们可以用二进制的00,01,10表示这3位,并给首位取名为Q1,
次位取名Q0来表示,Q1Q0经过00,01,10的循环,循环到3位的时候进一
这里进一就是向外部输出1了,我们把输出用Y表示,把它写在圈圈外面。
【Y的上面有个/,一般/的左边是输入,右边是输出,因为这里没有输入所以/的左边是空的】
那么,Q1Q0的循环图就这样画好了,可是万一电路不小心出现了Q1Q0=11况,循环就无法进行了,为了让它回到正常的状态,我们让11这个情况出现时让它继续转成00或者01或者10这3种之中的任意一种即可。
这是状态转换表,和以前的输入输出表是不是很像?
接下来用D触发器来连接这个3进制计数器吧,我们先从简单的慢慢过度到复杂的
回忆一下D触发器的功能:
当clk的信号到达时,输出Q*=D
简单来说就是clk信号来了的时候,输入了啥,就输出啥。
那么现在看回上面的信号转换表,我们就可以列出Q1*Q0*的方程了
Q1*=Q1'Q0
Q0*=Q1'Q0'
至于y的方程我们先不管了,毕竟现在先搞清楚Q1和Q0才是最重要的。
怎么写的这个应该不用教吧?
注意这里Q1*表示的是Q1的次态,而Q1‘表示的是Q1=0的意思
2.用D触发器表示已知状态方程的计数器
为了表示方便一下,D触发器的图我们现在这样来画
本帖最后由 呆呆の风小可 于 2016-7-14 19:46 编辑
第二步;根据刚才的状态方程,把电路接好
刚刚我们有Q1*=Q1’Q0,又因为Q1*=D1,所以D1=Q1’Q0
那就接吧!
第3步: 设置好clk端
你可以用一个踏板来代表clk【踩一次触发一次】
也可以用开关之类的
或者用一个1秒3秒5秒定时器【每1/3/5秒触发一次】
我们用一个开关来代表clk
本帖更新完毕,感谢大家的观看。。。END......
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