常用時序邏輯電路有計數器和寄存器兩(liang) 種。寄存器分為(wei) 數據寄存器和移位寄存器。計數器種類較多，有同步計數器、異步計數器；有二進製計數器、十進製計數器、任意進製計數器；二進製計數器又有加法計數器、減法計數器等。

(1)寄存器

數字電路中用來存放數碼或指令的部件稱為(wei) 寄存器。寄存器具有以下邏輯功能：可在時鍾脈衝(chong) 作用下將數碼或指令存入寄存器(稱為(wei) 寫(xie) 入)，或從(cong) 寄存器中將數碼或指令取出(稱為(wei) 讀出)。由於(yu) 一個(ge) 觸發器隻能寄存1位二進製數，要存多位數時，就得用多個(ge) 觸發器。常用的有4位、8位、16位等。

寄存器存放和取出數碼的方式有並行和串行兩(liang) 種。並行方式就是數碼各位同時從(cong) 各對應位輸入端輸入到寄存器中，或同時出現在輸出端；串行方式就是數碼逐位從(cong) 一個(ge) 輸入端輸入到寄存器中，或由一個(ge) 輸出端輸出。

寄存器根據功能的不同可分為(wei) 數碼寄存器和移位寄存器兩(liang) 種。

(a) 數碼寄存器：這種寄存器隻有寄存數碼和清除數碼的功能。圖1所示是由D觸發器組成的4位數碼寄存器。該數碼寄存器的工作方式為(wei) 並行輸入、並行輸出。

圖1 4位數碼寄存器

(b)移位寄存器：移位寄存器不僅(jin) 能存放數碼而且有移位功能。根據數碼在寄存器內(nei) 移動的方向又可分為(wei) 左移移位寄存器和右移移位寄存器兩(liang) 種。

在移位寄存器中，數碼的存入或取出也有並行和串行兩(liang) 種方式。

圖2所示是由J—K觸發器組成的4位左移移位寄存器。F0接成D觸發器，數碼由D端串行輸入；也可由d0～d3作並行輸入。從(cong) 4個(ge) 觸發器的Q端得到並行的數碼輸出。也可從(cong) Q3端逐位串行輸出。

圖2  4位左移移位寄存器

(2)計數器

因為(wei) 計數器是最常用而又典型的時序邏輯電路，其分析方法即為(wei) 一般時序邏輯電路的分析方法。常用計數器有多種類型，重點掌握以下幾種。

①二進製計數器：二進製計數器能按二進製的規律累計脈衝(chong) 的數目，也是構成其它進製計數器的基礎。一個(ge) 觸發器可以表示l位二進製數，表示n位二進製數就得用n個(ge) 觸發器。

(a)異步二進製加法計數器：圖3所示邏輯電路是由4個(ge) J—K觸發器組成的4位異步二進製加法計數器。圖中各觸發器輸入端均為(wei) “1”(懸空)即計數狀態。隻要有時鍾脈衝(chong) 就會(hui) 翻轉，但前級觸發器的輸出作為(wei) 後級觸發器的時鍾脈衝(chong) ，隻有在前級觸發器翻轉後，後級觸發器才能翻轉，故為(wei) 異步計數器。其狀態真值表見圖4。

可見，在第16個(ge) 時鍾脈衝(chong) 到來後，計數器循環一周回到原態，因此也稱為(wei) 十六進製計數器。其波形圖如圖5所示，由圖可知，各觸發器輸出端Q0，Q1，Q2，Q3的脈衝(chong) 頻率分別為(wei) 時鍾脈衝(chong) 的1／2，l／4，l／8，1／16，也稱分頻器。

圖3 4位異步二進製加法計數器

圖4異步計數器狀態真值表

圖5 十六進製計數器波形圖

(b)同步二進製加法計數器：異步二進製計數器線路簡單，工作速度較慢。同步計數器工作速度較快，電路較複雜。圖6所示為(wei) 同步4位二進製加法計數器的邏輯電路圖。從(cong) 圖中可以看出計數脈衝(chong) 同時供給各觸發器，它們(men) 的狀態變換和計數脈衝(chong) 同步。圖中每個(ge) 觸發器有多個(ge) J端和K端，各J端或各K端之間都是“與(yu) ”邏輯關(guan) 係。

各觸發器輸入端的邏輯表達式(驅動方程)為(wei)

J0=K0=1

J1=K1=Q0

J2=K2=Q1Q0

J3=K3= Q2Q1Q0

該計數器的狀態表和波形圖與(yu) 異步4位二進製加法計數器相同。分析可知，n位二進製加法計數器能計的最大十進製數為(wei) 2n－1。

圖6 同步4位二進製加法計數器的邏輯電路圖

②十進製計數器：從(cong) 4位二進製數碼的16種狀態中任取10種狀態，來表示1位十進製數，可有多種組合，也稱編碼。常用的編碼形式是8421加權碼，相應的計數器稱8421十進製計數器。圖7所為(wei) 同步十進製加法計數器。

圖7 同步十進製加法計數器

③集成計數器：將多個(ge) 觸發器構成的計數器做在一塊中規模芯片上構成集成計數器，用它可構成所需模數的各種計數器。

④用中規模集成計數器組成任意進製計數器，通常有兩(liang) 種方法：

(a)反饋複位法(或稱反饋“清0”法)：它是利用中規模組件進行正常計數，當計數器達到N進製進位要求時，形成複位脈衝(chong) ，並用此脈衝(chong) 反饋到組件的異步複位(/)端，使計數器複位(“清0”)，實現N進製計數功能。

  (b)反饋置數法(或稱反饋預置法)：根據74LSl6l等通用計數器的功能，可將任意狀態譯碼後反饋到置數命令端()，並在下一個(ge) 脈衝(chong) 時給計數器並行輸入0000～1111之間的任意一個(ge) 狀態，從(cong) 而實現任意計數方法的N進製計數器。例如當計數器計到1001時發出反饋信號給，下一個(ge) 脈衝(chong) 將計數器置成0100，於(yu) 是計數器便成為(wei) 六進製計數器，其狀態由0100到1001循環變化。這種方法稱反饋預置法。