电子技术基础.ppt
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1、电子技术基础,第8章 触发器与时序逻辑电路,学习要点 触发器的工作原理及逻辑功能 时序逻辑电路的分析方法 寄存器、计数器的工作原理及构成 555定时器的工作原理及其应用,第8章 触发器与时序逻辑电路,8.1 双稳态触发器 8.2 寄存器 8.3 计数器 8.4 555定时器,触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑部件。 它有两个稳定的状态:0状态和1状态; 在不同的输入情况下,它可以被置成0状态或1状态; 当输入信号消失后,所置成的状态能够保持不变。,所以,触发器可以记忆1位二值信号。根据逻辑功能的不同,触发器可以分为RS触发器、D触发器、JK触发器、T和T触发器;按照结构形式的不同,又可分为基本
2、RS触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器。,8.1 双稳态触发器,8.1.1 RS触发器,电路组成和逻辑符号,信号输入端,低电平有效。,1、基本RS触发器,工作原理,1,0,0,1,0 1,0,0,1,1,0,1 0,1,1,1,1,0,1 1,不变,1,0,0,0,1,1,0 0,不定,?,功能表,基本RS触发器的特点,(1)触发器的次态不仅与输入信号状态有关,而且与触发器原来的状态有关。 (2)电路具有两个稳定状态,在无外来触发信号作用时,电路将保持原状态不变。 (3)在外加触发信号有效时,电路可以触发翻转,实现置0或置1。 (4)在稳定状态下两个输出端的状态和必须是互补关系,即有约
3、束条件。,C0时,触发器保持原来状态不变。,C1时,工作情况与基本RS触发器相同。,2、同步RS触发器,功能表,在数字电路中,凡根据输入信号R、S情况的不同,具有置0、置1和保持功能的电路,都称为RS触发器。,主要特点,波形图,(1)时钟电平控制。在CP1期间接收输入信号,CP0时状态保持不变,与基本RS触发器相比,对触发器状态的转变增加了时间控制。 (2)R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时为1的情况,否则会使触发器处于不确定的状态。,不变,不变,不变,不定,置1,置0,置1,3、计数式RS触发器,8.1.2 D触发器,1、同步D触发器,C=0时触发器状态保持不变。C=1时,根据同步RS
4、触发器的逻辑功能可知,如果D=0,则R=1,S=0,触发器置0;如果D=1,则R=0,S=1,触发器置1。,波形图,在数字电路中,凡在CP时钟脉冲控制下,根据输入信号D情况的不同,具有置0、置1功能的电路,都称为D触发器。,CP=1期间有效,2、维持阻塞D触发器,(1)D=0。当C=0时,G3、G4和G6的输出均为1,G5输出为0,触发器的状态不变。当C从0上跳为1,即C=1时,G3、G5和G6的输出不变,G4输出由1变为0,使触发器置0。 (2) D=1。当C=0时,G3和G4的输出为1,G6的输出为0,G5的输出为1,触发器的状态不变。当C=1时,G3的输出由1变为0,使触发器置1。,维持
5、阻塞D触发器具有在时钟脉冲上升沿触发的持点,其逻辑功能为:输出端Q的状态随着输入端D的状态而变化,但总比输入端状态的变化晚一步,即某个时钟脉冲来到之后Q的状态和该脉冲来到之前D的状态一样。即有:,逻辑符号,波形图,Qn+1=D C上升沿时刻有效,8.1.3 主从JK触发器,工作原理,0,1,0,1,逻辑功能分析,(1)J=0、K=0。设触发器的初始状态为0,此时主触发器的R1=0、S1=0 ,在C=1时主触发器保持0状态不变;当C从1变0时,由于从触发器的R2=1、S2=0,也保持为0状态不变。如果触发器的初始状态为1,当C从1变0时,触发器则保持1状态不变。可见不论触发器原来的状态如何,当J
6、=K=0时,触发器的状态均保持不变。,(2)J=0、K=1。设触发器的初始状态为0,此时主触发器的R1=0、S1=0 ,在C=1时主触发器保持0状态不变;当C从1变0时,由于从触发器的R2=1、S2=0,也保持为0状态不变。如果触发器的初始状态为1,则由于R1=1、S1=0,在C=1时将主触发器翻转为0状态;当C从1变0时,从触发器状态也翻转为0状态。可见不论触发器原来的状态如何,当J=0、K=1时,输入时钟脉冲C后,触发器的状态均为0状态。,(3)J=1、K=0。设触发器的初始状态为0,此时主触发器的R1=0、S1=1 ,在C=1时主触发器翻转为1状态;当C从1变0时,由于从触发器的R2=0
7、、S2=1,翻转为1状态。如果触发器的初始状态为1,则由于R1=0、S1=0,在C=1时主触发器状态保持1状态不变;当C从1变0时,由于从触发器的R2=0、S2=1,从触发器状态也状态保持1状态不变。可见不论触发器原来的状态如何,当J=1、K=0时,输入时钟脉冲C后,触发器的状态均为1状态。,(4)J=1、K=1。设触发器的初始状态为0,此时主触发器的R1=0、S1=1 ,在C=1时主触发器翻转为1状态;当C从1变0时,由于从触发器的R2=0、S2=1,翻转为1状态。如果触发器的初始状态为1,则由于R1=1、S1=0,在C=1时将主触发器翻转为0状态;当C从1变0时,由于从触发器的R2=1、S
8、2=0,从触发器状态也翻转为0状态。可见不论触发器原来的状态如何,当J=1、K=1时,输入时钟脉冲C后,触发器的状态必定与原来的状态相反。由于每来一个时钟脉冲C触发器状态翻转一次,所以这种情况下的JK触发器具有计数功能。,功能表,波形图,8.1.4 触发器逻辑功能的转换,在双稳态触发器中,除了RS触发器和JK触发器外,根据电路结构和工作原理的不同,还有众多具有不同逻辑功能的触发器。根据实际需要,可将某种逻辑功能的触发器经过改接或附加一些门电路后,转换为另一种逻辑功能的触发器。,JK触发器D触发器,JK触发器T触发器,JK触发器T触发器,T触发器的逻辑功能:每来一个时钟脉冲翻转一次。,D触发器T
9、触发器,在数字电路中,用来存放二进制数据或代码的电路称为寄存器。,寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存储1位二进制代码,存放n位二进制代码的寄存器,需用n个触发器来构成。,按照功能的不同,可将寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两大类。数码寄存器只能并行送入数据,需要时也只能并行输出。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移,数据既可以并行输入、并行输出,也可以串行输入、串行输出,还可以并行输入、串行输出,串行输入、并行输出,十分灵活,用途也很广。,8.2 寄存器,8.2.1 数码寄存器,无论寄存器中原来的内容是什么,只要送数控制时钟脉冲CP上升沿到来,加
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