触发器和时序逻辑电路上.ppt

《触发器和时序逻辑电路上.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《触发器和时序逻辑电路上.ppt（60页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、触发器和时序逻辑电路上1现在学习的是第1页，共60页 数字电路数字电路（逻辑电路）（逻辑电路）组合逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路任何时刻，输出状态仅决定于同任何时刻，输出状态仅决定于同一时刻各输入状态的组合，而与一时刻各输入状态的组合，而与先前的状态无关。先前的状态无关。由门电路组成。由门电路组成。不具有记忆功能。不具有记忆功能。任何时刻，输出状态不仅决任何时刻，输出状态不仅决定于同一时刻各输入状态的定于同一时刻各输入状态的组合，还与先前的状态有关。组合，还与先前的状态有关。由触发器组成。由触发器组成。具有记忆功能。具有记忆功能。2现在学习的是第2页，共60页21.1 双稳态触发

2、器双稳态触发器 触发器输出状态不只与当时的输入有关，触发器输出状态不只与当时的输入有关，还与原来的输出状态有关还与原来的输出状态有关，即有，即有记忆功能记忆功能。双稳态触发器按功能分类：双稳态触发器按功能分类：R-S触发器、触发器、D型触发器、型触发器、J-K触发器、触发器、T触发器等。触发器等。双稳态触发器双稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器无稳态触发器无稳态触发器3现在学习的是第3页，共60页两个输出端两个输出端两个输入端两个输入端一、一、R-S 触发器触发器&a&b1、基本、基本R-S触发器触发器Q：触发器状态：触发器状态Q：触发器反状态：触发器反状态4现在学习的是第4页，共60页&a&

3、b输入输入RD=0,SD=11 10 01 10 0输出：输出：逻辑功能逻辑功能Q随随RD5现在学习的是第5页，共60页&a&b输入输入RD=1,SD=00 01 10 01 1输出：输出：逻辑功能逻辑功能Q随随RDRDSD互异互异,Q随随RD6现在学习的是第6页，共60页&a&b输入输入RD=1,SD=10 01 11 11 1输出：输出：逻辑功能逻辑功能若原状态若原状态：0 01 11 10 07现在学习的是第7页，共60页&a&b输入输入RD=1,SD=11 11 11 10 0输出：输出：逻辑功能逻辑功能若原状态若原状态：1 10 00 01 1RDSD双双1,保持保持8现在学习的是第

4、8页，共60页0 00 01 11 1输出全是输出全是1 1翻转快的门输出变为翻转快的门输出变为0，另一个不得翻转，故而状态不定。，另一个不得翻转，故而状态不定。&a a&b b输入输入RD=0,SD=0逻辑功能逻辑功能但当下个时刻但当下个时刻RD=SD=0同时变为同时变为1时，输出状态是？时，输出状态是？9现在学习的是第9页，共60页记忆记忆置置“0”置置“1”禁用禁用基本基本R-S触发器的功能表触发器的功能表RDSDQ11不变不变01010100不定不定说说 明明逻辑符号逻辑符号RDSDQRD 直接置直接置“0”端，端，SD 直接置直接置“1”端，低电平有效端，低电平有效 10现在学习的是

5、第10页，共60页2、可控可控 R-S触发器触发器&B&A&D&C C时钟信号时钟信号（控制信号控制信号）直接置直接置“0”或置或置“1”基本基本R-S触发器触发器导引电路导引电路11现在学习的是第11页，共60页C=0时时011C、D门门 关闭关闭触发器触发器 保保持原态持原态&B&A&D&CC12现在学习的是第12页，共60页C=1时时1C、D门门 打开打开触发器触发器 状状态取决于态取决于R、S的状的状态态&B&A&D&CCRS13现在学习的是第13页，共60页可控可控R-S触发器的功能表触发器的功能表RSQ记忆记忆00不变不变置置“0”100置置“1”011禁用禁用11不定不定说说 明

6、明逻辑符号逻辑符号RD 直接置直接置“0”端，端，SD 直接置直接置“1”端，低电平有效端，低电平有效 C11110不变不变记忆记忆RDSDRSCQ14现在学习的是第14页，共60页例：画出可控例：画出可控R-S触发器的输出波形触发器的输出波形。CRSQSetReset使输出全为使输出全为1C撤去后撤去后状态不定状态不定0100维持原态101115现在学习的是第15页，共60页二、主从型二、主从型J-K触发器触发器KJR2S2CF从从R1S1CF主主C11、电路、电路主从型主从型J-K主触发器主触发器由两个可控由两个可控RS触发器触发器串联而成。串联而成。16现在学习的是第16页，共60页=0

7、=0被封锁被封锁保持原态保持原态1）J=K=0时：时：R2S2CF从从R1S1CF主主CKJ2、逻辑功能、逻辑功能117现在学习的是第17页，共60页=1=1R2S2CF从从R1S1CF主主CKJ12）J=K=1时：时：01110 Qn=0时时Qn+1=11001018现在学习的是第18页，共60页=1=1R2S2CF从从R1S1CF主主CKJ1001翻转计数状态翻转计数状态102）J=K=1时：时：Qn=1时时Qn+1=01001119现在学习的是第19页，共60页=0=1 Qn=0时时01Qn+1=11R2S2CF从从R1S1CF主主CKJ0113）J=1，K=0时：时：10R2S2CF从

8、从R1S1CF主主C01020现在学习的是第20页，共60页=0=1 Qn=1时时000F主被封主被封保持原态保持原态Qn+1=1R2S2CF从从R1S1CF主主CKJ113）J=1，K=0时：时：21现在学习的是第21页，共60页=1=0Qn+1=0同样原理：同样原理：R2S2CF从从R1S1CF主主CKJ14）J=0，K=1时：时：22现在学习的是第22页，共60页功能表功能表逻辑符号逻辑符号RDSDCQKJ计数计数置置“1”置置“0”记忆记忆工作特点：工作特点：C脉冲下降沿翻转脉冲下降沿翻转Q随随JJKQn+100001111Qn01Qn23现在学习的是第23页，共60页时序图时序图CK

9、JQQ J 保持保持计数计数10010011工作特点：工作特点：后沿触发后沿触发24现在学习的是第24页，共60页单单J-K集成触发器集成触发器T078CJ=J1J2J3K=K1K2K3C1C225现在学习的是第25页，共60页&e&f&c&d&a&bDC设：原状态设：原状态Q=01C=0期间，期间，c、d被封被封锁，输出为锁，输出为1。0110三、三、维阻维阻 D触发器触发器00当当D=1时时26现在学习的是第26页，共60页c=1、d=1反馈到反馈到a、b的输入，的输入，a、b输出输出为为0、1。1110&e&f&c&d&a&bDC1100010但保持原状态但保持原状态Q=027现在学习的

10、是第27页，共60页01C上升沿到达时上升沿到达时c、d开开启，使启，使c=1，d=0。11110Q翻转为翻转为101&e&f&c&d&a&bDC11028现在学习的是第28页，共60页&e&f&c&d&a&bDCC上升沿过上升沿过后，后，d=0将将c封锁封锁,并使并使b=1，维持，维持d=0。11001因此以后因此以后C=1期间期间D的变化不影的变化不影响输出。响输出。110029现在学习的是第29页，共60页功能表功能表逻辑符号逻辑符号RDSDDCQ其它情况下的翻转，请大家自己分析。其它情况下的翻转，请大家自己分析。30现在学习的是第30页，共60页CDQ例：画出例：画出D触发器的输出波形

11、。触发器的输出波形。工作特点：工作特点：C脉冲上升沿翻转脉冲上升沿翻转31现在学习的是第31页，共60页1、主从主从JK触发器触发器转换成转换成D触发器触发器CQKJDC四、四、触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换2.主从主从 JK触发器转触发器转换成换成T触发器触发器CQKJTC32现在学习的是第32页，共60页3.D触发器转换成触发器转换成T触发器触发器CQDC具有计数功能的触发具有计数功能的触发器称为器称为T触发器触发器33现在学习的是第33页，共60页触发器如何成为计数状态？触发器如何成为计数状态？讨论：讨论：JK触发器触发器D触发器触发器T触发器触发器RDSDCQKJ11RDSD

12、DCQCQKJTC134现在学习的是第34页，共60页应用举例应用举例例：智力竞赛例：智力竞赛四人抢答电路四人抢答电路。四人参加比赛，每人一。四人参加比赛，每人一个按钮，其中一人按下按钮后，相应的指示灯亮。个按钮，其中一人按下按钮后，相应的指示灯亮。并且，其它按钮按下时不起作用。并且，其它按钮按下时不起作用。电路的核心是电路的核心是74LS175四四D触发器。它的内部包触发器。它的内部包含了四个含了四个D触发器，各输入、输出以字头相区别，触发器，各输入、输出以字头相区别，管脚图见下页。管脚图见下页。35现在学习的是第35页，共60页RDD CQRDD CQRDD CQRDD CQ1Q1D2Q2

13、DGND4Q4D3Q3D时钟时钟清零清零UCC公用清零公用清零公用时钟公用时钟74LS175管脚图管脚图36现在学习的是第36页，共60页+5VD1D2D3D4RDC&1&清零清零C赛前先清零赛前先清零0输出为零发光管输出为零发光管不亮不亮2337现在学习的是第37页，共60页+5VD1D2D3D4RDC&1&1&清零清零C23反相端都为反相端都为1 1开启开启1138现在学习的是第38页，共60页+5VD1D2D3D4RDC&1&1&清零清零C23若有一按钮被按下，若有一按钮被按下，比如第一个钮。比如第一个钮。=1=000被封被封这时其它按钮再这时其它按钮再按下也没反应按下也没反应39现在学

14、习的是第39页，共60页21.2 寄存器寄存器 一、一、数码寄存器数码寄存器 寄存器是数字电路的主要部件之一，它用来暂时存放数据或寄存器是数字电路的主要部件之一，它用来暂时存放数据或指令。指令。四位数码寄存器四位数码寄存器10101010A2A3Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1RD取数取数脉冲脉冲寄存寄存指令指令C101040现在学习的是第40页，共60页二、二、移位寄存器移位寄存器 所谓所谓“移位移位”，就是将寄存器所存各位，就是将寄存器所存各位 数据，在每个移数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向

15、，常把它分成把它分成左移寄存器左移寄存器、右移寄存器右移寄存器 和和 双向移位寄存器双向移位寄存器三三种：种：寄存器寄存器左移左移(a)寄存器寄存器右移右移(b)寄存器寄存器双向双向移位移位(c)41现在学习的是第41页，共60页 根据移位数据根据移位数据的输入输出方的输入输出方式，又可将它分式，又可将它分为为串串行输行输入入串串行输行输出出、串串行输行输入入并并行输行输出出、并并行输行输入入串串行行输输出出和和并并行输行输入入并并行输行输出出四种四种电路结构：电路结构：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入

16、并出42现在学习的是第42页，共60页QQ DQQ DQQ DQQ D&A0A1A2A3SDRDCLRLOADCP01、数、数 据据 预预 置置 3210存数存数脉冲脉冲清零清零脉冲脉冲初始状态：初始状态：设设A3A2A1A0 1011在存数脉冲（在存数脉冲（LOAD=1）作用下，）作用下，Q3Q2Q1Q0 1011 。D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q211100100101143现在学习的是第43页，共60页QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210波形图表示如下：波形图表示如下：初态初态Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2Q1Q0CP110100110

17、011000100000000D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q21 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D044现在学习的是第44页，共60页QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210四位串入四位串入-串出的串出的左移左移寄存器：寄存器：QDQQ3DQDQD移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出Q1Q2Q0四位串入四位串入-串出的串出的右移右移寄存器：寄存器：45现在学习的是第4

18、5页，共60页 双向移位双向移位寄存器的构成：寄存器的构成：只要设置一个控制端只要设置一个控制端S，当，当S0 时左移；而当时左移；而当S1时右移即可。时右移即可。D0=SL SQ1 D2=SQ1 SQ3 D3=SQ2 SR D1=SQ0 SQ2 集成组件电路集成组件电路74LS194就是这样的多功能移位就是这样的多功能移位寄存器。寄存器。46现在学习的是第46页，共60页VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194右移右移串行串行输入输入左移左移串行串行输入输入并行输入并

19、行输入47现在学习的是第47页，共60页VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194011110 00 11 01 1直接清零直接清零保保 持持右移右移(从从QA向右移动向右移动)左移左移(从从QD向左移动向左移动)并入并入 CLRCPS1 S0功功 能能48现在学习的是第48页，共60页21.3 计数器计数器 计数器的功能计数器的功能记忆输入脉冲的个数，用于定时、分频、产生节拍脉冲及进记忆输入脉冲的个数，用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。行数字运算等等。计数

20、器的分类计数器的分类同步计数器和异步计数器；同步计数器和异步计数器；加法计数器、减法计数器和可逆计数器；加法计数器、减法计数器和可逆计数器；有时也用计数器的计数容量有时也用计数器的计数容量(或称模数或称模数)来区分各种不同的来区分各种不同的计数器，如二进制计数器、计数器，如二进制计数器、N进制计数器、二十进制进制计数器、二十进制计数器等等。计数器等等。49现在学习的是第49页，共60页一、异步二进制加法计数器一、异步二进制加法计数器 在异步计数器中，各个触发器状态变换的时间不同，故被在异步计数器中，各个触发器状态变换的时间不同，故被称为称为“异步计数器异步计数器”。三位二进制异步加法计数器三位

21、二进制异步加法计数器例例1：三位二进制三位二进制异步异步加法计数器。加法计数器。Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2C计数计数 脉冲脉冲50现在学习的是第50页，共60页Q2Q1Q0 010 0 010101010100 010 1011 0 11 1000 0010 1波形图波形图CQ0Q1Q2Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2C计数计数脉冲脉冲00000000110001111100011010001151现在学习的是第51页，共60页思考题：思考题：试画出三位二进制异步减法计数器的电路图，试画出三位二进制异步减法计数器的电路图，并分析其工作过程。并分析其工作过程。异步计数器异步计数器优

22、点优点：电路简单、可靠；：电路简单、可靠；缺点缺点：速度慢：速度慢Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲C用用JK触发器构成的异步加法计数器触发器构成的异步加法计数器52现在学习的是第52页，共60页二、同步二进制加法计数器二、同步二进制加法计数器 在同步计数器中，各个触发器都受同一时钟脉冲在同步计数器中，各个触发器都受同一时钟脉冲 输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为同时的，故被称为“同步计数器同步计数器”。例例:三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器三位二进制

23、同步加法计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲C53现在学习的是第53页，共60页分析步骤分析步骤:1.先列写控制端的逻辑表达式：先列写控制端的逻辑表达式：J2=K2=Q1 Q0J1=K1=Q0J0=K0=1Q0：来一个来一个C，它就翻转一次；，它就翻转一次；Q1：当：当Q01时，它可翻转一次；时，它可翻转一次；Q2：只有当：只有当Q1Q011时，它才能翻转一次。时，它才能翻转一次。Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器C54现在学习的是第54页，共60页2.再列写状态转换表，分析其状

24、态转换过程。再列写状态转换表，分析其状态转换过程。2 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 6 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 7 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0C Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J01 K01 Q2 Q1 Q0 Q1Q0Q1Q0Q0Q0 原状态原状态 控控 制制 端端

25、下状态下状态,55现在学习的是第55页，共60页CPQ0Q1Q23.还可以用波形图显示状态转换还可以用波形图显示状态转换56现在学习的是第56页，共60页思考题：思考题：试设计一个四位二进制同步加法计数器电路，并检验试设计一个四位二进制同步加法计数器电路，并检验其正确性。其正确性。Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器C57现在学习的是第57页，共60页例例3：任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析1.写出控制端的逻辑表达式：写出控制端的逻辑表达式：J2=Q1 Q0 ，K2 1 J1=K1 1 J0=Q2 ，K0 1

26、 Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲C58现在学习的是第58页，共60页2.再列写状态转换表，分析其状态转换过程：再列写状态转换表，分析其状态转换过程：Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲C 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 3 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 5 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0C Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原状态原状态 控控 制制 端端 下状态下状态,1Q24 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 059现在学习的是第59页，共60页 如前所述，如前所述，左图电路为左图电路为异异步五进制加法计步五进制加法计数器数器。3.波形图波形图CQ0Q1Q2Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲CQ2 Q1 Q0C0 0 0 01 0 0 12 0 1 03 0 1 14 1 0 05 0 0 0状态表状态表60现在学习的是第60页，共60页