应用电工学 少学时 第13章时序逻辑电路.ppt
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1、第第1313章章 时序逻辑电路时序逻辑电路13.1 基本双稳态触发器基本双稳态触发器13.2 钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器13.4 计数器计数器13.3 寄存器寄存器第第1212章章 目录目录数字电路按照功能的不同分为两类:数字电路按照功能的不同分为两类:组合逻辑电路;组合逻辑电路;时序逻辑电路时序逻辑电路.时序逻辑时序逻辑电路的特点:由逻辑门、触发器构成,它在某一电路的特点:由逻辑门、触发器构成,它在某一时刻的输出状态不仅与该时刻的输入信号有关,还与电路时刻的输出状态不仅与该时刻的输入信号有关,还与电路原来的输出状态有关原来的输出状态有关。组合逻辑组合逻辑电路的特点:只由逻辑门电路组成,
2、它在某电路的特点:只由逻辑门电路组成,它在某 一时刻的输出状态仅由该时刻一时刻的输出状态仅由该时刻 的输入信号状态决定。的输入信号状态决定。概概 述述概述概述(一)(一)(一)(一)基本基本基本基本 R-SR-S 触触触触 发发发发 器器器器&RSQQ1010 10 触发器有两个重要的特点:触发器有两个重要的特点:(1 1)触发器有两个可能的稳定工作状态)触发器有两个可能的稳定工作状态)触发器有两个可能的稳定工作状态)触发器有两个可能的稳定工作状态(2 2)触发器具有记忆功能)触发器具有记忆功能)触发器具有记忆功能)触发器具有记忆功能电路组成及工作原理电路组成及工作原理Qn=1,Qn=0则则
3、Qn+1=0,Qn+1=1Q和和Q的逻辑状态相反,的逻辑状态相反,Q=0=0,Q=1=1时称触发器时称触发器为为0态。态。(1)设设 S=1,R=013.1 基本双稳态触发器基本双稳态触发器第第1212章章1212 1 1&RSQQ011010&RSQQ110110则则 Qn=Qn+1(3)设设 S=R=1(一)(一)(一)(一)基本基本基本基本 R-SR-S 触触触触 发发发发 器器器器(2)设设 S=0,R=1Qn=0,Qn=1则则 Qn+1=1,Qn+1=0第第1212章章1212 1 1&RSQQ0011禁用禁用1 1 0 01 1 1 11 0 1 01 0 0 00 1 0 10
4、1 1 10 0 0 不定不定0 0 1 不定不定(4)S=R=0 0 0 不定不定,禁止禁止 SRQ简化真值表简化真值表1 0 0 0 1 1 1 1 不变不变 SR QnQn+1RS触发器真值表触发器真值表(一)(一)(一)(一)基本基本基本基本 R-SR-S 触触触触 发发发发 器器器器第第1212章章1212 1 1基本基本R-S触发器符触发器符号号SRQQABQQRS11或非门组成的基本触发器或非门组成的基本触发器输入信号高电平有效输入信号高电平有效SRSRQQ逻辑符号逻辑符号SR低电平有效低电平有效(一)(一)(一)(一)基本基本基本基本 R-SR-S 触触触触 发发发发 器器器器
5、第第1212章章1212 1 1CP&RCDS时钟脉冲未到时钟脉冲未到,即即CP=0时,时,C、D门门被封锁,无论被封锁,无论S、R端加什么信号它们端加什么信号它们输出全是输出全是1 1,触发器,触发器保持原来状态不变。保持原来状态不变。时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲到来时钟脉冲到来,即在,即在CP=1=1时时,R、S的变化才能的变化才能引起触发器翻转。为高电引起触发器翻转。为高电平触发。平触发。&ABQQRS(一)(一)(一)(一)R R S S触发器触发器触发器触发器13.2 钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器有时钟脉冲的触发器称为钟控触发器有时钟脉冲的触发器称为钟控触发器1.电路结构电路结构第第
6、1212章章1212 2 2(2)S=1,R=0,Qn+1=1 0&RS01010(3)S=0 ,R=1,Qn+1=0(4)S=R=1(1)S=R=0Qn=Qn+1禁用禁用&RDSDQQ11010ABCDCPRDSDCPQQSR1符号符号2.逻辑功能逻辑功能(一)(一)(一)(一)R RS S触发器触发器触发器触发器第第1212章章1212 2 2&ABQQRD&RSDCDSCP0 0 0 00 0 1 11 0 0 11 0 1 10 1 0 00 1 1 01 1 0 禁用禁用1 1 1 禁用禁用SR QnQn+1真值表真值表Qn10(当(当CP=1=1时)时)RD、SD不受不受CPCP控
7、制,直接将控制,直接将触发器置触发器置1 1或置或置0。SD置置1 1、RD置置0,并低电平有效。,并低电平有效。2.逻辑功能逻辑功能(一)(一)(一)(一)R R S S触发器触发器触发器触发器第第1212章章1212 2 21 1 禁止禁止 SR Qn+1简化真值表简化真值表0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 0 0 0 00 0 1 11 0 0 11 0 1 10 1 0 00 1 1 01 1 0 禁用禁用1 1 1 禁用禁用SR QnQn+1真值表真值表Qn10重点放在:重点放在:逻辑功能和触发方式上逻辑功能和触发方式上2.逻辑功能逻辑功能(一)(一)(一)(一)R R S S触
8、发器触发器触发器触发器第第12章章12 2CP例:初态例:初态Q=0,画出在画出在CP作用下作用下Q端的波形。端的波形。SRQ不定不定禁止出现禁止出现1 1 不定,禁止不定,禁止 SR Qn+1真值表真值表0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 存在的问题:空翻现象存在的问题:空翻现象注意:注意:触发器的输出状态由触发器的输出状态由CPCP脉冲脉冲高电平时对应的高电平时对应的R R和和S S决定决定(一)(一)(一)(一)R R S S触发器触发器触发器触发器第第12章章12 2(二)(二)(二)(二)J-K J-K 触发器触发器触发器触发器1 1 电路结构:由两个同步电路结构:由两个同步RS触
9、发器和一个非门构成触发器和一个非门构成。SRSDRDCQQSRSDRDCQQ&主主从从JK1CPQQ主主触发器触发器R=K QnS=J Qn主从型触发器的特点:主从型触发器的特点:CP=1=1时,输入信号进入时,输入信号进入主触发器,从触发器主触发器,从触发器CP=0=0被封锁;当被封锁;当CP=0=0时,时,主触发器被封锁,从触发器开启。主触发器被封锁,从触发器开启。SDRD第第1212章章1212 2 2SRSDRDCQQSRSDRDCQQ&主主从从JKSDRD1CPQQ(1)J=K=0,Qn+1=Qn(2)J=0,K=1 Qn=0,S=J Qn=0,R=K Qn=0,Qn+1=Qn=0
10、Qn=1,S=J Qn=0,R=K Qn=1,Qn+1=0 2.逻辑功能逻辑功能 Qn+1=0主主触发器触发器R=K QnS=J Qn第第1212章章1212 2 2SRSDRDCQQSRSDRDCQQ&主主从从JKSDRD1CPQQ(3)J=1,K=0Qn=0,S=J Qn=1,R=K Qn=0,Qn+1=1 Qn=1,S=J Qn=0,R=K Qn=0,Qn+1=Qn=1 Qn+1=12.逻辑功能逻辑功能主主触发器触发器R=K QnS=J Qn第第1212章章1212 2 2SRSDRDCQQSRSDRDCQQ&主主从从JKSDRD1CPQQ(4)J=K=1,Qn=0,S=1,R=0,Qn
11、+1=1Qn+1=QnQn=1,S=0,R=1,Qn+1=02.逻辑功能逻辑功能主主触发器触发器R=K QnS=J Qn第第1212章章1212 2 2JK QnQn+11 0 0 11 0 1 110 1 0 00 1 1 00JK触发器真值表触发器真值表1 1 0 11 1 1 0Qn0 0 0 00 0 1 1Qn保持功能保持功能置置 1 功能功能置置 0 功能功能计数功能计数功能 Qn+1跟随跟随 J变化变化1 1 Qn JK Qn+10 0 Qn 0 1 0 1 0 1 JK触发器触发器简化真值表简化真值表KJSDRDCQQ 2.逻辑功能逻辑功能主从触发器符号主从触发器符号第第121
12、2章章1212 2 2JK QnQn+11 0 0 11 0 1 110 1 0 00 1 1 00JK触发器特性表触发器特性表1 1 0 11 1 1 0Qn0 0 0 00 0 1 1Qn保持功能保持功能置置 1 功能功能置置 0 功能功能计数功能计数功能 Qn+1跟随跟随 J变化变化特性方程特性方程 Qn000111 100110100 1 0 1JKQn+1=J Qn+K Qn第第1212章章1212 2 23.触发方式触发方式:触发器在时钟脉冲的什么时间接受输入触发器在时钟脉冲的什么时间接受输入信号和输出相应的状态。信号和输出相应的状态。B、后沿主从触发:后沿主从触发:CPCP前沿到
13、来时开始输前沿到来时开始输入信号,延迟至入信号,延迟至CP后后沿到来时输出相应状态。沿到来时输出相应状态。KJSDRDCQQ C、前沿主从触发:前沿主从触发:CPCP后沿到来时开始输后沿到来时开始输入信号,延迟至入信号,延迟至CP前前沿到来时输出相应状态。沿到来时输出相应状态。KJSDRDCQQ A、电平触发:电平触发:在在CPCP脉冲为规定的电平时,触发器都能脉冲为规定的电平时,触发器都能接受输入信号并立即输出相应状态的触发方式。接受输入信号并立即输出相应状态的触发方式。第第1212章章1212 2 2D、边沿触发型边沿触发型J-K触发器触发器CP为什么能防止空翻为什么能防止空翻?Q主主Q从
14、从J=K=1KJSDRDCQQ 前沿(上升沿)触发并翻转前沿(上升沿)触发并翻转KJSDRDCQQ 后沿(下降沿)触发并翻转后沿(下降沿)触发并翻转第第1212章章1212 2 23.触发方式触发方式例:例:已知后沿触发已知后沿触发 的的J-K触发器,触发器,J和和K端的输入信号端的输入信号波形如图,而且已知触发器原为波形如图,而且已知触发器原为0态,求输出端态,求输出端Q的波形。的波形。JKQCP1234注意:注意:触发器的输出状态由触发器的输出状态由CP脉冲脉冲后沿对应的后沿对应的J和和K决定,并在后沿翻转。决定,并在后沿翻转。第第1212章章1212 2 23.触发方式触发方式(三)(三
15、)(三)(三)D D D D触发器触发器触发器触发器SDRDCQQ D符号符号0 0 0 0 1 01 0 11 1 1D QnQn+1D触发器真值表触发器真值表10置置 1置置 0 Qn+1跟随跟随D触发方式:边沿触发型,且上升沿触发。触发方式:边沿触发型,且上升沿触发。第第1212章章1212 2 2下降沿触发下降沿触发SDRDCQQ D符号符号CP例:已知维持阻塞型例:已知维持阻塞型D触发器触发器CP和和D端的波形,端的波形,D触发器为上升沿触发,试画出输出端触发器为上升沿触发,试画出输出端Q的波形。的波形。DQ注意:触发器的输出状态由注意:触发器的输出状态由CP脉冲上升沿对应的脉冲上升
16、沿对应的D D决定。决定。并在并在CP脉冲上升沿翻转。在其它时间输出状态不脉冲上升沿翻转。在其它时间输出状态不 会发生变化。会发生变化。(三)(三)(三)(三)D D触发器触发器触发器触发器第第1212章章1212 2 2例:用例:用D触发器构成计数器触发器构成计数器SDRDCQQ DD=Qn计数功能要求计数功能要求:Qn+1=Qn(三)(三)(三)(三)D D触发器触发器触发器触发器第第1212章章1212 2 2(四)(四)(四)(四)T T触发器及触发器及TT触发器触发器SDRDCQQ T符号符号T触发器触发器 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0T QnQn+1T触发器特性表
17、触发器特性表 Qn Qn 保持功能保持功能计数功能计数功能T触发器:当触发器:当T=1时,时,Qn+1=QnQn+1=TQn+TQn特性方程特性方程仅具有计数功能仅具有计数功能第第1212章章1212 2 2DCPRDDCPRD DCPRDDCPRD&+5VCLR&Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4SB1SB2SB3SB41010112301CLR端加入清零脉冲后端加入清零脉冲后 Q1=Q2=Q3=Q4=0,Q1=Q2=Q3=Q4=1,四人抢答器电路四人抢答器电路与非门与非门2输出为输出为1,时钟脉冲加到四个时钟脉冲加到四个D触发器的触发器的CP端,端,SB未按下未按下,D触发器触发器的零状态不
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