第14章-触发器和时序逻辑电路.ppt
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1、1第第14章章 触发器和时序逻辑电路触发器和时序逻辑电路14.114.1 双稳态触发器双稳态触发器14.2 14.2 寄存器寄存器14.314.3 计计数器数器2 电路的输出状态不仅取决于电路的输出状态不仅取决于电路的输出状态不仅取决于电路的输出状态不仅取决于当时当时当时当时的输入信号,的输入信号,的输入信号,的输入信号,而且与电路而且与电路而且与电路而且与电路原来的状态有关原来的状态有关原来的状态有关原来的状态有关。这种这种这种这种具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能的电路称为时序逻辑电路。的电路称为时序逻辑电路。的电路称为时序逻辑电路。的电路称为时序逻辑电路。时
2、序逻辑电路的特点:时序逻辑电路的特点:下面介绍下面介绍双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器,它是构成时序电路它是构成时序电路它是构成时序电路它是构成时序电路的基本逻辑单元。的基本逻辑单元。的基本逻辑单元。的基本逻辑单元。314.1 双稳态触发器双稳态触发器14.1.214.1.2 主从主从主从主从J JK K 触发器触发器触发器触发器14.1.314.1.3 维持阻塞维持阻塞维持阻塞维持阻塞D D 触发器触发器触发器触发器14.1.4 14.1.4 触发器逻辑功能转换触发器逻辑功能转换触发器逻辑功能转换触发器逻辑功能转换14.1.1 14.1.1 R RS S 触发器触发器触发器触
3、发器414.1 双稳态触发器双稳态触发器特点:特点:特点:特点:1 1、有、有、有、有两个稳定状态两个稳定状态两个稳定状态两个稳定状态“0”态态态态和和“1”态态;2、能根据输入信号将触发器置成能根据输入信号将触发器置成能根据输入信号将触发器置成能根据输入信号将触发器置成“0”0”或或或或“1”1”态态态态;3 3、被置成的、被置成的、被置成的、被置成的“0”或或“1”态能保存下来,即具态能保存下来,即具态能保存下来,即具态能保存下来,即具有记忆功能。有记忆功能。有记忆功能。有记忆功能。双稳态触发器:双稳态触发器:双稳态触发器:双稳态触发器:是一种具有记忆功能是一种具有记忆功能是一种具有记忆功
4、能是一种具有记忆功能的逻辑单元电路,它能储存的逻辑单元电路,它能储存的逻辑单元电路,它能储存的逻辑单元电路,它能储存一位二进制码。一位二进制码。一位二进制码。一位二进制码。514.1.1 RS 触发器触发器两互补输出端两互补输出端1.1.基本基本基本基本 R RS S 触发器触发器触发器触发器两输入端两输入端&Q QQ Q.G1&.G2S SD DR RD D1)1)正常情况下,两输正常情况下,两输正常情况下,两输正常情况下,两输出端的状态保持相反。出端的状态保持相反。出端的状态保持相反。出端的状态保持相反。2)2)通常以通常以通常以通常以Q Q端的逻辑电端的逻辑电端的逻辑电端的逻辑电平表示触
5、发器的状态,平表示触发器的状态,平表示触发器的状态,平表示触发器的状态,即即即即Q Q=1=1,Q Q=0=0时,时,时,时,称为称为称为称为“1”1”态;态;态;态;3)3)反之为反之为反之为反之为“0”0”态。态。态。态。反馈线反馈线6 触发器输出与输入的逻辑关系触发器输出与输入的逻辑关系10置为置为“0”态态(1)SD=1,RD=01 10 01 10 0Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D 结论结论:不论触发不论触发器原来为何种状态,器原来为何种状态,当当 SD=1,RD=0时时,将使将使触发器置触发器置“0”或称为或称为复位复位。置位端置位端70 01 11 11 1
6、0 00(2)SD=0,RD=1Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D置为置为“1”态态 结论结论:不论触发不论触发器原来为何种状态,器原来为何种状态,当当 SD=0,RD=1时时,将使将使触发器置触发器置“1”或称为或称为置位置位。置位端置位端81 11 1设原态为设原态为“0”态态0 01 10 00 01 11保持为保持为“0”态态(3)SD=1,RD=1Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D9设原态为设原态为“1”态态11 11 10 00 00 01触发器保持触发器保持“1”态不变态不变1 1 当当 SD=1,RD=1时时,触发器保持触发器保持 原来的状态
7、,原来的状态,即即触发器具触发器具 有保持、记有保持、记 忆功能忆功能。Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D10110011110若若G2先翻转,则为先翻转,则为“1”态态“0”态态(4)SD=0,RD=0当信号当信号SD=RD=0同时变为同时变为1时,由于与非门的翻转时间时,由于与非门的翻转时间不可能完全相同,触发器状态可能是不可能完全相同,触发器状态可能是“1”态,也可能态,也可能是是“0”态,不能根据输入信号确定。态,不能根据输入信号确定。Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D110若先翻转若先翻转若先翻转若先翻转11001111110“1”态态Q QQ Q
8、.G1&.&G2S SD DR RD D10若先翻转若先翻转若先翻转若先翻转若若G1先翻转,则为先翻转,则为“0”态态11基本基本基本基本 R RS S 触发器状态表触发器状态表触发器状态表触发器状态表逻辑符号逻辑符号R RD D(Reset Direct)-(Reset Direct)-直接置直接置直接置直接置“0”“0”端端端端(复位端复位端复位端复位端)S SD D(Set Direct)-(Set Direct)-直接置直接置直接置直接置“1”“1”端端端端(置位端置位端置位端置位端)QQSDRDSDRDQ1 0 0 置置00 1 1 置置11 1 不变不变 保持保持0 0 同时变同时
9、变 1后不确定后不确定功能功能低电平有效低电平有效12RSQQ置1置0置1置1置1保持不定不定时序波形图:反映触发器输入信号取值和输时序波形图:反映触发器输入信号取值和输出状态之间对应关系的图形称为波形图。出状态之间对应关系的图形称为波形图。例例132.可控可控 RS 触发器触发器基本基本R-S触发器触发器导引电路导引电路&G4SR&G3C.&G1&G2.SDRDQQ时钟脉冲时钟脉冲置位输置位输入端入端复位输复位输入端入端置位端置位端复位端复位端14当当C=0时时011 R R,S S 输入状态输入状态输入状态输入状态 不起作用。不起作用。不起作用。不起作用。触发器状态不变触发器状态不变触发器
10、状态不变触发器状态不变11.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C S SD D,R RD D 用于预置触用于预置触用于预置触用于预置触发器的初始状态,发器的初始状态,发器的初始状态,发器的初始状态,工作过程中应处于工作过程中应处于工作过程中应处于工作过程中应处于高电平,对电路工作高电平,对电路工作高电平,对电路工作高电平,对电路工作状态无影响。状态无影响。状态无影响。状态无影响。被封锁被封锁被封锁被封锁被封锁被封锁被封锁被封锁15当当 C=1 时时1打开打开触发器状态由触发器状态由触发器状态由触发器状态由R R,S S 输入状态决定。输入状态决定。输入状态决定。输入状态决定。11打开打
11、开打开打开触发器的翻转触发器的翻转触发器的翻转触发器的翻转时刻受时刻受时刻受时刻受C C控制控制控制控制(C C高电平时高电平时高电平时高电平时翻转)翻转)翻转)翻转),而触而触而触而触发器的状态由发器的状态由发器的状态由发器的状态由R R,S S的状态的状态的状态的状态决决决决定。定。定。定。.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C16可控可控可控可控RSRS状态表状态表状态表状态表0 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1QnQ Qn n时钟到来前触发器的状态时钟到来前触发器的状态时钟到来前触发器的状态时钟到来前触发器的状态Qn+1时钟到来后触发器的状态时钟到来后触发器
12、的状态逻辑符号逻辑符号QQSR CSDRDC C高电平时触发器状态由高电平时触发器状态由高电平时触发器状态由高电平时触发器状态由R R、S S确定确定确定确定17存在问题:存在问题:存在问题:存在问题:时钟脉冲不能过宽,否则出现空翻现时钟脉冲不能过宽,否则出现空翻现时钟脉冲不能过宽,否则出现空翻现时钟脉冲不能过宽,否则出现空翻现象,即在一个时钟脉冲期间触发器翻象,即在一个时钟脉冲期间触发器翻象,即在一个时钟脉冲期间触发器翻象,即在一个时钟脉冲期间触发器翻转一次以上。转一次以上。转一次以上。转一次以上。C克服办法:采用克服办法:采用克服办法:采用克服办法:采用 JKJK 触发器或触发器或触发器或
13、触发器或 D D 触发器触发器触发器触发器0 0 SR 0 1 0 1 0 1 1 1 不定不定Qn+1QnQ=SQ=R1814.1.2 14.1.2 主从主从主从主从JKJK触发器触发器触发器触发器1.1.电路结构电路结构从触发器从触发器主触发器主触发器反反反反馈馈馈馈线线线线C C CF主主JK1互补时互补时钟控制钟控制主、从主、从触发器触发器不能同不能同时翻转时翻转RS CF从从QSDRDQQ192.工作原理工作原理01F主主打开打开F主主状态由状态由J、K决定,接收信决定,接收信号并暂存。号并暂存。F F从从从从封锁封锁封锁封锁F从从状态保持不变。状态保持不变。1C CRS CF从从Q
14、QQSDRD1 CF主主JKC C012010状态保持不变。状态保持不变。从触发器的状态取从触发器的状态取决于主触发器,并决于主触发器,并保持主、从状态一保持主、从状态一致,因此称之为主致,因此称之为主从触发器。从触发器。F F从从从从打开打开打开打开F主主封锁封锁0RS CF从从QQQSDRD1 CF主主JKC C01C01021010C高电平时触发器高电平时触发器接收信号并暂存接收信号并暂存(即(即F主主状态由状态由J、K决定,决定,F从从状态保持状态保持不变)。不变)。C下降沿下降沿()触发触发器翻转器翻转(F从从状态状态与与F主主状态一致)。状态一致)。CRS CF从从QQQSDRD1
15、 CF主主JKC 223.JK触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能Qn10 0 1 1 1 0 0Qn 0 1 J J K K Q Qn n Q Qn+1 n+1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 JK JK触发器状态表触发器状态表触发器状态表触发器状态表0 1 0 1 0 1 0 1 00不变不变11翻转翻转0110 随随J走走23J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn JK JK触发器状态表触发器状态表触发器状态表触发器状态表(保持功能保持功能保持功能保持功能)(置置置置“0”0”功能功能功能功能)(置置置置“1”1”功能功能功能功能
16、)(计数功能计数功能计数功能计数功能)C C下降沿触发翻转下降沿触发翻转下降沿触发翻转下降沿触发翻转S SD D 、R RD D为直接置为直接置为直接置为直接置 1 1、置、置、置、置 0 0 端,不受时钟控制,低端,不受时钟控制,低端,不受时钟控制,低端,不受时钟控制,低电平有效,电平有效,电平有效,电平有效,触发器工作时触发器工作时SD、RD应接高电平。应接高电平。逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号 CQJKSDRDQ24例:例:JK 触发器工作波形触发器工作波形CJKQ下降沿触发翻转下降沿触发翻转2514.1.3 D 触发器触发器D D触发器状态表触发器状态表触发器状态表触发器状态表D Q
17、n+1 0101上升沿触上升沿触上升沿触上升沿触发翻转发翻转发翻转发翻转逻辑符号逻辑符号D CQQRDSD如维持阻塞如维持阻塞如维持阻塞如维持阻塞 D D 触发器触发器触发器触发器26例:例:例:例:D D 触发器工作波形图触发器工作波形图触发器工作波形图触发器工作波形图CDQ上升沿触发翻转上升沿触发翻转上升沿触发翻转上升沿触发翻转2714.1.4 14.1.4 触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换1.1.将将将将JKJK触发器转换为触发器转换为触发器转换为触发器转换为 D D 触发器触发器触发器触发器 当当当当J=DJ=D,K K=D D时,时,时
18、,时,两触发器状态相同两触发器状态相同两触发器状态相同两触发器状态相同D1 CQJKSDRDQ仍为下降沿仍为下降沿触发翻转触发翻转282.2.将将将将 D D 触发器转换为触发器转换为触发器转换为触发器转换为 T T 触发器触发器触发器触发器触发器仅具有计数功能触发器仅具有计数功能触发器仅具有计数功能触发器仅具有计数功能 即要求来一个即要求来一个即要求来一个即要求来一个C C,触发器就翻转一次。触发器就翻转一次。触发器就翻转一次。触发器就翻转一次。CQD=Q CQQD2914.2 寄存器寄存器 寄存器是数字系统常用的逻辑部件,它用寄存器是数字系统常用的逻辑部件,它用来存放数码或指令等。来存放数
19、码或指令等。它由触发器和门电路组成。它由触发器和门电路组成。一个触发器只能存放一位二进制数,存放一个触发器只能存放一位二进制数,存放 n 位二进制时,要位二进制时,要 n个触发器。个触发器。按功能分按功能分数码寄存器(存储数据)数码寄存器(存储数据)移位寄存器(脉冲分配、乘除运算)移位寄存器(脉冲分配、乘除运算)30清零清零寄存指令寄存指令通常由通常由通常由通常由D D触发器或触发器或触发器或触发器或R-SR-S触发器组成触发器组成触发器组成触发器组成并行输入方式并行输入方式并行输入方式并行输入方式RD.QDF0d0Q0.Q.DF1d1Q1.d2Q.DF2Q2QDF3d3Q31101寄存数码寄
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- 14 触发器 时序 逻辑电路
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