電子技術(shù)21觸發(fā)器及時(shí)序邏輯電路-new-1

1、 第第21章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路21.2 21.2 寄存器寄存器21.3.121.3.121.3.2 21.3.2 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器21.1 21.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時(shí)序邏輯電路的分析方法時(shí)序邏輯電路的分析方法21.1.1 RS觸發(fā)器觸發(fā)器 1基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 （1 1）電路結(jié)構(gòu)）電路結(jié)構(gòu): :由兩個(gè)門(mén)電路交叉連接而成。由兩個(gè)門(mén)電路交叉連接而成。21.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器置0端置1端&GGQQ12DRDS低電平有效QQDRDS（2）邏輯功能）邏輯功能觸發(fā)器有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，觸發(fā)器有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，當(dāng)當(dāng)Q=1=1， =0=0時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器

2、的時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的1 1狀態(tài)。狀態(tài)。Q當(dāng)當(dāng) =1=1，Q=0=0時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的0 0狀態(tài)。狀態(tài)。QQn+1功能功能Qn功能表功能表DS 0 1置置0 00001DR0111001&GGQQ12DRDS 稱(chēng)為置稱(chēng)為置0輸入端輸入端低電平有效低電平有效DRQn+1功能功能Qn功能表功能表 0 1置置0 00001觸發(fā)器有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，觸發(fā)器有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，（2）邏輯功能）邏輯功能當(dāng)當(dāng)Q=1=1， =0=0時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的1 1狀態(tài)。狀態(tài)。Q當(dāng)當(dāng) =1=1，Q=0=0時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的0 0狀態(tài)。狀態(tài)。Q1 0置置1 111011000

3、111&GGQQ12DRDS 稱(chēng)為置稱(chēng)為置1輸入端輸入端低電平有效低電平有效DSDRDSQn+1功能功能Qn功能表功能表 0 1置置0 00001觸發(fā)器有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，觸發(fā)器有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，（2）邏輯功能）邏輯功能當(dāng)當(dāng)Q=1=1， =0=0時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的1 1狀態(tài)。狀態(tài)。Q當(dāng)當(dāng) =1=1，Q=0=0時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的0 0狀態(tài)。狀態(tài)。Q1 0置置1 111011 11111000010保持保持DRDS&GGQQ12DRDSQn+1功能功能Qn功能表功能表 0 1置置0 00001觸發(fā)器有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，觸發(fā)器有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，（2）邏

4、輯功能）邏輯功能當(dāng)當(dāng)Q=1=1， =0=0時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的1 1狀態(tài)。狀態(tài)。Q當(dāng)當(dāng) =1=1，Q=0=0時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的時(shí)，稱(chēng)為觸發(fā)器的0 0狀態(tài)。狀態(tài)。Q1 0置置1 111011 1000011011011保持保持0 0不定不定01&GGQQ12DRDSDRDS（3 3）波形分析）波形分析例例5.1.15.1.1 在用與非門(mén)組成的基本在用與非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器中，設(shè)初始狀態(tài)為觸發(fā)器中，設(shè)初始狀態(tài)為0，已，已知輸入知輸入RD、SD的波形圖，畫(huà)出兩輸出端的波形圖。的波形圖，畫(huà)出兩輸出端的波形圖。QQDSDRSRQG21GQ11邏輯功能：邏輯功能：1000110Qn+

5、1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1置置1 111011 0置置0 000011 101不定不定0 0保持保持0101用或非門(mén)組成的基本用或非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器S仍然稱(chēng)為置仍然稱(chēng)為置1輸入端，但為高電平有效。輸入端，但為高電平有效。R仍然稱(chēng)為置仍然稱(chēng)為置0輸入端，也為高電平有效輸入端，也為高電平有效。波形分析：波形分析：RS 邏輯符號(hào)：邏輯符號(hào)：QQSR 由于該觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)是高電平由于該觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)是高電平有效，因此在邏輯符號(hào)的輸入端處沒(méi)有效，因此在邏輯符號(hào)的輸入端處沒(méi)有小圓圈。有小圓圈。QQ高電平有效基本觸發(fā)器的特點(diǎn)總結(jié)：基本觸發(fā)器的特點(diǎn)總結(jié)：（1 1）有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出

6、端，有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。）有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。（2 2）有復(fù)位（）有復(fù)位（Q=0Q=0）、置位（）、置位（Q=1Q=1）、保持原狀態(tài)三種）、保持原狀態(tài)三種功能。功能。（3 3）R R為復(fù)位輸入端，為復(fù)位輸入端，S S為置位輸入端，可以是低電平為置位輸入端，可以是低電平有效，也可以是高電平有效，取決于觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。有效，也可以是高電平有效，取決于觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。（4 4）由于反饋線的存在，無(wú)論是復(fù)位還是置位，有效）由于反饋線的存在，無(wú)論是復(fù)位還是置位，有效信號(hào)只需要作用很短的一段時(shí)間，即信號(hào)只需要作用很短的一段時(shí)間，即“一觸即發(fā)一觸即發(fā)”。2. 2. 可控（同步）可控（同步）RS觸

7、發(fā)器觸發(fā)器 給觸發(fā)器加一個(gè)時(shí)鐘控制端給觸發(fā)器加一個(gè)時(shí)鐘控制端CP，只有在，只有在CP端上出現(xiàn)時(shí)鐘脈沖時(shí)，端上出現(xiàn)時(shí)鐘脈沖時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)才能改變。這種觸發(fā)器稱(chēng)為觸發(fā)器的狀態(tài)才能改變。這種觸發(fā)器稱(chēng)為同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器。 （1 1）同步）同步RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)&GGQQ12&RSCP3G4GQQ1S1R C1CP（2 2）邏輯功能）邏輯功能當(dāng)當(dāng)CP0 0時(shí)，控制門(mén)時(shí)，控制門(mén)G3 3、G4 4關(guān)閉，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。關(guān)閉，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。當(dāng)當(dāng)CP1 1時(shí)，時(shí)，G3 3、G4 4打開(kāi)，其輸出狀態(tài)由打開(kāi)，其輸出狀態(tài)由R、S端的輸入信號(hào)決定。端的輸入信號(hào)決定。

8、同步同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分別由觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分別由R、S和和CP控制，其中，控制，其中，R、S控制控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向；狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向；CP控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻?？刂茽顟B(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻。&GGQQ12&RSCP3G4GQn+1R S功能功能Qn狀態(tài)表狀態(tài)表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)1101 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)00011 11 101不定不定0 00 0保持保持0101100101101 （3）波形圖）波形圖 已知同步已知同步RS觸發(fā)器的輸入波形，畫(huà)出輸出波形圖。觸發(fā)器的輸入波形，畫(huà)出輸出波形圖。SRCPQQ(4)同步觸發(fā)器存在

9、的問(wèn)題同步觸發(fā)器存在的問(wèn)題空翻空翻由于在由于在CP=1期間，期間，G3、G4門(mén)都是開(kāi)著的，都能接收門(mén)都是開(kāi)著的，都能接收R、S信號(hào)，所以，如果在信號(hào)，所以，如果在CP=1期間期間R、S發(fā)生多次變化，則觸發(fā)器的狀態(tài)也可能發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)。發(fā)生多次變化，則觸發(fā)器的狀態(tài)也可能發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)。在一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期中，觸發(fā)器發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫做在一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期中，觸發(fā)器發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫做空翻空翻。&GGQQ12&RSCP3G4GRSCPQ 有效翻轉(zhuǎn)有效翻轉(zhuǎn) 空翻空翻計(jì)數(shù)器DSDRQQ1G2G&3G4GSRC&21.1.2 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器由兩級(jí)同步由兩級(jí)同步RS觸發(fā)器

10、觸發(fā)器串聯(lián)組成。串聯(lián)組成。G1G4組成從觸發(fā)器，組成從觸發(fā)器，G5G8組成主觸發(fā)器。組成主觸發(fā)器。CP 與與CP互補(bǔ)，使兩互補(bǔ)，使兩個(gè)觸發(fā)器工作在兩個(gè)觸發(fā)器工作在兩個(gè)不同的時(shí)區(qū)內(nèi)。個(gè)不同的時(shí)區(qū)內(nèi)。一、一、 主從主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器 1電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)&GCP器G&G6G9G1&2觸觸G&器主G發(fā)發(fā)4G3QCPQRQ從&S8Q57G1&GCP器G&G6G9G1&2觸觸G&器主G發(fā)發(fā)4G3QCPQRQ從&S8Q57G12 2工作原理工作原理Qn+1R S功能功能Qn狀態(tài)表狀態(tài)表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S

11、狀態(tài)狀態(tài)1101 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)00011 11 101不定不定0 00 0保持保持0101主從觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)分為兩個(gè)節(jié)拍：主從觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)分為兩個(gè)節(jié)拍： （1 1）當(dāng)）當(dāng)CP1 1時(shí)，時(shí)，CP0 0，”從從“保持。保持?！敝髦鳌惫ぷ?，接收工作，接收R和和S端的輸入信號(hào)。端的輸入信號(hào)。（2 2）當(dāng)）當(dāng)CP 時(shí)，即時(shí)，即CP=0=0、CP1 1。 ”主主“保持，不再接收保持，不再接收R、S信號(hào)；信號(hào)； ”從從”工作，接收主觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)。工作，接收主觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)。1001011010101101主從觸發(fā)器的特點(diǎn)：主從觸發(fā)器的特點(diǎn)：QQ1SC11R

12、CP（1 1）主從觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是在）主從觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是在CP CP 由由1 1變變0 0時(shí)刻（時(shí)刻（CPCP下下降沿）發(fā)生的。降沿）發(fā)生的。（2 2）CP CP 一旦變?yōu)橐坏┳優(yōu)? 0后，主觸發(fā)器被封鎖，其狀態(tài)后，主觸發(fā)器被封鎖，其狀態(tài)不再受不再受R R、S S影響，因此不會(huì)有空翻現(xiàn)象。影響，因此不會(huì)有空翻現(xiàn)象。主從主從RSRS觸發(fā)器的符號(hào)：觸發(fā)器的符號(hào)： 二、二、 主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器主從主從RS觸發(fā)器的缺點(diǎn)：觸發(fā)器的缺點(diǎn)：使用時(shí)有約束條件使用時(shí)有約束條件 RS=01 1電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 為此，將觸發(fā)器的兩個(gè)為此，將觸發(fā)器的兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端信號(hào)通過(guò)兩互補(bǔ)的輸出端信號(hào)通過(guò)兩根反饋線分別引到

13、輸入端根反饋線分別引到輸入端的的G7、G8門(mén)，這樣，就構(gòu)門(mén)，這樣，就構(gòu)成了成了JK觸發(fā)器。觸發(fā)器。&GCP器G&G6G9G1&2觸觸G&器主G發(fā)發(fā)4G3QCPQRQ從&S8Q57G1器Q9發(fā)觸&主Q2G3從G觸Q1G器Q發(fā)1GGG&G5&4&6GCP8G&7K&J器Q9發(fā)觸&主Q2G3從G觸Q1G器Q發(fā)1GGG&G5&4&6GCP8G&7K&J2 2工作原理工作原理Qn+1J K功能功能QnJK觸發(fā)器觸發(fā)器狀態(tài)表狀態(tài)表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同J J

14、狀態(tài)狀態(tài)0001 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同J J狀態(tài)狀態(tài)11011 11 101100 00 0保持保持0101Qn=QnCP1KQ1JQC1110101101010110110國(guó)際符號(hào) SDJ CP K RD Q QSD RD J KJ CP KQ Q曾用符號(hào)國(guó)標(biāo)符號(hào)CPRDSD S 1J 1K R Q QC1例例5.2.15.2.1 已知主從已知主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器J、K的波形如圖所示，畫(huà)出輸?shù)牟ㄐ稳鐖D所示，畫(huà)出輸出出Q的波形圖（設(shè)初始狀態(tài)為的波形圖（設(shè)初始狀態(tài)為0）。）。在畫(huà)主從觸發(fā)器的波形圖時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：在畫(huà)主從觸發(fā)器的波形圖時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：（1）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)

15、生在時(shí)鐘脈沖的觸發(fā)沿（這里是下降沿）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在時(shí)鐘脈沖的觸發(fā)沿（這里是下降沿）61KCPJ5423Q（2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是時(shí)鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是時(shí)鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)。4主從主從JK觸發(fā)器存在的問(wèn)題觸發(fā)器存在的問(wèn)題一次一次變化現(xiàn)象變化現(xiàn)象例例5.2.25.2.2 已知主從已知主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器J、K的波形如圖所示，畫(huà)出輸出的波形如圖所示，畫(huà)出輸出Q的波形的波形圖（設(shè)初始狀態(tài)為圖（設(shè)初始狀態(tài)為0）。）。器Q9發(fā)觸&主Q2G3從G觸Q1G器Q發(fā)1GGG&G5&4&6GCP8G&7K&

16、JKJCPQ0101011101101101001101由此看出，主從由此看出，主從JK觸發(fā)器在觸發(fā)器在CP=1期間，主觸發(fā)器只變化（翻轉(zhuǎn)）一次，期間，主觸發(fā)器只變化（翻轉(zhuǎn)）一次，這種現(xiàn)象稱(chēng)為這種現(xiàn)象稱(chēng)為一次變化現(xiàn)象一次變化現(xiàn)象。減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器102201100QQKJQKJ1K1J 計(jì)數(shù)脈沖Q0Q1Q2JCKDSDSJCKDSJCKDDDS驅(qū)動(dòng)方程（驅(qū)動(dòng)方程（J-K端邏輯表達(dá)式）：端邏輯表達(dá)式）：CPQ2 Q1 Q0J0 K0J1 K1J2 K20 1 1 1 1 1 0 0 0 01 1 1 0 1 1 1 1 0 02 1 0 1 1 1 0 0 0 03 1 0 0 1 1 1

17、1 1 14 0 1 1 1 1 0 0 0 05 0 1 0 1 1 1 1 0 06 0 0 1 1 1 0 0 0 07 0 0 0 1 1 1 1 1 18 1 1 1 1 1 0 0 0 0狀態(tài)表狀態(tài)表21.1.3 D觸發(fā)器觸發(fā)器一、維持一、維持阻塞邊沿阻塞邊沿D觸發(fā)器觸發(fā)器 1 1D觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能 D觸發(fā)器只有一個(gè)觸發(fā)輸入端觸發(fā)器只有一個(gè)觸發(fā)輸入端D，因此，邏輯關(guān)系非常簡(jiǎn)單；，因此，邏輯關(guān)系非常簡(jiǎn)單；D觸發(fā)器的特性方程為：觸發(fā)器的特性方程為：Qn+1n+1= =D0011D0101Qn0011Qn+1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同D狀態(tài)狀態(tài) 功能功能D觸發(fā)器的狀態(tài)表觸發(fā)器的

18、狀態(tài)表國(guó)際符號(hào)國(guó)際符號(hào) D CP Q Q DQ Q曾用符號(hào) D CP 1DQ Q國(guó)標(biāo)符號(hào) CP C121.1.521.1.5、觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換、觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換1.1.用用JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成其他功能的觸發(fā)器觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成其他功能的觸發(fā)器（1 1）JKD分別寫(xiě)出分別寫(xiě)出JK觸發(fā)器和觸發(fā)器和D D觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程比較得：比較得：邏輯圖：邏輯圖：nnnQKQJQ 1DQn 1)(nnQQD nnDQQD DJ DK 1J1K C1CPDQQ1（2 2）JKT（T）寫(xiě)出寫(xiě)出JKJK觸發(fā)器和觸發(fā)器和T觸發(fā)器的特性方程：觸發(fā)器的特性方程：比較得：比較得：J= =T，K= =T。令令T=1=1，

19、即可得，即可得T觸發(fā)器。觸發(fā)器。nnnQTQTQ 1nnnQKQJQ 11JC11KCPTQQC11KCP1J1QQ（2 2）DT （3 3）DT1DC1=1CPQQTC11DCPQQ集成數(shù)碼寄存器集成數(shù)碼寄存器74LSl75 ：21.2.1 21.2.1 數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件1DRC1QQR1DC1QRC11D1FFQ11Q2FFQ22Q3FFQ33Q1DD32D1DRC1R0101DQQFF0DQ0CP21.2 21.2 寄存器寄存器7474LS175175的功能的功能: :RD是異步清零控制端。是異步清零控制端。

20、D0D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，是并行數(shù)據(jù)輸入端，CP為時(shí)鐘脈沖端。為時(shí)鐘脈沖端。Q0Q3是并行數(shù)據(jù)輸出端。是并行數(shù)據(jù)輸出端。0111RD清零清零10CP時(shí)鐘時(shí)鐘 d0 d1 d2 d3 D0 D1 D2 D3輸輸 入入0 0 0 0d0 d1 d2 d3保保 持持保保 持持Q0 Q1 Q2 Q3輸輸 出出工作模式工作模式異步清零異步清零數(shù)碼寄存數(shù)碼寄存數(shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)保持7474LS175175的功能表的功能表21.2.2 21.2.2 移位寄存器移位寄存器 移位寄存器移位寄存器不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向

21、右移動(dòng)下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)1 1位。位。1 1單向移位寄存器單向移位寄存器 （1 1）右移寄存器（）右移寄存器（D觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4 4位右移寄存器）位右移寄存器）右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。QRC11D1DC1RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行輸入串行輸出D0D1D20FF1FF2FF3FF并 行 輸 出D3移位脈沖移位脈沖輸入數(shù)碼輸入數(shù)碼輸輸 出出CPDIQ0 Q1 Q2 Q300 0 0 0 設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)

22、為0000，串行輸入數(shù)碼，串行輸入數(shù)碼DI=1101，從高，從高位到低位依次輸入。其位到低位依次輸入。其狀態(tài)表如下：狀態(tài)表如下：QRC11D1DC1RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行輸入串行輸出D0D1D20FF1FF2FF3FF并 行 輸 出D3111 0 0 01 1 0 012030 1 1 0141 0 1 1右移寄存器的時(shí)序圖：右移寄存器的時(shí)序圖： 由于右移寄存器移位的方向?yàn)橛捎谟乙萍拇嫫饕莆坏姆较驗(yàn)镈IQ0 0Q1 1Q2 2Q3 3，所以又稱(chēng)，所以又稱(chēng)上上移寄存器移寄存器。 在在4 4個(gè)個(gè)CPCP作用下，輸入的作用下，輸入的4 4位串行位串行數(shù)碼數(shù)碼11

23、011101全部存入了寄存器中。全部存入了寄存器中。這這種方式稱(chēng)為種方式稱(chēng)為串行輸入方式串行輸入方式。619273584CP1D1I01203Q1QQQ移位脈沖移位脈沖輸入數(shù)碼輸入數(shù)碼輸輸 出出CPDIQ0 Q1 Q2 Q30123411010 0 0 01 0 0 01 1 0 00 1 1 01 0 1 1（2 2）左移寄存器）左移寄存器左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。1DC1RQ1DQRC1Q1D1DC1C1RQRCPCRD01DFF0FF1FF23FF20并 行 輸 出3QQ1QQID串行輸入串

24、行輸出2D3D計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器用以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖用以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖CPCP個(gè)數(shù)的電路。個(gè)數(shù)的電路。計(jì)數(shù)器的分類(lèi)：計(jì)數(shù)器的分類(lèi)：（2 2）按數(shù)字的增減趨勢(shì)可分為加法計(jì)數(shù)器、減）按數(shù)字的增減趨勢(shì)可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。（1 1）按計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)）按計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最典型的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最典型的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（3 3）按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否與計(jì)數(shù)脈沖同步）按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否與計(jì)數(shù)脈沖同步分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。 21.3 21.3 計(jì)數(shù)

25、器計(jì)數(shù)器21.3.1 21.3.1 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1 1二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器 （1 1）二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器（）二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器（4 4位）位） 工作原理：工作原理： 4個(gè)個(gè)JK觸發(fā)器都接成觸發(fā)器都接成T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 每當(dāng)每當(dāng)Q2由由1變變0，F(xiàn)F3向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。 每來(lái)一個(gè)每來(lái)一個(gè)CP的下降沿時(shí)，的下降沿時(shí)，F(xiàn)F0向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當(dāng)每當(dāng)Q0由由1變變0，F(xiàn)F1向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當(dāng)每當(dāng)Q1由由1變變0，F(xiàn)F2向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；1J1KC12Q1QCP

26、FF3R1KFF21JC1R1KFF1Q1J0C1RR0FF1JC11KQ31CR計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖QQQQ（2 2）二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器用用4 4個(gè)上升沿觸發(fā)的個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4 4位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。 工作原理：工作原理：D觸發(fā)器也都接成觸發(fā)器也都接成T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 由于是上升沿觸發(fā)，則應(yīng)將低位觸發(fā)器的由于是上升沿觸發(fā)，則應(yīng)將低位觸發(fā)器的Q端與相鄰高位觸發(fā)端與相鄰高位觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端相連，即從器的時(shí)鐘脈沖輸入端相連，即從Q端取借位信號(hào)。端取借位信號(hào)。 它也同樣具有分頻作用。它也同樣具有分頻作用。C1CPFF3

27、1DQ3計(jì)數(shù)脈沖QRQ31DQQ22FFC1R2Q1DQQ11FFC1R1Q1DQQ00FFC1R0Q清零脈沖CR2 2二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（1 1）二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器）二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器FF1KRC11J清零脈沖Q01K1QQFFC11JQ1K計(jì)數(shù)脈沖&22FF1J&01JQCP3R1KQCRQC11&RR3FFC1Q1FF1KRC11J清零脈沖Q01K1QQFFC11JQ1K計(jì)數(shù)脈沖&22FF1J&01JQCP3R1KQCRQC11&RR3FFC1Q1分析電路圖可見(jiàn)：分析電路圖可見(jiàn)：CRCR清零后，清零后， Q0Q1Q2Q30

28、000FF0 0： J0 0= =K0 0=1=1，每來(lái)一個(gè)每來(lái)一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。FF1 1： J1 1= =K1 1= = Q0 0，當(dāng)當(dāng)Q0 0=1=1時(shí)，來(lái)一個(gè)時(shí)，來(lái)一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。FF2 2： J2 2= =K2 2= = Q0 0Q1 1，當(dāng)當(dāng)Q0 0Q1 1=1=1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。FF3 3： J3 3= =K3 3= = Q0 0Q1 1Q2 2，當(dāng)當(dāng)Q0 0Q1 1Q2 2=1=1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。轉(zhuǎn)一次

29、。計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖序號(hào)序號(hào)電電 路路 狀狀 態(tài)態(tài)Jk狀態(tài)狀態(tài)J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0Q3 Q2 Q1 Q00123456789101112131415160 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 0 00 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 10 0 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 1 1 10

30、 0 0 0 0 0 1 11 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 10 0 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 1 11 1 1 1 1 1 1 1CRCR清零后，清零后， Q0Q1Q2Q30000FF0 0： J0 0= =K0 0=1=1，每來(lái)一個(gè)每來(lái)一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。FF1 1： J1 1= =K1 1= = Q0 0，當(dāng)當(dāng)Q0 0=1=1時(shí)，來(lái)一個(gè)時(shí)，來(lái)一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻

31、轉(zhuǎn)一次。FF2 2： J2 2= =K2 2= = Q0 0Q1 1，當(dāng)當(dāng)Q0 0Q1 1=1=1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。FF3 3： J3 3= =K3 3= = Q0 0Q1 1Q2 2，當(dāng)當(dāng)Q0 0Q1 1Q2 2=1=1時(shí)，時(shí)， 來(lái)一個(gè)來(lái)一個(gè)CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。21.3.2 21.3.2 十進(jìn)制十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器又稱(chēng)模進(jìn)制計(jì)數(shù)器又稱(chēng)模N計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。當(dāng)當(dāng)N=2n時(shí)，就是前面討論的時(shí)，就是前面討論的n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；當(dāng)當(dāng)N2n時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。非二進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)，為非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

32、非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。器中最常用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1 1 同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器用前面介紹的同步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析。用前面介紹的同步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析。（1）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程：）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程：10 J10 KnnQQJ031 nQK01 nnQQJ012 nnQQK012 nnnQQQJ0123 n03QK QQ1KR1J2QC10C111JFFRQ計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖CR0Q1JRFFQ11KC13FF1KRFFC1CP2Q1Q1K1J3&（2）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。設(shè)初態(tài)為設(shè)初態(tài)為Q3 3Q2 2Q1 1Q0

33、0=0000=0000，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。狀狀 態(tài)態(tài)JK 狀狀 態(tài)態(tài)Q3 n Q2 n Q1 n Q0 n J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1

34、 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1nnQQJ031 10 J10 KnQK01 nnQQJ012 nnQQK012 nnnQQQJ0123 n03QK 2異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CP2 2= =Q1 1 （當(dāng)（當(dāng)FF1 1的的Q1 1由由1010時(shí)，時(shí)，Q2 2才可能改變狀態(tài)。）才可能改變狀態(tài)。）用前面介紹的異步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析：用前面介紹的異步時(shí)序邏輯電路分析方法對(duì)該電路進(jìn)行分析：（1 1）寫(xiě)出各邏輯方程式。）寫(xiě)出各邏輯方程式。 時(shí)鐘方程：

35、時(shí)鐘方程： CP0 0= =CP （時(shí)鐘脈沖源的下降沿觸發(fā)。）（時(shí)鐘脈沖源的下降沿觸發(fā)。）CP1 1= =Q0 0 （當(dāng)（當(dāng)FF0 0的的Q0 0由由1010時(shí)，時(shí)，Q1 1才可能改變狀態(tài)。才可能改變狀態(tài)。) )CP3 3= =Q0 0 （當(dāng)（當(dāng)FF0 0的的Q0 0由由1010時(shí)，時(shí)，Q3 3才可能改變狀態(tài)才可能改變狀態(tài)) )1J1KC12Q1QCPFF3R1KFF21JC1R1KFF1Q1J0C1RR0FF1JC11KQ31CR計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖QQQQ&各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：10 J10 KnQJ31 11 K12 J12 KnnQQJ123 13 K1J1KC1

36、2Q1QCPFF3R1KFF21JC1R1KFF1Q1J0C1RR0FF1JC11KQ31CR計(jì)數(shù)脈沖清零脈沖QQQQ& （2）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。設(shè)初態(tài)為設(shè)初態(tài)為Q3Q2Q1Q0=0000，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。，代入次態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。狀狀 態(tài)態(tài)JK 狀狀 態(tài)態(tài)時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖Q3 n Q2 n Q1 n Q0J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0CP3 CP2 CP1 CP0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0

37、 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 10 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 100000000000000000110 J10 KnQJ31 11 K12 J12 KnnQQJ123 13 K CP0 0= =CPCP1 1= =Q0 0CP3 3= =Q0 0CP2 2= =Q1 1例 21.3.13 3 二二五五十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器7429074290二進(jìn)

38、制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CP1 1，輸出端為，輸出端為Q0 0；五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為CP2 2，輸出端為，輸出端為Q1 1、Q2 2、Q3 3。7429074290包含一個(gè)獨(dú)立的包含一個(gè)獨(dú)立的1 1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)獨(dú)立的五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 如果將如果將Q0 0與與CP2 2相連，相連，CP1 1作時(shí)鐘輸入端，作時(shí)鐘輸入端，Q0 0Q3 3作輸出端，則為作輸出端，則為84218421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如果將如果將Q3與與CP0相連，相連，CP2作時(shí)鐘輸入端，從高作時(shí)鐘輸入端，從高位到低位的輸出為位到低位的輸出為Q0 Q3 Q2 Q1 時(shí)，則構(gòu)成時(shí)，則構(gòu)成5421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。RQC1C1RQC11KCPR1K1J1J1J1J1KQ1KRC1QSS&3Q0Q1QQ220(1)R0(2)R9(1)R9(2)1CPR11&am