電工電子技術(shù)第21章

1、 （下）（下） 原來的狀態(tài)原來的狀態(tài) “0”和和“1”態(tài)；態(tài)；2. ；“0”或或“1”兩互補(bǔ)輸出端兩互補(bǔ)輸出端兩輸入端兩輸入端&.G1&.G2反饋線反饋線觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系111設(shè)觸發(fā)器設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為原態(tài)為“1”態(tài)態(tài)(1) SD=1，RD = 1.G1&.&G2設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)為為“0”態(tài)態(tài)保持保持“1”態(tài)態(tài)不變不變0保持保持“0”態(tài)態(tài)不變不變 當(dāng)當(dāng) SD=1， RD=1時時， 觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持 原來的狀態(tài)，原來的狀態(tài)， 即即觸發(fā)器具觸發(fā)器具 有保持、記有保持、記 憶功能憶功能。觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系1設(shè)觸發(fā)器設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為原態(tài)為

2、“1”態(tài)態(tài)翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)態(tài)(2) SD=1，RD = 0.G1&.&G2設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)為為“0”態(tài)態(tài)保持保持“0”態(tài)態(tài)不變不變 結(jié)論結(jié)論: 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當(dāng)當(dāng) SD=1， RD=0時時， 將使將使觸發(fā)器觸發(fā)器 置置“0”或稱或稱 為為復(fù)位復(fù)位。直接置直接置“0”端端11 0RD端加有效低電平信號端加有效低電平信號1負(fù)脈沖負(fù)脈沖觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系0設(shè)觸發(fā)器設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為原態(tài)為“0”態(tài)態(tài)翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)態(tài)(3) SD=0，RD = 1.G1&.&G2設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)為為“1”態(tài)態(tài)保持保持“1”態(tài)態(tài)不變不變 結(jié)論結(jié)論:

3、 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當(dāng)當(dāng) SD=0， RD=1時時， 將使將使觸發(fā)器觸發(fā)器 置置“1”或稱或稱 為為置位置位。直接置直接置“1”端端110SD端加有效低電平信號端加有效低電平信號1負(fù)脈沖負(fù)脈沖110011111110若若G1先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為“0”態(tài)態(tài)“1”態(tài)態(tài) 當(dāng)信號當(dāng)信號SD、RD 同同時由時由0變?yōu)樽優(yōu)?時，時，由于與非門的翻由于與非門的翻轉(zhuǎn)時間不可能完轉(zhuǎn)時間不可能完全相等，觸發(fā)器全相等，觸發(fā)器狀態(tài)可能是狀態(tài)可能是“1”態(tài)，也可能是態(tài)，也可能是“0”態(tài)，不能根據(jù)輸態(tài)，不能根據(jù)輸入信號確定。入信號確定。.G1&.&G2不允許出現(xiàn)不允

4、許出現(xiàn)(4) SD=0，RD =0QQSDRDSDRDQ1 0 0 置置00 1 1 置置11 1 不變不變 保持保持0 0 不允許出現(xiàn)不允許出現(xiàn)功能功能邏輯符號邏輯符號數(shù)字電路實驗箱數(shù)字電路實驗箱邏輯電平開關(guān)邏輯電平開關(guān)發(fā)光二極管發(fā)光二極管單次脈沖單次脈沖連續(xù)脈沖連續(xù)脈沖直流電源區(qū)直流電源區(qū)電源開關(guān)電源開關(guān)譯碼顯示譯碼顯示邏輯開關(guān)邏輯開關(guān)+5V單次脈沖發(fā)生器單次脈沖發(fā)生器+5V&+5V數(shù)字電路實驗箱數(shù)字電路實驗箱+5V邏輯電平指示燈邏輯電平指示燈 用用RS觸發(fā)器也可觸發(fā)器也可構(gòu)成開關(guān)防抖電路。構(gòu)成開關(guān)防抖電路?；净綬S觸發(fā)器觸發(fā)器引導(dǎo)電路引導(dǎo)電路& G4SR& G3CP.& G1& G2

5、.SDRDQQ兩個輸入端兩個輸入端 S、R 輸出端輸出端& G4SR& G3CP.& G1& G2.SDRDQQ邏輯符號邏輯符號QQSRCPSDRD當(dāng)當(dāng)CP = 0時時01111.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3CP當(dāng)當(dāng) CP = 1 時時1打開打開11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3CPSRSDRDQ1 0 0 0 1 1 1 1 不變不變 0 0 不允許不允許0 0 SR0 1 01 0 11 1 不允許不允許Qn+1QnQn+1時鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)時鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)邏輯符號邏輯符號QQSRCPSDRD從觸發(fā)器從觸發(fā)器主觸發(fā)器主觸發(fā)器CP CPK

6、QRQJS R CF主主QJKQSRS CF從從QQQQSDRD1互補(bǔ)時互補(bǔ)時鐘控制鐘控制主、從主、從觸發(fā)器觸發(fā)器不能同不能同時翻轉(zhuǎn)時翻轉(zhuǎn)&0101RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSCP CP01&10F主主封鎖封鎖0RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSCP CP 01CP010&010CP 高電平時觸發(fā)高電平時觸發(fā)器接收信號并暫存器接收信號并暫存（即（即F主主狀態(tài)由狀態(tài)由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀態(tài)保狀態(tài)保持不變）。持不變）。要求要求CP高電平期間高電平期間J、K的狀態(tài)保持不變。的狀態(tài)保持不變。CP下降沿下降沿( )觸發(fā)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)器翻轉(zhuǎn)（F從從狀態(tài)與狀態(tài)

7、與F主主狀態(tài)一致）。狀態(tài)一致）。CP低電平時，低電平時，F(xiàn)主主封封鎖鎖J、K不起作用。不起作用。CPRS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSCP &nQJS nKQR Qn10 0 1 1 1 0 0Qn0 0 0 1 1 0 0 1CP高電平時高電平時F主主狀態(tài)狀態(tài)由由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀狀態(tài)不變。態(tài)不變。CP下降沿下降沿( )觸發(fā)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)器翻轉(zhuǎn)（F從從狀態(tài)與狀態(tài)與F主主狀態(tài)一致）。狀態(tài)一致）。0 1 0 1 0 1 0 1 nnnQKQJQ 1J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn ()觸發(fā)器工作時觸發(fā)器工作時SD 、RD應(yīng)接高電平。應(yīng)接

8、高電平。 CPQJKSDRDQ 觸發(fā)器具有在觸發(fā)器具有在CP從從1 跳變到跳變到 0時翻轉(zhuǎn)的特點，時翻轉(zhuǎn)的特點，即在即在CP 的下降沿觸發(fā)的特點。的下降沿觸發(fā)的特點。nnnQKQJQ 1例：例：JK 觸發(fā)器工作波形觸發(fā)器工作波形CPJKQ0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn清零清零RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2CP計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖圖中圖中J、懸空相當(dāng)于懸空相當(dāng)于J=1、K=1異步兩位二進(jìn)制加法計數(shù)器異步兩位二進(jìn)制加法計數(shù)器 CP Q0 Q1 0 0 1 1 0 1 1 0

9、0 0 CP Q1 Q00 0 0 12340 11 01 10 0異步三位二進(jìn)制加法計數(shù)器異步三位二進(jìn)制加法計數(shù)器 GND 2 1 1 1 1 1 1QQQSJKCPQSJK CPRR UCC2 2 2 2 2 2 116 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 8 每個芯片內(nèi)有兩每個芯片內(nèi)有兩個獨立的個獨立的JK觸發(fā)器觸發(fā)器 CP下降沿下降沿( )觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn) 每個每個JK有各自的有各自的置置“0”端端(清零端清零端)和和置置“1”端端(預(yù)置端預(yù)置端),低電平有效。低電平有效。 CPQJKSDRDQD Qn+1 0 1 0 1邏輯符號邏輯符號DCPQQRD

10、SDQn+1 =Dn； CP D Q CPRDQDQQ0F0QDQQ1F1QDQQ2F2D Qn+1 0 1 0 1 CP Q0 Q1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 CP Q1 Q00 0 0 12341 11 00 10 0異步二進(jìn)制減法計數(shù)器異步二進(jìn)制減法計數(shù)器 GND 1 1 1 1 1 1QQSCPDRQQSCP DRUCC2 2 2 2 2 2 14 13 12 11 10 9 81 2 3 4 5 6 7 每個芯片內(nèi)有兩個每個芯片內(nèi)有兩個獨立的獨立的D觸發(fā)器觸發(fā)器 CP上升沿上升沿( )觸發(fā)器觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) 每個每個D有各自的有各自的置置“0”端和置端和置“1”端端,低電

11、平有效。低電平有效。D觸發(fā)器邏輯符號觸發(fā)器邏輯符號DCPQQRDSD4 300 LEDCRD1Q1Q&G174LS175S14 1M +5VS2S3S4&G3&G2+5V8 3DG10010K C1D2D3D4D2Q4Q4Q3Q3Q2Q00000沖床保安電路3.swf 按功能分按功能分?jǐn)?shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器移位寄存器移位寄存器清零清零寄存指令寄存指令RD.QDF0d0Q0.Q.DF1d1Q1.d2Q.DF2Q2QDF3d3Q3000011011101觸發(fā)器狀態(tài)不變觸發(fā)器狀態(tài)不變CP從高位到低從高位到低位依次輸入位依次輸入1.單向移位寄存器單向移位寄存器清零清零D21移位脈沖移位脈沖3410111

12、QQ3Q1Q2RD000010111 1QJKF0Q0QJKF2QJKF1QJKF3QQQ左移寄存器.swf右移寄存器.swf J0 = D K0 =D K1=Q0 J1 = Q0 K2=Q1 J2 = Q1 K3=Q2 J3 = Q2左移寄存器波形圖左移寄存器波形圖12345678CP111111DQ0Q3Q2Q1111待存待存數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)0111寄存數(shù)碼寄存數(shù)碼 10110001123移位脈沖移位脈沖Q2 Q1 Q0Q3000000010010110114Q2 Q1 Q0Q300010000001101101011左左 移移右右 移移右移：右移：待存數(shù)據(jù)由低位至高位依次輸入。待存數(shù)據(jù)由低位至高

13、位依次輸入。左移：左移：待存數(shù)據(jù)由高位至低位依次輸入。待存數(shù)據(jù)由高位至低位依次輸入。既能左移也能右移。既能左移也能右移。DQ2DQ1DQ01&111&1&.RDCS數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入101數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入移位控制移位控制000000&010雙向移位寄存器.swfD1 = Q0D2 = Q1左移左移D1 = Q2D0 = Q1右移右移011110 00 11 01 1直接清零直接清零(異步異步)保保 持持右移右移(從從Q0向右移動向右移動)左移左移(從從Q3向左移動向左移動)并行輸入并行輸入 RDCPS1 S0功功 能能 UCCQ0Q1Q2Q3S1S0CP16151413121110974LS19

14、413456782D0D1D2D3DSRDSL RDGND并行輸入端并行輸入端左移串行輸入左移串行輸入右移串行輸入右移串行輸入控制端控制端輸出端輸出端 二二 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù) Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 0 0 0 脈沖數(shù)脈沖數(shù)(CP) 二二 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù) Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 1 1 12 1 1 0 3 1 0 14 1 0 0 5 0 1 16 0 1 0 7 0 0 18 0 0 0 脈沖數(shù)脈沖數(shù)(CP) CP12345678 Q0 Q1 Q2 每經(jīng)一個

15、觸發(fā)器，脈沖的周期就增加一倍，每經(jīng)一個觸發(fā)器，脈沖的周期就增加一倍，頻率減為一半。頻率減為一半。計數(shù)器常用做分頻器。計數(shù)器常用做分頻器。 CP12345678 Q0 Q1 Q2 各位觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不一，只有在前各位觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不一，只有在前級觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后級觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后, ,后級觸發(fā)器才能翻轉(zhuǎn)。后級觸發(fā)器才能翻轉(zhuǎn)。 異步計數(shù)器各觸發(fā)器是逐級翻轉(zhuǎn)，因而工作速度異步計數(shù)器各觸發(fā)器是逐級翻轉(zhuǎn)，因而工作速度較慢，但線路聯(lián)接較簡單。較慢，但線路聯(lián)接較簡單。清零清零RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2CP計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖異步三位二進(jìn)制加法計數(shù)器異步三位二進(jìn)制加法計數(shù)器在

16、電路圖中在電路圖中J、懸空表示懸空表示J=1、K=1GND /10022CPQDDQLDCT01133 CPQDDQCRUCC14 13 12 11 10 9 81 2 3 4 5 6 7 LDCT/CR 芯片內(nèi)有一個二進(jìn)制計芯片內(nèi)有一個二進(jìn)制計數(shù)器和一個八進(jìn)制計數(shù)器數(shù)器和一個八進(jìn)制計數(shù)器 CP下降沿下降沿( )觸發(fā)器觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) 有置有置“0”端和置數(shù)端和置數(shù)端，低電平有效。端，低電平有效。 同步計數(shù)器由于各觸發(fā)器同步翻轉(zhuǎn)，因此工作同步計數(shù)器由于各觸發(fā)器同步翻轉(zhuǎn)，因此工作速度快，但接線較復(fù)雜。速度快，但接線較復(fù)雜。同步三位二進(jìn)制加法計數(shù)器同步三位二進(jìn)制加法計數(shù)器 計數(shù)脈沖同時加到各位觸發(fā)器

17、上，計數(shù)脈沖同時加到各位觸發(fā)器上，當(dāng)每個脈沖當(dāng)每個脈沖到來后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看到來后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看J、K的狀態(tài)。的狀態(tài)。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2CP計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖GND 3210PCTDDDDCPCRLDCTQQQQCOUCCT3210 16 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 8 COLDCR分析下圖電路是幾進(jìn)制計數(shù)器，是同步計數(shù)器分析下圖電路是幾進(jìn)制計數(shù)器，是同步計數(shù)器還是異步計數(shù)器，是加法計數(shù)器還是減法計數(shù)器。還是異步計數(shù)器，是加法計數(shù)器還是減法計數(shù)器。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2 CP計數(shù)脈

18、沖計數(shù)脈沖 CP0= CP K0 =1 J0 =Q2 K1 =1J1 =1 CP1= Q0 J2=Q0Q1K2 =1 CP2= CP RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2 CP計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖 01110111111101010111000010012003011410050001每當(dāng)每當(dāng)Q0從從10 時，時， Q1翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。CP12345Q0Q1Q2CP0= CP K0=1 J0 =Q2 K1 =1 J1 =1 CP1= Q0 J2=Q1Q0K3 =1 CP2= CP J0=1K0=1J2=0K2=1J0=1K0=1J2=0K2=1Q0 從從10 Q1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)J0=1K0=

19、1J2=0K2=1J0=1K0=1J2=1K2=1J0=0K0=1J2=0K2=1 K0 =1 J0 =Q2 K1 =1J1 =1 CP1= Q0 J2=Q0Q1K2 =1RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2 CP計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖nn1nQKQJQ 0n2n1)0(nQQQ 1n)11(nQQ 2n1n0n1)2(nQQQQ CP Q2 Q1 Q00 0 0 0 100120030114105 0 0010 CP1= Q00n2n1)0(nQQQ 1n)11(nQQ 2n1n0n1)2(nQQQQ CP12345Q0Q1Q2作業(yè)：作業(yè)：21.1.1521.3.11 （要畫出（要

20、畫出Q2、Q1、Q0的波形圖）的波形圖） 21.3.14（要畫出（要畫出QA、QB、QC的波形圖）的波形圖） 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)脈沖數(shù)(CP)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)0123456789100 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 10 0 0 001234567890Q0Q1Q2Q3CP12345678910RDQJKQF0QJKQF1 CP 計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖QJKQF2QJKQQ3F3Q2Q1Q0Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3

21、RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQF0清零清零置置9二進(jìn)制二進(jìn)制五進(jìn)制五進(jìn)制110 10清零清零0000Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQF00置置“9”1100 1 1 Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQF0 0 011Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQF0 0 011二進(jìn)制二進(jìn)制計數(shù)計數(shù)五進(jìn)制計數(shù)五進(jìn)制計數(shù)

22、Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQF0計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖 0 011計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖十進(jìn)制計數(shù)十進(jìn)制計數(shù)Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQF0輸輸 入入輸輸 出出Q2Q3R01S92S91R02Q1Q011011011000000001010R01S92S91R02有任一為有任一為“0”有任一為有任一為“0” S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02CP1CP0輸入計輸入計數(shù)脈沖數(shù)脈沖十分頻輸出

23、十分頻輸出(進(jìn)位輸出進(jìn)位輸出)計數(shù)狀態(tài)計數(shù)狀態(tài)計數(shù)器輸出計數(shù)器輸出S91NCT74LS290S92Q2Q1NUCCR01R02CP0CP1Q0Q3地地1781474LS390外引線排列圖外引線排列圖 每個芯片內(nèi)有兩每個芯片內(nèi)有兩個十進(jìn)制計數(shù)器個十進(jìn)制計數(shù)器18UCC1QC1QB1RD1QA1QDGND1C2QD2QC2QB2QA2RD2C2C1C169151413121110765432五進(jìn)制五進(jìn)制五進(jìn)制五進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制 每個計數(shù)器包含每個計數(shù)器包含一個二進(jìn)制和一個一個二進(jìn)制和一個五進(jìn)制計數(shù)器五進(jìn)制計數(shù)器 二進(jìn)制和五進(jìn)制二進(jìn)制和五進(jìn)制經(jīng)適當(dāng)聯(lián)接可組成經(jīng)適當(dāng)聯(lián)接可組成十進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器下

24、降沿翻轉(zhuǎn)下降沿翻轉(zhuǎn)RD高電平清零高電平清零低低位位高高位位QDQAQCQBRDCC十分頻輸出十分頻輸出(進(jìn)位輸出進(jìn)位輸出)計數(shù)狀態(tài)計數(shù)狀態(tài)計數(shù)器輸出計數(shù)器輸出六個脈沖循環(huán)一次六個脈沖循環(huán)一次QDQCQBQA0123456789100 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 10 0 0 001234567890例：六進(jìn)制計數(shù)器例：六進(jìn)制計數(shù)器六六種種狀狀態(tài)態(tài)清零不受時鐘清零不受時鐘CP控制，控制，只要只要RD端端出現(xiàn)高電平信出現(xiàn)高電平信號，計數(shù)器立即清零。號，計數(shù)器立即清零。QDQCQBQA0 0 0

25、 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 10 0 0 0111QDQAQCQBRDCC&QDQAQCQBRDCC計數(shù)器清零計數(shù)器清零1QD1QA1QC1QB1RD1CB1CA計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖2QD2QA2QC2QB2RD2CB2CA十位十位個位個位&CP- - 減計數(shù)脈沖輸入端減計數(shù)脈沖輸入端CP+ 加計數(shù)脈沖輸入端加計數(shù)脈沖輸入端 LD (LOAD) 置數(shù)端置數(shù)端 CO 進(jìn)位端進(jìn)位端BO 借位端借位端RD 清零端清零端11689UCCQCCP+QBQAQDGNDBLDBORD COCP- -ACDUCCVAVB+C1+C2QQRDSD5k5k5kT5地地1/3 UCC2/3 UCC+C1+C2