觸發(fā)器和時序邏輯電路演示文稿

觸發(fā)器和時序邏輯電路演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有70頁\編輯于星期一優(yōu)選觸發(fā)器和時序邏輯電路現(xiàn)在是2頁\一共有70頁\編輯于星期一&G2&G101若：(1)輸入,時輸出變?yōu)椋喝簦河|發(fā)器由“1”翻轉(zhuǎn)為“0”不變現(xiàn)在是3頁\一共有70頁\編輯于星期一10&G2&G1(2)輸入,時若：輸出變?yōu)椋喝簦翰蛔冇|發(fā)器由“0”翻轉(zhuǎn)為“1”現(xiàn)在是4頁\一共有70頁\編輯于星期一11輸出保持原狀態(tài)&G2&G1(3)輸入,時若：若：不變不變——具有記憶功能?，F(xiàn)在是5頁\一共有70頁\編輯于星期一輸出在信號沒有撤銷全是1，撤銷后“不定”。&G2&G1(4)輸入,時不定00現(xiàn)在是6頁\一共有70頁\編輯于星期一(5)基本RS觸發(fā)器的功能表現(xiàn)在是7頁\一共有70頁\編輯于星期一(6)邏輯符號Q低電平有效現(xiàn)在是8頁\一共有70頁\編輯于星期一(7)波形圖反映觸發(fā)器輸入信號取值和狀態(tài)之間對應(yīng)關(guān)系的圖形稱為波形圖RSQQ置1置0置1置1置1保持不允許現(xiàn)在是9頁\一共有70頁\編輯于星期一基本RS觸發(fā)器的特點(diǎn)（1）觸發(fā)器的次態(tài)不僅與輸入信號狀態(tài)有關(guān)，而且與觸發(fā)器原來的狀態(tài)有關(guān)。（2）電路具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，在無外來觸發(fā)信號作用時，電路將保持原狀態(tài)不變。（3）在外加觸發(fā)信號有效時，電路可以觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)置0或置1。（4）在穩(wěn)定狀態(tài)下兩個輸出端的狀態(tài)和必須是互補(bǔ)關(guān)系，即有約束條件?，F(xiàn)在是10頁\一共有70頁\編輯于星期一2可控RS觸發(fā)器&G2&G1&G4&G3CP1）電路簡介構(gòu)成基本觸發(fā)器導(dǎo)引電路R、S置“0”，置“1”信號輸入端CP時鐘脈沖輸入端（正脈沖）CP=0保持不變CP=1根據(jù)R、S變化，過去后不變。直接復(fù)位和置位端?，F(xiàn)在是11頁\一共有70頁\編輯于星期一&G2&G1&G4&G3CP2)、工作情況分析時鐘脈沖來到之前的狀態(tài)（CP=0）時鐘脈沖來到之后的狀態(tài)（CP=1）(1)S=1，R=0（時鐘到，正脈沖）01=1現(xiàn)在是12頁\一共有70頁\編輯于星期一&G2&G1&G4&G3CP(2)S=0，R=1（時鐘到，正脈沖）10=0(3)S=0，R=0（時鐘到，正脈沖）=(4)S=1=R（時鐘到，正脈沖）禁用現(xiàn)在是13頁\一共有70頁\編輯于星期一3)簡化的功能表現(xiàn)在是14頁\一共有70頁\編輯于星期一4)邏輯符號RDSDRSCQ現(xiàn)在是15頁\一共有70頁\編輯于星期一5)波形圖CPRSQ現(xiàn)在是16頁\一共有70頁\編輯于星期一主要特點(diǎn)（1）時鐘電平控制。在CP＝1期間接收輸入信號，CP＝0時狀態(tài)保持不變，與基本RS觸發(fā)器相比，對觸發(fā)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)變增加了時間控制。（2）R、S之間有約束。不能允許出現(xiàn)R和S同時為1的情況，否則會使觸發(fā)器處于不確定的狀態(tài)?，F(xiàn)在是17頁\一共有70頁\編輯于星期一3、計(jì)數(shù)式RS觸發(fā)器設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。根據(jù)同步RS觸發(fā)器的邏輯功能可知，第1個時鐘脈沖C到來時，因R=Q=0、S=Q=1，所以觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為1，即R=Q=1、S=Q=0；第2個時鐘脈沖C到來時，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為0，即R=Q=0、S=Q=1。由此可見，每輸入一個時鐘脈沖C，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，故稱為計(jì)數(shù)式RS觸發(fā)器，計(jì)數(shù)式觸發(fā)器常用來累計(jì)時鐘脈沖C的個數(shù)?，F(xiàn)在是18頁\一共有70頁\編輯于星期一21.1.2J-K觸發(fā)器R2S2CF從R1S1CF主CPKJCP=1時，主觸發(fā)器工作，從觸發(fā)器被封鎖，即觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變。1、主、從觸發(fā)器CP=0時，即CP由1變?yōu)?時，主觸發(fā)器被封鎖，從觸發(fā)器工作，其輸出狀態(tài)與主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)一致?，F(xiàn)在是19頁\一共有70頁\編輯于星期一2、工作情況R2S2CF從R1S1CF主CPKJ(1)J=1，K=0（時鐘到，正脈沖）=1現(xiàn)在是20頁\一共有70頁\編輯于星期一(2)J=0，K=1（時鐘到，正脈沖）=0R2S2CF從R1S1CF主CPKJ(3)J=K=0（時鐘到，正脈沖）=現(xiàn)在是21頁\一共有70頁\編輯于星期一R2S2CF從R1S1CF主CPKJ(4)J=K=1（時鐘到，正脈沖）=計(jì)數(shù)現(xiàn)在是22頁\一共有70頁\編輯于星期一CPQJ=K=1時：現(xiàn)在是23頁\一共有70頁\編輯于星期一功能表邏輯符號RDSDCQKJ下降沿翻轉(zhuǎn)！現(xiàn)在是24頁\一共有70頁\編輯于星期一時序圖CPQ下降沿翻轉(zhuǎn)！現(xiàn)在是25頁\一共有70頁\編輯于星期一現(xiàn)在是26頁\一共有70頁\編輯于星期一21.1.3D觸發(fā)器&&&G3&&D&CPG2G1G6G5G4構(gòu)成基本觸發(fā)器時鐘控制數(shù)據(jù)輸入現(xiàn)在是27頁\一共有70頁\編輯于星期一RDSDDCQ功能表邏輯符號Qn+1=Dn現(xiàn)在是28頁\一共有70頁\編輯于星期一CPDQ例：畫出D觸發(fā)器的輸出波形?，F(xiàn)在是29頁\一共有70頁\編輯于星期一21.1.5

觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換RDSDCQJDK功能表1.將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器現(xiàn)在是30頁\一共有70頁\編輯于星期一功能表RDSDCQJTK2.將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器現(xiàn)在是31頁\一共有70頁\編輯于星期一21.2寄存器寄存器：在數(shù)字電路中，用來存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼的電路。寄存器是由具有存儲功能的觸發(fā)器組合起來構(gòu)成的。一個觸發(fā)器可以存儲1位二進(jìn)制代碼，存放n位二進(jìn)制代碼的寄存器，需用n個觸發(fā)器來構(gòu)成。分類：數(shù)碼寄存器和移位寄存器兩大類。并行串行存放數(shù)據(jù)方式：并行串行取出數(shù)據(jù)方式：寄存器是計(jì)算機(jī)的主要部件之一，它用來暫時存放數(shù)據(jù)或指令?，F(xiàn)在是32頁\一共有70頁\編輯于星期一21.2.1數(shù)碼寄存器四位數(shù)碼寄存器Q3Q2Q1Q0&&&&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3清零取數(shù)脈沖寄存脈沖(CP)2341工作原理（1011）1）、清零寄存指令未到2）、寄存3）、取數(shù)現(xiàn)在是33頁\一共有70頁\編輯于星期一21.2.2移位寄存器

所謂“移位”，就是將寄存器所存各位數(shù)據(jù)，在每個移位脈沖的作用下，向左或向右移動一位。寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器雙向移位(c)現(xiàn)在是34頁\一共有70頁\編輯于星期一21.2.2移位寄存器移位寄存器：存放數(shù)碼和移位移位：來一移位脈沖，觸發(fā)器的狀態(tài)向右或向左移動一位。工作原理（1011）1）、清零2）、輸入數(shù)碼現(xiàn)在是35頁\一共有70頁\編輯于星期一1、4位右移移位寄存器并行輸出2）、存數(shù)碼和移位1）、先用RD（負(fù)脈沖）將各個觸發(fā)器清零?，F(xiàn)在是36頁\一共有70頁\編輯于星期一現(xiàn)在是37頁\一共有70頁\編輯于星期一21.3計(jì)數(shù)器能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器······現(xiàn)在是38頁\一共有70頁\編輯于星期一1.異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器21.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1）狀態(tài)表Q3Q2Q1Q0

00000010001120010230011340100450101560110670111781000891001910101010十進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)脈沖數(shù)11101111121100121311011314111014151111151600000現(xiàn)在是39頁\一共有70頁\編輯于星期一2）電路（1）最低位來一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次（2）高位都是在其相鄰低位觸發(fā)器由1變0，進(jìn)位翻轉(zhuǎn)。（3）J-K觸發(fā)器組成。（4）進(jìn)位脈沖從Q輸出，送到相鄰高位觸發(fā)器的CP端。a.特點(diǎn)現(xiàn)在是40頁\一共有70頁\編輯于星期一b.工作波形CPQ0Q1Q212345678Q3C.缺點(diǎn)速度慢，精度差?，F(xiàn)在是41頁\一共有70頁\編輯于星期一2、同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器1）電路（1）F0，來一個脈沖翻轉(zhuǎn)一次，J0=K0=1（2）F1，Q0=1時，來一個脈沖翻轉(zhuǎn)一次，J1=K1=Q0（3）F2，Q1=Q0=1時，來一個脈沖翻轉(zhuǎn)一次，J2=K2=Q1Q0（4）F2，Q2=Q1=Q0=1時，來一個脈沖翻轉(zhuǎn)一次，J2=K2=Q2

Q1Q0Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&計(jì)數(shù)脈沖CPJ3Q3Q3K3&現(xiàn)在是42頁\一共有70頁\編輯于星期一2）工作情況現(xiàn)在是43頁\一共有70頁\編輯于星期一例1:

分析圖示邏輯電路的邏輯功能,說明其用途.設(shè)初始狀態(tài)為“0000”。JJJKKK清零計(jì)數(shù)脈沖Q2Q1Q0F0F1F2現(xiàn)在是44頁\一共有70頁\編輯于星期一解：分析：

從各觸發(fā)器的C端連接來看，這是一個異步工作方式的計(jì)數(shù)器。其中，F(xiàn)0和F2的C與計(jì)數(shù)脈沖相連，F(xiàn)1的時鐘端C=Q0，即F1只有在Q0的狀態(tài)從1變?yōu)?時才能翻轉(zhuǎn)。（1）各J、K、CP端的邏輯式（Q0每從1變?yōu)?時，翻轉(zhuǎn)一次）Q1返回現(xiàn)在是45頁\一共有70頁\編輯于星期一（2）列狀態(tài)表注意到F1只有在Q0的狀態(tài)從1變?yōu)?時才能翻轉(zhuǎn)C012345K2111111J1111111J2000100K1111111J0111101K0111111Q2Q1Q0000001010011100000現(xiàn)在是46頁\一共有70頁\編輯于星期一3功能：這是一個五進(jìn)制的異步加法計(jì)數(shù)器。時序圖如下CQ0Q1Q212345現(xiàn)在是47頁\一共有70頁\編輯于星期一21.3.2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器用四位二進(jìn)制數(shù)來代表十個十進(jìn)制數(shù)碼0～9四位二進(jìn)制數(shù)共有16個狀態(tài)，用于代表0～9時會多余出6個狀態(tài)。編碼方式的不同，決定了狀態(tài)的取舍。最常用的編碼方式為8421碼現(xiàn)在是48頁\一共有70頁\編輯于星期一1、同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器Q3Q2Q1Q0JJJJKKKK計(jì)數(shù)脈沖J0=K0=1；J1=

Q3Q0，K1=Q0；

J2=K2=

Q1Q0；J3=Q2Q1Q0，K3=Q0返回（1）各J、K端的邏輯式（控制方程）現(xiàn)在是49頁\一共有70頁\編輯于星期一J0=K0=1；J1=

Q3Q0，K1=Q0；J2=K2=

Q1Q0；J3=Q2Q1Q0，K3=Q0C012345678910J3K3J2K2J1K1K0J0Q3Q2Q1Q0000000010010001101000101011001111000100100000000001101001111000000110111111100000011010011110000001111111111000000110100001100000011（2）列狀態(tài)表現(xiàn)在是50頁\一共有70頁\編輯于星期一（3）、波形圖Q2CP12345678910Q1Q0Q3現(xiàn)在是51頁\一共有70頁\編輯于星期一74LS90內(nèi)部含有兩個獨(dú)立的計(jì)數(shù)電路：一個是模2計(jì)數(shù)器(CPo為其時鐘，Qo為其輸出端)，另一個是模5計(jì)數(shù)器(CP1為其時鐘，Q1Q2Q3為其輸出端)。

外部時鐘CP是先送到CPo還是先送到CP1，在Q3Q2Q1Q0這四個輸出端會形成不同的碼制。2、異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器）現(xiàn)在是52頁\一共有70頁\編輯于星期一S9（1）CT74LS2901234567141312111098S9（2）Q2Q1Q3Q0CP0CP1R0（1）R0（2）UCCGND×R0（1）R0（2）S9（1）S9（2）Q3Q2Q1Q0110××

0

×11×0×00×0×0××0×00×

00001001

計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)CT74LS290的管腳圖和功能表現(xiàn)在是53頁\一共有70頁\編輯于星期一R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)Q3Q2Q1Q0XX111001110X000011X000000X0X0XX0X00XX0X0計(jì)數(shù)狀態(tài)74LS90功能表歸納：1.74LS90在“計(jì)數(shù)狀態(tài)”或“清零狀態(tài)”時，均要求S9(1)和S9(2)中至少有一個必須為“0”。2.只有在R0(1)和R0(2)同時為“1”時，它才進(jìn)入“清零狀態(tài)”；否則它必定處于“計(jì)數(shù)狀態(tài)”。現(xiàn)在是54頁\一共有70頁\編輯于星期一Q3Q2Q1Q0F3F2F1F0&&CP0CP1JKJKKJJKS9(1)S9(2)R0(1)R0(2)CT74LS290的內(nèi)部邏輯圖現(xiàn)在是55頁\一共有70頁\編輯于星期一現(xiàn)在是56頁\一共有70頁\編輯于星期一1.只接CP0時,由Q0輸出,為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2.只接CP1時，由Q3、Q2、Q1輸出，為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。3.將Q0與CP1連接,由CP1輸入計(jì)數(shù)脈沖,可得十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。4.利用“反饋清零法”,可得到小于十的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。邏輯功能現(xiàn)在是57頁\一共有70頁\編輯于星期一

用反饋清零法將CT74LS290連接成6進(jìn)制計(jì)數(shù)器。Q3Q2Q1Q0C0C1S9(1)S9(2)R0(1)R0(2)1.首先將Q0與CP1連接組成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2.將置位端接0,Q2和Q1端反饋至清零端。例：返回現(xiàn)在是58頁\一共有70頁\編輯于星期一原理分析：設(shè)初始狀態(tài)為00001.因?yàn)镽0(1)=R0(2)=S9(1)=S9(2)=0，所以電路為計(jì)數(shù)狀態(tài)，從0000開始計(jì)數(shù)。2.當(dāng)?shù)谖鍌€計(jì)數(shù)脈沖過后，輸出為0101。再來一個計(jì)數(shù)脈沖時，輸出變?yōu)?110，由于Q1和Q2分別接R0(1)和R0(2)清零端，所以0110這個狀態(tài)，剛一出現(xiàn)，馬上又變?yōu)?000?，F(xiàn)在是59頁\一共有70頁\編輯于星期一5K5K5K8+UCC562731GND41GND2低電平觸發(fā)端3輸出端4復(fù)位端6高電平觸發(fā)端7放電端8正電源端5～18VC1C221.5由555集成定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器21.5.1555集成定時器現(xiàn)在是60頁\一共有70頁\編輯于星期一21.2.2由555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器5K5K5K8+UCC5627314+UCC+UCC0.01μFuiu0RCucucuiu0tpttttp=RC

ln3=1.1RCC1C2現(xiàn)在是61頁\一共有70頁\編輯于星期一單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要用途:1.用作定時控制