觸發(fā)器及時序邏輯電路演示

（優(yōu)選）觸發(fā)器及時序邏輯電路ppt講解本文檔共53頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分2觸發(fā)器及時序邏輯電路11.1RS觸發(fā)器11.2JK觸發(fā)器11.3D觸發(fā)器11.4觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換11.5寄存器11.6計(jì)數(shù)器11.7集成計(jì)數(shù)器本文檔共53頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分3學(xué)完本章應(yīng)掌握以下問題：邏輯符號RDSDCQKJ1.觸發(fā)器的輸出隨輸入如何變化？2.觸發(fā)器的輸出在何時變化？3.觸發(fā)器的初始狀態(tài)如何設(shè)定？牢記R-S、JK

、D及T和T觸發(fā)器的真值表。上升沿觸發(fā)還是下降沿觸發(fā)？直接置位端和直接復(fù)位端。不需要掌握觸發(fā)器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和原理。本文檔共53頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分4概述觸發(fā)器的功能：形象地說，它具有“一觸即發(fā)”的功能。在輸入信號的作用下，它能夠從一種穩(wěn)態(tài)(0或1)轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)態(tài)(1或0)。觸發(fā)器的特點(diǎn)：有記憶功能的邏輯部件。輸出狀態(tài)不只與現(xiàn)時的輸入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)。觸發(fā)器的分類：按功能分：有RS觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T型等；按觸發(fā)方式劃分：有電平觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式和邊沿觸發(fā)方式。本文檔共53頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分5兩個輸入端11.1RS觸發(fā)器&G1&G2反饋兩個輸出端一、基本RS

觸發(fā)器反饋正是由于引入反饋，才使電路具有記憶功能!輸入有4種情況：輸出Q和Q互為相反邏輯所以只有兩種狀態(tài)：“0”態(tài)Q=0Q=1“1”態(tài)Q=1Q=0#00111001RDSD本文檔共53頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分6輸入RD=0,SD=1時若原狀態(tài)為“0”態(tài)：11001010輸出仍保持“0”態(tài)：&a&b若原態(tài)為“1”態(tài)：01111010輸出變?yōu)椤?”態(tài)：置“0”！&a&bQ=0Q=1Q=0Q=1Q=0Q=1Q=1Q=0#11.1見仿真分析本文檔共53頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分7輸入RD=1,SD=0時若原狀態(tài)：10101001輸出變?yōu)椋?a&b若原狀態(tài)：00110101輸出保持：&a&b置“1”！11.1本文檔共53頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分8輸入RD=1,SD=1時若原狀態(tài)：10111001輸出保持原狀態(tài)：若原狀態(tài)：01110110輸出保持原狀態(tài)：&a&b&a&b保持！11.1本文檔共53頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分9輸入RD=0,SD=0時0011輸出：全是1注意：當(dāng)RD、SD同時由0變?yōu)?時，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)?，另一個不得翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀態(tài)。&a&b基本觸發(fā)器的功能表復(fù)位端置位端邏輯符號

Q保持原狀態(tài)0110不定狀態(tài)11011000RDSD11.1本文檔共53頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分10QQRDSDabRDSD二、同步RS觸發(fā)器cdRSCP“同步”的含義：RS觸發(fā)器的動作與時鐘CP同步。直接清零端直接置位端輸出端輸入端11.1RS觸發(fā)器直接清零端置位端的處理平時常為1平時常為111.1RDSDRSCQ本文檔共53頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分11CP=0時011觸發(fā)器保持原態(tài)CP=1時&a&b&c&dCP111&a&b&c&dCP1111.1本文檔共53頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分12同步RS觸發(fā)器的功能表簡化的功能表Qn+1為新狀態(tài)，Qn

為原狀態(tài)邏輯符號RDSDRSCQ基本觸發(fā)器的功能表

Q保持原狀態(tài)0110不定狀態(tài)11011000RDSD11.1本文檔共53頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分13CP＝1時：主觸發(fā)器打開，從觸發(fā)器封鎖三、主從RS觸發(fā)器CP＝0時：主觸發(fā)器封鎖，從觸發(fā)器打開動作特點(diǎn)：時鐘下降沿觸發(fā)F主F從QQR2S2CCPQQQ'Q'R1S1CCP11.1RS觸發(fā)器RDSDCQRS

功能表邏輯符號11.1本文檔共53頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分1411.2JK觸發(fā)器邏輯符號RDSDCQKJ功能表該觸發(fā)器帶有直接置位復(fù)位端下降沿觸發(fā)例1：畫出主從JK

觸發(fā)器輸出端波形圖CPJKQ本文檔共53頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分15JK觸發(fā)器的時序圖JQCPKJQ

保持T本文檔共53頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分1611.3D觸發(fā)器功能表例：畫出D觸發(fā)器的輸出波形。CPDQ邏輯符號RDSDDCQ該觸發(fā)器帶有直接置位復(fù)位端上升沿觸發(fā)見仿真分析本文檔共53頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分1711.4觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換一、T'觸發(fā)器功能：每來一個脈沖，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，也叫計(jì)數(shù)器QQRSCCPQQ功能表RDSDCQT邏輯符號:二、T觸發(fā)器CPQTT觸發(fā)器的時序波形T'和T觸發(fā)器本文檔共53頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分18JKQQCPQ2JKQQCPQ1CP例2：假設(shè)初始狀態(tài)Qn=0，畫出Q1和Q2的波形圖Q1Q2?看懂邏輯符號；?熟練使用功能表。本文檔共53頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分19RDSDCQKJ常用“專業(yè)術(shù)語”介紹數(shù)據(jù)鎖定：觸發(fā)器的輸出狀態(tài)固定不變，這就稱作“數(shù)據(jù)鎖定”。它相當(dāng)于“保持”功能。清零：使RD=0，輸出端Q置0

預(yù)置：使SD=0，輸出端Q置1。本文檔共53頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分2011-1

對于基本RS觸發(fā)器，若輸入波形如下，試分別畫出原態(tài)為0和原態(tài)為1對應(yīng)時刻的Q端和Q端波形tSDtRDQQ原態(tài)為001原態(tài)為1QQ10本文檔共53頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分2111-2試分析圖示邏輯電路的功能，說明它是什么類型的觸發(fā)器，畫出它的邏輯符號?！?≥1功能表Qn+100不定1110不定QnQnRDSD000110110000011101110011根據(jù)功能表，此為RS觸發(fā)器邏輯符號DRDS#本文檔共53頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分22Q#11-4主從型RS觸發(fā)器各輸入信號如下圖所示，試畫出Q端和Q端的波形。RDCPSRQ本文檔共53頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分2311-5在下圖所示輸入信號激勵下，試分別畫出TTL主從型和CMOS邊沿型JK

觸發(fā)器Q端的波形，（觸發(fā)器原態(tài)為0）CPJKTTL主從型CMOS邊沿型QQ#本文檔共53頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分2411-6在下圖所示輸入信號激勵下，試畫出D

觸發(fā)器Q端的波形，（觸發(fā)器原態(tài)為0）。#CPDQ本文檔共53頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分2511-7

兩個觸發(fā)器的特性表如下表所示，試說明表中各項(xiàng)操作的含義，并指出它們各是什么類型的觸發(fā)器。輸入輸出CPADRDSQn+1Qn+1↑00001↑10010↓φ00Qn

Qnφφ1001φφ0110φφ1111遇上升沿，D=0時，Qn+1=0遇上升沿，D=1時，Qn+1=1遇下降沿，D無論什么，Qn+1不變無論其它輸入如何,只要RD=1,Qn+1=0無論其它輸入如何,只要SD=1,Qn+1=1當(dāng)RD、SD同時為1,邏輯關(guān)系混亂邏輯符號RDSDDCQD觸發(fā)器，上升沿觸發(fā)，置位、復(fù)位端高電平有效本文檔共53頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分2611-10

判斷圖示電路是什么功能的觸發(fā)器，并寫出其特性方程1&&≥1JKCPAQQAQAQ+AQAQAQn+1000110

11Qn（J=K）+AQAQ00111001可以看出，輸出總是與輸入A相同，顯然是D觸發(fā)器邏輯符號DCQ#特性方程：Qn+1=A本文檔共53頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分2711-11

試畫出Q1與Q2端的波形。從圖中可看出：D1=Q2

，D2=Q1RDABRQ1Q1DQ2Q2DRABQ1Q2本文檔共53頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分28JKQQCPQ2JKQQCPQ1CP例2：假設(shè)初始狀態(tài)Qn=0，畫出Q1和Q2的波形圖。Q1Q2?看懂邏輯符號；?熟練使用功能表。本文檔共53頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分29復(fù)位端置位端RDSDRSCQ

Q保持原狀態(tài)0110不定狀態(tài)11011000RDSD簡化的功能表1.基本RS

觸發(fā)器2.同步RS觸發(fā)器本文檔共53頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分30邏輯符號RDSDCQKJ功能表RDSDDCQ4.D觸發(fā)器3.JK觸發(fā)器本文檔共53頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分315.T觸發(fā)器6.T觸發(fā)器QKJCPTQKJCP1T為0時，保持；T為1時，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)功能7.D觸發(fā)器QKJCPD1本文檔共53頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分3211.5寄存器11.6計(jì)數(shù)器11.7脈沖分配器

時序邏輯電路時序電路的特點(diǎn)：具有記憶功能。時序電路的基本單元：觸發(fā)器。本文檔共53頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分3311.5.1數(shù)碼寄存器11.5寄存器本文檔共53頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分348位三態(tài)輸出數(shù)碼寄存器T3374本文檔共53頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分3511.5.2移位寄存器本文檔共53頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分3611.5寄存器11.6計(jì)數(shù)器11.7脈沖分配器

時序邏輯電路作為重點(diǎn)！本文檔共53頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分37Q0Q1Q2CP11.6計(jì)數(shù)器一、計(jì)數(shù)器功能的分析Q2CPQ1Q0RDCPQ2Q1Q0對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表波形圖：00000100112010230113410045101561106711178000012345678通過分析可知該計(jì)數(shù)器為：8進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器如何知道是異步？脈沖不同時作用于各觸發(fā)器，所以是異步方式工作。如何知道是幾進(jìn)制？看圖：看表：到幾歸0就是幾進(jìn)制！如何知道是加法還是減法？看表：對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)是遞增的是加法！第一個脈沖過后例1本文檔共53頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分3811.6計(jì)數(shù)器一、計(jì)數(shù)器功能的分析Q1Q0狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：波形圖：000011132102301140005113CP12345通過分析可知該計(jì)數(shù)器為：4進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器CPQ1Q0對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)Q0CPRDQ1Q0例2異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：在異步計(jì)數(shù)器內(nèi)部，觸發(fā)器的觸發(fā)信號不完全一樣，即各個觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不一，故被稱為“異步計(jì)數(shù)器”。本文檔共53頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分39計(jì)數(shù)脈沖1.寫出控制端的邏輯表達(dá)式J2=Q1Q0，K2

＝1

J1=K1

＝1

J0=Q2

，K0

＝1

分析步驟：（法一）Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0CP11.6計(jì)數(shù)器一、計(jì)數(shù)器功能分析例32.寫出各觸發(fā)器的狀態(tài)方程逢CP（）逢Q0（）逢CP（）逢CP（）逢Q0（）逢CP（）3.填寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Q1Q2Q1Q00000010Q2Q0011200123011341004500005進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器CPQ2Q1Q0十進(jìn)制數(shù)本文檔共53頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分40Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0CP000001111101111101111111111101110150000111111.寫出控制端的邏輯表達(dá)式分析步驟：（法二）例3J2=Q1Q0,K2

＝1

J1=K1

＝1

J0=Q2

，K0

＝1

2.填寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表1010010230114100012340CP

Q2

Q1

Q0

J2=K2=J1=K1=J0=K0=Q1Q01111Q2十進(jìn)制數(shù)5進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器本文檔共53頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分41Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&CP分析步驟：例42.填寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表1.寫出控制端的表達(dá)式J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=10011110000000011000011111111000011001111000011111111000011CPQ2

Q1

Q0

J2＝K2＝

J1＝K1＝J0＝1K0＝1Q1Q0Q1Q0Q0Q0十進(jìn)制數(shù)001010011001110110111000012345670123456788進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器本文檔共53頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分42計(jì)數(shù)器功能分析總結(jié)異步方式：波形圖狀態(tài)表同步方式：控制端方程狀態(tài)表混合方式：狀態(tài)方程控制端方程狀態(tài)表Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0CPCPQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&CP本文檔共53頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分4311.6.2中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器1、4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器T1161（74163）本文檔共53頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分44ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT1161

用T1161構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器1）復(fù)位法例1用T1161構(gòu)成M=12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解12對應(yīng)的二進(jìn)制碼為QD

QC

QB

QA=1100用此碼給計(jì)數(shù)器復(fù)位＆“1”“1”“1”脈沖輸入端12進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用Cr端本文檔共53頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分45ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT1161“1”“1”“1”脈沖輸入端10進(jìn)制7進(jìn)制＆ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT1161“1”“1”“1”＆脈沖輸入端011110101）復(fù)位法1）復(fù)位法例2例3本文檔共53頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分46

用T1161構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器2）置數(shù)法——狀態(tài)譯碼置數(shù)法例4用T1161構(gòu)成M=12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT1161“1”“1”“1”脈沖輸入端＆解：當(dāng)輸出為“M-1”即1011時，應(yīng)送出一個有效置位信號，一旦第M個脈沖一到，計(jì)數(shù)器被置成0000。利用LD端12進(jìn)制對M-1譯碼本文檔共53頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分47ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT1161“1”“1”“1”脈沖輸入端＆ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT1161“1”“1”“1”脈沖輸入端＆9進(jìn)制狀態(tài)譯碼置數(shù)法例5例66進(jìn)制狀態(tài)譯碼置數(shù)法M-1=8=1000M-1=5=0101本文檔共53頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期二\21點(diǎn)56分489進(jìn)制進(jìn)位輸出置數(shù)法例8預(yù)置數(shù)0111ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT1161“1”“1”“1”脈沖輸入端16進(jìn)制進(jìn)位輸出置數(shù)法例9預(yù)置數(shù)1010ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT1161“1”“1”“1”脈沖輸入端1本文檔共53頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星