《时序逻辑电路》ppt课件

1、第 7 章时序逻辑电路第第7章章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第第1节节 双稳态触发器双稳态触发器 第第2节节存放器存放器 第第3节节计数器计数器 第第4节节555定时器及其运用定时器及其运用 第第5节节时序逻辑电路运用举例时序逻辑电路运用举例第7章 重点 各种触发器，包括符号、功能、触发方式 数码存放器、移位存放器的电路组成和任务原理 计数器的电路组成和任务原理加法计数器、减法计数器、二进制、十进制、其它进制 555定时器的三种根本运用时序逻辑电路：含有双稳态触发器的时序逻辑电路：含有双稳态触发器的逻辑电路称为时序逻辑电路逻辑电路称为时序逻辑电路双稳态触发器是数字电路的根本部件之一，双稳态触发

2、器是数字电路的根本部件之一，它具有记忆和存储的功能。它具有记忆和存储的功能。有记忆功能有记忆功能第第1 1节节 双稳态触发器双稳态触发器 双稳态触发器简称触发器是由门双稳态触发器简称触发器是由门电路加上适当的反响而构成的逻辑部件。电路加上适当的反响而构成的逻辑部件。触发器输出端有两种能够的稳定形状：触发器输出端有两种能够的稳定形状：0、1 触发器的输出形状不只取决于当时的输触发器的输出形状不只取决于当时的输入，还与以前的输出形状有关；它是有记忆入，还与以前的输出形状有关；它是有记忆功能的逻辑部件。功能的逻辑部件。一、一、RS触发器触发器&DG1&DG1QQDRDS反响反响两个输

3、入端两个输入端两个输出端两个输出端QQSDRD1、根本、根本RS触发器触发器&DG1&DG2QQDRDS输入输入RD=0, SD=1时时假设原形假设原形状：状：1Q0Q 11001010输出仍坚持：输出仍坚持：1Q0Q &DG1&DG2QQDRDS输入输入RD=0, SD=1时时假设原形假设原形状：状：0Q1Q 01111010输出变为：输出变为：1Q0Q 输入输入RD=1, SD=0时时假设原形假设原形状：状：1Q0Q 10101011输出变为：输出变为：0Q1Q &DG1&DG2QQDRDS输入输入RD=1, SD=0时时假设原形假设原形状：

4、状：0Q1Q 00110101输出坚持：输出坚持：0Q1Q &DG1&DG2QQDRDS输入输入RD=1, SD=1时时假设原形假设原形状：状：10111001输出坚持原形状：输出坚持原形状：0Q1Q 0Q1Q &DG1&DG2QQDRDS输入输入RD=1, SD=1时时假设原形假设原形状：状：1Q0Q 01110110输出坚持原形状：输出坚持原形状：1Q0Q &DG1&DG2QQDRDS输入输入RD=0, SD=0时时0011输出全是输出全是1但当但当RD=SD=0同时变为同时变为1时，翻转快时，翻转快的门输出变为的门输出变为0，另一个不得翻转

5、。，另一个不得翻转。&DG1&DG2QQDRDS根本触发器的功能表根本触发器的功能表RDSDQ11保持原状态保持原状态0101101000同时变为同时变为 1 后不确定后不确定Q 根本根本RSRS触发器的输出形状随时随输入形状的变化而触发器的输出形状随时随输入形状的变化而变化，是由输入端直接以电平的方式触发改动触发器变化，是由输入端直接以电平的方式触发改动触发器的形状，是直接低电平触发方式，逻辑符号中输入端的形状，是直接低电平触发方式，逻辑符号中输入端接近矩形框处的非号接近矩形框处的非号“阐明它是用低电平触发。阐明它是用低电平触发。 2、钟控、钟控 RS触发器触发器&D

6、G1&DG2QQDRDS&DG3&DG4RSCP时钟信号时钟信号直接置直接置0或置或置1RDSDRSCQQ&DG1&DG2QQDRDS&DG3&DG4RSCPCP=0时时011触发器坚持原态触发器坚持原态CP=1时时1RS&DG1&DG2QQDRDS&DG3&DG4RSCPRS触发器的功能表触发器的功能表CPRSQ0保保持持100保保持持1011011001111不不确确定定Q简化的功能表简化的功能表RSQn+100Qn01110011不确定不确定Qn+1 -下一形状下一形状CP过后过后 Qn -原形状原形

7、状 同步同步RSRS触发器是电平触发方式，在触发器是电平触发方式，在CPCP的高的高电平期间，触发器的输出随输入的变化而变化；电平期间，触发器的输出随输入的变化而变化；在在CPCP的低电平期间，输入信号被封锁，触发器的低电平期间，输入信号被封锁，触发器坚持不变。由于控制门的倒相作用，同步坚持不变。由于控制门的倒相作用，同步RSRS触触发器是用高电平去复位和置位的。发器是用高电平去复位和置位的。 例：画出例：画出RS触发器的输出波形触发器的输出波形 。CPRSQQSetReset使输出全为使输出全为1CP撤去后撤去后形状不定形状不定QQKJJK触发器触发器的功能最完的功能最完善，有两个善，有两个

8、控制端控制端J、K。二、二、 JK触发器触发器R2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCP1JK触发器的构造触发器的构造JK触发器触发器的功能的功能=0=0被封锁被封锁坚持原态坚持原态J=K=0时：时：KJR2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCP1JK触发器触发器的功能的功能=1=1相当于相当于T触发器触发器T=1J=K=1时：时：KJR2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCP1JK触发器触发器的功能的功能=0=1 Qn=0时时01Qn+1=11J=1，K=0时：时：分两种情况分两种情况Q=0,Q=1KJR2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCP1JK触发器触发器的功能

9、的功能=0=1 Qn=1时时1000F主被封主被封坚持原态坚持原态Qn+1 =1KJR2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCP1JK触发器触发器的功能的功能=1=0Qn+1=0同样原理：同样原理：J=0，K=1时：时：KJR2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCP1JKQn+100Qn01010111nQ功能表功能表逻辑符号逻辑符号RDSDCQQKJ时序图时序图CPKJQJQ 坚持坚持翻转翻转1、什么是双稳态触发器？、什么是双稳态触发器？2、触发器有哪几种触发方式？、触发器有哪几种触发方式？3、什么是空翻景象？、什么是空翻景象？习题：习题：P372 7.6.3 , 7.6.5思索题

10、思索题三、三、 D触发器触发器D&c&dQQDRDS&a&bCP输入端输入端CP=0时，时，a、b门被堵，输出坚持原态：门被堵，输出坚持原态：011坚持坚持D&c&dQQDRDS&a&bCPCP=1时，时，a、b门被翻开，输出由门被翻开，输出由D决议：决议：假设假设D=01011001D&c&dQQDRDS&a&bCPCP=1时，时，a、b门被翻开，输出由门被翻开，输出由D决议：决议：假设假设D=11100110D&c&dQQDRDS&a&bCPDQn+10011功能

11、表功能表逻辑符号逻辑符号RDSDDCQQ例：画出例：画出D触发器的输出波形。触发器的输出波形。CPDQQ四四 T触发器触发器T触发器的真值表触发器的真值表T Qn+10 Qn1 QnT=1时，每来一个时，每来一个CP脉冲触发器就翻转一次脉冲触发器就翻转一次T触发器具有记忆功能和计数功能触发器具有记忆功能和计数功能RDSDDCQQT触发器触发器RDSDCQQKJTT触发器触发器P346 例子例子S集成集成D触发器及其运用触发器及其运用例：四人抢答电路。四人参与竞赛，每人例：四人抢答电路。四人参与竞赛，每人一个按钮，其中一人按下按钮后，相应的一个按钮，其中一人按下按钮后，相应的指示灯亮。并且，其它

12、按钮按下时不起作指示灯亮。并且，其它按钮按下时不起作用。用。电路的中心是电路的中心是74LS175四四D触发器。它触发器。它的内部包含了四个的内部包含了四个D触发器，各输入、输出触发器，各输入、输出以字头相区别，管脚图见下页。以字头相区别，管脚图见下页。CLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQ1QQ11D2QQ22DGND4QQ44D3QQ33D时钟时钟请零请零UCC公用清零公用清零公用时钟公用时钟74LS175管脚图管脚图+5V1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4 CLRCP& 1& 2& 3清零清零CP赛前先清零赛前先清零

13、0输出为零输出为零发光管不发光管不亮亮1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4 CLRCP+5V& 1& 2& 2清零清零CP1反相端都为反相端都为11开启开启1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4 CLRCP& 1& 2& 2清零清零CP+5V假设有一按钮被按假设有一按钮被按下，比如第一个钮。下，比如第一个钮。=1=000被封被封这时其它按钮被这时其它按钮被按下也没反响按下也没反响第第2节节 存放器存放器 一、一、 数码存放器数码存放器Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取数取数脉冲脉冲接纳

14、接纳脉冲脉冲( CP )四位数码存放器四位数码存放器并行输入并行输入并行输出并行输出二、二、 移位存放器移位存放器 所谓所谓“移位，就是将存放器所存各位移位，就是将存放器所存各位 数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右挪动一位。根据移位方向，常把它分向右挪动一位。根据移位方向，常把它分成左移存放器、右移存放器成左移存放器、右移存放器 和和 双向移位双向移位存放器三种：存放器三种：存放器存放器左移左移(a)存放器存放器右移右移(b)存放器存放器双向双向移位移位(c) 根据移位数根据移位数据的输入输据的输入输出方式，又可出方式，又可将它分为串行将它分为串行输入

15、串行输输入串行输出、串行输入出、串行输入并行输出、并行输出、并行输入串并行输入串行输出和并行行输出和并行输入并行输输入并行输出四种电路构出四种电路构造：造：FFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入并出jQQ DQQ DQQ DQQ D&A0A1A2A3SDRDCLRLOAD移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出数数 据据 预预 置置 3210存数存数脉冲脉冲清零清零脉冲脉冲四位串入四位串入 - 串出的左移存放器串出的左移存放器初始形状：初始形状： 设设A3A2A1A0 1011在存数脉冲作用下在存数脉冲作用下 Q3Q2Q1Q0 101

16、1 。D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q2QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210 下面将下面将重点讨论重点讨论 兰颜色兰颜色 部部分电路的分电路的任务原理。任务原理。D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q2QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210设初态设初态 Q3Q2Q1Q0 Q3Q2Q1Q0 10111011CPCP1 11 10 01 10 00 01 11 10 00 01 11 10 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 0形状表形状表0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0

17、 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 cpD3D2D1D00 0 1 1 2 2 3 3 1 0 1 11 0 1 1Q0 Q1 Q2Q3QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脉冲脉冲CPL串行串行输出输出3210四位串入四位串入 - 串出的左移存放器：串出的左移存放器：D0 LD1 Q0D2 Q1D3 Q2QDQQ3DQDQD移位移位脉冲脉冲CPR串行串行输出输出Q1Q2Q0四位串入四位串入 - 串出的右移存放器：串出的右移存放器：D1 Q2D2 Q3D3 RD0 Q1循环右移循环右移能否一次移能否一次移位两位位两位?VCCQA QB QCQDS

18、1 S0CP16151413121110913456782QA QB QCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194011110 00 11 01 1直接清零直接清零保保 持持右移右移(从从QA向右挪动向右挪动)左移左移(从从QD向左挪动向左挪动)并入并入 CLRCPS1 S0功功 能能 思索题思索题1、JK触发器能否转变成触发器能否转变成D触发器？触发器？2、什么是存放器？有哪几种类型的存放器、什么是存放器？有哪几种类型的存放器?P372 7.6.5 7.6.7计数器的功能计数器的功能 记忆输入脉冲的个数；用于定时、分记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节

19、拍脉冲及进展数字运算等等。频、产生节拍脉冲及进展数字运算等等。计数器的分类计数器的分类同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。有时也用计数器的计数容量有时也用计数器的计数容量(或称模数或称模数)来区分各种不同的计数器，如二进制来区分各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器等等。计数器等等。第第3节节 计数器计数器 一、二进制加法计数器一、二进制加法计数器Q2Q1Q0 0 0 0101010100 010 1011 0 11 10001CPQ0Q1Q2优点：电路简单

20、、可靠优点：电路简单、可靠缺陷：速度慢缺陷：速度慢1.三位二进制异步加法计数器三位二进制异步加法计数器CP计数计数脉冲脉冲Q2D2Q2Q2D2Q2Q2D2Q2 在异步计数器中，有的触发器直接受输入计在异步计数器中，有的触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器那么是把其它触发器数脉冲控制，有的触发器那么是把其它触发器的输出信号作为本人的时钟脉冲，因此各个触的输出信号作为本人的时钟脉冲，因此各个触发器形状变换的时间先后不一，故被称为发器形状变换的时间先后不一，故被称为“ 异步异步计数器计数器 。思索题：思索题： 试画出三位二进制试画出三位二进制异步减法计数器的电路异步减法计数器的电路图，并分析其任

21、务过程。图，并分析其任务过程。优点：电路简单、可靠优点：电路简单、可靠缺陷：速度慢缺陷：速度慢2.三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器Q2Q2 J2K2Q1Q1 J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲CPJ2 = K2 = Q1 Q0J1 = K1 = Q0J0 = K0 = 1驱动方程驱动方程Q0Q1Q2CP形状转换表形状转换表 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 0 1 0 0 0 0 0 1 13 0 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 0 0 0 0 0 0 1 1 5 1 0 1 0 0 1 1 1 1 6

22、1 1 0 0 0 0 0 1 1 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1CP Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J01 K01Q1Q0 Q1Q0Q0Q0 原形状原形状 控控 制制 端端 在同步计数器中，各个触发器都受同一时在同步计数器中，各个触发器都受同一时钟脉冲钟脉冲输入计数脉冲的控制，因此，它们输入计数脉冲的控制，因此，它们形状的更新几乎是同时的，故被称为形状的更新几乎是同时的，故被称为 “ 同步计同步计数器数器 。思索题：思索题： 试设计一个四位二试设计一个四位二进制同步加法计数器电进制同步加法计数器电路，并检验其正确性。路，并检验其正确性。二、十进制加法计数器二、十进制加法计

23、数器Q2Q2 J2K2Q1Q1 J1K1Q0Q0 J0K0计数计数脉冲脉冲CPQ3Q3K3J3Q0Q1CP10234567891Q2Q3三、三、 恣意进制加法计数器恣意进制加法计数器J2 = Q1 Q0 ， K2 1 J1 = K1 1 J0 = Q2 ， K0 1 Q2Q2 J2K2Q1Q1 J1K1Q0Q0 J0K0计数计数脉冲脉冲CPCP Q2Q1Q0000010012010301141005000异步五进制异步五进制加法计数器。加法计数器。自行画出波形图。驱动方程另有三种形状另有三种形状111、110、101不在计数循不在计数循环内，假设这些形状经假设干个时钟脉冲可以环内，假设这些形状

24、经假设干个时钟脉冲可以进入计数循环，称为可以自行启动。进入计数循环，称为可以自行启动。检验其能否自动启动检验其能否自动启动 ？CP Q2 Q1 Q0 J2 = K2 = J1 = K1 = J0 = K0 = Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原形状原形状 控控 制制 端端 下形状下形状, 1Q2 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0结论：结论： 经检验，可以自动启动。经检验，可以自动启动。0 0 01 0 00 1 10 0 10 1 01 1 01 0 11 1 1形状转换图形状

25、转换图集成计数器引见集成计数器引见1. 二二 - 五五 - 十进制计数器十进制计数器 74LS90 74LS90 内部含有两个独立的内部含有两个独立的 计数电路：一个是模计数电路：一个是模 2 计数器计数器(CPA为其时钟，为其时钟，QA为其输出端为其输出端)，另一个是模另一个是模 5 计数器计数器(CPB为其为其时钟，时钟，QDQCQB为其输出端为其输出端)。 外部时钟外部时钟CP是先送到是先送到CPA还还 是先送到是先送到CPB，在，在QDQCQBQA这四个输出端会构成不同的码制。这四个输出端会构成不同的码制。74LS 90原理电路图原理电路图 QCQAJKQBJKJKQDQDJKCPAC

26、PBR 0(1)R 0(2)R 9(2)R 9(1)QAQBQCQD&CPACPBR 0(1) R 0(2)R 9(2)R 9(1)NCNCVCCQA QDQB QCGND1234567141312111098QA QD QBQCR 9(2)R 9(1)R 0(2)R 0(1)CPBCPA74LS9074LS 90管脚分布图管脚分布图R 0(1) R 0(2) R 9(1) R 9(2) QD QC QB QA X X 1 1 1 0 0 1 1 1 0 X 0 0 0 0 1 1 X 0 0 0 0 0 0 X 0 X 0 X X 0 X 0 0 X X 0 X 0 计数形状计数形状

27、74LS 90功能表功能表归纳：归纳： 1. 74LS 90在在“计数形状或计数形状或“清清零形状时，均要求零形状时，均要求R 9(1)和和R 9(2)中至少有一个必需为中至少有一个必需为“0。 2. 只需在只需在R 0(1)和和R 0(2)同时为同时为 “1时，它才进入时，它才进入“清零形状；否清零形状；否那么那么 它必定处于它必定处于“计数形状。计数形状。 计数时钟先进入计数时钟先进入CPA时的计数编码。时的计数编码。CPACPCPBQBQDQCQA25QD QC QB 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0QD QC QB CPB QA 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

28、 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 结论：上述衔接方式构成结论：上述衔接方式构成 8421 码。码。QD QC QB CPB QA 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 0 0 0 0 0 十进十进 制数制数计数时钟先进入计数时钟先进入CPB时的计数编码。时的计数编码。CPACPQA2CPBQBQDQC5QD QC QB 0 0 00

29、 0 10 1 00 1 11 0 0结论：上述衔接方结论：上述衔接方式构成式构成 5421 码。码。 0 0 0 0 QA QD QC QB CPA 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 QA QD QC QB CPA 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 1 0 0 0 5 1 0 0 1 6 1 0 1 0 7 1 0 1 1 8 1 1 0 0 9 0 0 0 0 0 十进十进 制数制数思索题思索题1、什

30、么是同步计数器？什么是异步计数器、什么是同步计数器？什么是异步计数器?2、加法计数器与减法计数器之间有什么联络？、加法计数器与减法计数器之间有什么联络？习题：习题：P373 7.6.14， 7.6.15 , 7.6.16 555定时器是将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。它运用方便,带负载才干较强, 目前得到了非常广泛的运用。一、一、 555定时器定时器第第4节节 555定时器及其运用定时器及其运用RSQQ+-A1+UCCVuoRD87645321RRR+-A2+THCOTRD电源电压范围电源电压范围:4.5V 18V输入状态输入状态中间状态中间状态高触发端高触发端 低触发端低触发端R

31、RS S2/3U2/3UCCCC1/3U1/3UCCCC102/3U1/3U1/3UCCCC112/3U2/3UCCCC1/3U1/3UCCCC012/3U2/3UCCCC1/3U1/3UCCCC00中间状态中间状态输出状态输出状态R RS S输出端输出端三极管三极管101截止截止11不变不变010导通000导通+UCCRS+-A187652RRR+-A2+高触发端高触发端低触发端低触发端RSQQVuoRD431uo3M微电机微电机二、双稳态触发器二、双稳态触发器S1 : 起动按钮起动按钮S2 : 停车按钮停车按钮RSQQ+-A1+UCCVRD8764521RRR+-A2+S1S2微电机起动停

32、车控制电路微电机起动停车控制电路0t0t0tuiuCuo2UCC /3tpRSQQ+-A1+UCCVuoRD87645321RRR+-A2+uiuCRC三、三、 单稳态触发器单稳态触发器RCRCtpteUUteUupccccc1 . 13ln),1 (32),1 (四、四、 多谐振荡器多谐振荡器RSQQ+-A1+UCCVuoRD87645321RRR+-A2+uCR1CR2输出方波的周期输出方波的周期 T的计算的计算:T = T1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C 0tuouC0tUCC /32UCC /3T1T2简易电子琴电路图简易电子琴电路图简易电子琴就是经过改动简易电子琴就是经过改动R2i 的阻值来改动输的阻值来改动输出方波的周期出方波的周期 , 使外接的喇叭发出不同的音调使外接的喇叭发出不同的音调 。48162357R1C555uoUCCR21R28S8S1+