第12章-触发器与时序逻辑电路

电工电子技术基础（第五版）“十二五”职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定触发器与时序逻辑电路第12章主要内容案例24进制计数、译码、显示电路12.1双稳态触发器12.2时序逻辑电路分析

12.3寄存器12.4计数器【案例】24进制计数、译码、显示电路第12章1.电路及工作过程CRLDD3D2D1D0C0CPTTTPQ3Q2Q1Q074LS160(1)CRLDD3D2D1D0C0CPTTTPQ3Q2Q1Q074LS160(2)11××××××××1计数脉冲＆edcbbaacdeggff74LS247(2)ADCBedcbbaacdeggff74LS247(1)ADCB300Ω×7300Ω×774LS00第12章2.电路元器件十进制计数器74LS160两块4线七段译码器74LS247两块共阴极接法的七段数码显示器两块与非门74LS00一块300Ω电阻十四个5V直流电源脉冲信号源16脚集成电路插座四个14脚集成电路插座一个万能板一块连接导线若干【案例】24进制计数、译码、显示电路第12章3.案例实施查阅集成电路手册，熟悉74LS00、74LS160、74LS247各引脚；认真检查元器件，确保器件完好。自己设计电路安装图，在万能版上安装元器件，并焊接。注意集成块应先焊好集成块座，再按引脚顺序插入集成块。对照电路，检查无误后，接上5V电源。输入计数脉冲，依次显示00、01、02、03......23、24、00、01......，不断循环。若不能正常显示，应查找故障，直至正常为止。【案例】24进制计数、译码、显示电路第12章4.案例思考？若想实现60进制计数、译码、显示电路，应如何接线？？若用74LS290计数器实现24进制计数、译码、显示电路，应如何接线？【案例】24进制计数、译码、显示电路12.1双稳态触发器第12章12.1.1基本RS触发器的电路结构和动作特点电路结构输入端输出端1态与0态称为1态称为0态现态与次态＆＆SRQQ第12章110逻辑功能复位端触发器原态为1触发器次态为0触发器原态为010100＆＆SRQQ0101101012.1双稳态触发器12.1.1基本RS触发器的电路结构和动作特点第12章12.1双稳态触发器12.1.1基本RS触发器的电路结构和动作特点001触发器原态为1触发器次态为1触发器原态为01010101101101置位端＆＆SRQQ第12章12.1双稳态触发器12.1.1基本RS触发器的电路结构和动作特点011触发器原态为1触发器次态为1触发器原态为01010101011011触发器次态为0＆＆SRQQ第12章12.1双稳态触发器12.1.1基本RS触发器的电路结构和动作特点这种状态是触发器工作的非正常状态。是不允许出现的。00次态都为111＆＆SRQQ第12章12.1双稳态触发器RS触发器的特性表低电平有效逻辑符号12.1.1基本RS触发器的电路结构和动作特点不可用置0（复位）置1（置位）记忆1*1*001101000001010011100101110111功能QQSR第12章12.1双稳态触发器12.1.1基本RS触发器的电路结构和动作特点工作波形QQ不定不定RS置0保持保持置1置0不允许不定第12章12.1双稳态触发器12.1.1基本RS触发器的电路结构和动作特点或非门组成的基本RS触发器置1端(置位端)置0端(复位端)≥1≥1SRQQ高电平有效逻辑符号QQSR或非门组成的基本RS触发器的特性表0111001*1*000001010011100101110111Qn+1RSQn记忆置1置0不可用第12章12.1.2主从RS触发器及主从JK触发器12.1双稳态触发器1.主从RS触发器＆SRQQ＆＆＆＆＆＆＆CPQ′Q′

1G1G2G3G4G5G7G6G8G9主、从触发器CP脉冲相反从触发器主触发器第12章12.1双稳态触发器12.1.2主从RS触发器及主从JK触发器＆SRQQ＆＆＆＆＆＆＆CPQ′Q′

1G1G2G3G4G5G7G6G8G9当CP=1时CP′=0主触发器工作从触发器被封锁RS确定主触发器状态从触发器保持状态不变10第12章12.1双稳态触发器12.1.2主从RS触发器及主从JK触发器当CP从1变到0主触发器被封锁状态不变从触发器接收主触发器输出端状态，从触发器的状态变化＆SRQQ＆＆＆＆＆＆＆CPQ′Q′

1G1G2G3G4G5G7G6G8G9第12章12.1双稳态触发器12.1.2主从RS触发器及主从JK触发器特性表010111001*1*××0××1000001010011100101110111××↓↓↓↓↓↓↓↓Qn+1RSQnCP表示延迟脉冲下降沿到来状态变化记忆（保持）符号

QSR

QCPC1第12章12.1双稳态触发器12.1.2主从RS触发器及主从JK触发器特征方程约束条件状态转换图

0

1R=0S=×R=0S=1R=1S=0R=×S=0波形图QSRCP1234567第12章1.主从JK触发器主、从触发器CP脉冲相反＆JKQQ＆＆＆＆＆＆＆CPQ′Q′

1G1G2G3G4G5G7G6G8G912.1双稳态触发器12.1.2主从RS触发器及主从JK触发器从触发器主触发器第12章12.1.2主从RS触发器及主从JK触发器12.1双稳态触发器特性表0101001110××0××1000001010011100101110111××↓↓↓↓↓↓↓↓Qn+1

JKQnCP脉冲下降沿到来状态变化保持符号记忆（保持）置0置1翻转

QJK

QCPC1第12章12.1.2主从RS触发器及主从JK触发器12.1双稳态触发器特征方程状态转换图

0

1J=×K=0J=1K=×J=×K=1J=0K=×波形图QCPKJ1234567第12章12.1.3D触发器12.1双稳态触发器主触发器从触发器DTG1CPCPTG2CPCP1G11

G2DTG1CPCPTG2CPCP1G31

G4QQ特性表Qn01×01×↑↑Qn+1DCP脉冲上升沿到来状态变化符号

QD

QCPC1第12章12.1双稳态触发器12.1.3D触发器特征方程状态转换图

0

1D=1D=1D=0D=0波形图QCPD1234567第12章12.2时序逻辑电路分析12.2.1时序电路的基本分析方法写方程求状态方程进行计算画状态图、列状态表、画时序图功能说明第12章12.2.2时序逻辑电路分析举例12.2时序逻辑电路分析

1.写出方程各触发器的触发时钟是相同的输出方程分析时序逻辑电路。FF1FF2JKJKJK&CPYC1C1C1FF0

QQQQQQ

2.求状态方程驱动方程第12章12.2时序逻辑电路分析12.2.2时序逻辑电路分析举例3.进行计算，列状态表10111111001011101010100000011111110110101011101001100000YQ0n+1Q1n+1Q2n+1Q0nQ1nQ2n输出次态现态4.画状态图和时序图

000

/1

001

011

111

110

100

/1

/1

/1

/1

/0

101

010

/1

/1有效状态与有效循环无效状态与无效循环能自启动：在时序逻辑电路中，虽然存在无效状态，但他们没有形成循环，这样的时序电路叫能自启动的时序电路。不能自启动：若有无效状态存在，它们之间又形成了循环，这样的时序电路被称为不能自启动的时序电路。本例电路就不能自启动。第12章12.3.1数据寄存器12.3寄存器CPQDFF3D3Q3QQDFF3D2Q2QQDFF3D1Q1QQDFF3D0Q0Q第12章12.3.2移位寄存器12.3寄存器CPQ2Q1Q3Q0

DC1FF0

Q

Q

DC1FF0

Q

Q

DC1FF0

Q

Q

DC1FF0

Q

Q并行输出串行输入串行输出100

0

011010

0

011

0

001

1

010

1

1第12章12.3寄存器12.3.2移位寄存器控制寄存器的功能CPS0S1Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3DILDIRR异步清零端右移数据输入端左移数据输入端74LS194并行输入11↑1左移10↑1右移01↑1保持00↑1置零×××0功能S1

S0

CPR第12章12.4计数器12.4.1二进制计数器分类

按计数值的增减异步计数器同步计数器按时钟脉冲输入

二进制计数器十进制计数器

N

进制计数器按计数容量加法计数器可逆计数器减法计数器由JK触发器组成的异步二进制加法计数器当J、K=1时，具有计数功能，每来一个脉冲触发器就翻转一次。每来一个CP翻转一次当低位触发器输出由1变0时翻转CPFF1

JC1KQ0Q1FF3Q2Q3FF0FF2QQQQQQQQ

JC1K

JC1K

JC1K第12章12.4计数器12.4.1二进制计数器四位二进制加法计数器的状态表Q3

Q2

Q1

Q0CP01234567800000001001000110100010101100111100091011121314151610011010101111001101111011110000CPQ3

Q2

Q1

Q0第12章12.4计数器12.4.1二进制计数器四位二进制加法计数器的工作波形图CP12345678910111213141516Q3

Q0

Q1

Q22分频4分频8分频16分频第12章12.4.2十进制计数器12.4计数器由JK触发器组成的8421码十进制加法计数器第1位触发器J0=K0=1，FF0翻转受输入的计数脉冲控制。第2位触发器J1=Q

3，FF1翻转受FF3的控制。第3位触发器J2=K2=1，FF2翻转受FF1控制。第4位触发器J3=Q1Q2，CP3=Q0

。当Q1=Q2=1且Q0由1→0时，FF3才翻转。而Q2=Q1=Q0=1是第7个脉冲状态，当第8个脉冲的下降沿到来时，Q0由1→0，FF3翻转，由0→1。CPQ0Q1Q2Q3＆

JC1KFF1FF3FF0FF2QQQQQQQQ

JC1K

JC1K

JC1K第12章12.4计数器12.4.2十进制计数器十进制计数器的状态表Q3

Q2

Q1

Q0CP01234567891000000001001000110100010101100111100010011010十进制加法计数器的工作波形图Q0Q1Q2Q3CP12345678910第12章12.4.3集成计数器及其应用12.4计数器1.集成二进制计数器74LS161、74LS163异步清零端同步置数端TT=TP=1计数进位端TTC0Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0LDCRTP74LS161CP74LS161功能表功能×××d2×D2计数保持同步置数异步清零×××d0×D0×××d3×D31×0××TP1110×LD当计到1111时C０＝1×↑11d3

d2

d1

d0d1↑×1Q3Q2Q1Q0D1CPTTCR保持××××0×110000×××0输出输入

74LS163具有同步清零功能。其余功能与74LS161相同。第12章12.4计数器12.4.3集成计数器及其应用

74LS160当计到1001时C０＝1，其余功能与74LS161相同。3.二-五-十进制异步加法计数器74LS290置9端S9（1）

=S9（2）=1输出为1001置0端S9（1）S9（2）=0R0（1）=

R0（2）=1输出为00002.集成二进制计数器74LS160

CPA

QA

QB

QC

QD74LS290

CPBS9（1）S9（2）R0（1）R0（2）S9（1）S9（2）=0R0（1）R0（2）=0计数QD、QC、QB、QA为8421码十进制计数状态输出端QA、QB、QC、QD为5421码十进制计数状态输出端

CPA

QA

QB

QC

QD74LS290

CPBS9（1）S9（2）R0（1）R0（2）第12章12.4计数器12.4.3集成计数器及其应用4.集成计数器的应用异步清零法:异步清零法适用于具有异步清零端的集成计数器。只要异步清零端出现清零有效信号，计数器便立即被清零。因此，在输入第N个计数脉冲CP后，通过控制电路产生一个清零信号加到异步清零端上，使计数器回零，则可获得N进制计数器。

74LS161异步清零法组成的七进制计数器

＆××××11TTC0Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0LDCRTP74LS161CP第12章12.4计数器