现代电工电子技术 第3版 课件 第14章 触发器及时序逻辑电路

富锡工紫大学SHENYANG

UNIVERSITY

OF

TECHNOLOGY第

1

4

章触发器与时序逻辑电路第14章触发器与时序逻辑电路14.5

脉冲信号的产生与

整形14.2

JK触发器和D触发器及触发器功能的转换14.3

寄存器14.1

RS

触发器14.4

计数器学完本章应掌握以下问题：1.触发器的输出随输入如何变化?牢记

R-S

、JK、D

及

T

和T'触发器的真值表。2.触发器的输出在何时变化?上升沿触发还是下降沿触发?3.触发器的初始状态如何设定?直接置位端和直接复位端。逻辑符号R。KC15不需要掌握触发器的内部电路结构和原理。概述触发器的功能：形象地说，它具有“一触即发”的功能。在输入信号的作用下，它能够从一种稳态(0或1)转

变到另一种稳态(1或0)。触发器的特点：有记忆功能的逻辑部件。输出状态不只与现时

的输入有关，还与原来的输出状态有关。触发器的分类：按功能分：有RS触发器、D

型触发器、JK触发器、T型等；按触发方式划分：有电平触发方式、主从触发方式和边沿触发方式。14.1

RS触发器一、基本RS

触发器反馈

反馈个输出端两个输入端正是由于引入反馈，才使电路具有记忆功能!输出Q

和Q

互为相反逻辑所以只有两种状态：Q&G₂SDQ&G₁Rᴅ输入有4种情况：置“0”!

14.1若原态为“1”态：

QQ0&

a

&

bRD1输出变为“0”态见仿真分析若原状态为“0”态：1Q&a0

Q

0&

b0

RD

0输出仍保持“0”态输

入Rp=0,Sp=1

时置“1”!若原状态：Q=10Q0&aR,

1输出保持：Q=1输入Rp=1,Sp=0

时若原状态：

Q=0

Q=114.1Q=011&

b输出变为：Q=1

Q=00&

bQ&aQ=0QQ输入Rp=1,Sp=1时

保持!

14.1若原状态：Q=1

Q=0

若原状态：Q=0

Q=1工

R,

S,

工输出保持原状态：Q=0

Q=1Rp

0

s,输出保持原状态：Q=1

Q=0Q0&aQ

0&bQ1&

DQ&a输出：全是1注意：当

Rp

、Sp同时由0变为1时，

翻转快的门输出变为0,另一个不

得翻转。因此，该状态为不定状

态。R,SpQ

Q1

1011000保持原状态0

11

0不定状态输入Rp=0,Sp=0

时复位端RDl

置位端基本触发器的功能表逻辑符号14.1直接清零端

C

d

直接置位端R

CP

S

输入端“同步

”的含义：RS

触发器的动作与时钟CP

同步。14.1输出端平时常

为

1b二

、同步RS触发器平时常直

为

1置位端口14.1

RS触发器QaCP=0时

CP=1时

14.1QQ&a1RD

R&

CRbSDdS&1RD&RCP

0触发器保持原态&bS&daC&&CP

1SDSCPRSQ

Q0φφ保持100保持工011

01100

1111不确定

14.1简化的功能表RSQn+100Qn01110011不确定DR,SDQ

Q11011000保持原状态0

11

0不定状态Qn+1为新状态，

Qn

为原状态基本触发器的功能表同步RS触发器的功能表逻辑符号三、主从RS触发器QQ

F从QR₂c

S²Q'

F

主

Q'R₁

S₁CPRSQn+100Qn01110011不确定CP=1时：主触发器打开，从触发器封锁CP=0时：主触发器封锁，从触发器打开动作特点：时钟下降沿触发14.1

RS

触发器14.1逻辑符号功能表CPKQJ

KQn+10

00

101Qn01Q逻辑符号该触发器带有直接置位复位端Q

Q

下降沿触发例

1

:

画

出

主

从JK

触发器输出端波形图14.2.1

JK

触

发

器功能表KQJ→QJK

触发器的时序图保持

T该触发器带有直接置位复位端上升沿触发例

：画出D触发器的输出波形。CPDQn+1010114.2.2逻辑符号见仿真分析D

触发器功能表14.2.3触发器功能的转换

T′和

T

触

发

器一

、T′

触发器Q

QT

触发器功能表T

Qn+10

Qn1

Q逻辑符号：Q

Q功能：每来一个脉冲，输出状态

翻转一次，也叫计数器T触发器的时序波形CCPQRQSCPT例2:假设初始状态Qn=0,

画

出Q₁和Q₂的波形图看懂逻辑符号；熟练使用功能表。CP

Q₁JoK

QJQK

Q··Q₂Q₂Q₁CPCP常用“专业术语”介绍清零：使Rp=0,输出端Q置0预

置

：使

Sp=0,

输出端Q置1。数据锁定：触发器的输出状态固定不变，这就称作“数据锁定”。它相

当于“保持”功能。例3

对于基本RS

触发器，若输入波形如下，试分别画出原态为0和原态为1对应时刻的Q

端和Q端波形SpRoQ

0Q原态为0原态为1器，画出它的逻辑符号。Rp根据功能表，此为RS

触发器RpSDQn+100Qn01110011不定逻辑符号RD

SD例4

试分析图示逻辑电路的功能，说明它是什么类型的触发功能表#例5

在下图所示输入信号激励下，试分别画出TTL

主从型和CMOS边沿型JK

触发器Q端的波形，(触发器原态为0)TTL

主从型CMOS边沿型#例6

在下图所示输入信号激励下，试画出D

触发器Q

端的波形，(触发器原态为0)。#输

入输

出CP

A

RD

SDQn+1

Qn+1个

0

00

11

0

01

0φ

0

0Qn

Qnφ

φ

1

00

1φ

φ

0

110φ

φ

1

11

1遇上升沿，

D=0

时

，Qn+1=0遇上升沿，

D=1

时

，Qn+1=1遇下降沿，

D

无论什么,

Qn+1不变

无论其它输入如何，只要Rp=1,Qn+1=0无论其它输入如何，只要Sp=1,Qn+1=1当Rp、Sp

同时为1,逻辑关系混乱例7

两个触发器的特性表如下表所示，

逻辑符号试说明表中各项操作的含义，并指出它们各是什么类型的触发器。D触发器，上升沿触发，置位、复位端高电平有效看懂逻辑符号；熟练使用功能表。例8假设初始状态Qn=0,画出Q₁和Q₂的波形图。CP

Q₁JoK

QJQK

Q··Q₂Q₂Q₁CPCPRpSDQ

Q11保持原状态010

110001

0不定状态RSQn+100Qn01110011不确定RD复位端

置位端2.

同步

RS

触发器1.基本RS触发器简化的功能表逻辑符号Q

QQ

Q3.JK触发器4.D触发器功能表Qn+1Qn0QnQn+101D015.T

触发器TCP6.T

触发器1CP7.D

触发器

DCPT为0时，保持；T为1时，状态翻转Qn+1=TQn+TQnQn+1=Qn计数功能Qn+1=DJKJKJ1KQQQQQQ14.3

寄存器14.3.1数码寄存器取数指令Z°清“0”○寄存指令G₆QRG₂QS&

G₁D₀G₇R]G₃&Q₂Qs&D₂&QQ&D₁&QS&D₃G₈]G₄&

G₅Q0R

FQRIY₃Y₁FFFD₇

D₆

D₅

D₄D3D₂

D₁D₀E

CP8位三态输出数码寄存器T3374Q4Q

DQ₇Q

DAQ₆Q

DAQ₃Q

DAQ5D

QQ₁D

QQ₂D₆

QQoQ串行输出

F₃CP<Q

D-CP

一

DQo

一14.3.2移位寄存器QoO

CP移位脉冲串行数码输入T清零Q

F₀

CPQ₁Q₂

·F₁CP<F₂CP<3456Q₃

一14.4

计数器一、计数器功能的分析

例1通过分析可知该计数器为：8进制异步加法计数器看图：

脉冲不同时作用于各触发器，所以是异步方式工作。看表：到几归0就是几进制!看表：对应十进制数是递增的是加法!状态转换表对应十CPQ₂Q₁Q₀进制数00

0

00第一介脉冲过后120

10230

11341

00451

0

1561

1

0671

1

170

08异步计数器的特点：在异步计数器内部，触发器的触发信号不完全一样，即各个触发器状态变换的时

间先后不一，故被称为“异步计数器”

。14.4

计数器一、计数器功能的分析例2波形图

：状态转换表

：CP

1

2

3

4

5

对应十CPQ₁Q₀进制数Q₀Q₂Q₁Q₀

Q1

Q₂QPQ₂

Q₁Q₀十进制数10

00

0010

11

00

00101001234n2.写出各触发器的状态方程Q+¹

=Q₂Q₀

(逢CP

了

)Q⁷+¹=Q₁

(

逢Q。飞Q2+¹

=Q₂Q₁Q₀(逢CP乙14.4

计数器一

、计数器功能分析

例3分析步骤：

(法

一

)1.写出各触发器的驱动方程5进制异步加法计数器CJo=Y2,A0

一

1Q₀J₀Q₀K。3.填写状态转换表Q₂J₂

Q,K,计数

脉冲

CPQ₁J₁,K23450CPQ₂Q₁Q₀J₂=Q₁Q0K₂=1J₁=1K₁=

1J₀=Q₂Ko=1十进制数00000111110125000工0

工

10工01000工0工

工工工工11工0工

工12340000工111工0例3

分析步骤：

(法二)

Q₂J₂OK,1.写出各触发器的驱动方程

CPJ₂=Q₁Q0,K₂=1

J₁=K₁=1

J₀=Q,K₀=12.填写状态转换表

5进制异步加法计数器1111111143工CPQ₂Q₁Q₀J₂=

Q₁Q0K₂=

Q₁Q0J₁=Q₀K₁=

Q0J₀=1K₀=1十进制数0工234S6780000工000工工00工工00工01010工00001011111012345678进制同步加法计数器0工001001001011工11工n例4

分析步骤：

Q₂J

&

Q₁J20J。1.写出控制端的表达式

,K,

Q,K,

。K。J₂=K₂=Q₁Q₀J₁=K₁=Q

。J₀=K₀=1CP2.填写状态转换表工

工

工计数器功能分析总结Q₂J

&

Q₁JQoJ₀QK

,kPCP异步方式：

波形图同步方式：

控制端方程混合方式：

控制端方程Q₀J₀O.K

CP状态表Q

J₂O.K.状态表状态表状态方程DQ'Q'14.4.2中规模集成计数器1、4位二进制同步计数器T961(74163)Vcc

QB

Qp

T

LDT1161C.CP

A

B

C

D

PGND进位用T961

构成任意进制计数器1)复位法

利用Cr

端例1

用T961

构成M=12

进制计数器。解12对应的二进制码为Q,QcQBQᴀ=900用此码给计数器复位&“1

”QA

QB

Qc

QD

TT961

CrB“1”脉冲输入端“1”12进制计数器QccLDCP1

)

复

位

法

例

27进制091

“1”脉冲输入端1)复位法

例310进制1010“1”脉冲输入端QcT961A

BQA

QB

QcT961QD

TCrp“1”&“1

”QD

TCr-QccLDCPQccLDCP“1”&用T961构成任意进制计数器2)置数法——状态译码置数法

利用LD端例4

用T961

构成M=12

进制计数器。解：当输出为

“M-1”即109时，应送出一个有效置位信号，一旦第M个脉冲一到，计数器被置成0000。(

对M-1译码&“1

”Qcc

QA

QB

Qc

QD

T12进制

“1”CP

A

B

C

D

P脉冲输入端

“1”LD

T961

CrP例5状态译码置数法9进制M-1=8=1000脉冲输入端例6状态译码置数法6进制M-1=5=0101脉冲输入端“1”&“1”QA

QB

Qc

QDT961A&“1”QcT961BT“

1”Cr-QccLDCPQccLDCPT“

1”Cr-QDA例9进位输出置数法6进制预置数1010脉冲输入端进位输出置数法9进制预置数091脉冲输入端QccQAQB

QcT961CP

A

B

CQA

QB

Qc

QDT961A

B工“1”例8

1“1”“1”QccLDCPQDDTCrPTCrpLD“1”“1”“1”T961

计数器构成法小结1.

复

位

法利用Cr

端并另加与非门2.状态译码置数法利用LD

端并另加与非门3.进位输出置数法利用LD

和Qcc

端并另加非门对M

译码无预置数对M-1

译码预置数0000预置数16-M置数法14.4.2中规模集成计数器2二-五十进制异步计数器T4290十进制6进制见仿真分析Q₃Q₂

Q₁

Q₀Rp(1)

CP₁T

4290Rp(2)

S₉(2C)P₀用T4290

构成任意进制计数器T4290S₉①Rp(1)Rp(2)CP₁CP。Q₃

Q₂

Q₁

Q₀CP8进制9进制见仿真分析Q₂

Q₁Q₀CP₁T4290CP。S₉(1)

S₉(2)Q₂

Q₁Q₀CP₁T4290Q₃Rp(1)Rp(2)Q₃

Rp(1)RD(2)CP

。

CPS₉(1)

S₉(2)&

48进制级联Q₂

Q₁

Q₀CP₁T4290S₉(1)

S₉(2)Q₃Q₂Q₁Q₀

Rp(1)T4290Rp(2)S₉(1)

S₉(2)Q₃Q₂Q₁Q₀Rp(1)T4