触发器和时序逻辑电路

1、第21章触发器和时序逻辑电路，21.1双稳态触发器，21.2寄存器，21.3计数器，21.4 555定时器及其应用，21.5应用示例，本章要求，1。掌握RS、JK和D触发器的逻辑功能以及不同结构触发器的动作特性；2.掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器和十进制计数器的逻辑功能，分析时序逻辑电路；3.学会使用本章介绍的各种集成电路；4.了解集成定时器、单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理。第21章触发器和时序逻辑电路电路的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还取决于电路的原始状态。这种具有记忆功能的电路称为时序逻辑电路。下面描述双稳态触发器，它是时序电路的基本逻辑单元。21.1双稳态触发器，特性：1

2、。有两个稳定状态“0”和“1”；2.触发器可根据输入信号设置为“0”或“1”状态；3.输入信号消失后，设置的“0”或“1”状态可以保留，即具有记忆功能。双稳态触发器是一种具有存储功能的逻辑单元电路，可以存储一位二进制代码。21.1.1 RS触发器，两个互补输出端，1。基本的RS触发器，两个输入端，反馈线，触发器的输出和输入之间的逻辑关系，让触发器的原始状态为“1”。1，0，1，0，让原始状态为“0”，1，1，0，触发器保持“0”，复位，0，让原始状态为“0”，1，1，0，0，1，0，0，触发器处于“0”状态和“1”状态。如果先翻转，基本RS触发器状态表，逻辑符号，2。可控RS触发器、基本R-S

3、触发器、控制电路和时钟脉冲。当CP=0时，0、R和S的输入状态将不起作用。触发状态保持不变，当CP=1，1时，开启，触发状态由R和S的输入状态决定.打开，当CP=1，1，打开，(1) S=0，R=0时，触发状态由R，S输入状态决定。open，1，1，0，(2) s=0，r=1，(3) s=1，r=0，1，q=1，q=0，(4) s=1，r=1，可控RS状态表，当CP为高电平时，触发状态由r和s决定克服措施：JK触发器或D触发器，21.1.2主从JK触发器，1。电路结构，从触发器，主触发器和反馈线，2。工作原理：主触发器开启，主触发器的状态由J和K决定，信号被接收并暂时存储。从属触发器被阻止，从

4、属触发器状态保持不变。CP，CP，状态保持不变，从触发器的状态依赖于主触发器，并保持主触发器和从触发器的状态一致，因此称为主从触发器。从触发器开启，主触发器被阻塞。当CP和CP为高电平时，触发器接收信号并临时存储(即，主触发器的状态由J和K决定，而从触发器的状态保持不变)。要求j和k的状态在CP高电平期间保持不变。当CP为低电平时，主触发器被阻塞，J和K不工作，0，1，CP，CP，分析JK触发器的逻辑功能，(1)J=1，K=1，让触发器的原始状态为“0”，主从状态一致，CP，让触发器的原始状态为“1”和“？”状态，J=1，K=1，每个时钟脉冲，状态反转一次，即具有计数功能。(1) J=1，K=

5、1，跳转，CP，(2) J=0，K=1，让原始触发状态为“1”，让原始触发状态为“0”，CP，(3) J=1，K=0，让原始触发状态为“0”。JK触发器的逻辑功能，当qn，1，00，11，10、0，01，CP为高电平时，主触发器状态由j和k决定，从触发器状态保持不变。、(保持功能)、(设置“0”功能)、(设置“1”功能)、(计数功能)、C下降沿触发的触发器，例如：JK触发器的工作波形、基本R-S触发器、转向电路、21.1.3保持闭锁D触发器、1。电路结构，反馈线，跳线。0，当CP=1时，0，1被阻塞；在CP=1期间，触发器保持“0”不变；21.1.3保持闭锁D触发器；2.逻辑函数，(1)当CP

6、=0时，D=1，0，1，1，当CP=1时，0，1。然而，Q的状态总是比D的状态晚一步，即Qn1=Dn；上升沿后，输入d不再工作，触发状态保持不变。即，(不会翻转)，结论：示例：D触发器工作波形图，21.1.4触发器逻辑功能转换，1。JK触发器转换为D触发器，仍由下降沿2触发。JK触发器被转换成T触发器，当J=K时，两个触发器处于相同的状态，3。d触发器转换为T触发器，只具有计数功能。21.2寄存器是数字系统的通用逻辑部件，用于存储数字或指令。它由触发器和门电路组成。一个触发器只能存储一个二进制数，存储n个二进制数时需要n个触发器。21.2.1数字寄存器，仅具有登记数字的功能。清零，寄存器指令，

7、通常由D触发器或R-S触发器组成，并行输入模式，寄存器数字，触发器状态不变，清零，寄存器指令，并行输出模式，Q，Q，状态不变，21.2.2移位寄存器，不仅可以寄存器数字，所谓移位是指每个移位脉冲到来时，寄存器中登记的数据按顺序向左或向右移动一位。1.单向移位寄存器d、1011、q、1011、1、0、1、1、j、k、ff3，数据依次向左移动，称为左移位寄存器，输入模式为串行输入。Q，Q，Q，数字输入、然后输入四个移位脉冲，1011从Q3端由高到低依次输出。串行输出模式，数字输入，左移位寄存器波形，1，1，1，1，0，要存储的数据，1011存储在寄存器中，从Q3取出，4位左移位寄存器状态表，1，2

8、，3，1，0，1，并行输出，然后继续输入4个移位脉冲。2.并行和串行输入/串行输出寄存器，寄存器分类，并行输入/并行输出，串行输入/并行输出，并行输入/串行输出，串行输入/串行输出，3。双向移位寄存器：可以向左或向右移动。，RD，CP，S，左移位输入，从低到高依次输入的数据，从高到低依次输入的数据，1，0，1，右移位输入，移位控制21.3.1二进制计数器，它根据二进制规则累加脉冲数，也是其它二进制计数器的基础。为了形成一个N位二进制计数器，需要N个具有计数功能的触发器。异步二进制加法计数器，异步计数器：计数脉冲c不同时施加到每个触发器。最低阶触发器由计数脉冲触发，而其他触发器有时由相邻的低阶触

9、发器输出的进位脉冲触发。因此，每个触发器的状态转换时间是不同的，并且随后的触发器只能在前一个触发器之后翻转。二进制数Q2 Q1 Q0，0 000 1 00 1 20 1 0 3 0 1 4 1 00 5 1 6 1 0 7 1 1 8 0 0 0，脉冲数(CP)，二进制加法计数器状态表，从状态表中可以看出，最低有效触发器用一个脉冲翻转一次，当每个触发器从1变为0时，它需要产生一个进位信号，该进位信号当j和K=1时，它具有计数功能，每个脉冲触发器翻转一次。三位异步二进制加法计数器，在电路图中，j，悬空意味着j和K=1，下降沿触发触发器，当相邻的低阶触发器从1变为0时，它翻转。异步二进制加法器利用

10、波形工作，每个触发器的触发器时间都有一个计数脉冲序列。1.每个触发电路应该如何连接？每个D触发器都连接成一个T触发器，即具有计数功能。2.同步二进制加法计数器和异步二进制加法计数器有简单的连接。触发器是一步一步翻转的，所以工作速度很慢。同步计数器：计数脉冲同时连接到每个触发器，每个触发器的状态转换与计数脉冲同步。同步计数器工作得很快，因为每个触发器同步翻转。但是线路很复杂。二进制数qqqq1q 0，0000100120103014100510161071118000，脉冲数(CP)，二进制加法计数器状态表，最低触发器FF0每脉冲翻转一次；FF1:当Q0=1时，另一个脉冲将翻转一次；FF2:当Q

11、0=Q1=1时，另一个脉冲会翻转一次。四位二进制加法计数器的状态表、四位二进制同步加法计数器的级之间的逻辑关系以及四位同步二进制计数器的逻辑电路可以通过J和K端的逻辑表达式获得。触发器触发条件，j和k端的逻辑表达式，FF0，c每个输入触发一次，ff1，ff2，ff3，j0=k0=1，Q0=1，J1=k1=Q0，Q1=Q0=1，J2=k2=q1q0，Q2=，由主从JK触发器组成的同步四位二进制加法计数器，74LS161四位同步二进制计数器，(a)外部引线排列图；逻辑符号，例如：分析图示逻辑电路的逻辑功能并解释其用途。让初始状态为“000”。解决方案：1。写出每个触发器的J、K和CP端子的逻辑表达

12、式。解决方案：当初始状态为“000”时，每个触发器的J、K和C端的电平为、从表中可以看出，触发器在5个脉冲周期后是一个十进制计数器。2。以列形式编写状态转换表，并分析状态转换过程。CP1=Q0，因为计数脉冲不是同时施加到每个触发器，所以它是一个异步计数器。异步十进制计数器的工作波形，21.3.2十进制计数器，十进制计数器：计数规则：“每十进制一”。它用四个二进制数表示相应的十进制数，因此也称为二进制-十进制计数器。四位二进制可以代表十六种状态。为了表示十进制数的十种状态，需要去掉六种状态。有不同的安排，其中六个国家被删除。这里，只介绍8421码广泛使用的十进制计数器。1。同步十进制计数器、十进

13、制加法计数器状态表、十进制同步加法计数器和十进制计数器的工作波形。常用74LS160同步十进制加法计数器，其外部引脚排列和功能表与74LS161计数器相同。异步十进制计数器，(1) 74LS290二进制-五进制计数器，逻辑功能和外部引线排列，(1) R01，R02:设置“0”输入，逻辑功能，逻辑功能和外部引线排列，(1) S91，S92:设置“9”输入，逻辑0，0，1，1，74LS290计数器功能表，输入和输出，Q2，Q3，Q1，Q0，1，1，0，1，0，1，R01，S92，S91，R02 5421异步十进制计数器，工作反馈设置“0”方法：当满足某些条件时，计数器的复位端用于强制计数器清零并重

14、新开始新一轮计数。 使用反馈设置“0”方法，可以使用现有计数器来获得比原始计数器小的计数器。例如：一块74LS290可以用来构成十进制计数器。如果十进制计数器连接正确，并且其复位端子用于反馈复位，则可以获得十进制计数器中的任何一个。用一块74LS290形成一个任意十进制计数器，例如，一个十六进制计数器，例如，一个十六进制计数器。当状态0110(6)出现时，将Q2=1和Q1=1发送到复位端子R01和R02，以便计数器可以立即清零。状态0110仅暂时存在。74LS290是异步清零计数器，反馈设置为“0”。实现方法：十六进制计数器，S92，S91，Q3，Q0，Q2，Q1，R01，R02，CP1，CP0，计数脉冲，计数器清零，当0111(7)出现时，计数器立即清零，新一轮计数重新开始。计数器清零，两块74LS290在100内构成一个计数器。示例1:24个计数器，0010(2)，0100(4)，10位，1位，2位十进制计数器(100十进制)，示例23360六进制计数器、1位十进制。每一位