第 14 章 触发器和时序逻辑电路.ppt

1、14.1双稳态触发器，第14章触发器和时序逻辑电路，14.2寄存器，14.4单稳态触发器和由555个定时器、14.3计数器和14.5应用实例组成的非稳态触发器。本章要求：1 .掌握RS、JK、D触发器的逻辑功能和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.学习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。第十四章触发器和时序逻辑电路时序逻辑电路由触发器和门电路组成，它们的输出状态不仅由当时的输入状态决定，而且与电路的原始状态有关，具有记忆功能。例如寄存器、计数器等。触发器是时序逻辑电路的

2、基本单元，而门电路是组合逻辑电路的基本单元，它主要由门电路组成，其输出状态完全由当时输入变量的组合状态决定，与电路的原始状态无关。例如加法器、编码器、解码器等。1.时序逻辑电路：带有双稳态触发器的逻辑电路简称为时序逻辑电路。下一页，上一页，下一节，返回，3。双稳态触发器分类：按逻辑功能分类：RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器按触发方式分类：电平触发器、主从触发器、边沿触发器按结构分类：基本触发器、主从触发器、保持-停止触发器。触发器：具有记忆能力的基本单元电路，分为单稳态触发器、双稳态触发器和非稳态触发器(多谐振荡器)。特点：1 .有两个稳定状态“0”和“1”；2.触发器可根据输入信号

3、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码。14.1双稳态触发器，14.1.1 RS触发器，1。基本RS触发器、有两种稳定状态：(1)称为复位状态(0状态)；(2)，称为集合状态(1状态)；基本RS触发器的逻辑表达式，基本RS触发器的状态表，逻辑符号，RD:直接设置“0”(复位端)，SD:直接设置“1”(设置端)，基本RS触发器的波形图，Q，不定状态，不定状态，逻辑符号，下一页，上一页，下一节，返回，2。可控电阻触发，当电容值为0时，电阻和电阻输入状态不工作。触发器状态保持不

4、变。当CP=1时，触发器状态由R和S输入状态决定。可控RS状态表、逻辑符号、Q、S、R、CP，当CP为高电平时，触发状态由R、S、跳转、CP、R、S、Q决定，不定，可控RS触发器的工作波形图，(初始状态Q=0)，例假设Q的初始状态为0。1、CP、R、S、Q，使输出全部为1，并且在移除CP后状态不确定。示例：绘制可控RS触发器的输出波形、可控RS状态表，当CP为高电平时，触发状态由R决定，解决方法如下：JK触发器或D触发器，1。电路结构，从触发器，主触发器，反馈线，14.1.2 JK触发器，2。工作原理：主触发器开启，主触发器的状态由J和K决定，信号被接收并暂存。从属触发器被阻止，从属触发器状态

5、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、从状态一致，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，触发器接收信号并暂时存储它(也就是说，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，3，逻辑功能分析，(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“？”当状态，J=1，K=1，每个时钟脉冲出现时，状态反转一次，这意味着它有计数功能。(1) J=1，K=1，跳转，C

6、P，(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”。4。JK触发器的逻辑状态表，QN，1，00，11，10、0，01，状态方程：(保持功能)，(设置“0”功能)，(设置“1”功能)，(计数功能)，由C下降沿触发的触发器，标清功能、JK触发器摘要：1。当J=0，K=0时，具有保持功能；2.当J=1，K=1时，具有翻转功能；3。当J=0，K=1时，具有复位功能；4。当J=1，K=0时，具有设定功能。4.JK触发器的逻辑功能，5。状态方程，例1:绘制主从JK触发器输出端的波形图。例2:假设初始状态Q=0，画出Q1和Q2的波

7、形。Q1，Q2，理解逻辑符号；精通使用菜单。14.1.3 D触发器、图形符号、s、r、q、D、1d、C1、CP、D触发器。当J=D时，两个触发器具有相同的状态，JK触发器可以转换为D触发器，如下图所示。国产D触发器主要是维护阻塞型，它在时钟脉冲的上升沿触发触发器。图形符号如下，D触发器也可以转换成T触发器。如下图所示，它的逻辑功能是每个时钟脉冲翻转一次，也就是说，它具有计数功能。返回，例如：D触发器工作波形图，课堂练习：众所周知，上升沿触发D触发器D端的输入信号波形，Qn0绘制触发器的Q端波形。1 2 3 4，Q，D对Q没有影响。解决方案，下一页，上一页，下一节，返回，上一节，14.2寄存器是

8、数字系统中常用的逻辑部件，用于存储数字或指令等。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，当存储n个二进制数时需要n个触发器。14.2.1数字寄存器。下图是由D触发器(上升沿触发器)组成的四位数字寄存器，它是一个并行输入/并行输出寄存器。工作开始时要清楚。通常由D触发器或R-S触发器组成，只具有记录数字的功能。不仅可以注册数字，还有移位功能。所谓的移位是指每次移位脉冲到来时，寄存器中记录的数据按顺序向左或向右移动一位。根据移位数据的输入和输出方式，可分为四种类型：串行输入串行输出、串行输入并行输出、串行输入并行输出、串行输入并行输出、串行输入并行输出、串行输入并行输出并行输出：1

9、4.2.2移位寄存器、连接到D触发器的FF0、来自D端的数字输入。让登记的二进制数为1011，并根据从高位到低位的移位脉冲(即时钟脉冲)将其串行发送到D端。四个时钟脉冲后，数字代码存储在每个触发器中。一个由JK触发器组成的四位移位寄存器，移位寄存器的状态表返回，可以向左或向右移位。，RD，CP，S，左移位输入，从低到高依次输入数据，从高到低依次输入数据，1，0，1，右移位输入，移位控制节日灯控制电路由双向移位寄存器74LS194，MB=0，MA=1，右移位控制，Q=0时发光二极管亮，以及14.3计数器组成，计数器是数字电路和计算机中广泛使用的逻辑元件，可累计输入脉冲数，可用于定时、分频、定时控

10、制14.3.1二进制计数器根据二进制规则累计脉冲数，也是其他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不会同时施加到每个触发器。最低阶触发器由计数脉冲触发，而其它触发器有时由相邻低阶触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 1 001 2 01 03 01 4 1 005 1 06 1 07 1 11 8 000，脉冲数(CP)，二进制加法计数器状态表，从状态表可以看出，最低有效的触发器用一个脉冲翻转一次，当

11、每个触发器从1变为0时，产生进位信号，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。异步二进制计数器的规则：1。输入连接方法：D触发器：2。连接方法：加法计数：下降沿触发，上升沿触发，减法计数：下降沿触发，上升沿触发，JK触发器：3。异步计数特点：电路连接简单，每个触发器都是一步一步翻转的，所以工作缓慢，容易出错。用D触发器构成一个三位二进制异步加法器。2.如果它构成了一个减法计数器，如何连

12、接？1.每个触发点应该如何连接？每一个D触发器都被连接成一个T触发器，也就是说，它具有计数功能。2.同步二进制加法计数器和异步二进制加法计数器连接简单。触发器是逐步翻转的，所以工作速度慢。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，因为每个触发器都同步翻转。但是线路很复杂。二进制数q2q1q0，000010012010301410051016107118000，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Q0=Q1=1时，另一个脉冲将翻转一次。4位二进制加法

13、计数器的状态表、4位二进制同步加法计数器的级之间的逻辑关系以及4位同步二进制计数器的逻辑电路可以通过J和K端的逻辑表达式得到。触发器触发器条件，端子j和k处的逻辑表达式，FF0，c每输入翻转一次，ff1，ff2，ff3，j0=k0=1，Q0=1，J1=k1=Q0，Q1=Q0=1，J2=k2=q1q0，Q2=(减法)，结论，同步二进制计数器规则，2。每个触发器的连接方法：1 .CP的连接方法：所有的CP连接在一起，上升沿或下降沿。加法计数：减法计数：3，同步计数功能：由于触发器同步触发器，工作速度快。但是线路很复杂。计数脉冲同时施加到每个触发器。触发器的状态在每次到达后是否改变取决于J和K的状态

14、，一个由主从JK触发器组成的同步四位二进制加法计数器，一个74LS161四位同步二进制计数器，(a)一个外部引线排列图；(b)逻辑符号，示例尝试通过使用复位方法(异步清除)和设置方法(同步设置)来实现二进制计数器，并集成刻度同步计数器CT74LS161。解决方案 (1)通过复位方法(异步清零)实现。请注意，当：采用复位方式时，如果模数为M，它将产生M的复位信号，但该信号不能保持，这只是一个过渡状态。解决方案 (2)通过设置000方法(同步设置)实现。注意：当应用这种方法时，如果模数是M，解决方案 (3)通过设置1111方法(同步设置)来实现。注意：当使用设置1111方法时，如果模数为M，M2产

15、生一个设置信号。解决方案 (4)通过设置任何数字(例如，设置1000)来实现，解决方案 (5)通过将进位输出端子Z设置为最小数字来实现，并且课堂练习通过使用74161来实现模7计数器来实现，其中转换状态LD=0，异步0清零，同步0，目录，出口，总目录，LD。74ls 161连接到8位二进制计数器，该计数器使用RCO来进位到高位，并且使用“高速提前进位控制”，并且例如，模60计数器是用74161实现的。因为一个74161的最大计数值是16，所以必须使用两个74161来实现模60计数器。大模数分解法。整组0方法。Oc积分设置方法。大模数分解法：106，目录，出口，通用目录，整组0法：59=(1101011)2，Oc整组数法：125，目录，出口，通用目录，14.3.2十进制计数器，十进制计数器：计数规则：它用四个二进制数表示相应的十进制数，所以也叫二进制-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个状态，需要去掉六个状态。有不同的安排，其中六个国家被删除。这里只介绍了广泛使用的带有8421代码的十进制计数器。1。同步十进制计数器、十