清华大学数字逻辑课件-第3章1

1、第三章同步时序电路，同步时序逻辑电路，1。触发器2。同步时序电路的分析与设计方法。4号柜台。移位寄存器(本章是本课程的重点。它主要由这四部分组成，并以计数器、移位寄存器等典型器件为例，介绍了其分析和设计方法。)，组合逻辑：电路的输出只与当前状态有关，与过去状态无关。ab，fab，ab f，(假设门电路没有延迟)，时序逻辑和组合逻辑的波形有什么区别？什么是同步计时？异步计时呢？通过问题学习！时序逻辑电路和组合逻辑电路一样，组合逻辑电路在某一时刻的输出只取决于当时的输入。时序逻辑电路在某一时刻的稳定输出不仅取决于当前输入，还取决于过去的输入(历史状态)。因此，存储器件是时序逻辑电路的基本元件。计算

2、机中有多种实现存储功能的元件：磁存储、光存储和半导体存储(电存储)。时序逻辑电路中的存储元件必须可以随意修改和控制。这个元素被称为“触发器”。1.触发逻辑电路的存储元件，什么是触发器？能够存储1位二进制数的存储元件。为什么它被称为触发器？在外部信号的控制下，它会立刻被触发！把扳机的名字记好！起源于英语：触发器(触发器，启动器)和触发器(咔嗒声或动作)触发器，英语缩写：FF，触发器有很多种，如何分类？根据时钟脉冲控制模式，电位触发模式(电平触发)、边沿触发模式(主从或脉冲触发)被分类，按功能分类：D触发(延时)、R-S触发(置位复位)、J-K触发、T触发(触发)侧重于边沿触发的D触发，1。触发器

3、，1.1触发器的工作原理，与“直接置位-复位R-S触发器”或“R-S基本触发器”组成的与非门。设置“0”；复位)遥感=01；设置“1”；事实上，由：与非门组成的触发器的状态变化是由输入端“0”的引入引起的！S、R、Q、Q、触发器有两个稳定的互补输出.q的状态代表触发器的状态。当输入到来时，触发器接收数据；当输入被移除时，触发器保持状态(记忆功能)。交叉耦合使触发器能够保持稳定状态，接收外部数据以改变状态，并保持状态。触发器有两种稳定状态，可以存储一位二进制数，因此称为双稳态触发器。既然有“双稳态”，就有“单稳态”吗？R-S基本触发器时序图，时序图(不考虑延迟)，R，S，Q，R0，SETRS00

4、，QQ11RS由00 11维持，下一个状态不确定、RS11、Q；S=0，Reset、t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7、初始状态Q0、直接设置复位型R-S触发器的不足，由与非门组成的R-S基本触发器可以实现记忆1位二进制数的功能。然而，当R-S终端是“00”时，触发状态是“11”，并且Q和状态不是互补的。此外，当R-S同时从“00”变为“11”时，不能确定触发器的下一个状态，因此不能直接使用这样的触发器。这个问题在由或非门和与或非门组成的R-S基本触发器中也存在。因此，应该控制触发器的输入。这种R-S触发器只是为了解释触发器的原理，而实际的触发器是潜在触发器或脉冲触发器。1.2提出

5、了电位触发器(Latch)的问题：增加控制E (Enable)，R-S型电位触发器，11，1，01，10，1，10，01，1，00，1，x，0，q，RS，E，比较两种R-S触发器，当R0时，r在q端，Q1和s在q端，当S1时，Q1和R-S电位触发器与直接置位复位触发器进行比较。r-s电位触发器加上控制端E-S=1，触发器被置位。R=1，触发器复位，R-S的意思更直观。E=0，保持触发器的稳定状态不被破坏。然而，当E=1和R-S=“11”时，也有一个不定状态。如何消除R-S触发器的不确定状态？_ Q，R-S电位触发器输入由r，s双端输入变为单端输入，因此不会有不确定状态。电位D触发器，电位R-S

6、触发器，以及由或非门、Q、D、E、E=0组成的电位触发器，D被阻塞，“保持”，E=1，进入“互补形式”E0，不接收外部输入。由于交叉耦合，它保持其原始状态。E1，D以互补的形式进入，Q=D，Q=D，这就排除了RS00或11的情况，也就是=，也就没有不确定的状态。因为潜在触发器的功能是存储1位二进制数据，所以它被称为锁存器。当E1，QD，Q接收D输入时，潜在触发器的时序图，E，D，Q，尖峰被屏蔽。当E0，q保持在状态。因此，当E1“电位”到来时，触发器接收数据，这被称为“电位触发器”和“锁存器”。潜在触发器(锁存器)的应用，数据在锁存器中的临时缓冲，用于临时数据存储=1，Q=不同类型的潜在触发器

7、(1)，Q，e，d，e=0，d被阻塞，交叉耦合存在，保持状态，e。如果更改绘图，可以看到存在交叉耦合。不同类型的潜在触发器(4)，e，门6，门4，门2，Q(门1)，Q尖峰出现：q=d=1，当e负跳时，门2和门4的输出处于门1的输入相位。不同形式的潜在触发器(5)，改进：将带有尖峰信号的条件DQ1作为条件引入电路，使Q不会出现尖峰，达到了设计目的。因为当DQ1时，“与-或非”门输出0，迫使Q1，抑制Q产生尖峰。，Q，E，D，1.3潜在的D触发器比直接置位和复位触发器更好，消除了状态不定的问题。但是在E1，它仍然会改变很多次。理想情况下，期望触发器具有对时钟脉冲CP的统一控制，并且触发器仅在时钟脉

8、冲CP跳变时接收输入。这种触发器是边缘触发的。CP D Q，功能： 1。输入数据仅在阴极保护跳跃时被接受。2.在CP1和CP0期间，输入数据的变化不会影响触发状态。边沿触发和电位触发波形图比较，E/CP D Q(电位D) Q(正边沿D)，注意：触发方式不同，功能也完全不同！输出完全不同！边沿触发触发器的工作原理，在正边沿期间D触发器内部结构：功率表，逻辑框图，CP0，门3和门4的输出都是1，输入数据D和D可以进入门1和门2；在CP处，引入门3和门4，并且进入由门5和门6组成的主触发器。六扇门可视为三层结构。门2、门4、门1、门3、门5、门6构成三个基本触发器。5号门的6号门是主触发器，在CP0

9、期间d的变化不会影响它。如果CP，D=1，门40，Q=1，触发记录1。由门2和门4组成的触发器存储“0”状态，并将门4的输出保持为0；门4的输出与门3连接，阻止输入d的变化对门3的影响，并保持门3的输出为1。此时，即使d改变，维持门3的输出保持在1。因此，黄线称为“保持1，块0”。d触发器的工作原理，为什么d触发器只接收CP前沿的变化？为什么即使D在CP1期间发生变化，它也不会影响产量？写“1”，如果CP，D=0，门30，Q=1；触发状态Q0。由门1和门3组成的触发器3存储“0”状态，并将门3的输出保持为0；门1的门4输出与门2连接，使门2输出0，并保持门4输出1。此时，即使D改变，保持门4的

10、输出将保持为1。因此，黄线被称为“保持0，阻挡1”。D触发器的工作原理、4、3、CP、Q、为什么在CP1期间，即使D发生变化，也不会影响输出？写“0”，设置D触发器的异步0和1功能，4，3，CP，Q，同时，触发器ii和iii应改变，使门3输出0，门4输出1。即使移除=0，Q=0也可以保持不变。出于同样的考虑，=0或=0可以作用于基本触发器1，在访问门2期间直接改变QQ输出。CP0。他们可以在被撤销后保持他们的身份。1，5，6，2，可以直接设置为0和1，这叫做异步置位和复位，D触发器的异步置位和置位功能，无论在CP=0或CP=1期间，只要它存在，Q=0将一直保持，直到下一个CP被移除后跳至接收新

11、数据。CP D Q，D触发器能量表，Q D CP、逻辑框图、几种常用的D触发器集成电路器件、触发器型输出特性、74双d q预置、Clear 174十六进制D Q Clear 171/175四进制D Q Clear 273八进制D Q Clear 374/377八进制D Q输出使能378六进制D Q输出使能379四进制D Q输出使能、74 (14引脚)独立双d ff、174 (16引脚)6d ff、D触发器和锁存器之间的比较(D 示例3360 4位锁存器和d触发器同时接收加法器的结果，但两个触发器的输出不同。加法器，4latch，4delay-ff，CP fi qi(锁存器)Qi(D-FF)，锁

12、存器立即可用，D触发器在接收结果之前必须延迟一拍。因此，d触发器指的是延迟，而不是数据。d触发器和锁存器的比较(2)，d触发器和锁存器的比较(3)，对于锁存器：当E=1到来时，d可以是不确定的；但是在E=1的末尾，必须确定d，E，d，q，和不确定性是可用的，d触发器和锁存器(4)之间的比较，对于d触发器：当时钟CP正向跳跃时，必须确定d。D、CP、D、Q、D可以不确定，D可以改变，D不能改变，D触发器和锁存器比较(5)，两者使用时应合理安排E/CP和D之间的匹配关系，以免D端干扰。D触发器的数据必须在CP之前，但可以先提取，不会影响触发器状态！潜在触发的数据可以晚于E，但不能提前收回，否则会影

13、响触发状态！d触发器与锁存器(6)的比较，d0q 0 D1 d2q 2d 3d 3 e 3，d0q 0 D1 d2q 2d 3d cpq 3，ay0by1y2y3，CP，示例：解码器输出至锁存器和d触发器。如果解码器输出将来要存储在数模转换器和锁存器中，看看如何设置数模转换器和锁存器之间的时间关系，那么解码器结果就可以稳定地存储。通过设计E/CP与输入信号的匹配关系，可以消除A、B变化时解码器峰值的影响。D触发器与锁存器(7)的比较表明，CP或E的正脉冲避免了AB变化的间隔，因此Q的状态是稳定的。D触发器和锁存器(8)之间的比较，D触发器可以用作计数器、寄存器等。锁存器只能用作寄存器、E1的宽度应作为计数器严格控制，否则一个脉冲会被计数几次。q e d，q CP d，e，Q，CP，Q，D触发器应用：移位寄存器，D触发器用作移位寄存器，在CP到达之前，数据已经在D端门等待，确保每个时钟脉冲移位一次。，只要E=1会移位，可能会有E电位移位多次的情况！D触发器开关参数，1。描述输入数据D和时钟脉冲CP之间关系的参数数据建立时间TSU(建立):TSU=TPD1 TPD2 (2级门延迟)数据D应该在时钟脉冲CP的前沿之前到达；也就是说，在CP到达之前，数据应该等待门3和门4的输入。否则，由CP前沿接收的数据不是要保存的数据。数据保持时间th(保持