电工学 教学课件 作者 常文平 第11章时序逻辑电路.ppt

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1、本章基本要求：了解时序逻辑电路与组合逻辑电路的差别；了解可控RS触发器的结构及工作原理，掌握RS触发器、JK触发器、D触发器的逻辑功能，牢记触发器的逻辑表达式，会绘制时序图，了解不同类型触发器的相互转换；掌握简单时序电路的分析方法及步骤，能够分析同步计数器的计数规律；掌握集成计数器74LS290构成各种进制计数器的方法。理解寄存器的基本原理，了解各种类型寄存器的结构特征。了解555定时器的功能及应用第11章时序逻辑电路第11章时序逻辑电路输出状态不仅取决于当时的输入状态，而且还和电路原来的输出状态

2、以及时钟脉冲信号有关，这样的逻辑电路称为时序逻辑电路。时序逻辑电路的基本组成单元是触发器，触发器一般是由门电路引入反馈闭环后连接而成。本章主要介绍基本RS触发器、双稳态触发器及时序逻辑电路的分析与设计。11.1基本RS触发器触发器按其输出的工作状态可以分为双稳态触发器、单稳态触发器和无稳态触发器。其中双稳态触发器按逻辑功能可分为RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等；按触发的方式不同可以分为电平触发、边沿触发和主从触发等。不论何种触发器，都是由基本RS触发器和控制电路组成。11.1.1触发器

3、特点触发器一般有两个互补的输出端，分别称为Q和Q。它具有存储和记忆功能，输入信号可以使触发器的输出转换成为某一种确定的状态，而且当输入信号终了后，该触发器的输出将继续保持该状态直到新的输入信号到来为止。我们把触发信号作用之前和之后的状态分别叫现态和次态，用Qn和Qn+1来表示，触发器的次态是由输入信号和触发器的现态共同决定的。11.1.2基本RS触发器触发器的逻辑功能可以用特性表，特性方程和波形图以及状态转换图等描述。本书重点介绍特性表和波形图。QSDRDQG1G211.1.2基本RS触发器由与非

4、门组成的基本RS触发器1.电路结构及逻辑符号QQSDRDSRQ=1，Q=0时，称为触发器的1状态，记为Q=1；Q=0，Q=1时，称为触发器的0状态，记为Q=0。RDSD置0端，也称复位端。R即Reset置1端，也称置位端。S即Set信号输入端互补输出端，正常工作时，它们的输出状态相反。低电平有效SDRDQQQQSDRDG1G211011000SDRD功能说明输入QQ输出2.工作原理及逻辑功能011110触发器被置0触发器置0102.工作原理及逻辑功能QQSDRDG1G211011000SDRD功

5、能说明输入QQ输出100111触发器被置1触发器置010触发器置1012.工作原理及逻辑功能QQSDRDG1G211011000SDRD功能说明输入QQ输出11触发器置010触发器置101触发器保持原状态不变不变&&G1门输出G2门输出2.工作原理及逻辑功能QQSDRDG1G2输出状态不定(禁用)不定11011000SDRD功能说明输入QQ输出触发器置010触发器置101触发器保持原状态不变不变0011输出既非0状态，也非1状态。当RD和SD同时由0变1时，输出状态可能为0，也可能为1，即输出状态

6、不定。因此，这种情况禁用。波形分析举例解：[例]设下图中触发器初始状态为0，试对应输入波形画出Q和Q的波形。QQSDRDSRSDRD保持初态为0，故保持为0。置0保持QQ置111.2双稳态触发器SynchronousFlip-Flop实际工作中，触发器的工作状态不仅要由触发输入信号决定，而且要求按照一定的节拍工作。为此，需要增加一个时钟控制端CP。CP即ClockPulse，它是一串周期和脉宽一定的矩形脉冲。按照时钟脉冲控制触发方式的不同，又可以把触发方式分为电平触发和边沿触发。同步触发器是其中最

7、简单的一种，而基本RS触发器称异步触发器。具有时钟脉冲控制的触发器称为时钟触发器，又称钟控触发器。QQG1G2SRG3G4CPQ3Q411.2.1可控RS触发器工作原理★CP=0时，G3、G4被封锁，输入信号R、S不起作用。基本RS触发器的输入均为1，触发器状态保持不变。★CP=1时，G3、G4解除封锁，将输入信号R和S取非后送至基本RS触发器的输入端。0111SR1.电路结构与工作原理基本RS触发器增加了由时钟CP控制的门G3、G4QQ1SC11RQQG1G2SRG3G4CPQ3Q4不定1100

8、1110Qn00Qn+1SRRS功能R、S信号高电平有效SSDRRDRDSD2.逻辑功能与逻辑符号异步置0端RD和异步置1端SD不受CP控制。实际应用中，常需要利用异步端预置触发器值(置0或置1)，预置完毕后应使RD=SD=1。3.同步RS触发器的特性表与特性方程0000101010101011010110001111×0×1Qn+1QnSR特性表同步RS触发器Qn+1的卡诺图RSQn0100011110××111特性方程RS=0(约束条件)RS触发器功能也可用特性表与特性方程来描