电工电子技术 少学时 第2版 教学课件 作者 罗厚军 第10章　时序逻辑电路.ppt

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1、第10章　时序逻辑电路10.1　触发器10.2　寄存器10.3　计数器*10.4　555集成定时器及应用10.1　触发器10.1.1　基本RS触发器基本RS触发器是各种触发器中电路结构最简单的一种，同时，也是构成其他复杂触发器电路的一个组成部分。能够存储一位二值信号的基本电路叫触发器。触发器必须具备以下几个特点：1)具有两个能自行保持的稳定状态，用来表示逻辑状态的1和0，或二进制的1和0。2)根据不同的输入信号可以置成1或0。3)在输入信号消失以后，能将获得的新状态保存下来。4)输出信号不仅取决于输入信号，还与过去的输出状态有关。10.1　触发器图10-1　基本RS

2、触发器1.电路结构及工作原理10.1　触发器表10-1　用与非门组成的基本RS触发器的特性表3.特性方程2.功能分析10.1　触发器图10-2　同步RS触发器的逻辑图和逻辑符号10.1.2　同步RS触发器1.电路结构10.1　触发器当CP=0时，不论输入端R和S如何变化，G3、G4输入为1。基本RS触发器保持原来的状态不变（或者可以说门G3、G4截止），即Qn+1=Qn。当CP=1时，触发器按RS端的输入状态来决定其输出状态。和是为预先要将触发器置成指定状态而设定的，因为用输入的低电平信号使触发器置1或用输入的低电平信号使触发器置0，不受CP信号的控制。所以称和为（

3、异步）直接置位、复位端。触发器在工作过程中一般不用它们，不用它们时让它们处于1状态（高电平或悬空）。2.功能分析10.1　触发器3.特征方程表10-2　同步RS触发器的特性表(*表示输入任意信号)例10.1　已知同步RS触发器输入信号R、S及时钟脉冲CP的波形如图10-4所示。试画出输出端Q的波形图(设初态为0)。10.1　触发器图10-3　RS触发器的状态图图10-4　同步RS触发器工作波形图解：分析该题时应考虑以下两点：(1)CP=1期间输入端R、S的状态。(2)每一个时钟脉冲来之前触发器的状态。10.1　触发器4.存在的问题同步RS触发器与基本RS触发器都存在

4、一个不允许的状态。但同步RS触发器对触发器翻转增加了时间控制，即CP=1的时间里，R、S信号都能够通过G3和G4加到基本RS触发器部分上。所以CP=1的全部时间内R和S的变化都将引起触发器状态的相应改变，这种触发方式被称为电位触发方式。也就是说，在电位触发方式下触发器状态可能发生多次转换，形成空翻而降低了触发器的抗干扰能力。同步RS触发器是集成触发器发展过程的中间产物，由于在应用中受到一定的限制，很少单独使用。10.1　触发器10.1.3　JK触发器我们希望触发器的状态在每次CP期间里只变化一次，故在同步RS触发器基础上又设计了主从结构触发器，其触发方式采用主从触发

5、方式。1.电路结构图10-5　主从JK触发器10.1　触发器2.功能分析表10-3　主从JK触发器特性表由图10-5可知，当CP=1期间，F1的状态由J、K的信号和F2的状态来决定，但此时=0，F2被封锁，从而维持原来的状态不变，即主从JK触发器的状态不变。当CP=0期间，F1被封锁，其状态不变；但是因=1，F2受F1输出状态的控制，其输出状态将变为与主触发器F1的输出状态相同。10.1　触发器图10-6　主从JK触发器的状态图图10-7　边沿JK触发器的逻辑符号3.特征方程10.1　触发器表10-4　JK触发器的特性表10.1　触发器图10-8　例10.2JK触发

6、器工作波形图10.1　触发器设触发器初态为0，试画出JK触发器上升沿和下降沿触发时的输出端Q的波形图。解：分析该题时应考虑以下两点：(1)输入端J、K的状态。(2)CP脉冲是上升沿触发还是下降沿触发。10.1.4　T和T′触发器在某些应用场合，需要这样一种逻辑功能的触发器：当控制信号T=1时，每来一个CP信号它的状态就翻转一次；而当T=0时，触发器的状态保持不变。例10.2　JK触发器的输入信号J、K及CP的波形如图10-8所示。10.1　触发器表10-5　T触发器的特性表图10-9　T触发器的状态转换图特征方程为10.1　触发器D触发器是一种输入端为单端的触发器，

7、所以使用起来非常方便，应用十分广泛。图10-10　D触发器逻辑符号10.1.5　D触发器1.逻辑符号10.1　触发器表10-6　D触发器特性表图10-11　D触发器的状态转换图3.特征方程2.功能分析4.波形图10-12上升沿触发的D触发器的波形图.10.1　触发器1.JK触发器到RS触发器的转换※逻辑功能转换为了找出JK触发器与RS触发器的逻辑函数式对应关系，对RS触发器的特征方程也要作些变换。即与JK触发器的特征方程对照比较后可知，只要取并利用约束条件RS=0将上式进一步化简，得到：图10-13JK触发器转换为RS触发器的电路10.1　触发器2.D触发器到R