《时序数字电路》PPT课件.ppt

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1、第九章时序数字电路本章主要内容：触发器时序逻辑电路分析方法寄存器计数器9.1集成单元触发器Flip-Flop，简写为FF，又称双稳态触发器。基本特性(1)有两个稳定状态(简称稳态)，正好用来表示逻辑0和1。(2)在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相互转换(称为状态的翻转)。输入信号消失后，新状态可长期保持下来，因此具有记忆功能，可存储二进制信息。一个触发器可存储1位二进制数码触发器的基本特性和作用触发器的作用：触发器有记忆功能，由它构成的电路在某时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来状态有关。而门电路无记忆功能，由它构成的电路在某时刻

2、的输出完全取决于该时刻的输入，与电路原来状态无关。触发器和门电路是构成数字电路的基本单元。触发器的类型根据逻辑功能不同分为：RS触发器D触发器JK触发器T触发器T触发器根据触发方式不同分为：电平触发器边沿触发器主从触发器根据电路结构不同分为：基本RS触发器同步触发器主从触发器边沿触发器三、触发器逻辑功能的描述方法主要有特性表、特性方程、驱动表(又称激励表)、状态转换图和波形图(又称时序图)等。一、基本R－S触发器Q=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。置0端，也称复位端。R即Reset置

3、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9.1.1触发器的电路结构逻辑电路逻辑符号工作原理QQSRG1G211011000SR功能说明输入QQ输出工作原理及逻辑功能011110触发器被置0触发器置010工作原理及逻辑功能QQSRG1G211011000SR功能说明输入QQ输出100111触发器被置1触发器置010触发器置101QQSRG1G211&&G2门输出工作原理及逻辑功能11011000SR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G1门输出工作原理及逻辑功能Q

4、QSRG1G2输出状态不定(禁用)不定11011000SR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，即输出状态不定。因此，这种情况禁用。逻辑功能的特性表描述次态现态指触发器在输入信号变化前的状态，用Qn表示。指触发器在输入信号变化后的状态，用Qn+1表示。触发器次态与输入信号和电路原有状态之间关系的真值表。00001×触发器状态不定0×1010100触发器置000101101触发器置1111110011触发器保持原状态不变说明

5、Qn+1QnSR基本RS触发器特性表的简化表示Qn11101010不定00Qn+1SR基本RS触发器特性表置0端R和置1端S低电平有效。禁用R=S=0：称约束条件注意二、同步R－S触发器实际工作中，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。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。同步触发器是其中最简单的一种，而基本RS触发器称异步触发器。QQG1G2SRG3G4CPQ3Q4工作原理★CP=0时，G3、G4被封锁

6、，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。0111SR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、G4同步R－S触发器逻辑符号同步R－S触发器输入、输出波形关系同步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)特性方程指触发器次态与输入信号和电路原有状态之

7、间的逻辑关系式。同步触发器的特点同步触发器的触发方式为电平触发式同步触发器的共同缺点是存在空翻触发脉冲作用期间，输入信号发生多次变化时，触发器输出状态也相应发生多次变化的现象称为空翻。空翻可导致电路工作失控。指时钟脉冲信号控制触发器工作的方式CP=1期间翻转的称正电平触发式；CP=0期间翻转的称负电平触发式。无空翻触发器Master-SlaveFlip-FlopEdge-TriggeredFlip-Flop无空翻触发器的类型和工作特点工作特点：CP=1期间，主触发器接收输入信号；CP=0期间，主触发器保持CP下降沿之前状态不变，而从触发器接受主触

8、发器状态。因此，主从触发器的状态只能在CP下降沿时刻翻转。(详见链接)这种触发方式称为主从触发式。工作特点：只能在CP上升