数字电路时序电路设计.ppt

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1、主编李中发制作李中发2003年7月电工电子技术基础第11章时序逻辑电路学习要点触发器的工作原理及逻辑功能寄存器、计数器的工作原理及构成555定时器的工作原理及其应用数模/模数转换器的组成和工作原理第11章时序逻辑电路11.1双稳态触发器11.2寄存器11.3计数器11.4555定时器11.6数模和模数转换触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑部件。它有两个稳定的状态：0状态和1状态；在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态；当输入信号消失后，所置成的状态能够保持不变。所以，触发器可以记忆1位二值信号。根据逻辑功能的不同，触发器可以分为RS触发器、D触发器

2、、JK触发器、T和T´触发器；按照结构形式的不同，又可分为基本RS触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器。11.1双稳态触发器11.1.1基本RS触发器电路组成和逻辑符号信号输入端，低电平有效。信号输出端，Q=0、Q=1的状态称0状态，Q=1、Q=0的状态称1状态，工作原理1001010①R=0、S=1时：由于R=0，不论原来Q为0还是1，都有Q=1；再由S=1、Q=1可得Q＝0。即不论触发器原来处于什么状态都将变成0状态，这种情况称将触发器置0或复位。R端称为触发器的置0端或复位端。0110②R=1、S=0时：由于S=0，不论原来Q为0还是1，都有Q=1；

3、再由R=1、Q=1可得Q＝0。即不论触发器原来处于什么状态都将变成1状态，这种情况称将触发器置1或置位。S端称为触发器的置1端或置位端。1011110③R=1、S=1时：根据与非门的逻辑功能不难推知，触发器保持原有状态不变，即原来的状态被触发器存储起来，这体现了触发器具有记忆能力。RSQ01010111不变100011RSQ01010111不变00不定？④R=0、S=0时：Q=Q=1，不符合触发器的逻辑关系。并且由于与非门延迟时间不可能完全相等，在两输入端的0同时撤除后，将不能确定触发器是处于1状态还是0状态。所以触发器不允许出现这种情况，这就是基本RS触发器的

4、约束条件。功能表波形图反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图RSQQ置1置0置1置1置1保持不允许基本RS触发器的特点（1）触发器的次态不仅与输入信号状态有关，而且与触发器的现态有关。（2）电路具有两个稳定状态，在无外来触发信号作用时，电路将保持原状态不变。（3）在外加触发信号有效时，电路可以触发翻转，实现置0或置1。（4）在稳定状态下两个输出端的状态和必须是互补关系，即有约束条件。在数字电路中，凡根据输入信号R、S情况的不同，具有置0、置1和保持功能的电路，都称为RS触发器。11.1.2同步RS触发器R'S'CP＝0时，R'=S'=1，触发器

5、保持原来状态不变。CP＝1时，工作情况与基本RS触发器相同。功能表主要特点波形图（1）时钟电平控制。在CP＝1期间接收输入信号，CP＝0时状态保持不变，与基本RS触发器相比，对触发器状态的转变增加了时间控制。（2）R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时为1的情况，否则会使触发器处于不确定的状态。不变不变不变不变不变不变置1置0置1置0不变11.1.3主从JK触发器工作原理（1）接收输入信号的过程。CP=1时，主触发器被打开，可以接收输入信号J、K，其输出状态由输入信号的状态决定。但由于CP=0，从触发器被封锁，无论主触发器的输出状态如何变化，对从触发器均无影响

6、，即触发器的输出状态保持不变。0101（2）输出信号过程当CP下降沿到来时，即CP由1变为0时，主触发器被封锁，无论输入信号如何变化，对主触发器均无影响，即在CP=1期间接收的内容被存储起来。同时，由于CP由0变为1，从触发器被打开，可以接收由主触发器送来的信号，其输出状态由主触发器的输出状态决定。在CP=0期间，由于主触发器保持状态不变，因此受其控制的从触发器的状态也即Q、Q的值当然不可能改变。逻辑功能分析功能表波形图11.1.4触发器逻辑功能的转换在双稳态触发器中，除了RS触发器和JK触发器外，根据电路结构和工作原理的不同，还有众多具有不同逻辑功能的触发器。

7、根据实际需要，可将某种逻辑功能的触发器经过改接或附加一些门电路后，转换为另一种逻辑功能的触发器。JK触发器→D触发器JK触发器→T触发器JK触发器→T＇触发器T＇触发器的逻辑功能：每来一个时钟脉冲翻转一次。D触发器→T＇触发器在数字电路中，用来存放二进制数据或代码的电路称为寄存器。寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存储1位二进制代码，存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。按照功能的不同，可将寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两大类。数码寄存器只能并行送入数据，需要时也只能并行输出。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位

8、右移或左移，数据既可以并