数电 经典 3-时序逻辑电路(培训)课件.ppt

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1、§3.1触发器§3.2锁存器§3.5同步时序逻辑电路的分析§3.6同步时序逻辑电路的设计§3.7异步时序逻辑电路的分析第三章时序逻辑电路§3.8典型时序逻辑集成电路§3.3触发器的电路结构和工作原理§3.4触发器的逻辑功能1、时序逻辑电路与锁存器、触发器：时序逻辑电路:概述锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元。结构特征:由组合逻辑电路和存储电路组成,电路中存在反馈。工作特征：时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。2、锁存器与触发器共同点：具有0和1两个稳定状态，一旦状态被确定，就能自行保持。一个锁存器或触发器能存储一位

2、二进制码。不同点：锁存器---对脉冲电平敏感的存储电路，在特定输入脉冲电平作用下改变状态。触发器---对脉冲边沿敏感的存储电路，在时钟脉冲的上升沿或下降沿的变化瞬间改变状态。CPCP3.1.1双稳态的概念双稳态的物理模型通过以下所示物理模型来建立双稳态的概念,两种稳态0和1由小球表示,峰顶有一介稳态.若小球处于左边的稳态,在它的左侧施加冲击力,它将越过介稳态进入右边的稳态,此时再向小球施加一个右侧的冲击力,小球将回到原来的稳态.显然,每次改变小球的状态,施加的冲击力必须足够大.双稳态存储单元电路3.1双稳态存储单元电路反馈Q端的状态定义为电路输出状态。电路有两个互补的输出端3.1.2双

3、稳态存储单元电路1、电路结构电路具有记忆1位二进制数据的功能。如Q=1如Q=010011011002、逻辑状态分析由于此电路只存在这两种可以长期保持的稳定状态，故称为双稳态存储单元电路，简称双稳态电路。可以定义Q=0韦电路的0状态，而Q=1时为1状态。电路接通电源后，随机进入其中一种状态，并能长期保持不变。I1=O2O1=I2图中两个非门的传输特性3、模拟特性分析初态：R、S信号作用前Q端的状态，初态用Qn表示。次态：R、S信号作用后Q端的状态次态用Qn+1表示。3.2.1SR锁存器1、基本SR锁存器5.2锁存器1)工作原理R=0、S=0状态不变00若初态Qn=1101若初态Q

4、n=001000无论初态Qn为0或1，锁存器的次态为为1态。信号消失后新的状态将被记忆下来。01若初态Qn=1101若初态Qn=0010010R=0、S=1置1无论初态Qn为0或1，锁存器的次态为0态。信号消失后新的状态将被记忆下来。10若初态Qn=1110若初态Qn=0100101R=1、S=0置01100S=1、R=1无论初态Qn为0或1，触发器的次态、都为0。状态不确定约束条件:SR=0当S、R同时回到0时，由于两个与非门的延迟时间无法确定，使得触发器最终稳定状态也不能确定。触发器的输出既不是0态，也不是1态2）工作波形3）用与非门构成的基本SR锁存器c.国标逻辑符号a.电路图b

5、.功能表不定10010100101不变11不变Q约束条件:S+R=0例运用基本SR锁存器消除机械开关触点抖动引起的脉冲输出。⑴电路结构国标逻辑符号简单SR锁存器使能信号控制门电路2、逻辑门控SR锁存器⑵工作原理S=0，R=0：Qn+1=QnS=1，R=0：Qn+1=1S=0，R=1：Qn+1=0S=1，R=1：Qn+1=ФE=1：E=0：状态发生变化。状态不变Q3=SQ4=R的波形。逻辑门控SR锁存器的E、S、R的波形如下图虚线上边所示，锁存器的原始状态为Q=0，试画出Q3、Q4、Q和Q国标逻辑符号逻辑电路图3.2.2D锁存器1、逻辑门控D锁存器=SS=0R=1D=0Q=0D=1Q=1

6、E=0不变E=1=DS=1R=0D锁存器的功能表置10111置01001保持不变不变×0功能QDEQ逻辑功能(c)E=0时(b)E=1时(a)电路结构TG2导通，TG1断开TG1导通，TG2断开Q=DQ不变2、传输门控D锁存器(d)工作波形74HC/HCT373八D锁存器4、典型集成电路74HC/HCT373的功能表工作模式输入内部锁存器状态输出LEDnQn使能和读锁存器（传送模式）LHLLLLHHHH锁存和读锁存器LLL*LLLLH*HH锁存和禁止输出H×××高阻H×××高阻L*和H*表示门控电平LE由高变低之前瞬间Dn的逻辑电平。5.3触发器的电路结构和工作原理5.3.1主从触发

7、器5.3.2维持阻塞触发器退出5.3.3利用传输延时的触发器5.3.4触发器的动态特性主锁存器与从锁存器结构相同TG1和TG4的工作状态相同TG2和TG3的工作状态相同3.3.1主从触发器1、电路结构工作原理：TG1导通，TG2断开——输入信号D送入主锁存器。TG3断开，TG4导通——从锁存器维持在原来的状态不变。(1)CP=0时:=1，C=0，Q跟随D端的状态变化，使Q=D。2、工作原理(2)CP由0跳变到1:=0，C=1，触发器的状态仅