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1、第第2121章章 觸發(fā)器和時序邏輯電路觸發(fā)器和時序邏輯電路0 數(shù)字電路數(shù)字電路（邏輯電路）（邏輯電路）組合邏輯電路組合邏輯電路時序邏輯電路時序邏輯電路任何時刻，輸出狀態(tài)僅決定任何時刻，輸出狀態(tài)僅決定于同一時刻各輸入狀態(tài)的組于同一時刻各輸入狀態(tài)的組合，而與先前的狀態(tài)無關(guān)。合，而與先前的狀態(tài)無關(guān)。由門電路組成。由門電路組成。不具有記憶功能。不具有記憶功能。任何時刻，輸出狀態(tài)不僅決任何時刻，輸出狀態(tài)不僅決定于同一時刻各輸入狀態(tài)的定于同一時刻各輸入狀態(tài)的組合，還與先前的狀態(tài)有關(guān)。組合，還與先前的狀態(tài)有關(guān)。由觸發(fā)器組成。由觸發(fā)器組成。具有記憶功能。具有記憶功能。121.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 觸發(fā)

2、器輸出狀態(tài)不只與當時的輸入有關(guān)，觸發(fā)器輸出狀態(tài)不只與當時的輸入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)，即有，即有記憶功能記憶功能。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按功能分類：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按功能分類：R-S觸發(fā)器、觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、型觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器、觸發(fā)器、T觸發(fā)器等。觸發(fā)器等。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2兩個輸出端兩個輸出端兩個輸入端兩個輸入端一、一、R-S 觸發(fā)器觸發(fā)器&a&b1、基本、基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器Q：觸發(fā)器狀態(tài)：觸發(fā)器狀態(tài)Q：觸發(fā)器反狀態(tài)：觸發(fā)器反狀態(tài)3&a&b輸入輸入RD=0,SD=11 10 01 10 0輸出：輸出：邏輯功能邏輯

3、功能Q隨隨RD4&a&b輸入輸入RD=1,SD=00 01 10 01 1輸出：輸出：邏輯功能邏輯功能Q隨隨RDRDSD互異互異,Q隨隨RD5&a&b輸入輸入RD=1,SD=10 01 11 11 1輸出：輸出：邏輯功能邏輯功能若原狀態(tài)若原狀態(tài)：0 01 11 10 06&a&b輸入輸入RD=1,SD=11 11 11 10 0輸出：輸出：邏輯功能邏輯功能若原狀態(tài)若原狀態(tài)：1 10 00 01 1RDSD雙雙1,保持保持70 00 01 11 1輸出全是輸出全是1 1翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)榉D(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)?，另一個不得翻轉(zhuǎn)，故而狀態(tài)不定。，另一個不得翻轉(zhuǎn)，故而狀態(tài)不定。&a a&b b輸入輸入R

4、D=0,SD=0邏輯功能邏輯功能但當下個時刻但當下個時刻RD=SD=0同時變?yōu)橥瑫r變?yōu)?時，輸出狀態(tài)是？時，輸出狀態(tài)是？8記憶記憶置置“0”置置“1”禁用禁用基本基本R-S觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表RDSDQ11不變不變01010100不定不定說說 明明邏輯符號邏輯符號RDSDQRD 直接置直接置“0”端，端，SD 直接置直接置“1”端，低電平有效端，低電平有效 92、可控可控 R-S觸發(fā)器觸發(fā)器&B&A&D&C C時鐘信號時鐘信號（控制信號控制信號）直接置直接置“0”或置或置“1”基本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器導(dǎo)引電路導(dǎo)引電路10C=0時時011C、D門門 關(guān)閉關(guān)閉觸發(fā)器觸發(fā)器 保保持原態(tài)持原

5、態(tài)&B&A&D&CC11C=1時時1C、D門門 打開打開觸發(fā)器觸發(fā)器 狀狀態(tài)取決于態(tài)取決于R、S的狀的狀態(tài)態(tài)&B&A&D&CCRS12可控可控R-S觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表RSQ記憶記憶00不變不變置置“0”100置置“1”011禁用禁用11不定不定說說 明明邏輯符號邏輯符號RD 直接置直接置“0”端，端，SD 直接置直接置“1”端，低電平有效端，低電平有效 C11110不變不變記憶記憶RDSDRSCQ13單J-K集成觸發(fā)器T078基本R-S觸發(fā)器的功能表四位串入-串出的左移寄存器：1 0 0 11 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1如前所述，左圖電路為異步五進制加法計數(shù)器。雙

6、穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按功能分類：R-S觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器、T觸發(fā)器等。C Q2 Q1 Q0 J2=K2=J1=K1=J0=K0 =Q2 Q1 Q0單J-K集成觸發(fā)器T078c=1、d=1反饋到a、b的輸入，a、b輸出為0、1。1、主從JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器J2=K2=Q1 Q0Q2：只有當Q1Q011時，它才能翻轉(zhuǎn)一次。例3：任意進制計數(shù)器的分析記憶輸入脈沖的個數(shù)，用于定時、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖及進行數(shù)字運算等等。6 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0例：畫出可控例：畫出可控R-S觸發(fā)器的輸出波形觸發(fā)器的輸出波形。CRSQSetReset使輸出全為使輸出全為1C撤去后撤去后狀態(tài)

7、不定狀態(tài)不定0100維持原態(tài)維持原態(tài)101114二、主從型二、主從型J-K觸發(fā)器觸發(fā)器KJR2S2CF從從R1S1CF主主C11、電路、電路主從型主從型J-K主觸發(fā)主觸發(fā)器由兩個可控器由兩個可控RS觸發(fā)器串聯(lián)而成。觸發(fā)器串聯(lián)而成。15=0=0被封鎖被封鎖保持原態(tài)保持原態(tài)1）J=K=0時：時：R2S2CF從從R1S1CF主主CKJ2、邏輯功能、邏輯功能116=1=1R2S2CF從從R1S1CF主主CKJ12）J=K=1時：時：01110 Qn=0時時Qn+1=11001017=1=1R2S2CF從從R1S1CF主主CKJ1001翻轉(zhuǎn)計數(shù)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)計數(shù)狀態(tài)102）J=K=1時：時：Qn=1時時Qn+

8、1=01001118=0=1 Qn=0時時01Qn+1=11R2S2CF從從R1S1CF主主CKJ0113）J=1，K=0時：時：10R2S2CF從從R1S1CF主主C01019=0=1 Qn=1時時000F主被封主被封保持原態(tài)保持原態(tài)Qn+1=1R2S2CF從從R1S1CF主主CKJ113）J=1，K=0時：時：20=1=0Qn+1=0同樣原理：同樣原理：R2S2CF從從R1S1CF主主CKJ14）J=0，K=1時：時：21功能表功能表邏輯符號邏輯符號RDSDCQKJ計數(shù)計數(shù)置置“1”置置“0”記憶記憶工作特點：工作特點：C脈沖下降沿翻轉(zhuǎn)脈沖下降沿翻轉(zhuǎn)Q隨隨JJKQn+100001111Qn

9、01Qn22時序圖時序圖CKJQQ J 保持保持計數(shù)計數(shù)10010011工作特點：工作特點：后沿觸發(fā)后沿觸發(fā)230 0 0 0Q2：只有當Q1Q011時，它才能翻轉(zhuǎn)一次。J0=Q2 ，K0 1輸入RD=1,SD=01 0 0 03 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1Q0：來一個C，它就翻轉(zhuǎn)一次；0 0 0 0RD 直接置“0”端，SD 直接置“1”端，低電平有效7 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。C上升沿到達時c、d開啟，使c=1，d=0。例：畫出D觸發(fā)器的輸出波形。單單J-K集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器T078CJ=J1J2J3K=K1

10、K2K3C1C224&e&f&c&d&a&bDC設(shè)：原狀態(tài)設(shè)：原狀態(tài)Q=01C=0期間，期間，c、d被被封鎖，輸出為封鎖，輸出為1。0110三、三、維阻維阻 D觸發(fā)器觸發(fā)器00當當D=1時時251 1 0 0J0=Q2 ，K0 1例:三位二進制同步加法計數(shù)器Q0：來一個C，它就翻轉(zhuǎn)一次；四人參加比賽，每人一個按鈕，其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈亮。2 0 1 0J0=K0=10 1 1 0C上升沿到達時c、d開啟，使c=1，d=0。5 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1若有一按鈕被按下，比如第一個鈕?？煽豏-S觸發(fā)器的功能表RD 直接置“0”端，SD 直接置“1”端，低電平有效4

11、 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0C=0期間，c、d被封鎖，輸出為1。例:三位二進制同步加法計數(shù)器0 0 0 0c=1、d=1反饋到反饋到a、b的輸入，的輸入，a、b輸輸出為出為0、1。1110&e&f&c&d&a&bDC1100010但保持原狀態(tài)但保持原狀態(tài)Q=02601C上升沿到達時上升沿到達時c、d開啟，使開啟，使c=1，d=0。11110Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為101&e&f&c&d&a&bDC11027&e&f&c&d&a&bDCC上升沿過上升沿過后，后，d=0將將c封鎖封鎖,并使并使b=1，維持，維持d=0。11001因此以后因此以后C=1期間期間D的變化不的變化不影響輸出。影

12、響輸出。110028功能表功能表邏輯符號邏輯符號RDSDDCQ其它情況下的翻轉(zhuǎn)，請大家自己分析。其它情況下的翻轉(zhuǎn)，請大家自己分析。29CDQ例：畫出例：畫出D觸發(fā)器的輸出波形。觸發(fā)器的輸出波形。工作特點：工作特點：C脈沖上升沿翻轉(zhuǎn)脈沖上升沿翻轉(zhuǎn)301、主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器觸發(fā)器CQKJDC四、四、觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換2.主從主從 JK觸發(fā)器觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器觸發(fā)器CQKJTC313.D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器觸發(fā)器CQDC具有計數(shù)功能的觸發(fā)具有計數(shù)功能的觸發(fā)器稱為器稱為T觸發(fā)器觸發(fā)器32觸發(fā)器如何成為計數(shù)狀態(tài)？觸發(fā)器如何成為計數(shù)狀態(tài)？

13、討論：討論：JK觸發(fā)器觸發(fā)器D觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器RDSDCQKJ11RDSDDCQCQKJTC133應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例例：智力競賽例：智力競賽四人搶答電路四人搶答電路。四人參加比賽，每。四人參加比賽，每人一個按鈕，其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示人一個按鈕，其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈亮。并且，其它按鈕按下時不起作用。燈亮。并且，其它按鈕按下時不起作用。電路的核心是電路的核心是74LS175四四D觸發(fā)器。它的內(nèi)觸發(fā)器。它的內(nèi)部包含了四個部包含了四個D觸發(fā)器，各輸入、輸出以字頭相觸發(fā)器，各輸入、輸出以字頭相區(qū)別，管腳圖見下頁。區(qū)別，管腳圖見下頁。34RDD CQRDD CQRDD CQR

14、DD CQ1Q1D2Q2DGND4Q4D3Q3D時鐘時鐘清零清零UCC公用清零公用清零公用時鐘公用時鐘74LS175管腳圖管腳圖35+5VD1D2D3D4RDC&1&清零清零C賽前先清零賽前先清零0輸出為零發(fā)光輸出為零發(fā)光管不亮管不亮2336+5VD1D2D3D4RDC&1&1&清零清零C23反相端都為反相端都為1 1開啟開啟1137+5VD1D2D3D4RDC&1&1&清零清零C23若有一按鈕被按下，若有一按鈕被按下，比如第一個鈕。比如第一個鈕。=1=000被封被封這時其它按鈕再這時其它按鈕再按下也沒反應(yīng)按下也沒反應(yīng)3821.2 寄存器寄存器 一、一、數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器 寄存器是數(shù)字電路的

15、主要部件之一，它用來暫時存寄存器是數(shù)字電路的主要部件之一，它用來暫時存放數(shù)據(jù)或指令。放數(shù)據(jù)或指令。四位數(shù)碼寄存器四位數(shù)碼寄存器10101010A2A3Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1RD取數(shù)取數(shù)脈沖脈沖寄存寄存指令指令C101039二、二、移位寄存器移位寄存器 所謂所謂“移位移位”，就是將寄存器所存各位，就是將寄存器所存各位 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，在每個移位脈沖的作用下，向左或向右移動一位。在每個移位脈沖的作用下，向左或向右移動一位。根據(jù)移位方向，常把它分成根據(jù)移位方向，常把它分成左移寄存器左移寄存器、右移寄存右移寄存器器 和和 雙向移位寄存器雙向移位寄存器三種：三種：寄存器寄存器左移

16、左移(a)寄存器寄存器右移右移(b)寄存器寄存器雙向雙向移位移位(c)40 根據(jù)移位數(shù)據(jù)根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入輸出方的輸入輸出方式，又可將它分式，又可將它分為為串串行輸行輸入入串串行輸行輸出出、串串行輸行輸入入并并行輸行輸出出、并并行輸行輸入入串串行行輸輸出出和和并并行輸行輸入入并并行輸行輸出出四種四種電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入并出41QQ DQQ DQQ DQQ D&A0A1A2A3SDRDCLRLOADCP01、數(shù)、數(shù) 據(jù)據(jù) 預(yù)預(yù) 置置 3210存數(shù)存數(shù)脈沖脈沖清零清零脈沖脈沖初始狀態(tài)：初始狀態(tài)：設(shè)設(shè)A3A2A1A0 1011在存數(shù)脈沖（在存數(shù)脈沖（LOAD=1）作用下，）作用下，Q3Q2Q1Q0 1011 。D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q211100100101142QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脈沖脈沖CP0串行串行輸出輸出3210波形圖表示如下：波形圖表示如下：初態(tài)初態(tài)Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2Q1Q0CP11010011001100010