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1、 本章主要內(nèi)容：幾種不同的觸發(fā)器 寄存器 計(jì)數(shù)器第第9章章觸觸發(fā)發(fā)器和器和時(shí)時(shí)序序邏輯電邏輯電路路與非門組成的基本RS觸發(fā)器（a）邏輯電路 （b）邏輯符號(hào) 1狀態(tài)：Q1、Q 0 0狀態(tài)：Q0、Q 1Reset為置0端（或復(fù)位端）Set為置1端（或置位端）非號(hào)“”：表示低電平有效表 示 低 電平有效1 1、與非門實(shí)現(xiàn)的基本與非門實(shí)現(xiàn)的基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器9.1觸發(fā)器觸發(fā)器9.1.1RS觸發(fā)器觸發(fā)器這種寄存器只有寄存數(shù)碼和清除原有數(shù)碼的功能。（a）六進(jìn)制計(jì)數(shù)器 （b）九進(jìn)制計(jì)數(shù)器（1）寫出N進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)SN-1的二進(jìn)制代碼。例：分析下圖所示邏輯電路的邏輯功能，說明其用途。例：數(shù)字鐘表中的分、秒計(jì)

2、數(shù)都是六十進(jìn)制，試用兩片CT74LS290型二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器聯(lián)成六十進(jìn)制電路。例：數(shù)字鐘表中的分、秒計(jì)數(shù)都是六十進(jìn)制，試用兩片CT74LS290型二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器聯(lián)成六十進(jìn)制電路。利用同步置數(shù)功能獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法如下：試分析前八個(gè)脈沖期間各觸發(fā)器狀態(tài)的變化，并判斷此電路能完成的功能。計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)是將多個(gè)集成計(jì)數(shù)器串接起來，以獲得計(jì)數(shù)容量更大的N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。試分析前八個(gè)脈沖期間各觸發(fā)器狀態(tài)的變化，并判斷此電路能完成的功能。利用計(jì)數(shù)器的異步置0功能獲得N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法如下：所謂移位，就是每當(dāng)來一個(gè)移位正脈沖（時(shí)鐘脈沖），觸發(fā)器的狀態(tài)便向右或向左移一位，也就是指寄存器的數(shù)碼可以在移位脈沖的控

3、制下依次進(jìn)行移位。（1）寫出N進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)SN-1的二進(jìn)制代碼。由主從型觸發(fā)器組成的四位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器這實(shí)際上是根據(jù)SN寫出置零控制端的邏輯表達(dá)式。1、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器本章主要內(nèi)容：工作原理 功能表與非門組成的基本RS觸發(fā)器的功能表2.可控RS觸發(fā)器圖（a）是可控觸發(fā)器的邏輯圖，其中，“與非”門G1和G2構(gòu)成基本觸發(fā)器，“與非”門G3和G4構(gòu)成導(dǎo)引電路。R和S是置“0”和置“1”信號(hào)輸入端。工作原理 工作波形圖可控RS觸發(fā)器的工作波形圖 如果將可控觸發(fā)器的端聯(lián)到端，端聯(lián)到端，在時(shí)鐘脈沖段加上計(jì)數(shù)脈沖，如圖所示。這樣的觸發(fā)器具有計(jì)數(shù)的功能，來一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖它能翻轉(zhuǎn)一次，翻轉(zhuǎn)的次數(shù)等于脈

4、沖的數(shù)目，所以可以用它來構(gòu)成計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)式觸發(fā)器 9.1.2JK觸發(fā)器觸發(fā)器 JK觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)有多種，國內(nèi)生產(chǎn)的主要是主從型JK觸發(fā)器。圖（a）所示的是觸發(fā)器的邏輯圖，它由兩個(gè)由“與非”門構(gòu)成的可控RS觸發(fā)器組成，兩者分別稱為主觸發(fā)器和從觸發(fā)器。此外，還通過一個(gè)“非”門將兩個(gè)觸發(fā)器聯(lián)系起來。這種就是觸發(fā)器的主從型結(jié)構(gòu)。時(shí)鐘脈沖先使主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，而后使從觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，主從之名由此而來。例：下圖中的三個(gè)觸發(fā)器是主從型觸發(fā)器。在工作時(shí)，均先經(jīng)置“1”，而后同時(shí)給各段送入計(jì)數(shù)脈沖。試分析前八個(gè)脈沖期間各觸發(fā)器狀態(tài)的變化，并判斷此電路能完成的功能。9.1.3D觸發(fā)器觸發(fā)器 D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)有多種，國內(nèi)生產(chǎn)的

5、主要是維持阻塞型D觸發(fā)器，它是一種邊沿觸發(fā)器。其邏輯圖如圖（a）所示。它由六個(gè)“與非”門組成，其中G1，G2組成基本觸發(fā)器，G3，G4組成時(shí)鐘控制電路，G5，G6組成數(shù)據(jù)輸入電路。維持阻塞型觸發(fā)器(a)邏輯圖;(b)圖形符號(hào);(c)狀態(tài)表;(d)工作波形圖9.1.4觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換1、將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器 如圖（a）所示，當(dāng)D=1，即J=1和K=0時(shí)，在C的下降沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為（或保持）“1”態(tài)；當(dāng)D=0，即J=0和K=1時(shí)，在C的下降沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為（或保持）“0”態(tài)。狀態(tài)表如圖（b）所示。將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器（a）邏輯圖；（b）D觸發(fā)器的狀態(tài)表2、將JK觸發(fā)

6、器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器 如圖（a）所示，將J，K端聯(lián)在一起，稱為T端。當(dāng)T=0時(shí)，時(shí)鐘脈沖作用后觸發(fā)器狀態(tài)不變；當(dāng)T=1時(shí)，觸發(fā)器具有計(jì)數(shù)邏輯功能，即Qn+1=Qn，其狀態(tài)表如圖（b）所示。將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器（a）邏輯圖；（b）T觸發(fā)器的狀態(tài)表3、將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器 如將D觸發(fā)器的D端和Q端相聯(lián)，如圖所示，就將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器。T觸發(fā)器的邏輯功能是每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，翻轉(zhuǎn)一次，即Qn+1=Qn，具有計(jì)數(shù)功能。將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器9.1.5 555定時(shí)器 1555定時(shí)器結(jié)構(gòu)2555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 3555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器l 寄存器用來暫時(shí)存放參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果。

7、l 寄存器存放數(shù)碼的方式有并行和串行兩種。l 從寄存器取出數(shù)碼的方式也有并行和串行兩種。l 寄存器常分為數(shù)碼寄存器和移位寄存器兩種，其區(qū)別在于有無移位的功能。9.2寄存器寄存器 這種寄存器只有寄存數(shù)碼和清除原有數(shù)碼的功這種寄存器只有寄存數(shù)碼和清除原有數(shù)碼的功能。下圖是一種四位數(shù)碼寄存器。能。下圖是一種四位數(shù)碼寄存器。9.2.1數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器四位數(shù)碼寄存器四位數(shù)碼寄存器 移位寄存器不僅有存放數(shù)碼而且有移位的功能。所謂移移位寄存器不僅有存放數(shù)碼而且有移位的功能。所謂移位，就是每當(dāng)來一個(gè)移位正脈沖（時(shí)鐘脈沖），觸發(fā)器的狀位，就是每當(dāng)來一個(gè)移位正脈沖（時(shí)鐘脈沖），觸發(fā)器的狀態(tài)便向右或向左移一位，

8、也就是指寄存器的數(shù)碼可以在移位態(tài)便向右或向左移一位，也就是指寄存器的數(shù)碼可以在移位脈沖的控制下依次進(jìn)行移位。下圖是由脈沖的控制下依次進(jìn)行移位。下圖是由JKJK觸發(fā)器組成的四位觸發(fā)器組成的四位移位寄存器。移位寄存器。9.2.2移位寄存器移位寄存器由由JKJK觸發(fā)器組成的四位移位寄存器觸發(fā)器組成的四位移位寄存器 下圖是由維持阻塞型下圖是由維持阻塞型D D觸發(fā)器組成的四位移位寄存器。它觸發(fā)器組成的四位移位寄存器。它既可并行輸入（輸入端為既可并行輸入（輸入端為d d3 3，d d2 2，d d1 1，d d0 0）/串行輸出（輸出端串行輸出（輸出端為為Q Q0 0），又可串行輸入（輸入端為），又可串行

9、輸入（輸入端為D D）/串行輸出。串行輸出。由D觸發(fā)器組成的并行、串行輸入/串行輸出的四位移位寄存器 l 計(jì)數(shù)器是數(shù)字設(shè)備中的基本邏輯部件。它的功能是記錄輸入脈沖個(gè)數(shù)，它所能記憶的最大脈沖個(gè)數(shù)稱作該計(jì)數(shù)器的“?！?。l 計(jì)數(shù)器種類繁多，按工作方式可分為同步計(jì)數(shù)器、異步計(jì)數(shù)器；按編碼方式可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等；按功能可分為加法器、減法器、可逆計(jì)數(shù)器等。9.3計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 可用四個(gè)主從型可用四個(gè)主從型JKJK觸發(fā)器來組成四位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)觸發(fā)器來組成四位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，如圖（器，如圖（a a）所示。圖（）所示。圖（b b）是它的

10、工作波形圖。）是它的工作波形圖。9.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（a）（b）圖（b）是它的工作波形圖。還可用四個(gè)主從型JK觸發(fā)器來組成四位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，如下圖所示。（a）邏輯電路 （b）邏輯符號(hào)此外，還通過一個(gè)“非”門將兩個(gè)觸發(fā)器聯(lián)系起來。這種寄存器只有寄存數(shù)碼和清除原有數(shù)碼的功能。（3）畫連線圖。這種就是觸發(fā)器的主從型結(jié)構(gòu)。(a)邏輯圖;(b)圖形符號(hào);(c)狀態(tài)表;(d)工作波形圖如圖（a）所示，將J，K端聯(lián)在一起，稱為T端。下圖是由JK觸發(fā)器組成的四位移位寄存器。所謂移位，就是每當(dāng)來一個(gè)移位正脈沖（時(shí)鐘脈沖），觸發(fā)器的狀態(tài)便向右或向左移一位，也就是指寄存器的數(shù)碼可以在移位脈沖的

11、控制下依次進(jìn)行移位。右圖是CT74LS290型二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯圖、外引線排列圖。由主從型觸發(fā)器組成的四位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器2 2、同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器、同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 還可用四個(gè)主從型還可用四個(gè)主從型JKJK觸發(fā)器來組成四位同步二進(jìn)制加法計(jì)觸發(fā)器來組成四位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，如下圖所示。數(shù)器，如下圖所示。由主從型觸發(fā)器組成的四位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器由主從型觸發(fā)器組成的四位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 例：分析下圖所示邏輯電路的邏輯功能，說明其用例：分析下圖所示邏輯電路的邏輯功能，說明其用途。設(shè)初始狀態(tài)為途。設(shè)初始狀態(tài)為“000”“000”。同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 與二

12、進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器比較，第十個(gè)脈沖不是由與二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器比較，第十個(gè)脈沖不是由“1001”1001”變變?yōu)闉椤?010”1010”，而是恢復(fù)，而是恢復(fù)“0000”0000”。邏輯圖如圖。邏輯圖如圖(a)(a)，波形，波形圖如圖圖如圖(b)(b)。9.3.2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（a）（b）右圖是右圖是CT74LS290CT74LS290型二型二五五十進(jìn)制十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器的邏輯圖、邏輯圖、外引線排外引線排列圖。列圖。9.3.3中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器 利用同步置數(shù)功能獲得利用同步置數(shù)功能獲得N N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法如下：進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法如下：（1 1）寫出）寫出N N進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)進(jìn)制

13、計(jì)數(shù)器狀態(tài)S SN-1N-1的二進(jìn)制代碼。的二進(jìn)制代碼。（2 2）寫出反饋置數(shù)函數(shù)。這實(shí)際上是根據(jù)）寫出反饋置數(shù)函數(shù)。這實(shí)際上是根據(jù)S SN-1N-1寫出寫出同步置數(shù)控制端的邏輯表達(dá)式。同步置數(shù)控制端的邏輯表達(dá)式。（3 3）畫出連線圖。主要根據(jù)置數(shù)函數(shù)畫連線圖。）畫出連線圖。主要根據(jù)置數(shù)函數(shù)畫連線圖。9.3.4任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 與二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器比較，第十個(gè)脈沖不是由“1001”變?yōu)椤?010”，而是恢復(fù)“0000”。D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)有多種，國內(nèi)生產(chǎn)的主要是維持阻塞型D觸發(fā)器，它是一種邊沿觸發(fā)器。如圖（a）所示，將J，K端聯(lián)在一起，稱為T端。寄存器用來暫時(shí)存放參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果

14、。D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)有多種，國內(nèi)生產(chǎn)的主要是維持阻塞型D觸發(fā)器，它是一種邊沿觸發(fā)器。與非門組成的基本RS觸發(fā)器狀態(tài)表如圖（b）所示。試分析前八個(gè)脈沖期間各觸發(fā)器狀態(tài)的變化，并判斷此電路能完成的功能。1狀態(tài)：Q1、Q 0當(dāng)T=1時(shí)，觸發(fā)器具有計(jì)數(shù)邏輯功能，即Qn+1=Qn，其狀態(tài)表如圖（b）所示。2555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由JK觸發(fā)器組成的四位移位寄存器0狀態(tài)：Q0、Q 1圖（b）是它的工作波形圖。（a）邏輯電路 （b）邏輯符號(hào)這種就是觸發(fā)器的主從型結(jié)構(gòu)。例：試用例：試用CT74LS161CT74LS161構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 解解 （1 1）寫出）寫出S SN-1N-1的二進(jìn)制代碼

15、為：的二進(jìn)制代碼為：S SN-1N-1=S=S9 9=1001 =1001 （2 2）寫出反饋置數(shù)函數(shù)為：）寫出反饋置數(shù)函數(shù)為：LD=QLD=Q3 3Q Q0 0 （3 3）畫連線圖。）畫連線圖。(a)(a)用前用前1010個(gè)有效狀態(tài)；個(gè)有效狀態(tài)；(b)(b)用后用后1010個(gè)有效狀態(tài)個(gè)有效狀態(tài)利用計(jì)數(shù)器的異步置利用計(jì)數(shù)器的異步置0 0功能獲得功能獲得N N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法如下：法如下：（1 1）寫出）寫出N N進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)S SN N的二進(jìn)制代碼。的二進(jìn)制代碼。（2 2）寫出反饋歸零函數(shù)。這實(shí)際上是根據(jù)）寫出反饋歸零函數(shù)。這實(shí)際上是根據(jù)S SN N寫出置寫出置零

16、控制端的邏輯表達(dá)式。零控制端的邏輯表達(dá)式。（3 3）畫出連線圖。主要根據(jù)反饋歸零函數(shù)畫連線圖。）畫出連線圖。主要根據(jù)反饋歸零函數(shù)畫連線圖。例：試用例：試用CT74LS290CT74LS290的異步置的異步置0 0功能構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器 解解 （1 1）寫出）寫出S SN N的二進(jìn)制代碼為：的二進(jìn)制代碼為：S SN N=S=S6 6=0110 =0110 （2 2）寫出反饋歸零函數(shù)為：）寫出反饋歸零函數(shù)為：R R0(1)0(1)R R0(20(2）=Q=Q2 2Q Q1 1 （3 3）畫連線圖。）畫連線圖。（a a）六進(jìn)制計(jì)數(shù)器）六進(jìn)制計(jì)數(shù)器 （b b）九進(jìn)制計(jì)數(shù)器）九進(jìn)制計(jì)數(shù)

17、器 利用計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)獲得大容量利用計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)獲得大容量N N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)是將多個(gè)集成計(jì)數(shù)器串接起來，以計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)是將多個(gè)集成計(jì)數(shù)器串接起來，以獲得計(jì)數(shù)容量更大的獲得計(jì)數(shù)容量更大的N N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。一般集成計(jì)數(shù)進(jìn)制計(jì)數(shù)器。一般集成計(jì)數(shù)器都設(shè)有級(jí)聯(lián)用的輸入端和輸出端，只要正確連器都設(shè)有級(jí)聯(lián)用的輸入端和輸出端，只要正確連接這些級(jí)聯(lián)端，就可獲得所需進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。接這些級(jí)聯(lián)端，就可獲得所需進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。例：數(shù)字鐘表中的分、秒計(jì)數(shù)都是六十進(jìn)制，試用兩例：數(shù)字鐘表中的分、秒計(jì)數(shù)都是六十進(jìn)制，試用兩片片CT74LS290CT74LS290型二型二五五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器聯(lián)成六十進(jìn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器聯(lián)成六十進(jìn)制電路。制電路。解解 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器由兩位組成，個(gè)位（六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器由兩位組成，個(gè)位（1 1）為十進(jìn)）為十進(jìn)制，十位（制，十位（2 2）為六進(jìn)制。電路聯(lián)接如下圖所示。）為六進(jìn)制。電路聯(lián)接如下圖所示。