第9章觸發(fā)器及時序邏輯電路1第9章觸發(fā)器及時序邏輯電路9.1RS觸發(fā)器9.2JK觸發(fā)器9.3D觸發(fā)器9.4觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換9.5寄存器9.6計數(shù)器9.7集成計數(shù)器2學(xué)完本章應(yīng)掌握以下問題：邏輯符號RDSDCQKJ1.觸發(fā)器的輸出隨輸入如何變化？2.觸發(fā)器的輸出在何時變化？3.觸發(fā)器的初始狀態(tài)如何設(shè)定？牢記R-S、JK

、D及T和T

觸發(fā)器的真值表。上升沿觸發(fā)還是下降沿觸發(fā)？直接置位端和直接復(fù)位端。不需要掌握觸發(fā)器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和原理。3概述觸發(fā)器的功能：形象地說，它具有“一觸即發(fā)”的功能。在輸入信號的作用下，它能夠從一種穩(wěn)態(tài)(0或1)轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)態(tài)(1或0)。觸發(fā)器的特點：有記憶功能的邏輯部件。輸出狀態(tài)不只與現(xiàn)時的輸入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)。觸發(fā)器的分類：按功能分：有RS觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T型等；按觸發(fā)方式劃分：有電平觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式和邊沿觸發(fā)方式。4兩個輸入端

9.1RS觸發(fā)器&G1&G2反饋兩個輸出端一、基本RS

觸發(fā)器反饋正是由于引入反饋，才使電路具有記憶功能!輸入有4種情況：輸出Q和Q互為相反邏輯所以只有兩種狀態(tài)：“0”態(tài)Q=0Q=1“1”態(tài)Q=1Q=0#00111001RDSD5輸入RD=0,SD=1時若原狀態(tài)為“0”態(tài)：11001010輸出仍保持“0”態(tài)：&a&b若原態(tài)為“1”態(tài)：01111010輸出變?yōu)椤?”態(tài)：置“0”！&a&bQ=0Q=1Q=0Q=1Q=0Q=1Q=1Q=0#9.1見仿真分析6輸入RD=1,SD=0時若原狀態(tài)：10101001輸出變?yōu)椋?a&b若原狀態(tài)：00110101輸出保持：&a&b置“1”！9.17輸入RD=1,SD=1時若原狀態(tài)：10111001輸出保持原狀態(tài)：若原狀態(tài)：01110110輸出保持原狀態(tài)：&a&b&a&b保持！9.18輸入RD=0,SD=0時0011輸出：全是1注意：當(dāng)RD、SD同時由0變?yōu)?時，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)?，另一個不得翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀態(tài)。&a&b基本觸發(fā)器的功能表復(fù)位端置位端邏輯符號

Q保持原狀態(tài)0110不定狀態(tài)11011000RDSD9.19QQRDSDabRDSD二、同步RS觸發(fā)器cdRSCP“同步”的含義：RS觸發(fā)器的動作與時鐘CP同步。直接清零端直接置位端輸出端輸入端

9.1RS觸發(fā)器直接清零端置位端的處理平時常為1平時常為19.1RDSDRSCQ10CP=0時011觸發(fā)器保持原態(tài)CP=1時&a&b&c&dCP111&a&b&c&dCP119.111同步RS觸發(fā)器的功能表簡化的功能表Qn+1為新狀態(tài)，Qn

為原狀態(tài)邏輯符號RDSDRSCQ基本觸發(fā)器的功能表

Q保持原狀態(tài)0110不定狀態(tài)11011000RDSD9.112CP＝1時：主觸發(fā)器打開，從觸發(fā)器封鎖三、主從RS觸發(fā)器CP＝0時：主觸發(fā)器封鎖，從觸發(fā)器打開動作特點：時鐘下降沿觸發(fā)F主F從QQR2S2CCPQQQ'Q'R1S1CCP9.1RS觸發(fā)器RDSDCQRS功能表邏輯符號9.113

9.2JK觸發(fā)器邏輯符號RDSDCQKJ功能表該觸發(fā)器帶有直接置位復(fù)位端下降沿觸發(fā)例1：畫出主從JK

觸發(fā)器輸出端波形圖CPJKQ14JK觸發(fā)器的時序圖J

QCPKJQ

保持T15

9.3D觸發(fā)器功能表例：畫出D觸發(fā)器的輸出波形。CPDQ邏輯符號RDSDDCQ該觸發(fā)器帶有直接置位復(fù)位端上升沿觸發(fā)見仿真分析169.4觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換一、T'觸發(fā)器功能：每來一個脈沖，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，也叫計數(shù)器QQRSCCPQQ功能表RDSDCQT邏輯符號:二、T觸發(fā)器CPQTT觸發(fā)器的時序波形T'和T觸發(fā)器17JKQQCPQ2JKQQCPQ1CP例2：假設(shè)初始狀態(tài)Qn=0，畫出Q1和Q2的波形圖Q1Q2?看懂邏輯符號；?熟練使用功能表。18RDSDCQKJ常用“專業(yè)術(shù)語”介紹數(shù)據(jù)鎖定：觸發(fā)器的輸出狀態(tài)固定不變，這就稱作“數(shù)據(jù)鎖定”。它相當(dāng)于“保持”功能。清零：使RD=0，輸出端Q置0預(yù)置：使SD=0，輸出端Q置1。199-1

對于基本RS觸發(fā)器，若輸入波形如下，試分別畫出原態(tài)為0和原態(tài)為1對應(yīng)時刻的Q端和Q端波形tSDtRDQQ原態(tài)為001原態(tài)為1QQ10209-2試分析圖示邏輯電路的功能，說明它是什么類型的觸發(fā)器，畫出它的邏輯符號?！?≥1功能表Qn+100不定1110不定QnQnRDSD000110110000011101110011根據(jù)功能表，此為RS觸發(fā)器邏輯符號DRDS#21Q#9-4主從型RS觸發(fā)器各輸入信號如下圖所示，試畫出

Q端和Q端的波形。RDCPSRQ229-5在下圖所示輸入信號激勵下，試分別畫出TTL主從型和CMOS邊沿型JK

觸發(fā)器Q端的波形，（觸發(fā)器原態(tài)為0）CPJKTTL主從型CMOS邊沿型QQ#239-6在下圖所示輸入信號激勵下，試畫出D

觸發(fā)器Q端的波形，（觸發(fā)器原態(tài)為0）。#CPDQ249-7

兩個觸發(fā)器的特性表如下表所示，試說明表中各項操作的含義，并指出它們各是什么類型的觸發(fā)器。輸入輸出CPADRDSQn+1Qn+1↑00001↑10010↓φ00Qn

Qnφφ100

1φφ011

0φφ111

1遇上升沿，D=0時，Qn+1=0遇上升沿，D=1時，Qn+1=1遇下降沿，D無論什么，Qn+1不變無論其它輸入如何,只要RD=1,Qn+1=0無論其它輸入如何,只要SD=1,Qn+1=1當(dāng)RD、SD同時為1,邏輯關(guān)系混亂邏輯符號RDSDDCQD觸發(fā)器，上升沿觸發(fā)，置位、復(fù)位端高電平有效259-10

判斷圖示電路是什么功能的觸發(fā)器，并寫出其特性方程1&&≥1JKCPAQQAQAQ+AQAQAQn+1000110

11Qn（J=K）+AQAQ00111001可以看出，輸出總是與輸入A相同，顯然是D觸發(fā)器邏輯符號DCQ#特性方程：Qn+1=A269-9

試畫出Q1與Q2端的波形。從圖中可看出：D1=Q2

，D2=Q1RDABRQ1Q1DQ2Q2DRABQ1Q227JKQQCPQ2JKQQCPQ1CP例2：假設(shè)初始狀態(tài)Qn=0，畫出Q1和Q2的波形圖。Q1Q2?看懂邏輯符號；?熟練使用功能表。28復(fù)位端置位端RDSDRSCQ

Q保持原狀態(tài)0110不定狀態(tài)11011000RDSD簡化的功能表1.基本RS

觸發(fā)器2.同步RS觸發(fā)器29邏輯符號RDSDCQKJ功能表RDSDDCQ4.D觸發(fā)器3.JK觸發(fā)器305.T觸發(fā)器6.T觸發(fā)器QKJCPTQKJCP1T為0時，保持；T為1時，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)計數(shù)功能7.D觸發(fā)器QKJCPD1319.5寄存器9.6計數(shù)器9.7脈沖分配器

時序邏輯電路時序電路的特點：具有記憶功能。時序電路的基本單元：觸發(fā)器。329.5.1數(shù)碼寄存器9.5寄存器338位三態(tài)輸出數(shù)碼寄存器T3374349.5.2移位寄存器359.5寄存器9.6計數(shù)器9.7脈沖分配器

時序邏輯電路作為重點！36Q0Q1Q2CP9.6計數(shù)器一、計數(shù)器功能的分析Q2CPQ1Q0RDCPQ2Q1Q0對應(yīng)十進制數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表波形圖：00000100112010230113410045101561106711178000012345678通過分析可知該計數(shù)器為：8進制異步加法計數(shù)器如何知道是異步？脈沖不同時作用于各觸發(fā)器，所以是異步方式工作。如何知道是幾進制？看圖：看表：到幾歸0就是幾進制！如何知道是加法還是減法？看表：對應(yīng)十進制數(shù)是遞增的是加法！第一個脈沖過后例1379.6計數(shù)器一、計數(shù)器功能的分析Q1Q0狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：波形圖：000011132102301140005113CP12345通過分析可知該計數(shù)器為：4進制異步減法計數(shù)器CPQ1Q0對應(yīng)十進制數(shù)Q0CPRDQ1Q0例2異步計數(shù)器的特點：在異步計數(shù)器內(nèi)部，觸發(fā)器的觸發(fā)信號不完全一樣，即各個觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不一，故被稱為“異步計數(shù)器”。38計數(shù)脈沖1.寫出各觸發(fā)器的驅(qū)動方程J2=Q1Q0，K2＝1

J1=K1＝1

J0=Q2，K0＝1

分析步驟：（法一）Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0CP9.6計數(shù)器一、計數(shù)器功能分析例32.寫出各觸發(fā)器的狀態(tài)方程逢CP（）逢Q0（）逢CP（）逢CP（）逢Q0（）逢CP（）3.填寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Q1Q2Q1Q00000010Q2Q0011200123011341004500005進制異步加法計數(shù)器CPQ2Q1Q0十進制數(shù)39Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0CP0000011111

01111101111111111101110150000111111.寫出各觸發(fā)器的驅(qū)動方程分析步驟：（法二）例3J2=Q1Q0,K2＝1

J1=K1＝1

J0=Q2，K0＝1

2.填寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表1010010230114100012340CP

Q2

Q1

Q0

J2=K2=J1=K1=J0=K0=Q1Q01111Q2十進制數(shù)5進制異步加法計數(shù)器40Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&CP分析步驟：例42.填寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表1.寫出控制端的表達式J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=10011110000000011000011111111000011001111000011111111000011CPQ2

Q1

Q0

J2＝K2＝J1＝K1＝J0＝1K0＝1Q1Q0Q1Q0Q0Q0十進制數(shù)001010011001110110111000012345670123456788進制同步加法計數(shù)器41計數(shù)器功能分析總結(jié)異步方式：波形圖狀態(tài)表同步方式：控制端方程狀態(tài)表混合方式：狀態(tài)方程控制端方程狀態(tài)表Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0CPCPQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&CP429.6.2中規(guī)模集成計數(shù)器1、4位二進制同步計數(shù)器T961（74163）43ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT961用T961構(gòu)成任意進制計數(shù)器1）復(fù)位法例1用T961構(gòu)成M=12進制計數(shù)器。解12對應(yīng)的二進制碼為QD

QC

QB

QA=900用此碼給計數(shù)器復(fù)位＆“1”“1”“1”脈沖輸入端12進制計數(shù)器利用Cr端44ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT961“1”“1”“1”脈沖輸入端10進制7進制＆ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT961“1”“1”“1”＆脈沖輸入端09110101）復(fù)位法1）復(fù)位法例2例345用T961構(gòu)成任意進制計數(shù)器2）置數(shù)法——狀態(tài)譯碼置數(shù)法例4用T961構(gòu)成M=12進制計數(shù)器。ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT961“1”“1”“1”脈沖輸入端＆解：當(dāng)輸出為“M-1”即109時，應(yīng)送出一個有效置位信號，一旦第M個脈沖一到，計數(shù)器被置成0000。利用LD端12進制對M-1譯碼46ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT961“1”“1”“1”脈沖輸入端＆ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT961“1”“1”“1”脈沖輸入端＆9進制狀態(tài)譯碼置數(shù)法例5例66進制狀態(tài)譯碼置數(shù)法M-1=8=1000M-1=5=0101479進制進位輸出置數(shù)法例8預(yù)置數(shù)091ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT961“1”“1”“1”脈沖輸入端16進制進位輸出置數(shù)法例9預(yù)置數(shù)1010ABCDPCPLDCrQCCQAQBQCQDTT961“1”“1”“1”脈沖輸入端148T961計數(shù)器構(gòu)成法小結(jié)復(fù)位法對M譯碼

利用Cr端并另加與非門無預(yù)置數(shù)2.狀態(tài)譯碼置數(shù)法對M-1譯碼

利用LD端并另加與非門預(yù)置數(shù)00003.進位輸出置數(shù)法

利用LD和QCC端并另加非門預(yù)置數(shù)16–M置數(shù)法49

2二-五十進制異步計數(shù)器T42909.6.2中規(guī)模集成計數(shù)器50S9(1)

S9(2)RD(1)

RD(2)CP1CP0Q3Q2Q1Q0T4290S9(1)

S9(2)RD(1)

RD(2)CP1CP0Q3Q2Q1Q0T4290用T4290構(gòu)成任意進制計數(shù)器十進制

6進制CPCP見仿真分析51S9(1)

S9(2)RD(1)

RD(2)CP1CP0Q3Q2Q1Q0T4290S9(1)

S9(2)RD(1)

RD(2)CP1CP0Q3Q2Q1Q0T4290CPCP9進制

8進制見仿真分析52CP7進制＆S9(1)

S9(2)RD(1)

RD(2)CP1CP0Q3