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1、1,触发器及时序逻辑电路,2,触发器及时序逻辑电路,11.1 RS触发器,11.2 JK触发器,11.3 D触发器,11.4 触发器功能的转换,11.5 寄存器,11.6 计数器,11.7 集成计数器,3,学完本章应掌握以下问题：,1. 触发器的输出随输入如何变化？,2. 触发器的输出在何时变化？,3. 触发器的初始状态如何设定？,牢记 R-S、 JK 、D 及T 和T触发器的真值表。,上升沿触发还是下降沿触发？,直接置位端和直接复位端。,不需要掌握触发器的内部电路结构和原理。,4,概述,触发器的功能：形象地说， 它具有“一触即发”的功能。在输入信号的作用下，它能够从一种稳态 ( 0 或 1
2、)转变到另一种稳态 ( 1 或 0 )。,触发器的特点：有记忆功能的逻辑部件。输出状态不只与现时的输入有关，还与原来的输出状态有关。,触发器的分类：,按功能分：有RS 触发器、D 型触发器、JK触发器、T 型等； 按触发方式划分：有电平触发方式、主从触发方式和边沿触发方式 。,5,11.1 RS触发器,反馈,一、基本 RS 触发器,反馈,正是由于引入反馈，才使电路 具有记忆功能 !,输入有4 种情况：,所以只有两种状态：,“0”态,“1”态,#,6,输入RD=0, SD=1时,若原状态为“0”态：,1,1,0,0,1,0,1,0,输出仍保持“0”态：,若原态为“1”态：,0,1,1,1,1,0
3、,1,0,输出变为“0”态：,置“0”！,#,11.1,见仿真分析,7,输入RD=1, SD=0时,若原状态：,1,0,1,0,1,0,0,1,输出变为：,若原状态：,0,0,1,1,0,1,0,1,输出保持：,置“1” ！,11.1,8,输入RD=1, SD=1时,若原状态：,1,0,1,1,1,0,0,1,输出保持原状态：,若原状态：,1,1,0,1,1,0,输出保持原状态：,保持！,11.1,9,输入RD=0, SD=0时,输出：全是1,注意：当RD、SD同时由0变为1时，翻转快的门输出变为0，另一个不得翻转。因此，该状态为不定状态。,基本触发器的功能表,11.1,10,二、同步RS 触
4、发器,“ 同步 ”的含义：RS 触发器的动作与时钟CP同步。,直接清零端,直接置位端,11.1 RS触发器,直接清零端 置位端的处理,11.1,11,CP=0时,0,触发器保持原态,CP=1时,11.1,12,同步RS 触发器的功能表,简化的功能表,Qn+1 为新状态， Qn 为原状态,逻辑符号,基本触发器的功能表,11.1,13,CP1时：主触发器打开，从触发器封锁,三、主从RS 触发器,CP0时：主触发器封锁，从触发器打开,动作特点：时钟下降沿触发,11.1 RS触发器,功能表,逻辑符号,11.1,14,11.2 JK触发器,功能表,该触发器带有直接置位复位端,下降沿触发,例1：画出主从
5、JK 触发器输出端波形图,15,JK触发器的时序图,保持,T,16,11.3 D触发器,功能表,例：画出D触发器的输出波形。,Q,该触发器带有直接置位复位端,上升沿触发,见仿真分析,17,11.4 触发器功能的转换,一、T 触发器,功能：每来一个脉冲，输出状态翻转一次，也叫计数器,功能表,二、T 触发器,CP,Q,T,T 触发器的 时序波形,T 和T触发器,18,例2：假设初始状态 Q n = 0 ，画出Q1和Q2 的波形图,Q1,Q2, 看懂逻辑符号 ；, 熟练使用功能表 。,19,常用“专业术语”介绍,数据锁定：,触发器的输出状态固定不变，这就称作“数据锁定”。它相当于“保持”功能。,20
6、,Q,原态为0,0,1,原态为1,Q,1,0,21,11-2 试分析图示逻辑电路的功能，说明它是什么类型的触发 器，画出它的逻辑符号。,功能表,Qn+1,0,0,不定,1,1,1,0,不定,Qn,根据功能表，此为RS 触发器,逻辑符号,#,22,Q,#,23,11-5 在下图所示输入信号激励下，试分别画出TTL主从型 和CMOS边沿型JK 触发器Q 端的波形，（触发器原态为 0）,TTL主从型,CMOS边沿型,Q,Q,#,24,11-6 在下图所示输入信号激励下，试画出D 触发器Q 端的 波形，（触发器原态为 0）。,#,Q,25,11-7 两个触发器的特性表如下表所示， 试 说明表中各项操作
7、 的含义，并指出 它们各是什么类型的触发器。,遇上升沿，D = 0 时， Qn+1=0,遇上升沿，D = 1 时， Qn+1=1,遇下降沿，D 无论什么， Qn+1不变,无论其它输入如何, 只要RD=1, Qn+1=0,无论其它输入如何, 只要SD=1, Qn+1=1,当RD、 SD 同时为1, 逻辑关系混乱,D触发器，上升沿触发，置位、复位端高电平有效,26,11-10 判断图示电路是什么功能的触发器，并写出其特性方程,0,0,1,1,1,0,0,1,可以看出，输出总是与输入 A 相同，显然是D 触发器,逻辑 符号,#,特性方程：Qn+1=A,27,11-11 试画出 Q1 与Q2 端的波形
8、。,Q1,Q2,28,例2：假设初始状态 Q n = 0 ，画出Q1和Q2 的波形图。,Q1,Q2, 看懂逻辑符号 ；, 熟练使用功能表 。,29,复位端,置位端,简化的功能表,1. 基本 RS 触发器,2.同步RS 触发器,30,功能表,4.D触发器,3.JK触发器,31,5.T 触发器,T为0时，保持； T为1时，状态翻转,计数功能,7.D 触发器,32,11.5 寄存器 11.6 计数器 11.7 脉冲分配器,时序逻辑电路,时序电路的特点：具有记忆功能。,时序电路的基本单元：触发器。,33,11.5.1 数码寄存器,11.5 寄存器,34,8位三态输出数码寄存器T3374,35,11.5
9、.2 移位寄存器,36,11.5 寄存器 11.6 计数器 11.7 脉冲分配器,时序逻辑电路,37,11.6 计数器,一、计数器功能的分析,Q2,Q1,Q0,RD,状态转换表,波形图：,0 0 0 0 0,1 0 0 1 1,2 0 1 0 2,3 0 1 1 3,4 1 0 0 4,5 1 0 1 5,6 1 1 0 6,7 1 1 1 7,8 0 0 0 0,1 2 3 4 5 6 7 8,通过分析可知该计数器为：,8 进制异步加法计数器,如何知道是异步？,脉冲不同时作用于各触发器， 所以是 异步方式 工作。,如何知道是几进制？,看图 ：,看表：,到几归 0 就是几进制！,如何知道是加法
10、还是减法？,看表：,对应十进制数是递增的是加法！,第一个脉冲过后,例1,38,11.6 计数器,一、计数器功能的分析,Q1,Q0,状态转换表：,波形图：,0 0 0 0,1 1 1 3,2 1 0 2,3 0 1 1,4 0 0 0,5 1 1 3,通过分析可知该计数器为：,4 进制异步减法计数器,例2,异步计数器的特点：在异步计数器内部，触发器的触发信号不完全一样，即各个触发器状态变换的时间先后不一，故被称为“ 异步计数器 ”。,39,计数脉冲,1. 写出控制端的逻辑表达式,J2 = Q1Q0 ， K2 1,J1 = K1 1,分析步骤： （法一）,11.6 计数器,一、计数器功能分析,例3
11、,2. 写出各触发器的状态方程,3. 填写 状态转换表,0 0 0 0 0,1,0,0,1,1,2,0,0,1,2,3,0,1,1,3,4,1,0,0,4,5,0,0,0,0,5 进制异步加法计数器,40,0 0 0 0 0 1 1 1 1 1,0 1 1 1 1 1,0 1 1 1 1 1,1 1 1 1 1 1,0 1 1 1 0 1,5 0 0 0 0 1 1 1 1 1,1. 写出控制端的逻辑表达式,分析步骤： （法二）,例3,J2 = Q1Q0 , K2 1,J1 = K1 1,2. 填写 状态转换表,1,0,1,0,0,1,0,2,3,0,1,1,4,1,0,0,0,1,2,3,4
12、,0,5 进制异步加法计数器,41,分析步骤：,例4,2. 填写 状态转换表,1. 写出控制端的表达式,J2=K2=Q1Q0,J1=K1=Q0,J0=K0=1,0 0 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 1 1,0 0 0 0 1 1,1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 1 1,0 0 1 1 1 1,0 0 0 0 1 1,1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 1 1,0,0,1,0,1,0,0,1,1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,1,1,1,0,0,0,0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2,3,4,5,6,7,8,8 进制同步加法计数器,42,计数器功能分析
13、总结,异步方式：,波形图,状态表,同步方式：,控制端方程,状态表,混合方式：,状态方程,控制端方程,状态表,43,11.6.2 中规模集成计数器,1、 4位二进制同步计数器T1161（74163）,44,用T1161构成任意进制计数器,1） 复位法,例1 用T 1161构成 M=12 进制计数器。,解,12 对应的二进制码为QD QC QB QA=1100,用此码给计数器复位,“1”,“1”,“1”,脉冲输入端,12 进制计数器,45,“1”,“1”,“1”,脉冲输入端,10 进制,7 进制,“1”,“1”,“1”,脉冲输入端,0111,1010,1）复位法,1）复位法,例2,例3,46,用T
14、1161构成任意进制计数器,2） 置数法状态译码置数法,例4 用T 1161构成 M=12 进制计数器。,“1”,“1”,“1”,脉冲输入端,解：,当输出为“M-1”即1011时，应送出一个有效置位信号，一旦 第M个脉冲一到，计数器被置成0 0 0 0。,12 进制,47,“1”,“1”,“1”,脉冲输入端,“1”,“1”,“1”,脉冲输入端,9进制,状态译码置数法,例5,例6,6进制,状态译码置数法,M-1=8=1000,M-1=5=0101,48,9进制,进位输出置数法,例8,预置数0111,“1”,“1”,“1”,脉冲输入端,6进制,进位输出置数法,例9,预置数1010,“1”,“1”,
15、“1”,脉冲输入端,49,T 1161 计数器构成法小结,复 位 法 对M 译码 利用Cr 端并另加与非门 无预置数 2. 状态译码置数法 对M-1 译码 利用LD端并另加与非门 预置数0 0 0 0 3. 进位输出置数法 利用LD和QCC端并另加非门 预置数16 M,置数法,50,2 二-五十进制异步计数器T4290,11.6.2 中规模集成计数器,51,用T4290 构成任意进制计数器,十 进制,6 进制,CP,CP,见仿真分析,52,CP,CP,9 进制,8 进制,见仿真分析,53,CP,7进制,48 进制,CP,此为级联复位法,级联,54,54 进制,复位级联法,CP,6 9,逢9进 1 ，计满 6 个 9 后，复位,