电工技术第14章触发器和时序逻辑电路

1、 触发触发 。 原来的状态原来的状态 下面介绍下面介绍， “0”和和“1”态态； 2、； “0”或或“1” 两互补输出端两互补输出端 两输入端两输入端 & . G1& . G2 反馈线反馈线 触发器输出与输入的逻辑关系触发器输出与输入的逻辑关系 10 1 设触发器原态设触发器原态 为为“1”态。态。 翻转为翻转为“0”态态 (1) SD=1，RD = 0 . G1& . &G2 设原态为设原态为“0” 态态 1 0 触发器保持触发器保持 “0”态不变态不变 复位复位 结论结论: 不论不论 触发器原来触发器原来 为何种状态，为何种状态， 当当 SD=1， RD=0时时， 将使将使触发器触发器 置

2、置“0”或称或称 为为复位复位。 . G1& . &G2 设原态为设原态为“0” 态态 0 翻转为翻转为“1” 态态 (2) SD=0，RD = 1 . G1& . &G2 设原态为设原态为“1” 态态 0 1 触发器保持触发器保持 “1”态不变态不变 置位置位 结论结论: 不论不论 触发器原来触发器原来 为何种状态，为何种状态， 当当 SD=0， RD=1时时， 将使将使触发器触发器 置置“1”或称或称 为为置位置位。 . G1& . &G2 设原态为设原态为“0” 态态 1 保持为保持为“0” 态态 (3) SD=1，RD = 1 . G1& . &G2 设原态为设原态为“1” 态态 1

3、1 触发器保持触发器保持 “1”态不变态不变 当当 SD=1， RD=1时时， 触发器保持触发器保持 原来的状态，原来的状态， 即即触发器具触发器具 有保持、记有保持、记 忆功能忆功能。 . G1& . &G2 11 00 11 1 1111 0 若若G1先翻转，则触发器为先翻转，则触发器为“0”态态 “1”态态 (4) SD=0，RD = 0 当信号当信号SD= RD = 0 同时变为同时变为1时，由时，由 于与非门的翻转于与非门的翻转 时间不可能完全时间不可能完全 相同，触发器状相同，触发器状 态可能是态可能是“1”态，态， 也可能是也可能是“0”态，态， 不能根据输入信不能根据输入信 号

4、确定。号确定。 . G1& . &G2 10 逻辑符号逻辑符号 QQ SDRD SDRDQ 1 0 0 置置0 0 1 1 置置1 1 1 不变不变 保持保持 0 0 同时变同时变 1后不确定后不确定 功能功能 基本基本R-S触发器触发器 导引电路导引电路 & G4 SR & G3 C . & G1& G2 . SD RD QQ 当当C=0时时 0 11 11 . & G1& G2 . SD RD QQ & G4 SR & G3 C 当当 C = 1 时时 1 打开打开 11 . & G1& G2 . SD RD QQ & G4 SR & G3 C 当当 C = 1 时时 1 (1) S=0,

5、 R=0 00 11 触发器保持原态触发器保持原态 触发器状态由触发器状态由R，S 输入状态决定。输入状态决定。 11 . & G1& G2 . SD RD QQ & G4 SR & G3 C 1 10 10 10 (2) S = 0, R= 1 触发器置触发器置“0” (3) S =1, R= 0 触发器置触发器置“1” 11 . & G1& G2 . SD RD QQ & G4 SR & G3 C 1 11 00 11 11 0 Q=1Q=0 11 (4) S =1, R= 1 当时钟由当时钟由 1变变 0 后后 触发器状态不定触发器状态不定 1 1 . & G1& G2 . SD RD

6、QQ & G4 SR & G3 C 0 0 SR 0 1 0 1 0 1 1 1 不定不定 Qn+1 Qn Qn+1时钟到来后触发器的状态时钟到来后触发器的状态 逻辑符号逻辑符号 QQ SR CSD RD 不定不定 不定不定 Q Q 1 0 0 SR 0 1 0 1 0 1 1 1 不定不定 Qn+1 Qn C 0 0 SR 0 1 0 1 0 1 1 1 不定不定 Qn+1 Qn Q=S Q=R 从触发器从触发器 主触发器主触发器 C C KQR QJS R C F主 主 Q JK Q S RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 互补时互补时 钟控制钟控制 主、从主、从 触发器触发器

7、 不能同不能同 时翻转时翻转 0 1 0 1 RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 R C F主 主 Q JK Q S C C 0 1 1 0 F主 主封锁 封锁 0 RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 R C F主 主 Q JK Q S C C0 1 C 0 1 0 1 0 0 1 0 C高电平时触发器接高电平时触发器接 收信号并暂存（即收信号并暂存（即F 主主状态由 状态由J、K决定，决定， F从 从状态保持不变）。 状态保持不变）。 要求要求C高电平期间高电平期间J、K 的状态保持不变。的状态保持不变。 C下降沿下降沿( )触发器翻触发器翻 转转（ F从 从状态与

8、状态与F主 主状 状 态一致）。态一致）。 C低电平时低电平时,F主 主封锁 封锁 J、K不起作用不起作用 C RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 R C F主 主 Q JK Q S C 0 1 RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 R C F主 主 Q JK Q S C C 0 1 0 (1)J=1, K=1 设触发器原设触发器原 态为态为“0”态态 翻转为翻转为“1”态态 11 01 10 10 10 01 0 1 RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 R C F主 主 Q JK Q S C C 0 1 0 (1)J=1,K=1 10 设触发器原设触发器原

9、态为态为“1”态态 为为“？”状态状态 J=1, K=1时，每来时，每来 一个时钟脉冲，状一个时钟脉冲，状 态翻转一次，态翻转一次，即具即具 有计数功能。有计数功能。 (1)J=1, K=1 跳转跳转 0 1 RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 R C F主 主 Q JK Q S C C 0 1 0 (2)J=0，K=1 设触发器原设触发器原 态为态为“1”态态 翻转为翻转为“0”态态 01 10 01 01 01 10 0 1 设触发器原设触发器原 态为态为“0”态态 为为“？”态态 0 1 RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 R C F主 主 Q JK Q S C

10、C 0 1 0 (3)J=1，K=0 设触发器原设触发器原 态为态为“0”态态 翻转为翻转为“1”态态 10 01 10 10 10 01 0 1 设触发器原设触发器原 态为态为“1”态态 为为“？”态态 RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 R C F主 主 Q JK Q S C C 0 1 0 (4)J=0，K=0 设触发器原设触发器原 态为态为“0”态态 保持原态保持原态 00 01 00 01 RS C F从 从 Q Q QQ SDRD 1 R C F主 主 Q JK Q S C C 0 1 0 01 n QJS n KQR C高电平时高电平时F主 主状态 状态 由由J、K决

11、定，决定，F从 从状 状 态不变。态不变。 C下降沿下降沿( )触发器触发器 翻转翻转（ F从 从状态与 状态与F主 主 状态一致）。状态一致）。 n QJS n KQR Qn 1 0 0 1 1 1 0 0 Qn 0 0 0 1 1 0 0 1 C高电平时高电平时F主 主状态 状态 由由J、K决定，决定，F从 从状 状 态不变。态不变。 C下降沿下降沿( )触发器触发器 翻转翻转（ F从 从状态与 状态与F主 主 状态一致）。状态一致）。 0 1 0 1 0 1 0 1 J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn () 触发器工作时触发器工作时SD 、 RD应接高电

12、平。应接高电平。 C Q JK SDRD Q 例：例：JK 触发器工作波形触发器工作波形 C J K Q 下降沿触发翻转下降沿触发翻转 基本基本R-S触发器触发器 导引电路导引电路 & G2& G1 QQ SD RD & G3& G4 & G5& G6 C D 反反 馈馈 线线 跳转跳转 & G2& G1 QQ SD RD & G3& G4 & G5& G6 C D 0 1 1 0 11 0 0 1 01 & G2& G1 QQ SD RD & G3& G4 & G5& G6 C D 0 1 0 1 11 1 0 1 10 D Qn+1 0 1 0 1 逻辑符号逻辑符号 D C QQ RDSD

13、 Qn+1 =Dn； C D Q D Qn+1 0 1 0 1 J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn D 1 C Q JK SDRD Q 仍为下降沿仍为下降沿 触发翻转触发翻转 按功能分按功能分 清零清零 寄存指令寄存指令 RD . . QD F0 d0 Q0 . Q . D F1 d1 Q1 . d2 Q . D F2 Q2 QD F3 d3 Q3 0000 1101 1101 触发器状态不变触发器状态不变 动画动画 RDSD d3 RDSD d2 RDSD d1 RDSD d0 1 0 清零清零 1100 & Q0 & Q1 & Q2 & Q3 1100 &

14、 QQQQ 0000 0011 1010 1111 清零清零 D 1 移位脉冲移位脉冲 234 1011 1 Q Q3Q1Q2 RD 0000 0001 001 11 011 10111 1 Q J K F0 Q1 Q J K F2 Q J K F1 Q J K F3 QQ Q 从高位向低从高位向低 位依次输入位依次输入 动画动画 111 0101 1001 1000 输出输出 清零清零 D 1011 1 Q Q3Q1Q2 RD 10111 1 Q J K F0 Q1 Q J K F2 Q J K F1 Q J K F3 QQ Q 5 移位脉冲移位脉冲 7 8 6 动画动画 右移右移 串行串行

15、 输入输入 左移左移 串行串行 输入输入 UCCQ0Q1Q2Q3S1S0 C 161514131211109 13456782 D0D1D2D3DSRDSL RDGND CT74LS194 并行输入并行输入 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 直接清零直接清零(异步异步) 保保 持持 右移右移(从从Q0向右移动向右移动) 左移左移(从从Q3向左移动向左移动) 并行输入并行输入 RD CS1 S0功功 能能 UCCQ0Q1Q2Q3S1S0 C 161514131211109 CT74LS194 13456782 D0D1D2D3DSRDSL RDGND 二二 进进 制制 数数 Q

16、2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1 8 0 0 0 脉冲数脉冲数 (C) 1 0 1 0 清零清零 RD Q J K Q Q0 F0 Q J K Q Q1 F1 Q J K Q Q2 F2 C 计数脉冲计数脉冲 三位异步二进制加法计数器三位异步二进制加法计数器 在电路图中在电路图中J、悬空表示悬空表示J、K=1 当相邻低位触发当相邻低位触发 器由器由1变变 0 时翻转时翻转 异步二进制加法器工作波形异步二进制加法器工作波形 每个触发器翻转的时间有先后，每个触发器翻转的时间有先后， 与计数

17、脉冲不同步与计数脉冲不同步 C 12345678 Q0 Q1 Q2 ？ 思考思考 1、各触发器、各触发器C应如何连接？应如何连接？ C RD Q D Q Q0 F0 Q D Q Q1 F1 Q D Q Q2 F2 二二 进进 制制 数数 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1 8 0 0 0 脉冲数脉冲数 (C) F0每输入一每输入一C翻一次翻一次 F1 F2 F3 J0 =K0 =1 Q0 =1J1 =K1 = Q0 Q0 = Q1 = 1J2 =K2 = Q1 Q0 Q0 = Q1 =

18、 Q2 = 1J3 =K3= Q1 Q1 Q0 J0 =K0 =1 J1 =K1 = Q0 J2 =K2 = Q1 Q0 J3 =K3 = Q2 Q1 Q0 三位同步二进制加法计数器三位同步二进制加法计数器 计数脉冲同时加到各位触发器上，计数脉冲同时加到各位触发器上，当每个到当每个到 来后触发器状态是否改变要看来后触发器状态是否改变要看J、K的状态。的状态。 RD Q J K Q Q0 F0 Q J K Q Q1 F1 Q J K Q Q2 F2 C 计数脉冲计数脉冲 C 12345678 Q0 Q1 Q2 RD Q J K Q Q0 F0 Q J K Q Q1 F1 Q J K Q Q2 F

19、2 C 计数脉冲计数脉冲 C0= C K0 =1 J0 =Q2 K1 =1 J1 =1C1= Q0 J2=Q0Q1 K2 =1C2= C RD Q J K Q Q0 F0 Q J K Q Q1 F1 Q J K Q Q2 F2 C 计数脉冲计数脉冲 C0= C=0 K0 =1 J0 =Q2=1 K1 =1 J1 =1 C1= Q0=0 J2=Q0Q1=0K2 =1C2= C=0 RD Q J K Q Q0 F0 Q J K Q Q1 F1 Q J K Q Q2 F2 C 计数脉冲计数脉冲 011111 011111 011111 111111 011101 0111110000 1 001 2

20、 010 3011 4100 5000C1= Q0 C 12345 Q0 Q1 Q2 二进制数二进制数 Q3Q2Q1Q0 脉冲数脉冲数 (C) 十进制数十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 RD Q J K Q F0 Q J K Q F1 C 计数脉冲计数脉冲 Q J K Q F2 Q J K Q Q3 F3 Q2Q1Q0 Q0 Q1 Q2 Q3 C 1234

21、5678910 Q1 RD C0 & R02 R01 S91 S92 & Q J K Q F1 Q J K Q F2 Q2 Q J K Q F3 Q3 RD RDRD SDSD C1 Q0 Q J K Q F0 11 0 1 0 清零清零 0 0 00 Q1 RD C0 & R02 R01 S91 S92 & Q J K Q F1 Q J K Q F2 Q2 Q J K Q F3 Q3 RD RDRD SDSD C1 Q0 Q J K Q F0 0 置置“9” 1 1 00 Q1 RD C0 & R02 R01 S91 S92 & Q J K Q F1 Q J K Q F2 Q2 Q J K

22、Q F3 Q3 RD RDRD SDSD C1 Q0 Q J K Q F0 1 1 Q1 RD C0 & R02 R01 S91 S92 & Q J K Q F1 Q J K Q F2 Q2 Q J K Q F3 Q3 RD RDRD SDSD C1 Q0 Q J K Q F0 0 0 1 1 Q1 RD C0 & R02 R01 S91 S92 & Q J K Q F1 Q J K Q F2 Q2 Q J K Q F3 Q3 RD RDRD SDSD C1 Q0 Q J K Q F0 0 0 1 1 输入脉冲输入脉冲 输出二进制输出二进制 输入脉冲输入脉冲 输出五进制输出五进制 Q1 RD

23、C0 & R02 R01 S91 S92 & Q J K Q F1 Q J K Q F2 Q2 Q J K Q F3 Q3 RD RDRD SDSD C1 Q0 Q J K Q F0 0 0 1 1 输入脉冲输入脉冲 输出十进制输出十进制 输输 入入 输输 出出 Q2Q3R01 S92S91 R02Q1Q0 110 110 11 0000 0000 1010 R01 S92S91 R02 有任一为有任一为“0” 有任一为有任一为“0” 输入计输入计 数脉冲数脉冲 十分频输出十分频输出 (进位输出进位输出) 计数状态计数状态 计数器输出计数器输出 S91N CT74LS290 S92Q2Q1N

24、UCCR01R02C0C1Q0Q3 地地 17 8 14 S92 S91 Q3Q0Q2Q1 R01 R02 C1C0 Q1 Q2 Q3 Q0 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 工作波形工作波形 S92 S91 Q0Q3Q1Q2 R01 R02 C1C0 S92 S91 Q3Q0Q2Q1 R01 R02 C1C0 五进制输出五进制输出 计数脉冲计数脉冲 输入输入 C 12345 Q1 Q2 Q3 工作波形工作波形 Q3Q2Q1Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1

25、0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 例：六进制计数器例：六进制计数器 Q3Q2Q1Q0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 六六 种种 状状 态态 11 1 1 S92 S91 Q3Q0Q2Q1 R01 R02 C1C0 计数器清零计数器清零 S92 S91 Q3Q0Q2Q1 R01 R02 C1C0 计数器清零计数器清零 & . 0100(4) S92 S91 Q3Q0Q2Q1

26、R01 R02 C1C0 计数计数 脉冲脉冲 S92 S91 Q3Q0Q2Q1 R01 R02 C1C0 十位十位个位个位 1 16 8 9 UCC 1Q21Q11RD1Q01Q3 地地1C0 2Q32Q22Q12Q02RD2C02C1 1C1 1Q31Q01Q21Q1 1RD 1C11C0 计数计数 脉冲脉冲 2Q32Q02Q22Q1 2RD 2C12C0 十位十位个位个位 & D (DOWN) 减法脉冲输入端减法脉冲输入端 U(UP) 加法脉冲输入端加法脉冲输入端 L(LOAD) 置数端置数端 CO 进位端进位端 BO 借位端借位端 C(CLR) 清零端清零端 1 16 8 9 UCC Q

27、2UQ1Q0Q3 地地D1 LBOCCO D D0D2D3 Q1D F1 Q2D F2 Q3D F3 Q0D F0 C Q3 Q2 Q1 Q0=1000 1000010000100001 C 1234 Q2 Q1 Q0 Q3 Q J K Q Q0 F0 Q J K Q Q1 F1 Q J K Q Q2 F2 C Q0 Q1Q2 K0 = Q2 J0 =Q2 J1 =Q0 J2=Q1 K1 =Q0 K2 =Q1 Q2 Q1 Q0 C 12345678 Q0 Q1 Q2 可产生相移为可产生相移为 的顺序脉冲。的顺序脉冲。 VA VB UCC 调转调转 地地 + + C1 + + C2 Q QRD

28、SD 5K 5K 5K T 5 2/3 UCC2/3 UCC1/3 UCC01 1/3 UCC11 2/3 UCC2/3 UCC RD=1 SD=0 . . uC R1 R2 . + C充电充电 C放电放电 1 2/3 UCC 0 1 1 0 1 Q=0 导通导通 1 (地地) uC R1 ui + +C1 + + C2 Q QRD SD 5K 5K 5K VA VB T 1 3 4 8 (复位端复位端) uO 6 5 2 7 1 10 1 Q=1 截止截止 0 2/3 UCC 1 0 1 0 Q=1 0 1 0 1 1 0 Q=0 +UCC 48 5 6 2 7 1 3 . . . 0.01F uC C ui uo R ui t uC t uO t (1/3UCC) Q=0 Q=1 T导通，导通，C 通过通过T放放 电电,uC 0 接通电源接通电源 RD=0 SD=1 保持保持“0” 态态 RD=1 SD=1 上升到上升到2/3 UCC ui t uC t uO t 暂稳态暂稳态 tp tp =RC ln3=1.1RC +UCC 48 5 6 2 7 1 3 . . . 0.01