电工学第21章触发器和时序逻辑电路

1、 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101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10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 置置“0”或称或称 为为复位复位。.g1&.&g2设原态为设原态为“0”

2、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01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11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

3、保持、记有保持、记 忆功能忆功能。.g1&.&g2110011111110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确定。号确定。.g1&.&g210逻辑符号逻辑符号qqsdrdsdrdq1 0 0 置置00 1 1 置置11 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-

4、s触发器触发器导引电路导引电路& g4sr& g3c.& g1& g2.sdrdqq当当c=0时时01111.& g1& g2.sdrdqq& g4sr& g3c当当 c = 1 时时1打开打开11.& g1& g2.sdrdqq& g4sr& g3c当当 c = 1 时时1(1) s=0, r=00011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.sdrdqq& g4sr& g3c1101010(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.sdr

5、dqq& g4sr& g3c1110011110q=1q=011(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11.& g1& g2.sdrdqq& g4sr& g3c0 0 sr0 1 01 0 11 1 不定不定qn+1qnqn+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qqsr csdrd不定不定不定不定qq10 0 sr0 1 01 0 11 1 不定不定qn+1qnc0 0 sr 0 1 0 1 0 1 1 1 不定不定qn+1qnq=sq=r从触发器从触发器主触发器主触发器c ckqrqjs r cf主主qjkqsr

6、s cf从从qqqqsdrd1互补时互补时钟控制钟控制主、从主、从触发器触发器不能同不能同时翻转时翻转0101rs cf从从qqqqsdrd1r cf主主qjkqsc c0110f主主封锁封锁0rs cf从从qqqqsdrd1r cf主主qjkqsc c01c01010010c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

7、主封锁封锁j、k不起作用不起作用crs cf从从qqqqsdrd1r cf主主qjkqsc 01rs cf从从qqqqsdrd1r cf主主qjkqsc c010(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 011010100101rs cf从从qqqqsdrd1r cf主主qjkqsc c010(1)j=1,k=110设触发器原设触发器原态为态为“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=101rs cf从从qqqqsdrd1

8、r cf主主qjkqsc c010(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 100101011001设触发器原设触发器原态为态为“0”态态为为“？”态态01rs cf从从qqqqsdrd1r cf主主qjkqsc c010(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 011010100101设触发器原设触发器原态为态为“1”态态为为“？”态态rs cf从从qqqqsdrd1r cf主主qjkqsc c010(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 010001rs c

9、f从从qqqqsdrd1r cf主主qjkqsc c01001nqjs nkqr 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）。nqjs nkqr qn10 0 1 1 1 0 0qn0 0 0 1 1 0 0 1c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

10、1 1 qn ()触发器工作时触发器工作时sd 、 rd应接高电平。应接高电平。 cqjksdrdq例：例：jk 触发器工作波形触发器工作波形cjkq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& g1qqsdrd& g3& g4& g5& g6cd反反馈馈线线& g2& g1qqsdrd& g3& g4& g5& g6cd01101100101& g2& g1qqsdrd& g3& g4& g5& g6cd01011110110d qn+1 0101逻辑符号逻辑符号d cqqrdsdqn+1 =dn；cdqd qn+1 0101j k qn+1 0 0 qn

11、 0 1 0 1 0 1 1 1 qnd1 cqjksdrdq仍为下降沿仍为下降沿触发翻转触发翻转t cqjksdrdq(保持功能保持功能)(计数功能计数功能)j k qn+1 0 0 qn 0 1 0 1 0 1 1 1 qntcqd=qd qn+1 0101 cqqd 按功能分按功能分清零清零寄存指令寄存指令rd.qdf0d0q0.q.df1d1q1.d2q.df2q2qdf3d3q3000011011101触发器状态不变触发器状态不变动画动画rdsdd3rdsdd2rdsdd1rdsdd010清零清零1100&q0&q1&q2&q31100&qqqq0000001110101111清零清

12、零d1移位脉冲移位脉冲23410111qq3q1q2rd000000010011101110111 1qjkf0q1qjkf2qjkf1qjkf3qqq从高位向低从高位向低位依次输入位依次输入动画动画111010110011000输出输出清零清零d10111qq3q1q2rd10111 1qjkf0q1qjkf2qjkf1qjkf3qqq5移位脉冲移位脉冲786动画动画左移寄存器波形图左移寄存器波形图12345678c111111dq0q3q2q1111待存待存数据数据01110001123移位脉冲移位脉冲q2 q1 q0移位过程移位过程q3寄寄 存存 数数 码码 d001110000清清 零

13、零110左移一位左移一位001011左移二位左移二位01011左移三位左移三位10114左移四位左移四位101并并 行行 输输 出出动画动画1 清零清零0dq2sdrdd2&f2q1sdrdd1&f1q0sdrdd0&f0ddq3sdrdd3&f3ddcf3f2f1f0d0d1d2d3q0q1q2q3f3f2f1f0dq0q1q2q3f3f2f1f0d0d1d2d3q3q3f3f2f1f0d既能左移也能右移。既能左移也能右移。dq2dq1dq01&111&1&.rdcs左移输入左移输入 待输数据由待输数据由 低位至高低位至高 位依次输入位依次输入待输数据由待输数据由高位至低位高位至低位依次输入

14、依次输入101右移输入右移输入移位控制端移位控制端000000&010动画动画右移右移串行串行输入输入左移左移串行串行输入输入uccq0q1q2q3s1s0 c16151413121110913456782d0d1d2d3dsrdsl rdgndct74ls194并行输入并行输入011110 00 11 01 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 c161514131211109ct74ls19413456782d0d1d2d3dsrdsl

15、rdgnd 二二 进进 制制 数数 q2 q1 q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 0 0 0 脉冲数脉冲数(c)1010清零清零rdqjkqq0f0qjkqq1f1qjkqq2f2c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，与计数脉冲不同步与计数脉冲不同步c123

16、45678q0q1q2？思考思考1、各触发器、各触发器c应如何连接？应如何连接？crdqdqq0f0qdqq0f0qdqq3f3 二二 进进 制制 数数 q2 q1 q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 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f1f2f3j0 =k0 =1q0 =1j1 =k1 = q0q0 = q1 = 1j2 =k2 = q1 q0q0 = q1 = q2 = 1j3 =k3= q1 q1 q0j0 =k0 =1j1 =k1 = q0j2 =k2 = q1

17、q0j3 =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。rdqjkqq0f0qjkqq1f1qjkqq2f2c计数脉冲计数脉冲c12345678q0q1q2rdqjkqq0f0qjkqq1f1qjkqq2f2c计数脉冲计数脉冲 c0= c k0 =1 j0 =q2k1 =1 j1 =1c1= q0j2=q0q1k2 =1c2= c rdqjkqq0f0qjkqq1f1qjkqq2f2c计数脉冲计数脉冲 c0= c

18、=0 k0 =1 j0 =q2=1 k1 =1 j1 =1 c1= q0=0j2=q0q1=0k2 =1c2= c=0 rdqjkqq0f0qjkqq1f1qjkqq2f2c计数脉冲计数脉冲011111 011111011111111111011101011111000010012010301141005000c1= q0c12345q0q1q2二进制数二进制数q3q2q1q0脉冲数脉冲数(c)十进制数十进制数0123456789100 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 00123

19、4567890rdqjkqf0qjkqf1c计数脉冲计数脉冲qjkqf2qjkqq3f3q2q1q0q0q1q2q3c12345678910q1rdc0&r02r01s91s92&qjkqf1qjkqf2q2qjkqf3q3rdrdrdsdsdc1q0qjkqf0110 10清零清零0000q1rdc0&r02r01s91s92&qjkqf1qjkqf2q2qjkqf3q3rdrdrdsdsdc1q0qjkqf00置置“9”1100q1rdc0&r02r01s91s92&qjkqf1qjkqf2q2qjkqf3q3rdrdrdsdsdc1q0qjkqf0 1 1 q1rdc0&r02r01s9

20、1s92&qjkqf1qjkqf2q2qjkqf3q3rdrdrdsdsdc1q0qjkqf0 0 011q1rdc0&r02r01s91s92&qjkqf1qjkqf2q2qjkqf3q3rdrdrdsdsdc1q0qjkqf0 0 011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q1rdc0&r02r01s91s92&qjkqf1qjkqf2q2qjkqf3q3rdrdrdsdsdc1q0qjkqf0 0 011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q2q3r01s92s91r02q1q011011011000000001010r01s92s

21、91r02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s91nct74ls290s92q2q1nuccr01r02c0c1q0q3地地17814s92s91q3q0q2q1r01r02c1c0q1q2q3q0c1 2 3 4 5 6 7 8 9 10工作波形工作波形s92s91q0q3q1q2r01r02c1c0s92s91q3q0q2q1r01r02c1c0五进制输出五进制输出计数脉冲计数脉冲输入输入c12345q1q2q3工作波形工作波形q3q2q1q00123456789100 0 0

22、00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 001234567890例：六进制计数器例：六进制计数器q3q2q1q00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 0六六种种状状态态1111s92s91q3q0q2q1r01r02c1c0计数器清零计数器清零s92s91q3q0q2q1r01r02c1c0计数器清零计数器清零&.0100(4)s92s91q3q0q2q1r01r02c1c0计数计数脉冲脉冲s92s91q3q0q2q1r01r02c1c0十位十位个位个位11689ucc1q21q11rd1q01q3地地1c02q32q22q12q02rd2c02c11c11q31q01q21q11rd1c11c0计数计数脉冲脉冲2q32q02q22q12rd2