触发器和时序逻辑电路fPPT课件

1、(1-1)1.1.内容小结内容小结1.1.触发器有两个基本性质触发器有两个基本性质(1)(1)在一定条件下，触发器可维持在两种稳定状态（在一定条件下，触发器可维持在两种稳定状态（0 0或或1 1状态）之一而保持不变；状态）之一而保持不变；(2)(2)在一定的外加信号作用下，触发器可从一个稳定状态在一定的外加信号作用下，触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态。转变到另一个稳定状态。2.2.根据逻辑功能的不同，触发器可分为：根据逻辑功能的不同，触发器可分为：(1)(1)RSRS触发器触发器 (2) JK(2) JK触发器触发器 (3) D(3) D触发器触发器 (4) T(4) T触发器触发器

2、 （T T触发器触发器 ） 3.3.触发器逻辑功能的表示方法主要有功能表、特征方程、触发器逻辑功能的表示方法主要有功能表、特征方程、状态转换图和波形图状态转换图和波形图( (又称时序图又称时序图) )等。等。 4.4.不同功能触发器间逻辑功能可相互转换。不同功能触发器间逻辑功能可相互转换。5.5.时序逻辑电路的特点；任一时刻输出状态不仅取决时序逻辑电路的特点；任一时刻输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状态有关。于当时的输入信号，还与电路的原状态有关。第第1页页/共共22页页(1-2)6.6.描述时序逻辑电路逻辑功能的方法有状态转换真值表、描述时序逻辑电路逻辑功能的方法有状态转换真值

3、表、状态转换图和时序图等。状态转换图和时序图等。7.7.时序逻辑电路的分析步骤一般为：逻辑图时序逻辑电路的分析步骤一般为：逻辑图时钟方程时钟方程（异步）、驱动方程、输出方程（异步）、驱动方程、输出方程状态方程状态方程状态转换状态转换真值表真值表状态转换图和时序图状态转换图和时序图逻辑功能。逻辑功能。9.9.计数器是一种简单而又最常用的时序逻辑器件。计数器计数器是一种简单而又最常用的时序逻辑器件。计数器不仅能用于统计输入脉冲的个数，还常用于分频、定时、不仅能用于统计输入脉冲的个数，还常用于分频、定时、产生节拍脉冲等。产生节拍脉冲等。8.8.寄存器也是一种常用的时序逻辑器件。寄存器分为数寄存器也是

4、一种常用的时序逻辑器件。寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两种。码寄存器和移位寄存器两种。10.10.用已有的用已有的M M进制集成计数器产品可以构成进制集成计数器产品可以构成N N( (任意任意) )进制进制的计数器。的计数器。1111555555定时器是一种用途很广的集成电路，能组成单稳态定时器是一种用途很广的集成电路，能组成单稳态触发器和多谐振荡器触发器和多谐振荡器. .第第2页页/共共22页页(1-3)24135CPDQ2 2 例题及课后习题例题及课后习题例例1:1:已知维持已知维持阻塞阻塞D D触发器的输入波形触发器的输入波形, ,画出输出波形图。画出输出波形图。解：解：在波形图时，应

5、注意以下两点：在波形图时，应注意以下两点：（1 1）触发器的触发翻转发生在）触发器的触发翻转发生在CPCP的上升沿的上升沿（2 2）判断触发器次态的依据是）判断触发器次态的依据是CPCP上升沿前一瞬间输入端上升沿前一瞬间输入端D D的状态的状态第第3页页/共共22页页(1-4)例例2:2:设主从设主从JKJK触发器的初始状态为触发器的初始状态为0 0，CPCP、J J、K K信号如图信号如图所示，试画出触发器所示，试画出触发器Q Q端的波形。端的波形。 JKCPQ解：解：在波形图时，应注意以下两点：在波形图时，应注意以下两点：（1 1）触发器的触发翻转发生在）触发器的触发翻转发生在CPCP的下

6、降沿的下降沿（2 2）判断触发器次态的依据是）判断触发器次态的依据是CPCP下降沿前一瞬间输入端的状态下降沿前一瞬间输入端的状态第第4页页/共共22页页(1-5)例例3:3:电路如图所示，设各触发器的初态为电路如图所示，设各触发器的初态为0 0，画出，画出Q Q的波形。的波形。 又： J=1 nQK 得：Q n+1=1解解: :Qn+1J K功能功能QnJK触发器触发器功能表功能表 0 1 0 1输出状态输出状态同同J J状态状态0001 1 0 1 0输出状态输出状态同同J J状态状态11011 11 101100 00 0保持保持0101Qn=QnnnnQKQJQ1110100J00111

7、Kn0100QQn+1101CPQn+1第第5页页/共共22页页(1-6)nnnQKQJQ 1 nQJ K=Qn 得：nnQQ1CPQn+1第第6页页/共共22页页(1-7)例例4 4: :试分析下图所示时序逻辑电路试分析下图所示时序逻辑电路. .QCP1C11DC11D&Z&0QFF01FF解解:(1):(1)列出输入控制逻辑表达式列出输入控制逻辑表达式n01n1n00QDQQD(2)(2)输出状态为输出状态为1QCPZ第第7页页/共共22页页(1-8) Q Q1 1n n Q Q0 0n n Q Q1 1n+1n+1 Q Q0 0n+1n+1 0 0 0 0 0 1 0 1

8、 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0010Q001Q0110QQCPZ(3)(3)画出状态表画出状态表, ,状态图和波形图状态图和波形图 n01n1n00QDQQD1QCPZ第第8页页/共共22页页(1-9)F22K2JSR1DF1SR1Q1Q2CRDSDD=1RDDC例例5:5:试画出试画出Q Q1 1和和Q Q2 2的波形。设触发器的初始状态均为的波形。设触发器的初始状态均为解解: :本题电路中设有本题电路中设有R RD D、S SD D端。端。S SD D=1=1，R RD D作用是在触发器工作用是在触发器工作之前使它清零作之前使它清零.Q.Q1 1对应的对应

9、的是上升沿触发的是上升沿触发的D D触发器，触发器， Q Q2 2对应的是下降沿触发的对应的是下降沿触发的JKJK触发器。触发器。n0QJ K=1 DRCPD1QQ0第第9页页/共共22页页(1-10)例例6:6:分析下图所示电路。说明是几进制计数器。分析下图所示电路。说明是几进制计数器。1JC11KC11J1KC11J1KRRR1CPQ01Q2QFF0FF1FF2Rd解解:(1):(1)控制端的逻辑表达式为控制端的逻辑表达式为n20QK n2QJ 1n01QK n12QJ n12QK 1J0第第10页页/共共22页页(1-11)2. 2. 列写状态表列写状态表1Q0Q111011000101

10、110Q2CPQ21Q0Q3. 3. 用波形图显示状态转换关系用波形图显示状态转换关系4.4.是同步五进制计数器。是同步五进制计数器。1 0 11 0 10 0 00 0 01 1 11 1 10 1 10 1 11 1 01 1 00 0 00 0 0Q Q2 2 Q Q1 1 Q Q0 00 01 12 23 34 45 5CPCPn20QK n2QJ 1n01QK n12QJ n12QK 1J0第第11页页/共共22页页(1-12)例例7:7: 试利用试利用74LS29074LS290的异步清零功能设计一个七进制计数器的异步清零功能设计一个七进制计数器解：由于七进制计数器的状态数已超过解

11、：由于七进制计数器的状态数已超过5 5而小于而小于1010，所，所以可用一片以可用一片74LS29074LS290，并且应将，并且应将Q Q0 0与与CPCP2 2相连，使其构成相连，使其构成8 8十进制计数器。它将在十进制计数器。它将在0000000010011001十个状态之间循环，十个状态之间循环，而七进制计数器只要其中而七进制计数器只要其中0000000001100110七个状态，所以，七个状态，所以，可以利用输出状态可以利用输出状态0111(0111(此状态一闪即逝，不作为有效状此状态一闪即逝，不作为有效状态态) )来反馈清零。来反馈清零。Q1203QQQ74290RRR9R900

12、（2）（1）（1）（2）CP1CP220Q1QQQ30计数脉冲第第12页页/共共22页页(1-13)试画出下图所示试画出下图所示Q Q1 1,Q,Q2 2的波形的波形. .设初始状态为设初始状态为0.0.解解: :JKJK触发器在下降沿触发，触发器在下降沿触发，D D触发器在上升沿触发。触发器在上升沿触发。Q0Q1CP第第13页页/共共22页页(1-14)22.1.922.1.9图所示是一个可以产生几种脉冲波形的信号发生图所示是一个可以产生几种脉冲波形的信号发生器器, ,试画出试画出Y Y1 1，Y Y2 2,Y,Y3 3的波形。设触发器的初始状态为的波形。设触发器的初始状态为0.0.QCPY

13、,QCPY,QY321解解: :nQJ nQK 又又nnnnQQKQJQ1第第14页页/共共22页页(1-15)用反馈置用反馈置”9 9”法将法将CT74LS290CT74LS290计数器改接成七进制计数器计数器改接成七进制计数器. .解解: :设初始状态为设初始状态为00000000。计。计数器计到数器计到7 7时，输出为时，输出为01110111，有三个有三个1 1，若用反馈置，若用反馈置”0 0”法，需要有三输入端的与非法，需要有三输入端的与非门才能实现。若用反馈置门才能实现。若用反馈置“9 9”法，可将法，可将Q2Q2接接S9(1),QlS9(1),Ql接接S9(2)S9(2)，Q0Q

14、0接接C1C1，R0(1)R0(1)和和R0(2)R0(2)接接“地地”，计数脉冲，计数脉冲由由C0C0端输入，就接成了七进端输入，就接成了七进制 计 数 器 ， 当 计 数 到制 计 数 器 ， 当 计 数 到 6 6时时,Q2Q1=11,Q2Q1=11，即将计数器置，即将计数器置“9 9”，即置成，即置成10011001，而，而01100110这一状态为时短暂，转瞬即这一状态为时短暂，转瞬即逝。再来一个计数脉冲，即逝。再来一个计数脉冲，即由由10011001回到回到00000000。第第15页页/共共22页页(1-16)状态表如下状态表如下第第16页页/共共22页页(1-17)22.3.8

15、22.3.8逻辑电路如图所示。设逻辑电路如图所示。设Q QA A=1=1，红灯亮；，红灯亮；Q QB B=1=1，绿灯亮；，绿灯亮；Qc=lQc=l，黄灯亮。试分析该电路，说明三组彩灯点亮的顺序。在初，黄灯亮。试分析该电路，说明三组彩灯点亮的顺序。在初始状态，三个触发器的始状态，三个触发器的Q Q端均为端均为“0 0”. .第第17页页/共共22页页(1-18)此电路可用于晚会对彩灯采光此电路可用于晚会对彩灯采光. .解解: :由由状态表状态表可知可知，此三组彩灯点亮的顺序为：红灯此三组彩灯点亮的顺序为：红灯亮亮-绿灯亮绿灯亮-黄灯亮黄灯亮-全亮全亮-全灭全灭-状态表状态表第第18页页/共共2

16、2页页(1-19)分析以下电路功能分析以下电路功能. .设初始状态为设初始状态为“000000”。解解: :由状态表知发光二极管作亮由状态表知发光二极管作亮3s3s、暗、暗2s2s的循环的循环 第第19页页/共共22页页(1-20)一简易触摸开关电路一简易触摸开关电路, ,当手摸金当手摸金属片时属片时, ,发光二极管亮发光二极管亮, ,经过一定经过一定时间时间, ,发光二极管熄灭。发光二极管熄灭。(1)(1)试说明其试说明其工作原理工作原理;(2);(2)发光二极管能亮多发光二极管能亮多长时间长时间? ?解解: :(1)(1)是单稳态触发器，触发脉是单稳态触发器，触发脉冲由冲由2 2端输入。当触发脉冲未输端输入。当触发脉冲未输入时，入时，uiui为为1 1，2 2端电位高于端电位高于1/3Ucc1/3Ucc，输出电压，输出电压uouo为为0 0，电路，电路处于稳定状态，发光二极管处于稳定状态，发光二极管LEDLED不亮。当手摸金属片时，相当于不亮。当手摸金属片时，相当于2 2端输入一个负脉冲，端输入一个负脉冲，2 2端电位低