第13章 触发器与时序逻辑电路

1、123 ， 原来状态原来状态当前输入当前输入4“0”和和“1”态态；“0”0”或或“1”1”2.2.；5&G1& G2两互补输出端两互补输出端两输入端两输入端反馈线反馈线6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设触发器原态为设触发器原态为“1”态态翻转为翻转为“0”态态 (1) SD=1，RD = 0&G1& G27设原态为设原态为“0”态态10触发器为触发器为“0”态态复位复位 结论结论: 不论触发器原来为何不论触发器原来为何种状态，当种状态，当 时，将使触发器时，将使触发器置置“0”或或称为称为复位复位。&G1& G2

2、DDS =1,R =0 (1) SD=1，RD = 08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& G29设原态为设原态为“1”态态01触发器为触发器为“1”态态置位置位&G1&G2结论结论: 不论触发器原不论触发器原来为何种状态，来为何种状态，当当 时，时，将使触发器将使触发器置置“1”或称为或称为置位置位。DDS =0,R =1(2) SD=0，RD = 110设原态为设原态为“0”态态1保持保持“0”态态(3) SD=1，RD = 1&G1&G211设原态为设原态为“1”态态11&QQG

3、1&G2R结论结论: 当当 时，时，触发器触发器保持原来的保持原来的状态状态，即触发器具，即触发器具有保持、记忆功能有保持、记忆功能DDS =R1 (3) SD=1，RD = 1保持保持“1”态态12110011(4) SD=0，RD = 0若若G1先翻转：先翻转： 触发器为触发器为“0”态态触发器为触发器为“1”态态若若G2先翻转：先翻转：结论结论: 当当 时，触发器两互补输时，触发器两互补输出端均为出端均为“1”，非，非触发器定义状态；触发器定义状态；DD0SR &G1& G2不确定，禁止不确定，禁止13逻辑符号逻辑符号QQSDRDSDRDQ1 0 0 置置00 1

4、 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低电平有低电平有效效14不定不定不定不定DSDRQQ设原态为设原态为“1”态态当当 SD, RD 撤去时，撤去时，触发器状态不定触发器状态不定15基本基本RS触发器触发器时钟控制电路时钟控制电路& G4SR& G3CP& G1& G2SDRDQQ 触发器的翻转时刻受统一时钟脉冲的控制触发器的翻转时刻受统一时钟脉冲的控制16当当CP=0时：时：01111& G1& G2SDRDQQ& G4SR& G3CP说明：说明：被封被封锁锁 171打开打开11

5、& G1& G2SDRDQQ& G4SR& G3CP当当CP=1时：时：18101(1) S=0, R=00011触发器保持原态触发器保持原态11& G1& G2SDRDQQ& G4SR& G3CP功能分析：功能分析：10(2) S = 0, R= 1触发器置触发器置“0”101900111(3) S =1, R= 0触发器置触发器置“1”11& G1& G2SDRDQQ& G4SR& G3CP(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010111Q

6、=0Q=1011120Qn+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QQSRCPSDRDCPSRQn+111100Qn111010复位复位111101置位置位11111不定不定/禁用禁用110QnDSDR钟控钟控RS触发器状态表触发器状态表21不定不定不定不定Q0 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1QnDSDR1234Q220 将钟控将钟控RS触发器上增加两条反馈线触发器上增加两条反馈线2. JK触发器触发器JK&G2&G1&G4&G3SRCPDSDRQQCP JK Qn+1说明说明功能表功能表0101100Qn保持保持1

7、11计数计数0 Qn保持保持1010复位复位11010001111101 置位置位10111 01110100111nQ23逻辑符号逻辑符号CPQJKSDRDQ次态方程次态方程JK 触发器工作波形触发器工作波形(设初态为设初态为0 )n+1nnQ=JQ +KQ CPJKQ24 将钟控将钟控RS触发器上加触发器上加一条反馈线一条反馈线 3. D触发器触发器CPDQn+1说明说明100复位复位111置位置位0Qn保持保持逻辑符号逻辑符号D功能表功能表次态方程次态方程&G2&G1Q&G4&G3SRCPDSDRQ1001101100n+1Q=DD CPQQDSDR25

8、可由可由D触发器转换触发器转换成成T触发器触发器 4. T触发器触发器CPTQn+1说明说明10Q保持保持11计数计数逻辑符号逻辑符号Q功能表功能表次态方程次态方程n+1Q=TQ QCPC1S1DRDRDSQT=1T CPQQDSDR26CPQ 若将若将 T 端固定接端固定接1，其逻辑功能？，其逻辑功能？n+1n1Q=Q = 是一种具有计数功是一种具有计数功能的触发器，称它为能的触发器，称它为T触发器。触发器。 nQ则次态方程为：则次态方程为：27从触发器从触发器主触发器主触发器S =JQR =KQ 1 互补时钟互补时钟控制主、控制主、从触发器从触发器不能同时不能同时翻转翻转RS C从触发器从

9、触发器QQQQSDRDR C主触发器主触发器Q JKQ S CPCP281主触发器主触发器 主触发器主触发器CP1RS C从触发器从触发器QQQQSDRDR C主触发器主触发器Q JKQ S 2910主触发器封锁主触发器封锁CP101RS 从触发器从触发器QQQQSDRDR Q JKQ S CP 主触发器主触发器3001注意：要求注意：要求CP高电平高电平期间期间J、K的状态保持不变。的状态保持不变。1RS 从触发器从触发器QQQQSDRDR Q JKQ S CP 主触发器主触发器01CP总结：总结：1. CP1时：时：主触发器主触发器接收输入信号，从触发器接收输入信号，从触发器状态保持不变状

10、态保持不变 2. CP下降沿下降沿( 由由1到到0 )：触发器翻转触发器翻转(主、从触发器主、从触发器状态一致状态一致)。3.CP0时：时：主触发器主触发器封锁封锁, J、K不起作用不起作用311RS 从触发器从触发器QQQQSDRDR Q JKQ S CP 主触发器主触发器01CP010(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 011010100101状态状态不变不变状态状态不变不变32CP01010设触发器原设触发器原态为态为“1”态态每来一个时钟脉冲，每来一个时钟脉冲，状态翻转一次，状态翻转一次，即即具有计数功能。具有计数功能。(1) J=

11、1, K=11RS 从触发器从触发器QQQQSDRDR Q JKQ S CP 主触发器主触发器3301CP010(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设触发器原态设触发器原态为为“0”态态为为“0”态态1RS 从触发器从触发器QQQQSDRDR Q JKQ S CP 主触发器主触发器3401CP010(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设触发器原态设触发器原态为为“1”态态为为“1”态态RS 从触发器从触发器QQQQSDRD1R Q JKQ

12、S CP 从触发器从触发器35CP010(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从触发器从触发器QQQQSDRD1R CQ JKQ S CP 从触发器从触发器36nS =JQ nR =KQ Qn10 0 1 1 1 0 0Qn 0 10 1 0 1 0 1 0 1 CP高电平时，主触发高电平时，主触发器状态由器状态由J、K决定，从决定，从触发器状态不变。触发器状态不变。 CP下降沿下降沿( )触发器触发器翻转翻转(主、从触发器状态主、从触发器状态一致）。一致）。 0 0 0 1 1 0 37触发器工触发器工作时应接作时应接高电平。

13、高电平。CPQJKSDRDQJK 触发器工作波形触发器工作波形CPJKQ下降沿触发翻转下降沿触发翻转逻辑符号逻辑符号38 CPDQ39D Qn+1 0101J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 QnD1CPQJKSDRDQ下降沿下降沿触发翻转触发翻转40T CPQJ KSDRDQJ K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn41T CPQD= QD Qn+1 0101CPQQD 4213.2时序逻辑电路时序逻辑电路13.2.1时序逻辑电路概述时序逻辑电路概述 时序逻辑电路的结构时序逻辑电路的结构组合电路组合电路存储电路存储电路Z1ZjY1YrQ1

14、QrX1Xi输输入入信信号号输输出出信信号号存存储储电电路路的的输输入入输输出出状状态态逻辑电路中存在反馈，时序电路的输出由逻辑电路中存在反馈，时序电路的输出由电路的输入和电路原来的状态共同决定。电路的输入和电路原来的状态共同决定。43 按功能分按功能分44RDQDFF0d0Q0QDFF1d1Q1d2QDFF2Q2QDFF3d3Q3清零清零寄存指令寄存指令000011011101触发器状态不变触发器状态不变45RDSDd3RDSDd2RDSDd1RDSDd010清零清零1100&Q0&Q1&Q2&Q31100&QQQQ000000111010111146

15、47清零清零D1移位脉冲移位脉冲23410111QQ3Q1Q2RD000000010011101110111 1QJKFF0Q1QJKFF2QJKFF1QJKFF3QQQ从高位向低从高位向低位依次输入位依次输入数码输入数码输入48111010110011000输出输出清零清零D10111QQ3Q1Q2RD10111 1QJKFF0Q1QJKFF2QJKFF2QJKFF3QQQ5移位脉冲移位脉冲786数码输入数码输入49左移寄存器波形图左移寄存器波形图12345678CP111111DQ0Q3Q2Q1111待存待存数据数据0111505152 二二 进进 制制 数数 Q2 Q1 Q0 0 0 0

16、 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(CP)531010清零清零RDQJKQQ0FF0QJKQQ1FF1QJKQQ2FF2CP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 当相邻低位触发器当相邻低位触发器由由1变变 0 时翻转时翻转54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 CP12345678 Q0Q1Q255？思考思考1、

17、各触发器、各触发器CP应如何连接？应如何连接？CPRDQDQQ0F0QDQQ1FF1QDQQ2FF25657 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(CP)58计数计数脉冲数脉冲数二进制数二进制数十进十进制数制数Q3 Q2 Q1 Q0012345678 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 00 12345678计数计数脉冲数脉冲数二进制数二进

18、制数十进十进制数制数Q3 Q2 Q1 Q0 9 10 11 12 13 14 15 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 19 101112131415 16 0 0 0 0 0 四位二进制加法计数器的状态表四位二进制加法计数器的状态表59FF0每输入一每输入一C翻一次翻一次FF1FF2FF3J0 =K0 =1Q0 =1J1 =K1 = Q0Q1 = Q0 = 1J2 =K2 = Q1 Q0Q2 = Q1 = Q0 = 1J3 =K3= Q2 Q1 Q0J0 =K0 =1J1 =K1 = Q0J2 =K2 = Q1 Q0J3

19、 =K3 = Q2 Q1 Q060 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，当每个到来后当每个到来后触发器状态是否改变要看触发器状态是否改变要看J、K的状态。的状态。QQFF3QQFF2QQFF1QQFF0Q3Q2Q0Q1DRCPJKJKJKJK由主从型由主从型 JK 触发器组成的同步四位二进制加法计数器触发器组成的同步四位二进制加法计数器当当Q2=Q1 = Q0=1 时再来一时再来一个时钟个时钟翻转。翻转。61 74LS161型四位同步二进制计数器型四位同步二进制计数器(a) 外引线排列图；外引线排列图； (b) 逻辑符号逻辑符号A0A1A3A2UCC:16 GND:8E

20、PETCPLDRD34561112131415Q0Q3Q1Q2RCO74LS161710291A01CP234RCO5A36EP7GND8911101213141516+UCC74LS161LDA1A2ETQ0Q3Q1Q2RD(a)(b)3)集成电路集成电路74LS161型四位同步二进制计数器型四位同步二进制计数器6201111 1 10 0 RD CPEP ET 同步二进制计数器的同步二进制计数器的 0111LDQ3Q2Q1Q0A3A2A1A0 d3d2d1d0 d3d2d1d0计计 数数保保 持持 保保 持持 0 0 0 063RDQJKQQ0FF0QJKQQ1FF1QJKQQ2FF2 C

21、P计数脉冲计数脉冲64 CP0= CP K0 =1 J0 =Q2K1 =1 J1 =1CP1= Q0J2=Q0Q1K2 =1CP2= CP RDQJKQQ0FF0QJKQQ1FF1QJKQQ2FF2 CP计数脉冲计数脉冲65 CP0= CP=0 K0 =1 J0 =Q2=1 K1 =1 J1 =1 CP1= Q0=0J2=Q0Q1=0K2 =1CP2= CP=0 RDQJKQQ0FF0QJKQQ1FF1QJKQQ2FF2 CP计数脉冲计数脉冲66011111 011111011111111111011101011111000010012010301141005000CP1= Q067CP123

22、45Q0Q1Q2681.同步同步69二进制数二进制数Q3Q2Q1Q0脉冲数脉冲数(CP)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 00123456789070RDQJKQFF0QJKQFF1 CP计数脉冲计数脉冲QJKQFF2QJKQQ3FF3Q2Q1Q071Q0Q1Q2Q3CP12345678910 常用常用74LS160型同步十进制加法计数器型同步十进制加法计数器, 其外引脚排其外引脚排列及功能表与列及功能表与74LS161型计数器相同。型计数器相同。72Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQFF073110 10清零清零0000Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQFF0740置置“9”1100 1 1 Q1RD CP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSD CP1Q0QJKQFF075 0 011Q1RD CP0&R02R