电子电工第6章.

1、 原来的状态原来的状态 下面介绍下面介绍，“0”状状和和“1”状态状态；2、；“0”或或“1”状态状态两个互补输出端两个互补输出端两个输入端两个输入端反馈线反馈线&.G1&.G2 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0触发器保持触发器保持“0”态不变态不变复位端复位端 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

2、或称 为为复位复位。&.G1&.G210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1触发器保持触发器保持“1”态不变态不变置位端置位端 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触发器保持触发器保持

3、“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&.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。10&.G1&.G2S

4、DRDQn+11 0 0 置置00 1 1 置置11 1 Qn 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逻辑符号逻辑符号QQSDRDSRQn+1触发器的新状态（触发器的新状态（次态次态）基本基本RS触发器触发器导引电路导引电路& G4SR& G3CP.& G1& G2.SDRDQQ当当CP=0时时01111.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3CP当当 CP = 1 时时.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3CP11打开打开1(1) S=0, R=0001

5、1触发器保持原态触发器保持原态.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3CP打开打开11当当 CP = 1 时时1101010(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”.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3CP11111110011110Q=1Q=0(4) S =1, R= 1当时钟当时钟CP由由 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& G3CP110 0 SR

6、0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1Qn逻辑符号逻辑符号QQSR CPSDRDS 1S C11R R特性方程：特性方程：Qn+1=S+RQnSR=0（约束条件）（约束条件）不定不定不定不定QQ10 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1Qn0 0 SR 0 1 0 1 0 1 1 1 不定不定Qn+1QnCPSRQQ01 CPF主主Q JKQ S R 1RS CPF从从QQQQSDRDCP CP从触发器从触发器主触发器主触发器KQRQJS 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010101 CPF主主Q JKQ S R 1RS CPF从从

7、QQQQSDRDCP CP10F主主封锁封锁0010 CPF主主Q JKQ S R 1RS CPF从从QQQQSDRDCP CP0110CP高电平时触发器接收高电平时触发器接收信号并暂存（即信号并暂存（即F主主状态状态由由J、K决定，决定，F从从状态保状态保持不变）。持不变）。要求要求CP高电平期间高电平期间J、K的的状态保持不变。状态保持不变。CP下降沿下降沿( )触发器翻转触发器翻转（ F从从状态与状态与F主主状态一状态一致）。致）。CP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0 CPF主主Q JKQ S R 1RS CPF从从QQQQSDRDCP CP01 CPF主主Q

8、JKQ S R 1RS CPF从从QQQQSDRDCP CP(1)J=1, K=1 设触发器原设触发器原态为态为“0”态态0101111001011000110翻转为翻转为“1”态态(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=1 CPF主主Q JKQ S R 1RS CPF从从QQQQSDRDCP CP010101101010101010 CPF主主Q JKQ S R 1RS CPF从从QQQQSDRDCP CP(2)

9、J=0，K=1 设触发器原设触发器原态为态为“1”态态1010010101010100101翻转为翻转为“0”态态设触发器原设触发器原态为态为“0”态态为为“？”态态0 CPF主主Q JKQ S R 1RS CPF从从QQQQSDRDCP CP(3)J=1，K=0 设触发器原设触发器原态为态为“0”态态0101101001011000110翻转为翻转为“1”态态设触发器原设触发器原态为态为“1”态态为为“？”态态1 CPF主主Q JKQ S R 1RS CPF从从QQQQSDRDCP CP(4)J=0，K=0 设触发器原设触发器原态为态为“0”态态01010000010保持原态保持原态 CPF

10、主主Q JKQ S R 1RS CPF从从QQQQSDRDCP CP010nQJS nKQR CP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。CP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）。Qn10 0 1 1 1 0 0Qn0 0 0 1 1 0 0 10 1 0 1 0 1 0 1 nQJS nKQR CP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。CP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）。特性方程：特性方程：Qn+1=JQn

11、+KQnJ 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应接高电平。应接高电平。 CPQJKSDRDQS 1JC11K RCPJKQ下降沿触发翻转下降沿触发翻转J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn基本基本RS触发器触发器导引电路导引电路& G2& G1QQSDRD& G3& G4& G5& G6CPD反反馈馈线线& G2& G1QQSDRD& G3& G4& G5& G6CPD01101100101&am

12、p; G2& G1QQSDRD& G3& G4& G5& G6CPD01011110110D Qn+1 0101Qn+1 =Dn；逻辑符号逻辑符号DCPQQRDSDS 1DC1RCPDQD Qn+1 0101D Qn+1 0101J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn仍为下降沿仍为下降沿触发翻转触发翻转D1CPQJKSDRDQ(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 QnT CPQJKSDRDQTCPQD=QD Qn+1 0101CPQQD例：例：设计一个设计一个

13、4人抢答电路，要求人抢答电路，要求4人人A、B、C、D各各控制一个按键开关控制一个按键开关SA、SB、SC、SD和一个发光二极管和一个发光二极管DA、DB 、DC、DD。谁先按下开关，谁的发光二极管。谁先按下开关，谁的发光二极管亮，同时使其他人的抢答信号无效。亮，同时使其他人的抢答信号无效。D Qn+1 0101解：解：0101DC1RFFA1DC1RFFB1DC1RFFC1DC1RFFDSRRSASBSCSDRRRR&GA&GA&GA&GA100 DAQA100 DBQB100 DCQC100 DDQDQAQBQCQD+5V111101111111101000

14、010000时序逻辑电路的分析，可采用以下步骤：时序逻辑电路的分析，可采用以下步骤： 1.分析电路；分析电路； 根据给定电路，判断是根据给定电路，判断是同步时序电路同步时序电路（即时钟脉冲同时接（即时钟脉冲同时接到各个触发器，各触发器状态的变换与时钟脉冲同步）还是到各个触发器，各触发器状态的变换与时钟脉冲同步）还是异步时序电路异步时序电路（即时钟不是同时加到各个触发器，各触发器（即时钟不是同时加到各个触发器，各触发器状态变换的时间先后不一）；状态变换的时间先后不一）； 再判断是再判断是摩尔摩尔(Moor)型电路型电路（即电路的输出与输入变量无（即电路的输出与输入变量无关，仅取决于存储电路的状态

15、）还是关，仅取决于存储电路的状态）还是米里米里(Mealy)电路电路（即电（即电路的输出是由输入变量和存储电路的状态共同决定的）。路的输出是由输入变量和存储电路的状态共同决定的）。5.分析逻辑功能。分析逻辑功能。 2.列出三组方程；列出三组方程；（1）驱动方程驱动方程：各触发器输入端的逻辑表达式。：各触发器输入端的逻辑表达式。（2）状态方程状态方程：将驱动方程代入相应的特性方程中。：将驱动方程代入相应的特性方程中。（3）输出方程输出方程：由逻辑电路图直接写出，一般为现态的函数。：由逻辑电路图直接写出，一般为现态的函数。 3.列出电路的状态转换表；列出电路的状态转换表； 4.画出状态转换图和时序

16、图；画出状态转换图和时序图； 将电路将电路现态现态的各种的各种取值取值代入代入状态方程状态方程和和输出方程输出方程，求出相应，求出相应的次态和输出，从而列出电路的状态转换表；的次态和输出，从而列出电路的状态转换表； 状态转换图状态转换图：电路由现态转换到次态的示意图。：电路由现态转换到次态的示意图。 时序图时序图：在时钟脉冲作用下，各触发器状态变化的波形图。：在时钟脉冲作用下，各触发器状态变化的波形图。FF0C2JKJ02KK1YJ1CP0Q0Q1Q2Q2Q1Q02C1C0FF1FF2例例1：分析图示电路的逻辑功能，设初始状态为分析图示电路的逻辑功能，设初始状态为000。解解：1、分析、分析

17、该电路由三个该电路由三个JK触发器组成，触发器组成，CP同时加在每个触发器的同时加在每个触发器的时钟脉冲输入端，是一时钟脉冲输入端，是一同步时序逻辑电路同步时序逻辑电路。 由于无输入信号，为由于无输入信号，为摩尔型电路摩尔型电路。（1）列驱动方程：）列驱动方程：（2）写出状态方程：）写出状态方程：JK触发器的触发器的特性方程特性方程为：为：FF0C2JKJ02KK1YJ1CP0Q0Q1Q2Q2Q1Q02C1C0FF1FF2200QKJ 011QKJ 102QQJ 22QK nnnQKQJQ 1将将J、K端的驱动方程代入，并化简得：端的驱动方程代入，并化简得：020210QQQQQn 01011

18、1QQQQQn 01212QQQQn FF0C2JKJ02KK1YJ1CP0Q0Q1Q2Q2Q1Q02C1C0FF1FF2（3）列输出方程：）列输出方程：2QY 001101112 nnnQQQ2、列出状态转换表：、列出状态转换表：将将初始状态初始状态Q2Q1Q0=000代入状态、输出方程：代入状态、输出方程：020210QQQQQn 010111QQQQQn 01212QQQQn 0 Y得：得：3、画出状态转换图和时序图、画出状态转换图和时序图000/0001/0111/1110/1100/1011/0010/0101/1/YQ2Q1Q0 现态现态 次态次态 输出输出2Q1Q0Q12 nQ1

19、1 nQ10 nQY 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 2 0 1 0 0 1 1 0 3 0 1 1 1 0 0 0 4 1 0 0 0 0 0 1 5 1 0 1 0 1 1 1 6 1 1 0 0 1 0 1 7 1 1 1 0 0 1 1CP3、画出状态转换图和时序图、画出状态转换图和时序图1 2 3 4 5CPQ0Q1Q2 现态现态 次态次态 输出输出2Q1Q0Q12 nQ11 nQ10 nQY 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 2 0 1 0 0 1 1 0 3 0 1 1 1 0 0 0 4 1 0 0 0 0 0 1

20、5 1 0 1 0 1 1 1 6 1 1 0 0 1 0 1 7 1 1 1 0 0 1 1CP4、分析逻辑功能、分析逻辑功能 电路为电路为五进制加法计数器五进制加法计数器，具有，具有自启动自启动功能。功能。 现态现态 次态次态 输出输出2Q1Q0Q12 nQ11 nQ10 nQY 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 2 0 1 0 0 1 1 0 3 0 1 1 1 0 0 0 4 1 0 0 0 0 0 1 5 1 0 1 0 1 1 1 6 1 1 0 0 1 0 1 7 1 1 1 0 0 1 1CP例例2：分析图示电路的逻辑功能，设初始状态为分析图示电路

21、的逻辑功能，设初始状态为000。解解：1、分析、分析 该电路由三个该电路由三个JK触发器组成，触发器组成，CP同时加在每个触发器的同时加在每个触发器的时钟脉冲输入端，是一时钟脉冲输入端，是一同步时序逻辑电路同步时序逻辑电路。 由于无输入信号，为由于无输入信号，为摩尔型电路摩尔型电路。FF0C2JKJ02KK1J1CP0Q0Q1Q2Q2Q1Q02C1C0FF1FF2&（1）列驱动方程：）列驱动方程：210QQJ 01QJ 122 KJ20201QQQQK FF0C2JKJ02KK1J1CP0Q0Q1Q2Q2Q1Q02C1C0FF1FF2&10 K（1）列驱动方程：）列驱动方程：2

22、10QQJ 01QJ 122 KJ20201QQQQK 10 K（2）写出状态方程：）写出状态方程：JK触发器的触发器的特性方程特性方程为：为：nnnQKQJQ 1将将J、K端的驱动方程代入，并化简得：端的驱动方程代入，并化简得：01210QQQQn 0120111QQQQQQn 212QQn CPCP 0CPCP 112QCP 001101112 nnnQQQ2、列出状态转换表：、列出状态转换表：将将初始状态初始状态Q2Q1Q0=000代入状态、输出方程：代入状态、输出方程：得：得：FF0C2JKJ02KK1J1CP0Q0Q1Q2Q2Q1Q02C1C0FF1FF2&01210QQQQ

23、n 0120111QQQQQQn 212QQn 现态现态 次态次态2Q1Q0Q12 nQ11 nQ10 nQ 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 2 0 1 0 0 1 13 0 1 1 1 0 04 1 0 0 1 0 15 1 0 1 1 1 06 1 1 0 0 0 0 7 1 1 1 0 0 03、画出状态转换图、画出状态转换图000001111101110011010100Q2Q1Q0CP4、分析逻辑功能、分析逻辑功能 电路为电路为七进制加法计数器，七进制加法计数器，具有具有自启动自启动功能。功能。 现态现态 次态次态2Q1Q0Q12 nQ11 nQ10 nQ 0

24、 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 2 0 1 0 0 1 13 0 1 1 1 0 04 1 0 0 1 0 15 1 0 1 1 1 06 1 1 0 0 0 0 7 1 1 1 0 0 0CP 按功能分为按功能分为清零清零寄存指令寄存指令000011011101RD.QDD0Q0.Q.DD1Q1.D2Q.DQ2QDFF3D3Q3FF2FF1FF0QQQQCP触发器状态不变触发器状态不变RDSDD3RDSDD2RDSDD1RDSDD010清零清零1100&Q0&Q1&Q2&Q31100&QQQQ0000001110101111清零清

25、零D1移位脉冲移位脉冲23410111QQ3Q1Q2RD000000010011101110111 1QJKF0Q0QJKF2QJKF1QJKF3QQQ从高位向低从高位向低位依次输入位依次输入CP111010110011000输出输出清零清零D10111QQ3Q1Q2RD10111 1QJKF0Q0QJKF2QJKF1QJKF3QQQ5移位脉冲移位脉冲786CP右移寄存器波形图右移寄存器波形图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 零零110

26、右移一位右移一位001011右移二位右移二位01011右移三位右移三位10114右移四位右移四位101并并 行行 输输 出出RDQDQ3Q.DQ2Q.DQ1QDFF0DIQ0FF1FF2FF3QQQQCPD0D1D2D3DO.清零清零00001101从高位向低从高位向低位依次输入位依次输入1移位脉冲移位脉冲123410001110011011移位脉冲移位脉冲输入数据输入数据移位寄存器中的代码移位寄存器中的代码CPDIQ0Q1Q2Q3 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 2 1 1 1 0 0 3 0 0 1 1 0 4 1 1 0 1 1CPRDD.D.DDFF0FF1FF2FF3D0

27、D1D2D3.Q0Q1Q2Q3CP Q0 Q1 Q2 Q3 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 2 0 0 1 0 3 0 0 0 1 4 1 0 0 0 5 0 1 0 0 6 0 0 1 0 7 0 0 0 1Q0Q1Q2Q3CP1 2 3 4 5 6 7既能左移也能右移。既能左移也能右移。DQ2DQ1DQ01&111&1&.RDCS右移输入右移输入 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依次输入101左移输入左移输入移位控制端移位控制端000000&010011110 00 11 0

28、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 CPS1 S0功功 能能 UCCQ0Q1Q2Q3S1S0 C161514131211109CT74LS19413456782D0D1D2D3DSRDSL 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RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2CP计数脉冲计数脉冲3位异步二

29、进制加法计数器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每个触发器翻转的器翻转的时间有先时间有先后，与计后，与计数脉冲不数脉冲不同步同步CP12345678Q0Q1Q2RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2CP计数脉冲计数脉冲异步二进制加法器工作波形异步二进制加法器工作波形CP12345678Q0Q1Q2每个触发每个触发器翻转的器翻转的时间有先时间有先后，与计后，与计数脉冲不数脉冲不同步同步RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2CP计数脉冲计数脉冲