触发器及时序逻辑电路(ppt)课件(PPT 53页)

1、触发器及时序逻辑电路(ppt)第1页，共53页。 触发器及时序逻辑电路11.1 RS触发器11.2 JK触发器11.3 D触发器11.4 触发器功能的转换11.5 寄存器11.6 计数器11.7 集成计数器第2页，共53页。学完本章应掌握以下问题：逻辑符号RDSDCQKJ1. 触发器的输出随输入如何变化？2. 触发器的输出在何时变化？3. 触发器的初始状态如何设定？牢记 R-S、 JK 、D 及T 和T触发器的真值表。上升沿触发还是下降沿触发？直接置位端和直接复位端。不需要掌握触发器的内部电路结构和原理。第3页，共53页。概述触发器的功能：形象地说， 它具有“一触即发”的功能。在输入信号的作用

2、下，它能够从一种稳态 ( 0 或 1 )转变到另一种稳态 ( 1 或 0 )。触发器的特点：有记忆功能的逻辑部件。输出状态不只与现时的输入有关，还与原来的输出状态有关。触发器的分类：按功能分：有RS 触发器、D 型触发器、JK触发器、T 型等；按触发方式划分：有电平触发方式、主从触发方式和边沿触发方式 。第4页，共53页。两个输入端 11.1 RS触发器&G1&G2反馈两个输出端一、基本 RS 触发器反馈正是由于引入反馈，才使电路具有记忆功能 !输入有4 种情况：输出Q和Q互为相反逻辑所以只有两种状态：“0”态Q=0Q=1“1”态Q=1Q=0#0 01 11 00 1RD SD第5页，共53页

3、。输入RD=0, SD=1时若原状态为“0”态：11001010输出仍保持“0”态：&a&b若原态为“1”态：01111010输出变为“0”态：置“0”！&a&bQ=0Q=1Q=0Q=1Q=0Q=1Q=1Q=0#11.1见仿真分析第6页，共53页。输入RD=1, SD=0时若原状态：10101001输出变为：&a&b若原状态：00110101输出保持：&a&b置“1” ！11.1第7页，共53页。输入RD=1, SD=1时若原状态：10111001输出保持原状态：若原状态：01110110输出保持原状态：&a&b&a&b保持！11.1第8页，共53页。输入RD=0, SD=0时0011输出：全

4、是1注意：当RD、SD同时由0变为1时，翻转快的门输出变为0，另一个不得翻转。因此，该状态为不定状态。&a&b基本触发器的功能表复位端置位端逻辑符号 Q保持原状态0 11 0不定状态1 10 11 00 0RD SD11.1第9页，共53页。QQRDSDabRDSD二、同步RS 触发器cdRSCP“ 同步 ”的含义：RS 触发器的动作与时钟CP同步。直接清零端直接置位端输出端输入端 11.1 RS触发器直接清零端置位端的处理平时常为 1平时常为 111.1RDSDRSCQ第10页，共53页。CP=0时011触发器保持原态CP=1时&a&b&c&dCP111&a&b&c&dCP1111.1第11

5、页，共53页。同步RS 触发器的功能表简化的功能表Qn+1 为新状态， Qn 为原状态逻辑符号RDSDRSCQ基本触发器的功能表 Q保持原状态0 11 0不定状态1 10 11 00 0RD SD11.1第12页，共53页。CP1时：主触发器打开，从触发器封锁三、主从RS 触发器CP0时：主触发器封锁，从触发器打开动作特点：时钟下降沿触发F主F从QQR2S2CCPQQQQR1S1CCP11.1 RS触发器RDSDCQRS 功能表逻辑符号11.1第13页，共53页。 11.2 JK触发器逻辑符号RDSDCQKJ功能表该触发器带有直接置位复位端下降沿触发例1：画出主从 JK 触发器输出端波形图CP

6、JKQ第14页，共53页。JK触发器的时序图JQCPKJQ 保持T第15页，共53页。 11.3 D触发器功能表例：画出D触发器的输出波形。CPDQ逻辑符号RDSDDCQ该触发器带有直接置位复位端上升沿触发见仿真分析第16页，共53页。11.4 触发器功能的转换一、T 触发器功能：每来一个脉冲，输出状态翻转一次，也叫计数器QQRSCCPQQ功能表RDSDCQT逻辑符号:二、T 触发器CPQTT 触发器的时序波形T 和T触发器第17页，共53页。JKQQCPQ2JKQQCPQ1CP例2：假设初始状态 Q n = 0 ，画出Q1和Q2 的波形图Q1Q2 看懂逻辑符号 ； 熟练使用功能表 。第18页

7、，共53页。RDSDCQKJ常用“专业术语”介绍数据锁定：触发器的输出状态固定不变，这就称作“数据锁定”。它相当于“保持”功能。清零：使 RD= 0，输出端Q置0 预置：使 SD = 0，输出端Q置1。第19页，共53页。11-1 对于基本RS 触发器，若输入波形如下，试分别画出原 态为0 和原态为1 对应时刻的Q 端和Q 端波形tSDtRDQQ原态为001原态为1QQ10第20页，共53页。11-2 试分析图示逻辑电路的功能，说明它是什么类型的触发 器，画出它的逻辑符号。11功能表Qn+100不定1110不定QnQnRDSD000110110000011101110011根据功能表，此为RS

8、 触发器逻辑符号DRDS#第21页，共53页。Q#11-4 主从型RS 触发器各输入信号如下图所示，试画出 Q 端 和Q 端的波形。RDCPSRQ第22页，共53页。11-5 在下图所示输入信号激励下，试分别画出TTL主从型 和CMOS边沿型JK 触发器Q 端的波形，（触发器原态为 0）CPJKTTL主从型CMOS边沿型QQ#第23页，共53页。11-6 在下图所示输入信号激励下，试画出D 触发器Q 端的 波形，（触发器原态为 0）。#CPDQ第24页，共53页。11-7 两个触发器的特性表如下表所示，试 说明表中各项操作 的含义，并指出它们各是什么类型的触发器。输 入输 出CPADRDSQn

9、+1Qn+1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 Qn Qn 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1遇上升沿，D = 0 时， Qn+1=0遇上升沿，D = 1 时， Qn+1=1遇下降沿，D 无论什么， Qn+1不变无论其它输入如何, 只要RD=1, Qn+1=0无论其它输入如何, 只要SD=1, Qn+1=1当RD、 SD 同时为1, 逻辑关系混乱逻辑符号RDSDDCQD触发器，上升沿触发，置位、复位端高电平有效第25页，共53页。11-10 判断图示电路是什么功能的触发器，并写出其特性方程 1&1JKCPAQQAQAQ+AQAQAQn+10 0 0 1 1 0 1 1

10、 Qn（J=K）+AQAQ00111001可以看出，输出总是与输入A 相同，显然是D 触发器逻辑符号DCQ#特性方程：Qn+1=A 第26页，共53页。11-11 试画出 Q1 与Q2 端的波形。从图中可看出：D1=Q2 ，D2 =Q1 RDABRQ1Q1DQ2Q2DRABQ1Q2第27页，共53页。JKQQCPQ2JKQQCPQ1CP例2：假设初始状态 Q n = 0 ，画出Q1和Q2 的波形图。Q1Q2 看懂逻辑符号 ； 熟练使用功能表 。第28页，共53页。复位端置位端RDSDRSCQ Q保持原状态0 11 0不定状态1 10 11 00 0RD SD简化的功能表1. 基本 RS 触发器

11、2.同步RS 触发器第29页，共53页。逻辑符号RDSDCQKJ功能表RDSDDCQ4.D触发器3.JK触发器第30页，共53页。5.T 触发器6.T 触发器QKJCPTQKJCP1T为0时，保持；T为1时，状态翻转计数功能7.D 触发器QKJCPD1第31页，共53页。11.5 寄存器11.6 计数器11.7 脉冲分配器 时序逻辑电路时序电路的特点：具有记忆功能。时序电路的基本单元：触发器。第32页，共53页。11.5.1 数码寄存器11.5 寄存器第33页，共53页。8位三态输出数码寄存器T3374第34页，共53页。11.5.2 移位寄存器第35页，共53页。11.5 寄存器11.6 计

12、数器11.7 脉冲分配器 时序逻辑电路作为重点！第36页，共53页。Q0Q1Q2CP11.6 计数器一、计数器功能的分析Q2CPQ1Q0RDCP Q2 Q1 Q0对应十进制数状态转换表波形图：0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 2 0 1 0 2 3 0 1 1 3 4 1 0 0 4 5 1 0 1 5 6 1 1 0 6 7 1 1 1 7 8 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8通过分析可知该计数器为：8 进制异步加法计数器如何知道是异步？脉冲不同时作用于各触发器，所以是 异步方式 工作。如何知道是几进制？看图 ：看表：到几归 0 就是几进制！如何知道是加法还是减法？看表：

13、对应十进制数是递增的是加法！第一个脉冲过后例1第37页，共53页。11.6 计数器一、计数器功能的分析Q1Q0状态转换表：波形图：0 0 0 0 1 1 1 3 2 1 0 2 3 0 1 1 4 0 0 0 5 1 1 3 CP1 2 3 4 5 通过分析可知该计数器为：4 进制异步减法计数器CP Q1 Q0对应十进制数Q0CPRDQ1Q0例2异步计数器的特点：在异步计数器内部，触发器的触发信号不完全一样，即各个触发器状态变换的时间先后不一，故被称为“ 异步计数器 ”。第38页，共53页。计数脉冲1. 写出控制端的逻辑表达式J2 = Q1Q0 ， K2 1 J1 = K1 1 J0 = Q2

14、 ，K0 1 分析步骤： （法一）Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0CP11.6 计数器一、计数器功能分析例32. 写出各触发器的状态方程逢CP（ ）逢Q0（ ）逢CP（ ）逢CP（ ）逢Q0（ ）逢CP（ ）3. 填写 状态转换表Q1Q2Q1Q00 0 0 0 0 1 0 Q2Q00 1 1 2 0 0 1 2 3 0 1 1 3 4 1 0 0 4 5 0 0 0 0 5 进制异步加法计数器CP Q2 Q1 Q0十进制数第39页，共53页。Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0CP 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

15、1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 5 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1. 写出控制端的逻辑表达式分析步骤： （法二）例3J2 = Q1Q0 , K2 1 J1 = K1 1 J0 = Q2 ，K0 1 2. 填写 状态转换表1010010230114100012340CP Q2 Q1 Q0 J2 = K2= J1 = K1= J0= K0 = Q1Q01 1 1 1 Q2十进制数5 进制异步加法计数器第40页，共53页。Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&CP分析步骤：例42. 填写 状态转换表1. 写出控制端的表达式J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J

16、0=K0=10 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 11 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 10 0 0 0 1 11 1 1 1 1 10 0 0 0 1 1CP Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J01 K01Q1Q0Q1Q0Q0Q0十进制数001010011001110110111000012345670123456788 进制同步加法计数器第41页，共53页。计数器功能分析总结异步方式：波形图状态表同步方式：控制端方程状态表混合方式：状态方程控制端方程状态表Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0C

17、PCPQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&CP第42页，共53页。11.6.2 中规模集成计数器1、 4位二进制同步计数器T1161（74163）第43页，共53页。A B C D PCPLDCrQCC QA QB QC QD TT 1161 用T1161构成任意进制计数器1） 复位法例1 用T 1161构成 M=12 进制计数器。解12 对应的二进制码为QD QC QB QA=1100用此码给计数器复位“1”“1”“1”脉冲输入端12 进制计数器利用Cr 端第44页，共53页。A B C D PCPLDCrQCC QA QB QC QD TT 1161“1”“1”“1”脉冲输入

18、端10 进制7 进制A B C D PCPLDCrQCC QA QB QC QD TT 1161“1”“1”“1”脉冲输入端011110101）复位法1）复位法例2例3第45页，共53页。 用T1161构成任意进制计数器2） 置数法状态译码置数法例4 用T 1161构成 M=12 进制计数器。A B C D PCPLDCrQCC QA QB QC QD TT 1161“1”“1”“1”脉冲输入端解：当输出为“M-1”即1011时，应送出一个有效置位信号，一旦第M个脉冲一到，计数器被置成0 0 0 0。利用LD端12 进制对M-1译码第46页，共53页。A B C D PCPLDCrQCC QA QB QC QD TT 1161“1”“1”“1”脉冲输入端A B C D PCPLDCrQCC QA QB QC QD TT 1161“1”“1”“1”脉冲输入端9进制状态译码置数法例5例66进制状态译码置数法M-1=8=1000M-1=5=0101第47页，共53页。9进制进位输出置数法例8预置数0111A B C D PCPLDCrQCC QA QB QC QD TT 1161“1”“1”“1”脉冲输入端16进制进位输出置数法例9预置数1010A B C D PCPLDCrQCC QA QB QC QD