第6章时序逻辑电路38346204

第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）第10章时序逻辑电路10.1双稳态触发器10.2寄存器10.3计数器10.4单稳态触发器10.5多谐振荡器10.6施密特触发器10.7应用举例第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.1双稳态触发器

触发器的两个重要特点：（1）触发器有两个可能的稳定工作状态——0和1（2）触发器具有记忆功能10.1.1

基本RS触发器&&RDSDQQ••SDRDQQ逻辑符号第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）&&RDSDQQ••101010Qn=1，

Qn=0则Qn+1=0，Qn+1=1实际上，根据与非门有0出1的原则，无论触发器初态怎样，输出都为0(1)设SD=1，RD=0第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）&&RDSDQQ••011010&&RDSDQQ••111010则Qn

=Qn+1Qn=0，Qn=1则Qn+1=1，Qn+1=0即保持状态不变(2)设

SD=0，RD=1(3)设

SD=RD=1第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）&&RDSDQQ••0011禁用SDRDQnQn+1特性表(4)SD=RD=01100111110101000010101110

00禁用0

01禁用第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）简化特性表QnRDSD0001111001000111ΦΦ卡诺图利用约束项化简，可得基本RS触发器的特征方程为：0

0不定，禁止

SDRDQ1

00

0

11

1

1不变

第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）禁用禁用不定波形图Q第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.1.1同步RS触发器时钟脉冲电路符号RDSD

CPQQSR&&ABQQRD&&RSDCDSCP第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）(2)S

=1，R

=0，

Qn+1=1

0&&RS•01010(3)S

=0,R

=1，

Qn+1

=0

(4)S

=R=1(1)S

=R

=0Qn

=Qn+1禁用&&RDSDQQ••11010ABCDCP1工作原理分析：第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）简化特性表1

1禁止

SRQn+10

0Qn

0

1

0

1

01

Qn+1=S+RQn,SR=0特性方程第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）CP例：初态Q=0，画出在CP作用下Q端的波形。SRQ不定第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.1.3JK触发器Q&≥1&≥1QCPKG3G5G6G7G8G4J&&G1G2控制门基本RS触发器QKJCPQSDRD第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）JK触发器功能表特性方程1

1Qn

JKQn+10

0Qn

0

1

0

1

01

Qn+1=JQn+KQn

第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）例：已知J、K的输入波形如图所示，画出JK触发器的工作波形（设触发器初态为0）置1置0保持翻转CPJKQ第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.1.4D触发器D触发器特性表

000

010101111D

QnQn+110置1置0

Qn+1跟随DQn+1=D特性方程触发方式：边沿触发型，且上升沿有效。结构形式：维持阻塞型SDRDCQQD符号第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）CP例：已知维持阻塞型D触发器CP和D端的波形，试画出输出端Q的波形。

DQ第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.1.5T触发器及T´触发器T触发器具有保持和计数(翻转)功能特征方程:TQn+10Qn1Qn功能表:T´触发器只具有计数(翻转)功能特征方程:SDRDCQQT符号T触发器第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.1.6集成触发器及其功能转换一、集成触发器

大多数为JK触发器和D触发器。其中一类为TTL集成触发器，另一类为CMOS集成触发器。使用中，TTL电路的电源为5V，而CMOS为3～18V，但功耗极低，抗干扰能力和带负载能力很强。第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）741127474

12345678

141312111098

1234567

161514131211109UCCUCC地地1CP1CP2CP2CP1K2K1J2J1Q1Q2Q2Q1Q2Q1SD1SD1RD1D1RD2RD2SD1Q2Q2SD2D2RD负边沿触发下降沿触发第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）二、触发器逻辑功能转换1、JK和D触发器JKD

Qn+1=JQn+KQn

Qn+1=DQKJCPQ1DCP2、JK和T触发器JKT

Qn+1=JQn+KQn

QKJCPQDCP第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.2寄存器10.2.1数码寄存器DCPRDQQDCPRDQQDCPRDQQDCPRDQQ清零CPd3d2d1d0Q0Q1Q2Q3第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.2.2移位寄存器串行输出CRDDCRDDCRDDCRDDDO串行输入清零移位脉冲CP•••

••

••Q0Q1Q2Q3并行输出CPD0Q0Q1Q2Q3CP011

1D0Q0Q1Q2Q31101•••F0F1F2F31.单向移位寄存器第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）74194D0D1D2D3DSLQ0Q1Q2Q3CPS1S0UCCDSRCr地DSR：右移串行输入端DSL：左移串行输入端D3~D0：并行输入端Q3~Q0：数据输出端CP：时钟脉冲输入端Cr：清零端，Cr=0时清零上升沿触发（1）S1S0=00，CP上升沿到后，输出不变。（2）S1S0=01，CP上升沿到后，右移。（3）S1S0=10，CP上升沿到后，左移。（4）S1S0=11，CP上升沿到后，并行输入。2.中规模集成移位寄存器第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）74LS194VCCQ0Q1Q2Q3CPSAGNDDSLDSRCrD0D3D2D1SB74LS194VCCQ0Q1Q2Q3CPSAGNDDSLDSRCrD0D3D2D1SB例:使八个灯从左至右依次变亮,再从左至右依次熄灭，应如何连线?….….右移8个1，再右移8个0移位脉冲5V5V1115VSB清零第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.3计数器计数器能对进入计数器的脉冲数进行累计，不仅可作计数器，还能作分频器。按计数进制模数不同有二进制、十进制和N（任意）进制计数器；按计数器是递增还是递减，可分为加法、减法和可逆计数器；按计数脉冲引入方式和触发器翻转时刻的不同，由分为同步和异步计数器。第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.3.1时序逻辑电路的分析方法根据给定的时序逻辑电路写出下列逻辑式（1）各触发器的时钟信号CP（2）电路的输出方程（3）各触发器的驱动方程将驱动方程带入相应触发器的特性方程，得状态方程根据状态方程和输出方程，得状态表，画出状态图或时序图第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）JK

CPQQJK

CPQQ=1&CPQ0Q1ZX1例1：分析下列电路功能F0F1第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）写出各触发器的时钟表达式

CP=CP0=CP13.各触发器的驱动方程2.输出方程J0＝K0＝1各触发器状态方程第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）XZ0001/011/00110/000/01011/001/01100/110/101状态表第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）时序图Q0Q1ZCPXX＝1时，加计数，X＝0时，减计数第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）例2：分析下列电路功能DCDC&CPF0F1Q0Q1Z第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）写出各触发器的时钟表达式

CP0=CP（上升沿）

CP1=Q0，当Q0由01时，Q1才改变状态2.输出方程3.各触发器的驱动方程状态方程CP由01有效Q0由01有效第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）CPQ0Q1Z状态图第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）1.

异步二进制加法计数器计数输入CP10.3.2二进制计数器QQJKRDCPQQJKRDCPQQJKRDCPQQJKRDCP清零Q0Q1Q2Q3&CCPQ0Q1Q2Q3第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）

一个触发器有两个稳态，N个触发器共有2N个稳态，若计数器有N个触发器，称该计数器为模数2N计数器，计数容量是（2N-1）CQ3Q2Q1Q00123456781000加法计数器状态表00000001001000110100010101100111……….第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）•JK

CPQQ

•JK

CPQQ

•JK

CPQQ&&••JK

CPQQ&&•••••CP1••••J0=K0=1J1=K1=Q0J3=K3=Q2•Q1•Q0Q0Q1Q2Q3J2=K2=Q1•Q0

••F0F1F2F32.同步二进制加法计数器计数脉冲同时加到触发器的时钟端第8章

8.3第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）SDCPQQDSDCPQQDSDCPQQD用D触发器构成的异步二进制减法计数器计数输入CP置数Q0Q1Q2CPQ1Q2F0F1F2低位的Q端接高位触发器的CP端Q0第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）••J0=K0=1J2=K2=Q0n

•Q1n10.3.3

十进制加法计数器J3=Q2n

•Q1n

•Q0nK3=Q0nJ1=Q0n

•Q3n

K1=Q0nJKCPQQ

•

•JK

CPQQ&&•••CP1•JK

CPQQ&&••Q0Q1Q2Q3JK

CPQQ&&••••••1&CC=Q0n

•Q3nF0F1F2F3驱动方程：进位信号第8章

8.3第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）J0=K0=1J1=Q0n

•Q3n

K1=Q0nJ2=K2=Q0n

•Q1n十进制加法计数器波形图J3=Q2n

•Q1n

•Q0nK3=Q0n

Q1Q2C=Q0n

•Q3n34561278910CP

Q0Q3C0000100001001100001010100110111000011001驱动方程：第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.3.4

N进制加法计数器QQJKCPRDQQJKCPRDQQJKCPRD&Q0Q1Q2F0F1F2CP清零驱动方程CP0＝CP2＝CPCP1＝Q0K0＝K1＝K2＝1J0＝Q2J1＝1J2＝Q1Q0第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）状态方程Q0Q1Q2CP123456异步五进制计数器第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.3.5

十进制加法计数器74160CrCPABCDS1GNDUCCQCCQAQBQCQDS2LD管脚图1、集成计数器74160第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）功能表功能输入输出ＣＰＣrLDS1S2ABCDQAQBQCQD清零*0*******0000置数*10**abcdabcd保持*1101****保持保持*11*0****保持（QCC＝0）计数1111****计数第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）2、用集成计数器设计任意进制计数器反馈归零法是利用模数较大的计数器构成模数较小的计数器。即利用某个计数状态对应的输出进行反馈，控制清零端，强迫计数器停止当前的计数过程，并从0000开始下一个计数周期。反馈归零法的基本设计步骤如下：

写出任意进制计数器模M的二进制代码。

求出反馈复位逻辑的逻辑函数式。

画出集成计数器外部接线图。例1：用74160构成6进制计数器第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）74160接成十进制计数器74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LDCP111第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LDCP111M＝6，二进制代码为0110，反馈逻辑表达式为Cr＝QBQC&第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）CP1234567QAQBQCQDCr

第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LDCP11为了提高计数器复位的可靠性，可利用基本RS触发器将反馈清零负脉冲暂存一段时间，至CP上升沿结束

&第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）CP1234567QAQBQCQDCr

第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）七进制计数器状态表CPQD

QC

QB

QA0123456700010010001101000101011001110001例2：用74160构成1～7计数的8421码七进制加法计数器解：用反馈置数法1、确定预置数＝1，即DCBA＝00012、写出置数控制端的控制逻辑 当QDQCQBQA＝0111时，置数。第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LDCP11&0001第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）例3：用74160构成38进制计数器CP74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LD174160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LD11&十位个位第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.3.6

十进制加/减法计数器1、集成计数器7419074160BQBQASU/DQCQDGNDUCCACPQCRQCC/QCBLDCD管脚图第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）功能输入输出时钟CP使能S置数LD加减U/D置数输入ABCDQAQBQCQD置数**0*abcdabcd保持*11*****保持计数010****加法计数011****减法计数第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）U/DDCBAQDQCQBQACPSQCRLDU/DDCBAQDQCQBQACPSQCRLD&CP1001111001例：用190组成40进制减法计数器第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.4单稳态触发器特点：1、有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；2、在触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂稳态，并保持一段时间，然后自动返回到稳态；3、暂稳态持续的时间仅取决于电路外接电阻和外接电容的参数，而与触发器脉冲的宽度无关。10.4.1555定时器的结构和功能

地TRuoRDUCC放电端THCO第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）+_+_RSQQ··5K5K5KRUR1UR28(VCC)5(CO)6(TH)2(TR)71(GND)3(UO)C1C2UR1=U+1=2/3VCCUR2=U–2=1/3VCCUTH>2/3VCC,R=0UTR>1/3VCC,S=1Q=0,Uo为低电平,T导通。0110置0参考电压：第8章

8.4结构4(RD)第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）功能输入输出RDu6（TH）u2（TR）u0T0

0导通11截止10导通1不变不变第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.4.2由555定时器构成的单稳触发器

在外加触发信号作用下，电路能从稳态翻转到暂态，经过确定时间后，它会自动返回到原来的稳态。第8章

8.4uiuoUCCTH放电端地TRCOUCCRDuoRCuc第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）uiuoUCCTH放电端地TRCOUCCRDuoRCuc电路刚接通时，uc＝0，ui=1，电容充电，u6＝uc>=2UCC/3时，uo=0，放电端导通，电容C放电，uc＝0，电路进入稳态。6124783第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）uiuoUCCTH放电端地TRCOUCCRDuoRCuc61247830当ui负脉冲到来时，放电端截止，电容充电。当ui负脉冲结束后，电容继续充电，当放电端导通，电容放电。1第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）tuiuotuCt000tW

单稳态触发器工作波形图tw≈ln3RC=1.1RC

第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.4.3单稳触发器的应用举例

单稳Q&YuiAuitQtAtYttw如果tw为单位时间，则输出Y可用来计数第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.5多谐振荡器10.5.1由555定时器构成的多谐振荡器+UCC55515348762uo0.01FR1R2CC1tuctuoVcc2/3Vcc1/3VccT

0.7(R1+2R2)C第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.5.2石英晶体多谐振荡器fX0f0电感性电容性电容性BDA11CCG1G2RRABD1、石英晶体2、门电路构成的多谐振荡器T=1.4RC

第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）3.石英晶体多谐振荡器11C2C1G1G2RR1uo第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.6施密特触发器uiuouiuoUOHUOLUT1UT20ΔUT电平触发，对于变化缓慢的信号仍然适用。当输入信号达到阈值电压时，输出电压会发生跃变；输出的两种稳定状态都需要输入信号来触发，无记忆功能；信号变化方向不同，阈值电压不同。第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）uo126555843+UCCuiCO5ui00tuot

在波形变换，脉冲整形和幅度鉴别等方面得到了广泛的应用

第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）10.7数字电路应用举例

1.高分辨率八人抢答器1Q

2Q

3Q

4Q

5Q

6Q

7Q

8Q1D

2D

3D

4D

5D

6D

7D

8D74273&&&256912151619347813141718&&7400＞CPRUDDUSS+6VL1L2L3L4L5L6L7L874301345689101112132SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB0多谐振荡器第10章时序逻辑电路电工和电子技术（下）1Q

2Q

3Q

4Q

5Q

6Q

7Q

8Q1D

2D

3D

4D

5D

6D

7D

8D74273&&&256912151619347813141718&&7400＞CPRUDDUSS+6VL1L2L3L4L5L6L7L874301345689101112132SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB0无人按下按钮