戴蓓倩《电子线路》30

戴蓓倩《电子线路》-302023/12/27戴蓓倩《电子线路》30时序电路的特点：具有记忆功能。在数字电路中，凡是任一时刻的稳定输出不仅决定于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有关者，都叫做时序逻辑电路，简称时序电路。组合逻辑电路存储功能............XYZW时序电路的基本单元：触发器。2戴蓓倩《电子线路》30§1概述触发器的功能：形象地说，它具有“一触即发”的功能。在输入信号的作用下，它能够从一种状态(0或1)转变成另一种状态(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R-S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。3戴蓓倩《电子线路》30两个输入端§2触发器的基本形式&a&b反馈两个输出端——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!4戴蓓倩《电子线路》30输入RD=0,SD=1时若原状态：11001010输出仍保持：&a&b若原状态：01111010输出变为：置“0”！&a&b5戴蓓倩《电子线路》30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”！6戴蓓倩《电子线路》30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！7戴蓓倩《电子线路》30输入RD=0,SD=0时0011输出：全是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RDSDQ11011000保持原状态0110不定状态复位端置位端逻辑符号8戴蓓倩《电子线路》301.触发器是双稳态器件，只要令RD=SD=1，触发器即保持原态。稳态情况下，两输出互补。一般定义Q为触发器的状态。2.在控制端加入负脉冲，可以使触发器状态变化。SD端加入负脉冲，使Q=1，SD称为“置位”或“置1”端。RD端加入负脉冲，使Q=0，RD称为“复位”或“清0”端。小结3.当满足约束条件SD+

RD＝1时，改变输入信号，就可以改变输出信号状态。9戴蓓倩《电子线路》30但R＝0的信号先消失，t>t2，R＝1，S＝0，Q＝1，基本RS触发器的波形图10戴蓓倩《电子线路》30§3触发器按逻辑功能的分类3.1同步（时钟）RS触发器QQRDSDabRDSDcdRSCP“同步”的含义：由时钟CP决定R、S能否对输出端起控制作用。直接清零端直接置位端输出端输入端11戴蓓倩《电子线路》30QQRDSDabRDSDcdRSCP平时常为1平时常为1直接清零端直接置位端直接清零端、置位端的处理：12戴蓓倩《电子线路》30CP=0时011触发器保持原态CP=1时&a&b&c&dCP111&a&b&c&dCP1113戴蓓倩《电子线路》30RS触发器的功能表简化的功能表Qn+1---下一状态（CP过后）Qn---原状态RDSDRSCQ逻辑符号14戴蓓倩《电子线路》30简化的功能表由它的功能表可见：在R、S不相等时，Q服从于S!这是一个值得重视的规律15戴蓓倩《电子线路》30例：画出RS触发器的输出波形。假设Q的初始状态为0。CPRSQSet使输出全为1CP撤去后状态不定Reset16戴蓓倩《电子线路》30

同步R-S触发器的小结1.当CP=0时,无论R、S为何种取值组合，输出端均“保持原态”；2.只有当CP=1时,将c门和d门打开，控制端R、S的取值组合才会在输出端有所反映，即有所谓“功能表”。QQRDSDabcdRSCP17戴蓓倩《电子线路》30QQRDSDRSC逻辑符号逻辑符号QQRDSDRSC高电平有效低电平有效18戴蓓倩《电子线路》303.2D触发器D&c&d&a&bCP输入端基本RS触发器导引门电路D19戴蓓倩《电子线路》30CP=0时，a、b门被堵，输出保持原态：011保持D&c&d&a&bCP20戴蓓倩《电子线路》30D&c&d&a&bCPD&c&d&a&bCPCP=1时，a、b门被打开，输出由D决定：若D=01011001若D=11100110结论：Qn+1=D21戴蓓倩《电子线路》30功能表CPDQ例：画出D触发器的输出波形。逻辑符号RDSDDCQ22戴蓓倩《电子线路》3012345671413121110981D2D允许3D4DNCVCC1Q2Q3Q4QNCGND允许74LS77(4位锁存器)D触发器也称D锁存器，有集成组件的产品，如74LS77(4位锁存器)、74LS75(4位双稳态锁存器)，等等。23戴蓓倩《电子线路》303.3主从触发器S’&&RSG5G6&&G7G8CP&&QG1G2&&G3G4R’G9提高触发器的工作可靠性，希望它的状态在每次CP作用期间只能变化一次。因为主触发器为同步RS触发器，故仍需满足CP＝10时，约束条件：RS＝0一主从RS触发器24戴蓓倩《电子线路》30主、从触发器的时钟信号相位相反CP=1时，G7，G8打开，G3，G4被封锁，主触发器根据R和S的状态翻转，从触发器保持原来的状态不变CP＝10时，G7，G8被封锁，G3，G4打开，主触发器在CP=0期间状态不变，从触发器按照与主触发器相同的状态翻转因此，在CP的一个周期中触发器的输出状态只能改变一次，下降沿触发。0S0R0Q00CP主从RS触发器的波形图25戴蓓倩《电子线路》3026戴蓓倩《电子线路》30二主从JK触发器&&KJG5G6&&G7G8CP主触发器从触发器&&QG1G2&&G3G4G9Q’27戴蓓倩《电子线路》30主从JK触发器R=S=1时，触发器的状态也是确定的主从JK触发器无约束条件，J＝K＝1时一次翻转现象：在输入信号的变化过程中，主触发器的输出状态仅随J或K的变化发生一次翻转28戴蓓倩《电子线路》30动作特点：翻转分两步：在CP＝1时，主触发器接收输入信号S，R或J，K，置成相应的状态，从触发器输出端状态不变；CP下降沿到来，从触发器按照主触发器的状态翻转。CP＝1的全部时间里，输入信号都将对主触发器起控制作用。缺点：当CP的下降沿到达时，从触发器的状态并不一定按此时刻输入信号的状态翻转。抗干扰能力也有待提高。29戴蓓倩《电子线路》3030戴蓓倩《电子线路》30功能表JK触发器的功能小结：1.当J=0、K=0时，具有保持功能；2.当J=1、K=1时，具有翻转功能；3.当J=0、K=1时，具有复位功能；4.当J=1、K=0时，具有置位功能。逻辑符号RDSDCQKJ31戴蓓倩《电子线路》30时序图JQCPKJQ保持T32戴蓓倩《电子线路》30例1：画出主从JK触发器输出端波形图。JKQn+1

00Qn11Qn01

0

10

1

CPJKQ33戴蓓倩《电子线路》30JKQQCPQ2JKQQCPQ1CP例2：假设初始状态Qn=0，画出Q1和Q2的波形图。Q1Q2看懂逻辑符号；熟练使用功能表。34戴蓓倩《电子线路》30三、T触发器处于计数状态的触发器称为T触发器R2S2CF从R1S1CF主CPTT=0时CP不起作用，T=1时每来一个时钟脉冲，触发器状态翻转一次R1=TQS1=TQ35戴蓓倩《电子线路》30功能表时序图：CPQTRDSDCQT逻辑符号:36戴蓓倩《电子线路》30一、JK触发器转换成D触发器CQKJDCP§4触发器逻辑功能的转换37戴蓓倩《电子线路》30二、JK触发器转换成T触发器CQKJTCP38戴蓓倩《电子线路》30三、D触发器转换成T触发器CQDCP39戴蓓倩《电子线路》30§5触发器的触发方式研究翻转时刻与时钟脉冲间的关系5.1电位（电平）触发方式电位触发正电位触发负电位触发CP=1期间翻转CP=0期间翻转40戴蓓倩《电子线路》30例如：下图所示的D触发器就是电位触发方式。cdCPQQRDSDabDQQRDSDDCQQRDSDDC“高电平触发”“低电平触发”优点:结构简单；动作较快。缺点：容易空翻。适用范围：只能用作数据锁存器。41戴蓓倩《电子线路》305.2主从触发方式1触发器的翻转分两步动作，在CP=1期间主触发器接收输入信号，被置成相应的状态，而从触发器不变，在CP下降沿到来时从触发器按主触发器状态翻转；2对主从RS触发器而言，在CP=1的全部时间里输入信号都对主触发器起控制作用，主触发器可发生多次翻转，而主从JK触发器的主触发器在CP=1期间仅可能发生一次翻转；3无论那种主从触发器，使用时必须注意：只有在CP=1的全部时间里输入状态始终未变的条件下，用CP下降沿到达时的输入状态才肯定是对的，否则，必须考虑CP＝1期间输入状态的全部变化过程，才能确定CP下降沿到达时触发器的次态42戴蓓倩《电子线路》30主从触发方式在功能表中一般用“”表示。主从型D触发器功能表逻辑符号CQD43戴蓓倩《电子线路》305.3边沿触发方式为了免除CP=1期间输入控制电平不许改变的限制，可采用边沿触发方式。其特点是：触发器只在时钟跳转时发生翻转，而在CP=1或CP=0期间，输入端的任何变化都不影响输出。如果翻转发生在上升沿就叫“上升沿触发”或“正边沿触发”。如果翻转发生在下降沿就叫“下降沿触发”或“负边缘触发”。有D边沿触发器、JK边沿触发器，其逻辑功能表达式与前述相应触发器相同，不同之处在于触发器仅在边沿处翻转44戴蓓倩《电子线路》30边沿触发的D触发器功能表正沿触发触发方式在逻辑符号中的表示：CQ负沿触发CQ正沿触发45戴蓓倩《电子线路》301.在应用触发器时，要特别注意触发形式，否则很容易造成整个数字系统工作不正常。2.边沿触发抗干扰能力强，且不存在空翻，应用较广泛。小结46戴蓓倩《电子线路》30§4.6应用举例例：四人抢答电路。四人参加比赛，每人一个按钮，其中一人按下按钮后，相应的指示灯亮。并且，其它按钮按下时不起作用。电路的核心是74LS175四D触发器。它的内部包含了四个D触发器，各输入、输出以字头相区别，管脚图见下页。47戴蓓倩《电子线路》30CLRD

CPQCLRD

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