第14章 触发器和时序逻辑电路分析
电子技术基础-触发器和时序逻辑电路
常用集成边沿触发器有： 双JK边沿触发器：CT3112/4112、CT2108等。 单JK边沿触发器：CT2101/2102（下降沿触发）、CT1070（上 升沿触发）。
8.2.1 时序逻辑电路的概述
时序逻辑电路：含有具有记忆能力的存储器件，任何一个 时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状 态有关。
X1
Y1
Xn
组合逻辑电路
Ym
… …
… …
Q1
W1
存储电路
Qj
Wk
8.2.2 时序逻辑电路的分析 步骤：
（1）由逻辑图写出方程式（时钟方程、输出方程、 驱动方程、状态方程）。 （2）列写状态转换真值表。
3.有记忆功能：在无外来触发信号作用时， 电路将保持原状态不变。
4.有计数功能：来一个计数脉冲，电路翻转 一次，计数一次。
5.缺点:计数时存在空翻问题。
8.1.3 JK触发器
一种功能完善，应用极广泛的电路。 Q Q
1.电路组成
两个可控 RS触发器通过一源自从触发器个非门(反相器)相连,分别称
SCR
主触发器和从触发器。
111
0
111
000
1
(6)状态图
(7)时序图
2.异步时序电路分析举例
例8.5 图示为74LS290主体电路，试分析这部分电路的逻 辑功能。
[解] (1)三个异步触发的下降延JK触 发器：CPB控制FF0的CP，Q1控 制FF1的CP，Q2控制FF2的CP。
时序逻辑电路设计与分析(完整电子教案)
图8.20具有异步控制端的同步触发器
【训练与提高】
制作一个时钟电路中的分钟校时电路。
工作原理：时钟电路中的分钟校时电路有按键控制，按键按一次（阐述有效信号，打开门电路），门电路输出将改变N次状态，其中N此变化（变化快门）由输入的时钟信号决定。同时该电路中具有秒钟输入信号。其参考电路如下图8.21所示。试搭建调试电路，分析其工作过程。
时序逻辑电路设计与分析（完整电子教案）
8.
触发器(flip flop)是构成时序逻辑电路的基本单元，能记忆、存储一位二进制信息，触发器也称双稳态触发器，它有两种稳定输出工作状态，即分别输出1和输出0的状态。在无输入信号作用时，这种状态是稳定的；而当输入信号到来并满足一定逻辑关系时，输出端的状态将迅速变化，能从一种稳定状态转换到另一种稳定状态。
三、RS触发器在机械开关去抖上的应用
通常按键开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，电压信号小型如图8.6。由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，如下图。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5ms～10ms。这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。
【训练与提高】
搭建2组按键去抖动电路，并用示波器观察输出结果。
8.
【项目任务】
测试如下电路，改变A、B状态，观察LED1和LED2的变化，并建立真值表。
图8.8测试电路(multisim)
【信息单】
基本RS触发器属于无时钟触发器，触发器状态的变换由 、 端输入信号直接控制。在实际工作中，触发器的工作状态不仅由输入决定，而且还要求触发器按一定的节拍翻转，为此需要加入一个时钟控制端CP，只有在CP端上出现时钟脉冲时，触发器的状态才能变化。带有时钟信号的触发器叫时钟触发器，又称同步触发器。
第14章触发器和时序逻辑电路-习题
第14章 触发器和时序逻辑电路A 选择题14.1.1 触发器如图14.01所示，设初始状态为0，则输出Q的波形为图14.02中的（ ）。
图14.01 习题14.1.1的图 图14.02 习题14.1.1的图14.1.2 触发器如图14.03所示，设初始状态为0，则输出Q的波形为图14.04中的（ ）。
图14.03 习题14.1.2的图 图14.04 习题14.1.2的图14.1.3 图14.05所示的触发器具有（ ）功能。
（1）保持 （2）计数 （3）置1图14.05 习题14.1.3的图14.1.4 在图14.06所示的电路中，触发器的原状态Q1Q0＝01，则在下一个CP作用下，Q1Q0为（ ）。
（1）00 （2）01 （3）10图14.06 习题14.1.4的图 图14.07 习题14.1.5的图14.1.5在图14.07所示的电路中，触发器的原状态Q1Q0＝00，则在下一个CP作用下，Q1Q0为（ ）。
（1）00 （2）01 （3）1014.3.1 图14.08所示的是（ ）计数器。
（1）七进制 （2）八进制 （3）九进制图14.08 习题14.3.1的图14.4.1 由555定时器组成的单稳态触发器如图14.4.2（a）所示，若加大电容C的电容值，则（ ）。
（1）增大输出脉冲u0的幅度（2）增大输出脉冲u0的宽度（3）对输出脉冲u0无影响14.4.2 由555定时器组成的多谐振荡器如图14.4.3（a）所示，欲使振荡频率增高，则可（ ）。
（1）减小C （2）增大R1,R2 （3）增大U CCB基本题14.1.6 当基本RS触发器D R和D S端加上图14.09所示的波形时，试画出Q端的输出波形。
设初始状态为0和1两种情况。
14.1.7 当可控RS触发器CP，S和R端加上图14.10所示的波形时，使画出Q端的输出波形。
设初始状态为0和1两种情况。
图14.09 习题14.1.6的图 图14.10 习题14.1.7的图14.1.8 当主从型JK触发器的CP，J、K端分别加上图14.11所示的波形时，试画出Q端的输出波形。
触发器和时序逻辑电路
(2) 第二位触发器 FF1 ，在 Q0 = 1 时再来一种时钟脉冲才翻转，故 J1 = K1 = Q0 ；
大家网：
(3) 第三位触发器 FF2 ，在 Q1= Q0 = 1 时再来一种时钟脉冲才翻转，故 J2 = K2 = Q1Q0 ；
大家网：
只有当初钟脉冲来到后，即 CP = 1 时，触发器才按 R 、S 端旳输入状态 来决 定其输出状态。
触发器置R和D0 或置是S1直D，接一置般0用和于直置接初置态1。端在，工就作是过不程经中过它时们钟处脉于冲1 旳态控。制能够对基本
可控 RS 触发器旳逻辑式
Q S CP Q ，
可分四种情况分析CP = 1 时触 发器旳状态转换和逻辑功能，如右 表所示。
转一次，即
，具有计数功能。
SD
S
Q
D
1D
CP
C1
Q
RD
R
Q Q n1
n
上升沿 D 触发 器图形符号
1D
Q
CP
C1
Q
D 触发器转换 为 T 触发器
大家网：
返回
14.2 寄存器
寄存器用来临时存储参加运算旳数据和运算成果。
14.2.1 数码寄存器
下图是由 D 触发器(上升沿触发)构成旳四位数码寄存器，这是并行输入/并行 输出旳寄存器。工作之初要先清零。
时序逻辑电路旳特点：它旳输出状态不但决定于当初旳输入状态，而且还与电 路旳原来状态有关，也就是时序逻辑电路具有记忆功能。
触发器是时序逻辑电路旳基本单元。
大家网：
14.1 双稳态触发器
14.1.1 RS 触发器
触发器和时序逻辑电路备
JK CP
第29页/共188页
互补时 钟控制 主、从 触发器 不能同 时翻转
1
2. 工作原理
1
CP 0
F从封锁
F从状态保持不变。
Q
Q
Q
Q
F从
S CP R
SD
CP
RD
0
F主打开
F主状态由J、K决 定，接收信号并
Q
Q
F主
S CP R
1
1
暂存。
JK 1 CP
0
第30页/共188页
1
CP 0
0
F从打开
从触发器的状态取 决于主触发器，并 保持主、从状态一 致，因此称之为主 从触发器。
SD
导引电路
反 & G3 馈 线
& G5
第43页/共188页
Q
& G2 RD
& G4 CP
& G6
D
触发器 2.逻辑功能 （1）D = 0 当CP = 0时
Q0
& G1
SD
1
1Q
& G2 10 RD
触发器状态不变 当CP = 1时
触发器置“0”
& G3
0
& G5
在CP = 1期间，触发器保持“0”不变
0
1 0
CP
& G6
1
D
结论：
CP上升沿前接收信号， 上升沿时触发器翻转， （ 其Q的状态与D状态 一致；但Q的状态总比 D的状态变化晚一步， 即Qn+1 =Dn；上升沿后 输入 D不再起作用，触 发器状态保持。 即(不 会空翻)
D触发器状态表 Dn Qn+1 00 11 QQ
14组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路
周测14组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路一、单项选择题(每题2分,共20分)（ ）1.以下能防止空翻现象的触发器是________A.基本RS 触发器B.同步RS 触发器C.主从RS 触发器D.RS 触发器（ ）2.构成加法器的基本电路是________A.基本放大电路B.限幅电路C.门电路D.触发器（ ）3.用二进制异步计数器从零计到十进制数50，至少需要触发器的个数为________A.SB.6C.7D.4（ ）4.寄存器主要用于________A.存储数码和信息B.水久存储二进制数码C.存储十进制数码D.暂存数码和信息（ ）5.如果要存储6位二进制数码通常要用________个触发器来构成寄存器。
A.2B.3C.6D.12（ ）6.抗千扰能力较差的触发方式是________A.同步触发B.上升沿触发C.下降沿触发D.主从触发（ ）7.二—十进制译码器有________A.3个输入端，8个输出端B.4个输入端，10个输出端C.4个输入端，9个输出端D.3个输入端，9个输出端（ ）8.七段显示译码器要显示数“2”则共阴极数码显示器的a —g 引脚的电平应为________A.1101101B.1011011C.1111011D.1110000（ ）9.3位二进制编码器输人信号为1时,输出Y2Y1Y0。
=A. 100B.110C.011D.101（ ）10.十进制数(67)10码对应的8421码是________A.10000111B.1100111C.1100011D.1100110二、判断题(每题2分,共20分)（ ）1.JK 触发器的特性方程是N N N Q K Q J Q +=+1。
（ ）2.主从RS 触发器工作分两拍进行，先是从触发器工作再是主触发器工作。
（ ）3.半导体数码管是将发光管排列成“日”字形状制成的。
（ ）4.译码器属于组合逻辑电路，其输入的具有特定含义的二进制的代码，输出的是数字而不是信号。
同步时序逻辑电路的分析方法
时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析：根据给定的电路，写出它的方程、列出状态转换真值表、画出状态转换图和时序图，而后得出它的功能。
同步时序逻辑电路的分析方法同步时序逻辑电路的主要特点：在同步时序逻辑电路中，山于所有触发器都山同一个时钟脉冲信号CP来触发，它只控制触发器的翻转时刻，而对触发器翻转到何种状态并无影响，所以，在分析同步时序逻辑电路时，可以不考虑时钟条件。
1、基本分析步骤1）写方程式：输出方程：时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态和输入信号的函数。
驱动方程：各触发器输入端的逻辑表达式。
状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的状态方程。
2）列状态转换真值表：将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程中进行计算，求出相应的次态和输出，从而列出状态转换真值表。
如现态的起始值已给定时，则从给定值开始计算。
如没有给定时，则可设定一个现态起始值依次进行计算。
3）逻辑功能的说明：根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。
4）画状态转换图和时序图：状态转换图：是指电路山现态转换到次态的示意图。
时序图：是在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图。
5）检验电路能否自启动关于电路的自启动问题和检验方法，在下例中得到说明。
11222、 分析举例例、试分析下图所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。
解：山上图所示电路可看出，时钟脉冲CP 加在每个触发器的时钟脉冲输入 端上。
因此，它是一个同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。
①写方程式：输出方程：Y = Qo 31驱动方程：业=Q^Qa"' %= Qo"芒态方豎 _ ，Q 严1= %囲+%& =1Q?+1Q O -=Q^01小詁0? + %酉=Q 7Q 0-㊉Q「Q^i 二爲 Q?+兀 Q? = Qi'Qo'Q?^ 而 Qf②列状态转换真值表：状态转换真值表的作法是：从第一个现态“000”开始，代入状态方程，得次态为“001”，代入输出方程，得输出为"0” O把得出的次态"001"作为下一轮计算的“现态”,继续计算下一轮的次态值和输出值。
触发器-时序逻辑电路实验报告
1实验报告课程名称：数字电子技术基础实验 指导老师：樊伟敏实验名称：触发器应用实验实验类型：设计类 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1. 加深理解各触发器的逻辑功能，掌握各类触发器功能的转换方法。
2. 熟悉触发器的两种触发方式（电平触发和边沿触发）及其触发特点。
3. 掌握集成J-K 触发器和D 触发器逻辑功能的测试方法。
4. 学习用J-K 触发器和D 触发器构成简单的时序电路的方法。
5. 进一步掌握用双踪示波器测量多个波形的方法。
二、主要仪器与设备实验选用集成电路芯片：74LS00（与非门）、74LS11（与门）、74LS55（与或非门）、74LS74（双D 触发器）、74LS107（双J —K 触发器），GOS-6051 型示波器，导线，SDZ-2 实验箱。
三、实验内容和原理 1、D →J-K 的转换实验①设计过程：J-K 触发器和D 触发器的次态方程如下： J-K 触发器：n n 1+n Q Q J =Q K +， D 触发器：Qn+1=D 若将D 触发器转换为J-K 触发器，则有：nn Q Q J =D K +。
②仿真与实验电路图：仿真电路图如图1所示。
操作时时钟接秒信号，便于观察。
图1实验名称：触发器应用实验 姓名： 学号： 2③实验结果：2、D 触发器转换为T ’触发器实验①设计过程：D 触发器和T ’触发器的次态方程如下：D 触发器：Q n+1= D ， T ’触发器：Q n+1=!Q n若将D 触发器转换为T ’触发器，则二者的次态方程须相等，因此有：D=!Qn 。
②仿真与实验电路图：仿真电路图如图2 所示。
操作时时钟接秒信号。
③实验结果：发光二极管按时钟频率闪动，状态来回翻转。
3、J-K →D 的转换实验。
时序电路的分析方法
一、时序电路的分析方法1.概念：根据已知的时序逻辑电路图，从中找出状态转换及输出变化的规律，从而说明电路功能，这个过程称为时序电路的分析。
2.分析方法：状态方程、状态转移表、状态图和时序图。
其中状态转移表（简称状态表)是将时序电路的次态、输出与初态、输入之间的关系，用一张表格来表示。
3.分析步骤：（1）确定电路类型：是同步还是异步，是Mealy型还是Moore型。
（2）写出电路的输出方程和驱动方程,如果异步时序电路还要写出时钟方程。
（3）将各触发器的驱动方程代入特性方程，得到各状态方程的表达式。
（4）根据次态方程、输出方程列出状态转移表和状态图。
（5）说明电路的逻辑功能。
二、同步时序电路分析举例例：分析图4－17所示时序逻辑电路的功能。
（1）三个触发器的时钟信号连在同一个时钟脉冲CP，该电路无输入，所以它是Moore型同步时序电路。
（2）电路输出方程：电路驱动方程：注意:TTL电路中输出端是空,相当于接1。
（3）触发器的特性方程：将上面的驱动方程代入特性方程中，得到各触发器的状态方程：（4）列出状态转移表和状态图：注意：三个触发器共有8个状态，其中有5个状态是有效状态，构成有效循环，另三个状态是无效状态。
有向线段由现态指向次态，上面的“/”表示输入/输出，此电路有输出。
（5）由状态图可知，每来5个脉冲状态循环一周，产生进位输出C，所以它是一个五进制同步计数器。
（6）判断能否自启动:当电源开始加电或者工作中遇到外界干扰情况进入无效状态110、111,101时，在经过一个CP后可以进入有效循环。
所以此电路可自启动，否则无法自启动。
三、异步时序电路分析举例由于异步时序电路无统一的时钟脉冲，因此在表示状态方程时，还要列出各触发器时钟方程，某触发器状态方程所描述的逻辑功能，仅在该触发器时钟信号到来时才成立。
例:分析图4-19电路的逻辑功能。
（1）触发器F1,F3的时钟脉冲输入端相连后接CP，触发器F2的时钟脉冲输入端Q1。
时序电路分析和设计
时序电路的基本组成
触发器
触发器是时序电路的基本单元，用于 存储二进制状态。常见的触发器类型 包括RS触发器、D触发器和JK触发器 等。
输入和输出
存储元件
存储元件用于存储触发器的状态，常 见的存储元件包括寄存器和移位器等。
时序电路具有输入和输出端，用于接 收和输出信号。
时序电路的特点与功能
特点
时序电路具有记忆功能、输出状态不 仅取决于当前输入还与之前状态有关 、具有时钟信号控制等。
器等。
优化策略
资源共享
通过共享逻辑门和触发器等硬件资源，减少电路规模 和功耗。
流水线设计
将时序电路划分为多个阶段，每个阶段执行一个或多 个功能，以提高工作频率和吞吐量。
动态功耗管理
根据电路的工作模式和负载情况，动态调整时钟频率、 电压等参数，以降低功耗。
硬件资源利用与性能评估
资源利用率
评估时序电路对硬件资源的占用情况，包括逻辑 门、触发器、存储器等。
时序电路分析和设计
• 时序电路概述 • 时序电路分析 • 时序电路设计 • 时序电路的实现与优化 • 时序电路的应用与发展
01
时序电路概述
时序电路的定义与分类
பைடு நூலகம்定义
时序电路是一种具有记忆功能的 电路，其输出不仅取决于当前的 输入，还与之前的输入序列有关 。
分类
根据结构和功能的不同，时序电 路可分为同步时序电路和异步时 序电路。
功能性分析
01
02
03
输入输出关系
分析电路的输入和输出信 号之间的关系，确定电路 的功能。
逻辑功能
根据输入输出关系，确定 电路实现的逻辑功能，如 与门、或门、非门等。
功能验证
时序逻辑电路
14.1 时序逻辑电路概述
14.1.1 时序逻辑电路的概念
14.1.1 时序逻辑电路的概念
1．数字集成电路分类 组合逻辑电路 电路的输出状态只由同一时刻的电路输入状 态决定，与电路的原状态无关。
时序逻辑电路 电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态 有关，也与电路原状态有关。
第 14 章 时序逻辑电路
本章学习目标 14.1 时序逻辑电路概述 14.2 寄存器 14.3 计数器 14.4 计数译码显示电路 本章小结
本章学习目标
1. 理解时序逻辑电路的概念及分类。
2. 掌握寄存器的功能、电路组成及工作原理。清楚环 形脉冲分配器的电路构成和工作原理。
3. 理解计数器的功能，了解二进制加法计数器、十进 制计数器电路组成及工作原理。
循环
14.3 计数器
14.3.1 二进制计数器 14.3.2 十进制计数器
在数字系统中，对脉冲的个数进行计数是常见的问题，用 计数器便可解决。
计数器：具有计数功能的电路。
14.3.1 二进制计数器
二进制计数器是各种类型计数器的基础。
一、二进制加法计数器
1．异步二进制加法计数器 电路如图所示。低位触发器 的 Q 端接至高位触发器 CP 端。
若按功能表最下面 4 行任一行取值时，则进入计数工作状 态。
4. 电源电压 4.5 ~ 5.5 V，通常VCC = 5 V 。
14.4 计数译码显示电路
14.4.1 七段数码显示器 14.4.2 分段显示译码电路 14.4.3 计数译码显示电路的组合
14.4.1 七段数码显示器
1. 作用：把计数器的输出状态，翻译成人们习惯的十进制 数码的字形，直观的显示出来。
时序逻辑电路实验报告
一、实验目的1. 理解时序逻辑电路的工作原理和基本结构；2. 掌握触发器、计数器等时序逻辑电路的设计方法；3. 熟悉Multisim软件在时序逻辑电路设计与仿真中的应用；4. 培养实际操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理时序逻辑电路是一种在时钟信号控制下，输出不仅与当前输入有关，还与电路历史状态有关的数字电路。
其基本结构包括触发器、计数器等。
触发器是时序逻辑电路的基本单元，用于存储一位二进制信息。
计数器是时序逻辑电路的一种应用，用于对输入脉冲进行计数。
三、实验内容1. 触发器实验（1）实验目的：熟悉触发器的工作原理和功能，掌握触发器的使用方法。
（2）实验内容：设计一个JK触发器，实现时钟信号控制下的同步置1、同步置0、计数等功能。
（3）实验步骤：① 使用Multisim软件，搭建JK触发器电路；② 搭建计数器电路，实现时钟信号控制下的计数功能；③ 设置输入信号，观察触发器和计数器的输出波形，验证功能。
2. 计数器实验（1）实验目的：掌握计数器的设计方法，熟悉不同计数器电路的功能。
（2）实验内容：设计一个模为24的二进制计数器和模为60的十进制计数器。
（3）实验步骤：① 使用Multisim软件，搭建二进制计数器电路；② 设置输入信号，观察计数器的输出波形，验证功能；③ 使用Multisim软件，搭建十进制计数器电路；④ 设置输入信号，观察计数器的输出波形，验证功能。
四、实验结果与分析1. 触发器实验实验结果显示，设计的JK触发器能够实现同步置1、同步置0、计数等功能。
在计数过程中，触发器的输出波形符合预期，验证了JK触发器的功能。
2. 计数器实验实验结果显示，设计的模为24的二进制计数器和模为60的十进制计数器均能实现预期的计数功能。
在计数过程中，计数器的输出波形符合预期，验证了计数器电路的功能。
五、实验总结本次实验通过设计、搭建和仿真时序逻辑电路，掌握了触发器、计数器等时序逻辑电路的设计方法，熟悉了Multisim软件在时序逻辑电路设计与仿真中的应用。
触发器和时序逻辑电路
课题十四：【学习内容】触发器按照其稳定工作状态分为多中类型，为了实现一定程序的运算，需要含有记忆功能的元件-触发器，它的输出状态不仅决定于当时的输入状态，而且还与电路的原来工作状态有关。
【学习重点】RS触发器的性质【学习难点】RS触发器的工作波形图RS触发器的“空翻”现象【学习内容】双稳态触发器组合电路和时序电路是数字电路的两大类。
门电路式组合电路的基本单元；触发器是时序电路的基本单元。
触发器按其稳定工作状态可分为双稳定触发器，单稳定触发器，无稳态触发器（多谐振荡器）等。
双稳态触发其按其逻辑功能可分为RS触发器，JK触发器,D触发器和T触发器等；按其结构可分为主从触发器和维持阻塞型触发器等。
基本RS触发器可由两个“与非”门交叉连接而成，如下图所示。
基本RS触发器可由两个“与非”门交叉连接而成，如下图所示。
Q与是基本触发器的输出端，两者的逻辑状态在正常条件下能保持相反。
这种触发器有两种稳定状态：一个状态是Q=1，=0，称为置位状态（“1”态）；另一个状态是Q=0，=1，称为复位状态（“0”态）。
相应的输入端分别称为直接置位端或直接置“1”端（）和直接复位端“0”端（）。
基本RS触发器输出与输入的逻辑关系。
1）=1，=0所谓=1，就是将端保持高电位；而=0，就是在端加一个负脉冲。
设触发器的初始状态为“1”态，即Q=1，=0。
这时“与非”门G2有一个输入端为“0”，其输出端变为“1”；而“与非”门G1的两个输入端全为“1”，其输出端Q变为“0”。
因此，在端加负脉冲后，触发器就由“1”态翻转为“0”态。
如果它的初始态为“0”态，触发器仍保持“0”态不变。
2）=0，=1设触发器的初始状态为“0”态，即Q=0，=1。
这是“与非”门G1有一个输入端为“0”，其输出端Q变为“1”；而“与非”门G2的两个输入端全为“1”，其输出端变为“0”。
因此，在端加负脉冲后，触发器就由“0”态翻转为“1”态。
如果它的初始状态为“1”态，触发器人保持“1”太不变。
逻辑门电路和触发器
2.1 逻辑门电路和触发器数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类：组合逻辑电路的特点是任何时刻的输出信号仅仅取决于输入信号，而与信号作用前的电路原有状态无关。
在电路结构上单纯由逻辑门构成，没有反馈电路，也不含有存储元件。
时序逻辑电路在任何时刻的稳定输出，不仅取决于当前的输入状态，而且还与电路的前一个输出状态有关。
时序逻辑电路主要由触发器构成，而触发器的基本元件是逻辑门电路，因此，不论是简单还是复杂的数字电路系统都是由基本逻辑门电路构成的。
2.1.1 逻辑门电路数字系统的所有逻辑关系都是由与、或、非三种基本逻辑关系的不同组合构成。
能够实现逻辑关系的电路称为逻辑门电路，常用的门电路有与门、或门、非门、与非门、或非门、三态门和异或门等。
逻辑电路的输入和输出信号只有高电平和低电平两种状态：用1表示高电平、用0表示低电平的情况称为正逻辑；反之，用0表示高电平、用1表示低电平的情况称为负逻辑（本书采用正逻辑）。
在数字电路中，只要能明确区分高电平和低电平两种状态就可以了，高电平和低电平都允许有一定范围的误差，因此数字电路对元器件参数的精度要求比模拟电路要低一些，其抗干扰能力要比模拟电路强。
1．与门当决定某个事件的全部条件都具备时，该事件才会发生，这种因果关系称为与逻辑关系。
实现与逻辑关系的电路称为与门。
与门可以有两个或两个以上的输入端口以及一个输出端口，输入和输出按照与逻辑关系可以表示为：当任何一个或一个以上的输入端口为0时，输出为0；只有所有的输入端口均为1时，输出才为1。
组合逻辑电路的输入和输出关系可以用逻辑函数来表示，通常有真值表、逻辑表达式、逻辑图和波形图四种表示方式。
下面就以两输入端与门为例加以说明：（1）真值表是根据给定的逻辑关系，把输入逻辑变量各种可能取值的组合与对应的输出函数值排列成表格。
它表示了逻辑函数与逻辑变量各种取值之间的一一对应的关系，逻辑函数的真值表具有唯一性，若两个逻辑函数具有相同的真值表，则两个逻辑函数必然相等。
第14讲同步时序电路分析
2.按输入信号的特性分 —脉冲输入、电平输入
a)电平输入 b)脉冲输入
3.按输出的特性分—Mealy型、Moore型
状态
输 入
次态 激励 逻辑
存储器 现态
输出 逻辑
输出
时钟
输入
Mealy型电路输出与
现态和输入有关。 CP
状态
输 入
次态 激励 逻辑
存储器 现态
输出 逻辑
输出
时钟
输入
Moore型电路输出仅
假定下列Mealy型电路的初始状态为A，输入序列为 X：10100110，其状态转移序列和输出响应序列为：
假定下列Moore型电路的初始状态为B ，输入序列为 X：11001001，其状态转移序列和输出响应序列为：
时序电路分析的方法
根据给定的电路，写出其方程，列出状态转移真值表， 画出状态转移图和时序图，然后分析出它的功能。 步骤： 、写出激励函数（触发器的输入端表达式）和输出函 数表达式。 2、将FF的驱动方程代入各自的特性方程，求得状态方 程。 3、根据状态方程和输出方程填写状态转移真值表 4、根据状态转移真值表，画出状态转换图。 5、电路功能描述。
读法：
处于状态Q的时序电路， 当输入为X时，输出为Z，在时 钟脉冲作用下，电路进入次态 Q n+1。
读表（图）次序：
Mealy型电路状态表格式
现态→输入→输出→次态
状态转移表（状态表）
Moore型电路状态表格式
读法：
当时序电路处于状态Q时， 输出为Z。若输入为X，在时钟脉 冲作用下，电路进入次态Q n+1。
CP
与现态有关。
时序电路的描述方法
逻辑函数表达式
输出函数表达式 Y(tn)F [X (tn)Q ,(tn)] 激励函数表达式 W (tn)G [X (tn)Q ,(tn)] 次态函数表达式 Q (tn 1)H [W (tn)Q ,(tn)]
电工电子技术与技能(中职)第十四章PPT课件
.
35
活动一 基本RS触发 器
活动二 时钟控制触发 器
一、JK触发器 图14-31所示是JK触发器的图形符号。图中，
时钟脉冲输入端处的小圆圈表示CP下降沿有效； 若没有小圆圈，则表示CP上升沿有效。
.
36
活动一 基本RS触发 器
活动二 时钟控制触发 器
.
37
活动一 基本RS触发 器
活动二 时钟控制触发 器
活动三 与或非门
活动四 异或门
.
13
活动三 与或非门
活动四 异或门
当两个输入端输入的逻辑信号相同（同为 “0”或同为“1”）时，输出为“0”；如果两个 输入端输入的逻辑信号不相同（一个为“0”时， 另一个为“1”），输出就为“1”。这样的逻辑 关系称为异或逻辑，实现这种逻辑关系的门电 路称为异或门。
.
10
活动一 与非门
活动二 或非门
.
11
活动三 与或非门
活动四 异或门
如图14-9a所示，将两个与门、一个或门 和一个非门按“与→或→非”的顺序连接起来， 输入信号到输出信号之间要经过“与”“或”“非”3 种逻辑处理，因此，人们称这种复合门电路为 “与或非门”，用图14-9b所示的符号表示。
.
12
第十四章
组合逻辑电路和时序逻辑 电路
.
1
目录:
任务一 任务二 任务三
组合逻辑电路 编码器 译码器
.
2
目录:
任务四 任务五 任务六
集成触发器 寄存器 计数器
.
3
学习目标：
了解组合逻辑电 路的特点，并会用逻 辑运算进行化简
理解逻辑电路的 分析方法和设计方法
.
4
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Q RD Q
电气与自动化工程学院
触发器的转换状态和逻辑功能
Q S DQ , Q RD Q
(1) SD=1，RD = 0
1 设触发器原态 为“1”态。 Q
Q
0
0.
& G1
.1
& G2
1
翻转为“0”态
6
0
0 RD
电气与自动化工程学院
SD
1
设原态为“0” 态 结论: 不论 触发器原来 为何种状态， 当 SD=1， RD=0时， 将使触发器 置“0”或称 为复位。
4
电气与自动化工程学院
14.1.1
R－S 触发器
两互补输出端 Q Q
1. 基本 R－S 触发器 正常情况下， 两输出端的状态 保持相反。通常 以Q端的逻辑电 平表示触发器的 状态，即Q=1， Q=0时，称为“1” 态；反之为“0” 态。
.
& G1 SD 两输入端
.
反馈线
& G2
RD
Q SDQ ,
1
电气与自动化工程学院
时序逻辑电路的特点：
电路的输出状态不仅取决于当时的输入信号， 而且与电路原来的状态有关，当输入信号消失后， 电路状态仍维持不变。这种具有存贮记忆功能的
电路称为时序逻辑电路。
下面介绍双稳态触发器，它是构成时序电路 的基本逻辑单元。
2
电气与自动化工程学院
14.1 双稳态触发器
14.1.1 R－S 触发器
14.1.2 主从J－K 触发器 14.1.3 D 触发器
3
电气与自动化工程学院
14.1 双稳态触发器
双稳态触发器： 是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，它能储存 一位二进制码。 特点： 1、有两个稳定状态“0”态和“1”态； 2、能根据输入信号将触发器置成“0”或“1”态； 3、输入信号消失后，被置成的“0”或“1”态能 保存下来，即具有记忆功能。
21
电气与自动化工程学院
例：画出可控
R－S 触发器的输出波形 可控 R－S状态表
C
S
R Q 0 不定
S 0 0 1 1
R 0 1 0 1
Qn+1 Qn
0 1 不定
Q 1
C高电平时触发器 不定 状态由R、S确定
22
电气与自动化工程学院
存在问题： 时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现 象，即在一个时钟脉冲期间触发器翻 转一次以上。 C Q=S Q=R S 0 0 1 1 R 0 1 0 1 Qn+1 Qn
12
Q
Q
电气与自动化工程学院
基本 R－S 触发器状态表
逻辑符号
SD
1 0 1 0
RD
0 1 1 0
Q
0 1 不变
功能 置0 置1 保持
Q
Q
SD RD RD(Reset Direct)-直接置“0”端(复位 低电平有效 端) SD(Set Direct)-直接置“1”端(置位端)
13
不确定
电气与自动化工程学院
设原态为“1” 态 结论: 不论 触发器原来 为何种状态， 当 SD=0， RD=1时， 将使触发器 置“1”或称 为置位。
9
触发器保持 “1”态不变 1 1
Q
Q
.
0 1
.
0 0
& G1 0 SD 置位端
& G2 1 RD
电气与自动化工程学院
(3) SD=1，RD = 1
设原态为“0” 态
0 Q
(4) SD=0，RD = 0
“1”态 当信号SD= RD = 0 1 1 同时变为1时，由 1. . 0 若先翻转 于与非门的翻转 时间不可能完全 & G1 & G2 相同，触发器状 1 1 1 1 1 0 态可能是“1”态， 1 1 也可能是“0”态， SD 0 RD 0 不能根据输入信 号确定。 若G1先翻转，则触发器为“0”态
1 RD 1 0
触发器置“0” 1 SD (3) S =1, R= 0
& G1
0 1
& G3 触发器置“1” 1
& G4
S0 1
19
C
R1 0
电气与自动化工程学院
(4) S =1, R= 1
Q=0 1 Q
若先翻
Q 1 Q=1
.
& G1 1 1
. 若先翻
& G2
当时钟由 1变 0 后 触发器状态不定
Q1
0
.
1 0
.1
& G2
& G1 保持为“0” 态
SD
1
1 RD
10
电气与自动化工程学院
设原态为“1” 态 当 SD=1， RD=1时， 触发器保持 原来的状态， 即触发器具 有保持、记 忆功能。 1 1.
触发器保持 “1”态不变
Q
Q
.
0 1
0 0
& G1 SD1
& G2 RD1
11
电气与自动化工程学院
RD1
C
R
电气与自动化工程学院
Q 当C=0时 R，S 输入状态 不起作用。 触发器状态不变
Q
.
& G1 1 SD
被封锁
.
& G2 1 RD1
1
& G3
& G4
0 被封锁 R C
电气与自动化工程学院
S
16
当C=1时 触发器状态由R，S 输入状态决定。
Q
Q
.
& G1
.
& G2
触发器的翻转 1 SD 时刻受C控制 （C高电平时 打开 & G 3 翻转），而触 发器的状态由 R，S的状态决 定。 S
例：
基本 R－S 触发器波形图
RD SD
Q
14
电气与自动化工程学院
2. 可控 RS 触发器 基本R-S触发器
Q
Q
.
.
& G2 R'D & G4
& G1 SD，RD 用于预置触 发器的初始状态， 工作过程中应处于 1 SD S'D 高电平，对电路工作 & G3 状态无影响。 导引电路 S
时钟脉冲
15
7
触发器保持 “0”态不变 0Q 0 . & G1 1 SD 1 复位端
电气与自动化工程学院
Q1
.1
& G2 0 RD 0
(2) SD=0，RD = 1
设原态为“0” 态
Q S DQ , Q RD Q
0 1 QQΒιβλιοθήκη 1.0 0 1
.0
& G2
翻转为“1” 态
& G1
SD
8
1 RD
电气与自动化工程学院
RD 1
& G4
打开
1 C
R
电气与自动化工程学院
17
当C=1时
Q
Q
.
& G1 1 SD
打开
.
& G2
触发器状态由R，S 输入状态决定。
(1) S=0, R=0
1
& G3
1
& G4
RD 1
触发器保持原态
打开
S0
1 C
R 0
电气与自动化工程学院
18
Q
(2) S = 0, R= 1
1. 0
Q
.1 0
& G2
0 1 不定
克服办法：采用 JK 触发器或 D 触发器
23
1 SD
0 1
0 RD 1 1
& G3
& G4
S1
C
1
R1
0
电气与自动化工程学院
20
可控RS状态表 S 0 0 1 1 R 0 1 0 1 Qn+1 Qn 0 1 不定
逻辑符号 Q Q
SD S C R RD C高电平时触发器状态由R、S确定 Qn—时钟到来前触发器的状态 Qn+1—时钟到来后触发器的状态