电工学-第13章时序逻辑电路

1
J CP K
1 1
23
真值表
J
K
0 0 0 1 1 0 1 1
Qn+1 Qn 0 1 Qn
JK 触发器具有功能： 触发器具有功能： 记忆 置数 (置 0 和置 1) 置 计数
主从触发。 3. 触发方式 —— 主从触发。
(1) CP = 1 ( 或 0 ) 时主触发器接收信号，从触发器关闭。 时主触发器接收信号，从触发器关闭。 (2) CP = 0 ( 或 1 ) 时主触发器关闭，从触发器接收主触 时主触发器关闭， 发器的信号。 发器的信号。
0
S CP
1
R
1
14
1
Q
1
Q
(2) CP = 1 时
导引门 3、4 打开， 、 打开， 接收 R、S 的信号。 、 的信号。
& 1 SD 2 R′ 4
& RD
R
S
0
&
S′ 3
0
&
0 0 0 1 1 0 1 1
Qn+1 Qn 1 0 不定
1
S CP
1
R
1
15
3. 触发方式
电平触发方式 CP ＝1 接受信号，并立即输出相应信号：高电平触发 接受信号，并立即输出相应信号： CP ＝0 接受信号，并立即输出相应信号：低电平触发 接受信号，并立即输出相应信号：
导引门 3、4 打开， 、 打开， 接收 R、S 的信号。 、 的信号。
& 1 SD 2 R′ 4
& RD
R
S
1
&
S′ 3
1
&
0 0 0 1 1 0 1 1
Qn+1 Qn
0
S CP
0
R
1
12
1
Q Q
0
(2) CP = 1 时
导引门 3、4 打开， 、 打开， 接收 R、S 的信号。 、 的信号。
& 1 SD 2 R′ 4
主触发器 1S C1 1R
J CP K
18
保持不变
Q Q
2. 逻辑功能 J K Qn+1 Qn
SD 从触发器 2S C2 2R RD
0 0 0 1 1 0 1 1
0
0
Q′ ′ Q′ ′ 主触发器 1S C1 1R
1S = J Qn 1R = K Qn
0
J CP K
0 1
19
2. 逻辑功能 J K Qn+1 Qn 0
1
第13章 时序逻辑电路 章
13.1
基本RS双稳态触发器 基本RS双稳态触发器
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， 具有记忆功能的逻辑单元电路 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。 一位二进制码。 特点： 特点： 1、有两个稳定状态“0”态和“1”态； 两个稳定状态“ 态 态 2、能根据输入信号将触发器置成“0”或“1”态； 、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 输入信号消失后，被置成的“ 或 态能保存下 即具有记忆功能。 来，即具有记忆功能。
8
3. 真值表
4. 逻辑符号
Q Q
Rd Sd 0 0 0 1 1 0 1 1
Qn+1 不定 0 1 Qn
Sd Rd
Rd 和 Sd 端部各加一个 小圆圈， 小圆圈，表示输入 信号为低电平有效。 信号为低电平有效。
9
13.2 钟控双稳态触发器
时钟脉冲：指挥各触发器动作的信号。 时钟脉冲：指挥各触发器动作的信号。 钟控触发器：又称同步(或可控 触发器。 或可控） 钟控触发器：又称同步 或可控）触发器。 按逻辑功能分类： 按逻辑功能分类： 触发器、 触发器、 触发器、 触发器。 可控RS 触发器、JK 触发器、D 触发器、T 触发器。
37
R×4 ×
+UCC
清零
RD 1D
2D
3D
4D UCC CP
1Q 2Q
3Q
4Q >1
1
&
0 0
发光二极管不亮
0
0
时钟脉冲
38
+UCC R×4 × 按其他按钮 不起作用
清零
1
RD 1D 2D 3D
1
4D UCC CP
1Q 2Q
3Q
4Q >1
0 1
&
0 0
0
1 0
时钟脉冲
39
13.3 寄 存 器
3
一、输入为低电平有效的基本 RS 触发器
1. 电路
Q Q
触发器的状态： 触发器的状态： 规定: 端的状态为触发器的状态。 规定: Q 端的状态为触发器的状态。 两个输出端的逻辑状态相反 Q=0 Q=1
Rd
& 1 Sd 2
&
复位状态 置位状态
Q=1 Q=0
4
2. 逻辑功能 Rd Sd 保持原态
Q Q
门 3 和门 4 打开
S =D 则 R=D Q=D
1
D
29
Q
Q
(3) 当 CP = 1 时
& 1 SD 2 RD &
1
置 维 持 线
S & 3 4 &
R
0
置 维 持
0
A & 5 6 &
B
1
线
输入信号被封锁 门 3 和门 4 始终 打开， 打开，S 和 R 的 状态是互补的。 状态是互补的。 如果： 如果： R=D=0 门6被 D的 S R 。
Q Q Q Q
D SD =1
C RD CP
T SD T CP RD
边沿 触发 T触 发器
T (a) 改接方法 (b) 逻辑符号
36
[例13.2.4] 是供四组人员参加智力竞赛的抢答电 例 其中采用了四个D 触发器的集成电路， 路。其中采用了四个 触发器的集成电路，试分析电 路的工作过程。 路的工作过程。 [解] 比赛之前，先闭合电源开关，使触发器与电源接 解 比赛之前，先闭合电源开关， 加上清零负脉冲， 通。然后给 RD 加上清零负脉冲，使四个 D 触发器都预 这时， 置在 0 态。这时，作指示灯用的发光二极管 D 都不 与门被打开， 亮，或非门的输入皆为 0，输出为 1，与门被打开，时 钟脉冲进入 CP 端。 四位参赛者分别手控按钮 SB1 ~ SB4，都不按按 ， 钮，则四个 D 触发器输入皆为 0，输出端 Q 为 0。抢 答时，谁先按下按钮， 答时，谁先按下按钮，他所属的 D 触发器输入为 1， 输出Q 相应的指示灯亮。同时， 输出 为 1，相应的指示灯亮。同时，或非门因一个输 与非门关闭， 入为 1，其输出为 0，与非门关闭，输出始终为 0，时 其他人再按下按钮不起作用。 钟脉冲不能进入 CP 端，其他人再按下按钮不起作用。
1 0
1 1 0 0
& 1 Sd 2
&
1
Rd
1
1
0
Qn Qn+1 0 0 Qn 1 1 0 1 0 1 0 1
5
Rd 直接置 0 端 ：
直接复位端 置0 0
Q
Rd Sd 1 1
Q
1 1 0 0
0 1 0
Rd
& 1 Sd 2
&
1
0
Qn Qn+1 0 Qn 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1
6
Sd ：直接置 1 端
Q Q Q Q
SD S CP R RD 高电平触发
SD S CP R RD 低电平触发
16
[例 13.2.1] 已知高电平触发可控 RS 触发器，R 和 S 端的输 例 触发器， 波形如图所示， 的波形。 入 波形如图所示，而且已知触发器原为 0 态，求输出端 Q 的波形。
[解] 解 1 CP R S
1
CP
D
0
30
Q
Q
& 1 SD 2
&
0
置 维 持 线
S & 3
1
& 4
R
如果 S = D = 0 门 4 和门 5 同时 被关闭！ RD 被关闭！ D 的变化不能传 递到 S、R 端。 、 置
维 持
1
A & 5 6 CP &
B0
线
0
0
1
D
1
三、D 触发器
由JK触发器转换为D触发器： Q Q
真值表
D
D 的变化对 Q 无影响
Q
34
四、T 触发器
(1) 将主从型 JK 触发器改接成 T 触发器
Q Q
真值表 T Qn+1 Qn Qn
Q
Q 主从 触发 T触 发器
J
C
K
0 1
RD
SD T CP
SD T
CP RD
逻辑符号
J=K=
0 —— Qn+1 = Qn 1 —— Qn+1 = Qn
35
(2) 将维持阻塞型 D 触发器改接成 T 触发器
多次翻转
2
3
4
Q
17
二、JK 触发器
1. 电路结构
主从型电路结构 1S = J Qn 1R = K Qn 从触发器的输出状态 由
Q Q
从触发器 2S C2 2R SD RD
主触发器的状态决定 CP：0 → 1 ： 主触发器打开 — 接受信号 从触发器关闭 — 输出状态 不变 CP：1 → 0 ： 主触发器关闭 — 不接受信号 从触发器打开 — 输出相应状态