第14章、触发器和时序逻辑电路3
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。
时序逻辑电路知识要点复习
《时序逻辑电路》知识要点复习一、时序逻辑电路1、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。
时序逻辑电路具有记忆功能。
2、时序逻辑电路分类：可分为两大类：同步时序电路与异步时序电路。
（1）同步时序电路：各触发器都受到同一时钟脉冲控制，所有触发器的状态变化都在同一时刻发生。
（2）异步时序电路：各触发器没有统一的时钟脉冲(或者没有时钟脉冲)，各触发器状态变化不在同一时刻发生。
计数器、寄存器都属于时序逻辑电路。
3、时序逻辑电路由门电路和触发器组成，触发器是构成时序逻辑电路的基本单元。
二、计数器1、计数器概述：（1）计数器：能完成计数，具有分频、定时和测量等功能的电路。
（2）计数器的组成：由触发器和门电路组成。
2、计数器的分类：按数制分：二进制计数器、十进制计数器、N 进制(任意进制)计数器；按计数方式分：加法计数器、减法计数器、可逆计数器；按时钟控制分：同步计数器、异步计数器。
3、计数器计数容量（长度或模）:计数器能够记忆输入脉冲的数目，就称为计数器的计数容量（或计数长度或计数模），用 M 表示。
3 位二进制同步加法计数器：M=23=8，n 位二进制同步加法计数器：M=2n，n 位二进制计数器需要用n个触发器。
4、二进制计数器(1)异步二进制加法计数器：如下图电路中，四个JK触发器顺次连接起来，把上一触发器的Q 端输出作为下一个触发器的时钟信号，CP0=CP CP1=QCP2=Q1CP3=Q2，J=K=1J1=K1=1 J2=K2=1 J3=K3=1Q3Q2Q1Q为计数输出，Q3为进位输出，Rd 为异步复位（清0）这样构成了四位异步二进制加计数器。
在计数前清零，Q3Q2Q1Q=0000；第一个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=0001；第二个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=0010；第三个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=0011，……，第15个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=1111，第16个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=0000，并向高位输出一个进位信号，当下一个脉冲来时，进入新的计数周期。
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 ；
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(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
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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。
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14.1 双稳态触发器
14.1.1 RS 触发器
《电工与电子技术》考试【 触发器和时序逻辑电路】题目类型【问答题】难度【易】
为什么触发器能寄存0或1？
答案：
因为
问题【3】删除修改
基本RS触发器、钟控触发器和边沿触发器在什么时候会因为干扰而可能产生误动作？
答案：
基本RS触发器在任何时候都会受干扰而产生误触发；钟控触发器在CP脉冲高电平期间会因干扰而误触发；而边沿触发器只有在CP脉冲上升沿或是下降沿时才会受干扰产生误触发。
问题【4】删除修改
触发器的逻辑功能有哪几种描述方法？
答案：
触发器的逻辑功能的描述方法有：真值表法；逻辑函数表达式；真值表法；波形图法和状态转换图法等5种。
问题【5】删除修改
钟控触发器的电路结构型式，逻辑功能及触发方式三者之间有什么关系？逻辑功能相同的触发器，触发方式是否相同？
答案：
电路结构不同，逻辑功能和触发器方式便可能不同。但同一种逻辑功能的触发器，可以采用不同的电路结构，便有不同的触发方式。因此，逻辑功能相同的触发器，触发方式不一定相同。
问题【9】删除修改
什么是并行输入、串行输入、并行输出、串行输出？
答案：
并行输入，即当寄存指令来到时，待寄存的各位数据同时存放到各位触发器；串行输入，即在移位脉冲的作用下，待存数据逐位向左或向右移入各触发器；并行输出，即当取指指令来到时，被存放的数据同时在各位触发器的输出端取出；串行输出，即在移位脉冲的作用下，被存数据由最高位或最低位逐位取出。
问题【10】删除修改
什么是异步计数器，什么是同步计数器两者有什么区别？
答案：
异步计数器，即计数脉冲不是同时加到各位触发器的C端，因此各位触发器的翻转有先后次序，即是异步的。同步计数器，即计数脉冲是同时加到各位触发器的C端，因此各位触发器的翻转和计数脉冲同步。同步计数器运算速度快，可靠性高。而异步计数器不仅运算速度慢，而且可能产生误码，如由状态“0111”变到“1000”的过程实际上是111→0110→0100→0000→1000。同步计数器则在同一时刻由0111→1000。
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。
电工学概论之门电路和组合逻辑电路
数字电路按照功能的不同分为两类： 组合逻辑电路；时序逻辑电路。
第 13 章 门电路和组合逻辑电路
第 14 章 触发器和时序逻辑电路
第13章 门电路和组合逻辑电路
数字电路按照功能的不同分为两类：组合逻辑电路； 时序逻辑电路。
组合逻辑电路的特点：只由逻辑门电路组成，它的输 出变量状态完全由当时的输入变量的组合状态来决定，而 与电路的原来状态无关，它不具有记忆功能。
第13章 门电路和组合逻辑电路
13.1 基本门电路及其组合
13.1.1 逻辑门电路的基本概念 门电路：实现各种逻辑关系的电路。
分析逻辑电路时只用两种 相反的工作状态，并用 1 或 0 表示。如开关接通用 1 表示， 开关断开用 0 表示。灯亮可用 1 表示，灯灭可用 0 表示。
正逻辑系统：高电位用 1 表示，低电位用 0 表示。
已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。 分析步骤： (1)根据逻辑图，写出逻辑函数表达式 (2)对逻辑函数表达式化简或变换 (3)根据最简表达式列出状态表
(4)由状态表确定逻辑电路的功能
第13章 门电路和组合逻辑电路
[例 2] 分析下图逻辑电路的功能。
& AAB
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA B
& AB
&Y
&
B AB
Y AABB AB AAB B AB
Ai Bi
Si 全加器
Ci-1
CI CO Ci 逻辑符号
Ci-1：来自低位的进位 Ci：向高位的进位
A( A B) B( A B) AB AB AB
功能：当 A、B 取值不相同时， 输出为 1，是异或门。
A =1
B
时序逻辑电路
3 ． 异步减 法计 数器
（1）3位递减计数器的状态
（2）电路组成
二 、 十进制计数器
十进制递减计数器的状态
1．电路组成
异步十进制加法计数器
2．工作原理
（1）计数器输入0～9个计数脉冲时，工作过程与4位二进制异步加法计数器完 全相同，第9个计数脉冲后，Q3Q2Q1Q0状态为1001。 （2）第10个计数脉冲到来后，此时计数器状态恢复为0000，跳过了1010~1111 的6个状态，从而实现842lBCD码十进制递增计数的功能。
④ 最 高 位 触 发 器 FF 3 是 在 Q 0 、 Q 1 、 Q 2 同 时 为 1 时 触 发 翻 转 ， 即 FF 0 ～ FF 2 原均为 1 ，作加 l 计数时，产生进位使 FF 3 翻转为 l 。
（2）电路组成
4位二进制同步加法计数器逻辑图
工
程
应
用
计数不正常的故障检测 第一步，先查工作电源是否正常；第二步，检查触 发器的复位端是否被长置成复位状态；第三步，用示波器观测计数脉冲是否加到 了触发器的CP端；第四步，替换触发器，以确定集成电路是否损坏。
第二节 计数器
在数字系统中，能统计输入脉冲个数的电路称为计数器。
一 、二进 制计 数器 1 ． 异步二 进制 加法计 数器
每输入一个脉冲，就进行一次加 1 运算的计数器称为加法 计数器，也称为递增计数器。 4 个 JK 触发器构成的异步加 法计数器如下图所示。
图中 FF 0 为最低位触发器，其控制端 C l 接收输入脉冲，输 出信号 Q 0 作为触发器 FF 1 的 CP ， Q 1 作为触发器 FF 2 的 CP ， Q 2 作为 FF 3 的 CP 。各触发器的 J 、 K 端均悬空，相当于 J = K =1 ，处于计数状态。各触发器接收负跳变脉冲信号时 状态就翻转，它的时序图见下图。
逻辑电路 分类
逻辑电路分类逻辑电路是现代电子技术中的重要组成部分，它们用于在电子设备中处理和传输信息。
根据其功能和结构的不同，逻辑电路可以分为多个分类。
以下是对几种常见的逻辑电路分类的介绍。
第一类是组合逻辑电路。
组合逻辑电路是由逻辑门组成的电路，逻辑门根据输入信号的组合来产生输出信号。
组合逻辑电路的输出只与当前的输入信号有关，而不受过去输入信号的影响。
常见的组合逻辑电路包括与门、或门、非门等。
与门的输出只有在所有输入信号都为1时才为1，否则为0；或门的输出只有在任意一个输入信号为1时才为1，否则为0；非门的输出与输入信号相反。
第二类是时序逻辑电路。
时序逻辑电路是由存储器和触发器等组成的电路，它可以根据输入信号和内部状态的变化来产生输出信号。
时序逻辑电路具有内部记忆功能，可以实现存储和处理信息的功能。
触发器是时序逻辑电路的核心元件，它可以存储一个比特的信息，并根据时钟信号的变化来改变其输出状态。
常见的触发器包括D触发器、JK触发器等。
第三类是可编程逻辑器件。
可编程逻辑器件是一种集成电路，可以根据用户的需求进行编程，实现不同的逻辑功能。
它通常由逻辑门和可编程的连接结构组成，可以根据用户的输入信号和编程信息来产生输出信号。
常见的可编程逻辑器件有可编程门阵列（PGA）、可编程逻辑阵列（PLA）等。
第四类是数字信号处理器（DSP）。
数字信号处理器是一种专门用于处理数字信号的微处理器，它可以对输入的数字信号进行快速、准确的处理。
数字信号处理器通常具有高速、高精度和低功耗的特点，广泛应用于通信、音频、视频等领域。
以上是对几种常见的逻辑电路分类的简要介绍。
通过合理的组合和应用这些逻辑电路，可以实现各种复杂的电子系统和功能。
在现代科技发展的背景下，逻辑电路的应用前景十分广阔，将持续为人类生活和工作带来更多的便利和创新。
电路基础与集成电子技术 数码寄存器和移位寄存器
若需要从移位寄存器中取出数码，可从每位触发 器的输出端引出，这种输出方式称并行输出。另一种 输出方式是由最后一级触发器F4输出端引出。若寄存 器中已存有数码1011，每来一个移位脉冲输出一个数 码（即将寄存器中的数码右移一位），则再来四个移 位脉冲后，四位数码全部逐个输出，这种方式称之为 串行输出。
数码寄存器在获得“接收”命令（也称“写入脉冲”） 时，把数码接收过来，在得到“读出”命令后，将数码输出。
读出脉冲 &
Q4 D4 CP X4
输出
&
Q3 D3
&
Q2 D2
X3
X2
输入
&
Q1 D1
X1
第14章 触发器和时序逻辑电路
2010.03
D触发器的输出Qn+1=Dn=Xn；若输入数码Xn =1，Qn+1= D n=1；若输入数码Xn = 0，Qn+1=Dn=0。可见，不管各位触 发器的原状态如何。当接收脉冲CP到来后，输入数据X1~X4 就一齐送入D触发器，这种输入方式称为并行输入。 并行输出。
3 0 1 0 1 1 D触发器的输出Qn+1=Dn=Xn；
在计算机中，进行二制数的乘法和除法都是由移位操作结合加法操作来完成。
第四个串入的数据"1"
4．右移 当[S1S0]=01(1)时，在时钟的参与下执行右移操作，将移位寄存器中 的数据依次向高位移动一位，同时接收右移数据串行输入
4 1 0 端DSR的数据进入QA，QD的数据将移出寄存器。
由于寄存器具有清除数码、接收数码、存放数码和传 送数码的功能，因此，它必须具有记忆功能，所以寄存器 都由触发器和门电路组成的。
寄存器分为数码寄存器（也简称为存储器）和移位寄 存器两种。两者都具有暂时存放数码的记忆功能，不同之 处是后者具有移位功能而前者却没有。
常用的时序逻辑电路
常用的时序逻辑电路时序逻辑电路是数字电路中一类重要的电路，它根据输入信号的顺序和时序关系，产生对应的输出信号。
时序逻辑电路主要应用于计时、控制、存储等领域。
本文将介绍几种常用的时序逻辑电路。
一、触发器触发器是一种常见的时序逻辑电路，它具有两个稳态，即SET和RESET。
触发器接受输入信号，并根据输入信号的变化产生对应的输出。
触发器有很多种类型，常见的有SR触发器、D触发器、JK 触发器等。
触发器在存储、计数、控制等方面有广泛的应用。
二、时序计数器时序计数器是一种能按照一定顺序计数的电路，它根据时钟信号和控制信号进行计数。
时序计数器的输出通常是一个二进制数，用于驱动其他电路的工作。
时序计数器有很多种类型，包括二进制计数器、BCD计数器、进位计数器等。
时序计数器在计时、频率分频、序列生成等方面有广泛的应用。
三、时序比较器时序比较器是一种能够比较两个信号的大小关系的电路。
它接受两个输入信号，并根据输入信号的大小关系产生对应的输出信号。
时序比较器通常用于判断两个信号的相等性、大小关系等。
常见的时序比较器有两位比较器、四位比较器等。
四、时序多路选择器时序多路选择器是一种能够根据控制信号选择不同输入信号的电路。
它接受多个输入信号和一个控制信号，并根据控制信号的不同选择对应的输入信号作为输出。
时序多路选择器常用于多路数据选择、时序控制等方面。
五、时序移位寄存器时序移位寄存器是一种能够将数据按照一定规律进行移位的电路。
它接受输入信号和时钟信号，并根据时钟信号的变化将输入信号进行移位。
时序移位寄存器常用于数据存储、数据传输等方面。
常见的时序移位寄存器有移位寄存器、移位计数器等。
六、状态机状态机是一种能够根据输入信号和当前状态产生下一个状态的电路。
它由状态寄存器和状态转移逻辑电路组成，能够实现复杂的状态转移和控制。
状态机常用于序列识别、控制逻辑等方面。
以上是几种常用的时序逻辑电路，它们在数字电路设计中起着重要的作用。
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。
时序逻辑电路的结构
时序逻辑电路的结构时序逻辑电路是一种数字电路，其输出不仅取决于当前的输入，还与之前的输入序列有关。
这种电路主要由组合逻辑电路和存储元件组成，存储元件用来存储状态信息。
下面将从五个方面详细介绍时序逻辑电路的结构。
1.输入和输出信号时序逻辑电路具有一组输入信号和一组输出信号。
输入信号用于改变电路的状态，而输出信号则表示电路的当前状态。
与组合逻辑电路不同的是，时序逻辑电路的输出信号不仅与当前的输入信号有关，还与其内部存储的状态信息有关。
2.存储元件存储元件是时序逻辑电路的核心部分，用于存储状态信息。
常见的存储元件包括触发器和寄存器等。
触发器在特定的时钟脉冲边缘触发下，根据输入信号的变化更新内部状态；寄存器则能够保存一个二进制数位的序列，常用于实现计数器、移位器等功能。
3.逻辑门逻辑门是实现逻辑运算的电路元件，用于处理输入信号并产生输出信号。
在时序逻辑电路中，逻辑门通常与存储元件配合使用，以实现特定的功能。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等，这些门电路能够实现基本的逻辑运算。
4.时钟信号时钟信号是时序逻辑电路中控制电路运行的关键信号。
时钟信号通常是一个周期性的脉冲信号，用于控制触发器的触发时刻和状态更新。
在同步时序逻辑电路中，所有存储元件都在同一时钟信号的控制下进行状态更新。
5.反馈信号反馈信号是指从时序逻辑电路的输出端返回的信号，用于影响电路的下一个状态。
反馈信号通常由存储元件的输出提供，并作为输入信号的一部分影响下一个状态的计算。
通过适当的反馈设计，可以实现各种复杂的时序逻辑功能，如计数器、移位器等。
时序逻辑电路是一种重要的数字电路类型，其结构包含输入和输出信号、存储元件、逻辑门、时钟信号和反馈信号等方面。
通过这些组成部分的协同工作，时序逻辑电路能够实现各种复杂的逻辑功能，并在数字系统中得到广泛应用。
了解时序逻辑电路的结构和工作原理对于设计、分析和应用数字系统具有重要意义。
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)]
第14章 双稳态触发器
图14．1-15例14．1-2的输电平RS触发器输出状态在时钟脉冲高电平时“乱跳”，在电路结构上做了 改变，即利用两个电平触发的RS触发器构成主从结构的RS触发器，其电路及逻辑符号 如图14．1-16所示。其中与外接时钟CLK相连的RS触发器称为主触发器，另一个称为从 触发器，它们之间是用非门将两个时钟连接在一起的。因此在外接时钟脉冲CLK高电平 时，主触发器的输出状态按表 14．1-2跟随输入端S和R改变，但从触发器的CLK从为低 电平，故触发器输出Q的状态在CLK高电平期间保持不变。当在外接时钟脉冲CLK由高 电平转为低电平，即下降沿到来后，从触发器的输出状态按表14．1-2跟随输入端S和尺 改变，但由于主触发器的CLK为低电平，故主触发器此时保持不变。 在图14．1-16(b)中，主从RS触发器的逻辑符号中，符号“]”表示输出状态滞后输入 状态。
图14．1-6 RD=1和SD=1的情况
由上面分析得出基本：RS触发器的功能表，如表14．1-l所示，其中1*表示禁态。 由表可知，基本 RS触发器的输出在任何时候都是由输入信号决定的，这是它的动作 特点。 表14．1-1 由与非门构成的RS触发器的逻辑功能表
基本RS触发器是时钟双稳态触发器的基本组成部分，其作用是设置触发器初始状态，另外 它还可以构成按钮的防抖动电路及数据寄存器。 【例14．1-1】对于图14．1-1(a)所示的基本RS触发器，若输入端所加电压波形如图14．1-7 所示，试画出触发器输出端Q和Q的电压波形。 【解】根据表 14 ． 1-1 可以画出触发器输出端的波形如图 14 ． 1-7 所示。由图可见，当 RD=SD=0时，输出Q=Q=1，触发器为禁态。而当RD=SD=0过后，RD=SD=1时，触发器的状态不 定，为不定态。
图14．1-20 J=0、K=1且触发器原态为“1”的情况 图14．1-21 J=1、K=0且触发器原态为“0”的情况 图14．1-22 J=l、K=0且触发器原态为“1”的情况
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
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S JQn R KQn
C高电平时F主状态 由J、K决定，F从状 态不变。
C下降沿( )触发器 翻转（ F从状态与F主 状态一致）。
SD
F从 S C R
C
Q
Q
RD
S
F主 C
Q
R
1
J
0
1
CK
0
32
S JQn R KQn
S ' R ' Qn+1 Qn 0 0 0 1 0 1 0 1 C高电平时F主状态 由J、K决定，F从状 态不变。 C下降沿( )触发器 翻转（ F从状态与F主 状态一致）。
39
例：D 触发器工作波形图
上升沿触发翻转
C D Q
40
14.1.4 触发器逻辑功能的转换 1. 将JK触发器转换为 D 触发器
D触发器状态表 D Qn+1 0 0 1 1
当J=D，K=D时， 两触发器状态相同 Q Q
JK触发器状态表 J K Qn+1 SD J C K RD 0 0 Qn 0 1 0 1 仍为下降沿 1 0 1 触发翻转 1 1 Qn D
D
1
38
结论： C上升沿前接收信号， 上降沿时触发器翻转， （ 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 D Qn+1 0 0 1 1
Q
Q
SD D C RD 逻辑符号
上升沿触 发翻转
1 Q 0
Q
0 Q 1
F从 S C R
SD 0
Q
翻转为“0”态 设触发器原 态为“0”态
C
为“？”态
F主 S 0 C 1R 0 1 00 1 1 J CK
1
Q
1 RD Q
1 0 1
0
0
29
(3)J=1，K=0 设触发器原 态为“0”态
0 Q 1
Q
1 Q 0
F从 S C R
SD 1
Q
翻转为“1”态 设触发器原 态为“1”态
& 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 S0
打开
1 C
R 0
17
Q
0. & G1 (2) S = 0, R= 1 1 SD 触发器置“0”
Q
.1
& G2
1
& G3
0 RD 1
& G4
S0
C
1
R1
18
Q
1. (3) S =1, R= 0 1 SD & G1
1
Q
0 Q
1 0 1
0
0
27
(1)J=1, K=1 设触发器原 态为“1”态 (1)J=1,K=1
Q1
Q
Q0
F从 S C R
SD
Q
为“？”状态 J=1, K=1时，每来 一个时钟脉冲，状 态翻转一次，即具 有计数功能。
C
Q
RD
S
F主 C
Q
R
1
J
0
1
CK
0
28
(2)J=0，K=1 设触发器原 态为“1”态
第14章 触发器和时序逻辑电路
14.1 双稳态触发器
14.2 寄存器
14.3 计数器
*14.5 应用举例
1
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。
Q
.
1
1 0 若先翻转
& G2
1
1 RD 0
若G1先翻转，则触发器为“0”态
12
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
同时变 1后不确定
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)
14.2.1 数码寄存器
Q3 1 &
1 0
Q SD RD
并行输出方式 Q2 Q1 0 1 & &
0 1 0
Q0 0 &
0
Q SD RD
Q Q 状态保持不变 SD RD SD RD
取数指令 1 清零
1 0
&
1 1
&
1 0
&
1 1
数码寄存器 移位寄存器
44
仅有寄存数码的功能。 通常由D触发器或R-S触发器组成 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 0 1 0 0 0 0
D Q D Q D Q D QF3ຫໍສະໝຸດ F2F1F0
. .
d3 1 d2 1
. . 触发器状态不变 . .
d1 0 并行输入方式 d0 1
清零 RD
寄存指令
寄存数码
45
T 触发器仅具有计数功能
即要求来一个C， 触发器就翻转一次。
Q
Q
D C D=Q C D触发器状态表 D Qn+1 0 0 1 1
43
Q
14.2 寄存器
寄存器是数字系统常用的逻辑部件，它用来存放 数码或指令等。它由触发器和门电路组成。一个触 发器只能存放一位二进制数，存放 n 位二进制时， 要 n个触发器。 按功能分
41
2. 将JK触发器转换为 T 触发器
T触发器状态表 T Qn+1
0 1 Qn (保持功能) Qn (计数功能) SD
Q
Q
JK触发器状态表 J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn
J CK
RD
T
当J=K时，两触发 器状态相同
42
3. 将 D 触发器转换为 T´触发器
SD
Q
C
Q
RD
S
F主 C 0
0
Q
1 1
R
K
状态保持不变。
0
J C 1
25
Q
Q
C高电平时触发器接收 信号并暂存（即F主状 态由J、K决定，F从状 态保持不变）。 C下降沿( )触发器翻 转（ F从状态与F主状 态一致）。
C低电平时,F主封锁 J、K不起作用 要求C高电平期间J、K 的状态保持不变。
触发器保持 “1”态不变
Q
Q
.
0 1
0 0
& G1 SD1
& G2
RD1
11
(4) SD=0，RD = 0
“1”态
当信号SD= RD = 0 Q 1 同时变为1时，由 1. 于与非门的翻转 时间不可能完全 & G1 相同，触发器状 1 0 1 态可能是“1”态， 1 1 也可能是“0”态， SD 0 不能根据输入信 号确定。
C
为“？”态
F主 S 1 C 0R 0 1 11 0 0 J CK
1
Q
0 Q
RD
1 0 1
0
0
30
(4)J=0，K=0 设触发器原 态为“0”态
Q0
Q
Q1
保持原态
F从 S C R
SD
Q
保持原态
C
Q
RD
保持原态
S 0
F主 C 0R 0 0 CK
0
Q
1
10 J
0
1
31
结论：
Q0
Q
Q1
在C = 1期间，触发器保持“0”不变
D
0
37
14.1.3 维持阻塞 D 触发器 2.逻辑功能 （1）D = 1
当C = 0时 触发器状态不变 当C = 1时 触发器置“1”
封锁
Q 1
0Q
& G1
0 1
& G2
1
SD
RD
封锁 1 0
& G3
1 1
& G4
0
C
& G5
& G6
在C = 1期间，触发器保持“1”不变
SD
Q
F从 S C R C
Q
Q
RD
S
F主 C 0
Q
1
R
1
J C
1
K
0
26
0
分析JK触发器 的逻辑功能 (1)J=1, K=1 设触发器原 态为“0”态
0 Q 1
Q
1 Q 0
状态不变
F从 S C R
SD 1
Q
主从状 态一致
RD
C
翻转为“1”态
状态不变
F主 S 1 C 0R 0 1 11 1 0 J CK
(1) SD=1，RD = 0
设触发器原态 为“1”态。
1
Q
Q
0
0.
& G1 1 1 0
.1
& G2 0 RD
6
翻转为“0”态
SD
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。 0Q 0 .