时序电路基础知识
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第一章 基础知识
内容提要 3. 基本时序逻辑电路 触发器： RS 触发器、D 触发器、JK 触发器 时钟同步：电平触发、边沿触发 寄存器： 缓冲器与锁存器 移位寄存器 计数器： 行波与同步计数器 环行计数器 程序计数器 累加器：ALU
目的要求 1. 掌握触发器、寄存器在微机中的应用意义 2. 掌握环形计数器对微机工作的意义
4
•累加器 –一种特殊的移位寄存器 –并非用于加法，而是作为 ALU 的主要操作数来源及结果存放处
思考题 1. 为什么要使用 I/O 接口电路？ 2. 在 I/O 接口电路中，缓冲器与锁存器分别起什么作用？ 3. 举例说明译码器在微机中的应用。
5
–RS 触发器：是其它触发器的基础 •R 表示 Reset，S 表示 Set •时钟同步：将 R、S 与时钟相与，使置位或复位在时钟信号的高电平期间才发生
1
–D 触发器：是构成寄存器的主要器件
•特点：当一个时钟信号到来时，D 端输入将会翻转到 Q 端输出上 •时钟边缘同步：将时钟信号利用 RC 微分电路变换成尖峰信号，实现精确同步
3
–并行计数器：同步计数器，可克服串行计数器所固有的缺陷，提高计数速度
•可控计数器：将 J、K 端连接至一控制信号 –环形计数器：环行置位器，节拍发生器
•特点：可保证唯一的“1”在各位环行出现 •作用：产生机器节拍，发出顺序控制信号
–程序计数器 PC： •对程序指令计数，可表征指令的执行情况和当前位置
•典型应用： –输入端口：可使用缓冲器 –输出端口：必须使用锁存器
•装入控制门电路：L 门
–移位寄存器： •用以实现快速乘、除法或其它逻辑功能 •注意与缓冲器、锁存器的区别 •左移寄存器和右移寄存器
•计数器：一种特殊寄存器，能将自身贮存的数加 1 或者减 1 –串行计数器：行波计数器，由 JK 触发器构成
重点难点 1. D 触发器的原理及应用 2. 缓冲器与锁存器的区别、联系及应用 3. 计数器的概念 4. 环形计数器的作用
讲授内容
3. 基本时序逻辑电路 • 时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别 •组合电路： –输出只与输入有关 •时序电路： –输出不仅与当时的输入有关，还与过去的历史有关，与过去的时间有关 –利用这一点，可以产生具有记忆能力的电路 • 触发器：Trigger，微机的记忆细胞 –2 个互为反相的输出端 –稳态：当输入不发生变化时，2 个输出保持稳定不变，可储存 1 个二进制位 –翻转：当输入满足一定变化条件时，输出将发生由 0 到 1 或由 1 到 0 的变化
–JK 触发器：是构成计数器的理想器件 •根据 2 个输入的不同组合，JK 触发器可呈现出 4 种不同的工作状态 •反转：利用该状态实现计数器
• 寄存器：多个触发器构成 –工作原理：
2
–缓冲器与锁存器：区别在于 CLK 的信号形式上 •缓冲器：连续 CLK 信号。只要输入有变化，就会马上反映到输出上 •锁存器：可控的高电平信号。当需ຫໍສະໝຸດ Baidu寄存输入时，产生一个有效的锁存信号；而当该信号 保持无效时，无论输入怎么变化，输出都不会发生变化
内容提要 3. 基本时序逻辑电路 触发器： RS 触发器、D 触发器、JK 触发器 时钟同步：电平触发、边沿触发 寄存器： 缓冲器与锁存器 移位寄存器 计数器： 行波与同步计数器 环行计数器 程序计数器 累加器：ALU
目的要求 1. 掌握触发器、寄存器在微机中的应用意义 2. 掌握环形计数器对微机工作的意义
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•累加器 –一种特殊的移位寄存器 –并非用于加法，而是作为 ALU 的主要操作数来源及结果存放处
思考题 1. 为什么要使用 I/O 接口电路？ 2. 在 I/O 接口电路中，缓冲器与锁存器分别起什么作用？ 3. 举例说明译码器在微机中的应用。
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–RS 触发器：是其它触发器的基础 •R 表示 Reset，S 表示 Set •时钟同步：将 R、S 与时钟相与，使置位或复位在时钟信号的高电平期间才发生
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–D 触发器：是构成寄存器的主要器件
•特点：当一个时钟信号到来时，D 端输入将会翻转到 Q 端输出上 •时钟边缘同步：将时钟信号利用 RC 微分电路变换成尖峰信号，实现精确同步
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–并行计数器：同步计数器，可克服串行计数器所固有的缺陷，提高计数速度
•可控计数器：将 J、K 端连接至一控制信号 –环形计数器：环行置位器，节拍发生器
•特点：可保证唯一的“1”在各位环行出现 •作用：产生机器节拍，发出顺序控制信号
–程序计数器 PC： •对程序指令计数，可表征指令的执行情况和当前位置
•典型应用： –输入端口：可使用缓冲器 –输出端口：必须使用锁存器
•装入控制门电路：L 门
–移位寄存器： •用以实现快速乘、除法或其它逻辑功能 •注意与缓冲器、锁存器的区别 •左移寄存器和右移寄存器
•计数器：一种特殊寄存器，能将自身贮存的数加 1 或者减 1 –串行计数器：行波计数器，由 JK 触发器构成
重点难点 1. D 触发器的原理及应用 2. 缓冲器与锁存器的区别、联系及应用 3. 计数器的概念 4. 环形计数器的作用
讲授内容
3. 基本时序逻辑电路 • 时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别 •组合电路： –输出只与输入有关 •时序电路： –输出不仅与当时的输入有关，还与过去的历史有关，与过去的时间有关 –利用这一点，可以产生具有记忆能力的电路 • 触发器：Trigger，微机的记忆细胞 –2 个互为反相的输出端 –稳态：当输入不发生变化时，2 个输出保持稳定不变，可储存 1 个二进制位 –翻转：当输入满足一定变化条件时，输出将发生由 0 到 1 或由 1 到 0 的变化
–JK 触发器：是构成计数器的理想器件 •根据 2 个输入的不同组合，JK 触发器可呈现出 4 种不同的工作状态 •反转：利用该状态实现计数器
• 寄存器：多个触发器构成 –工作原理：
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–缓冲器与锁存器：区别在于 CLK 的信号形式上 •缓冲器：连续 CLK 信号。只要输入有变化，就会马上反映到输出上 •锁存器：可控的高电平信号。当需ຫໍສະໝຸດ Baidu寄存输入时，产生一个有效的锁存信号；而当该信号 保持无效时，无论输入怎么变化，输出都不会发生变化