时序逻辑电路(

第六章时序逻辑电路

内容提要

【熟悉】触发器四种电路结构及动作特点,四种逻辑功能及其逻辑关系、逻辑符号,逻辑功能的四种描述方法

【掌握】时序电路的特点和一般分析方法

【熟悉】寄存器的功能、分类及使用方法, 双向移位寄存器的级联【掌握】计数器的功能和分类,级联法、置位法构成N进制计数器【掌握】555定时器构成三种电路的工作特点、连接方法及主要参数一．一．网上导学

二．二．典型例题

三．三．本章小结

四．四．习题答案

网上导学

§6.1时序逻辑电路的特点

时序逻辑电路的特点：任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而

且还和电路原来的状态有关，所以时序电路具有记

忆功能。

在第五章中，向大家介绍了组合电路。

组合电路的特点是其任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态。

２．时序电路逻辑功能描述方法

在上面给出的时序电路结构框图中，包括组合逻辑电路和具有记忆功能的存储电路。

输出变量y1，y2，y3。。。。y b，合称输出矢量Y(t)。

输入变量x1，x2，x3。。。。x a，合称输入矢量X(t)。

同样，存储电路的输入、输出称之为矢量P(t)和矢量Q(t)

按照结构图，我们可以列出三组方程：设tn+1，tn分别为相邻的两个离散的时间瞬间。

矢量Y(tn)是X(tn)，Q(tn)的函数，称输出方程。

矢量P(tn)是X(tn)，Q(tn)的函数，称驱动方程。

矢量Q(tn+1)是P(tn)，Q(tn)的函数，称状态方程。

本节问答题

1．1．什么叫组合逻辑电路？

2．2．什么叫时序逻辑电路？

3．3．它们在逻辑功能和电路结构上各有什么特点？

4．4．在时序电路中，时间量tn+1，tn各是怎样定义的？描述时序电路功能需要几个方程，它们各表示什么含义？

§６.２触发器

在这一节中,向大家介绍一种最基本的存储电路触发器（flip-flop）。触发器具有以下基本特点：

（１）具有两个稳定的（０和１）状态，能存储一位二进制信息；

（２）根据不同的输入，可将输出置成０或１状态；

（３）当输入信号消失后，被置成的状态能保存下来。

６.2.1 基本ＲＳ触发器

一．电路结构及逻辑符号

在本书第三章里，我们讲了各种门电路，若把两个反相器按照a 图的形式连接起来，可以看出，A点和B点信号是反相的，而A点和C点始终保持同一电平。这样，可以把A，C视为同一点（下面的b 图和c图）。在C图中，A，B两点始终反相，而且电路状态稳定，在没有外界干扰或者触发的状态下，电路能够保持稳定的输出。(这一

点,大家可以稍作分析即可得知)。d图是c图的习惯画法。将D图加

上触发端，就构成了基本RS触发器。

下面a图示出了基本RS触发器的逻辑图和符号。它由两个与非门交叉耦合组成，有两输入端（触发端）A和B。基本RS触发器有两个

稳定的状态：一个是Q=1，Q=0的1状态（Q，Q分别表示触发器的同相和反相输出端，如果Q端输出为1，则称触发器为1状态，如

果Q端输出为0，则称触发器为0状态），另一个是Q=0，Q=1的0

状态。正常工作时，Q和Q是一对互补的输出状态。两个输入端A，B 中，使Q=1的输入端称置位端（Set），使Q=0的端称复位端（Reset），上图的A端和S非端（S）称置位端，B端和R非端（R）称复位端，上面设计的R-S触发器用的是与非门，有效触发器输入端所有可能出现的信号和相应的输出端的状态列成一个表，称为触发器的特性表或

R S Q N Q N＋1 说明

0 0 0 不允许不满足约束

条件

0 0 1 不允许不满足约束

条件

0 1 0 0 置0

0 1 1 0 置0

1 0 0 1 置1

1 0 1 1 置1

1 1 0 0 保持原态

1 1 1 1 保持原态

表6.2.1 列出了与非门组成的基本RS触发器输入R、S，现态Q n和次态Q n＋1关系的功能表。

由表可以看出：

⑴基本RS触发器具有保持功能, (R=1,S=1)；

⑵当R=0(S=1)时，触发器具有置０功能，将R端称为复位端，低电

平有效；

⑶当S=0(R=1)时，触发器具有置１功能，将S端称为置位端，低电平有效；

⑷由与非门组成的基本ＲＳ触发器输入低电平有效。

⑸Q n ,Q n＋1表示前后两个离散时间触发器的状态，上标n和n+1均表示前后两个离散的时间.

注意:当R,S端均为0时，由于基本RS触发器在触发器正常工作时，不允许出现R和S同时为0的情况，规定了约束方程S＋R=1（6.2.1）.触发器正常工作时，S和R应满足这一约束方程，使其成立。

二．基本ＲＳ触发器的动作特点

丶在输入信号的全部作用时间内,都直接控制和改变输出端的状态。

例6.2.1 对用与非门构成的基本RS触发器，试根据给定的输入信号

波形对应画出输出波形。

在开始画波形图的时候最好将输入波形的前后沿均用虚线描出，然后在虚线所分割的每一个区间内分析相对应的输出波形。

基本ＲＳ触发器缺点：缺乏统一协调,抗干扰能力差

６.2.2 门控RS触发器和D锁存器

在数字系统中，往往会含有多个触发器，为了使系统协调工作，引入一个控制信号。系统的这个控制信号通常叫做时钟信号。

一．门控ＲＳ触发器

⑴门控ＲＳ触发器的电路结构及逻辑符号(逻辑符号应用国标,见书

P165图 6.2.3)