第十五章 双稳态触发器和 时序逻辑电路 第一节 第一节 第二节 第二节 第三节 第三节 第四节 第五节 第一节 基本双稳态触发器 时序逻辑电路与输出状态不仅与输入变 量有关，而且还与系统先前的状态有关。 时序逻辑电路的特点： ①包括组合逻辑电路和具有记忆功能的电 路或反馈延迟电路。 ②输入、输出之间至少有一条反馈路径。 触发器是时序逻辑电路的基本单元，是 一种具有记忆功能的逻辑电路。能够储存一 位二值信号。 双稳态触发器的特点： (1)具有两个能自行保持的稳定状态； (2)根据不同的输入信号可以置成“1”状态 或“0”状态； (3)在输入信号消失后，如果没有新的信号 输入，能够保持原状态，直至下一个新的信 号输入为止。 基本R-S触发器 RDSD Q Ω 0 0 1 1 0 1 0 同为1，触发器保 持原状态； 同为0 触发器状态无法确定，此 情况应避免。 1 1 不 变 0 0 不 定 与非门组成的R-S触发器为负脉冲有效。 基本R-S触发器的约束条件是 逻辑符号 基本R-S触发器的优点： 结构简单，具有记忆功能。 基本R-S触发器的缺点： 输出直接受输入控制，具 有不定状态。 负脉冲 有效 第二节 钟控双稳态触发器 钟控R-S触发器 JK触发器 D触发器 T'-T触发器 触发器逻辑功能的转换 触发器应用 一、钟控R-S触发器 为使触发器能按要求在某一时间翻转， 外加一时钟脉冲CP来控制。 复位端 置位端 负脉 冲有效，不受CP控制。 R S R S 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 CP=1时，触发器才能翻转。 CP控制触发器的翻转时刻，R、S控制触 发器的翻转状态。 钟控R-S触发器为正脉冲有效。 钟控R-S触发器的约束条件是 RS=0 逻辑符号 例：已知钟控]R-S触发器 (正脉冲有效)的 输入信号 R、S波形如图，试画出Q的波 形。 例：由钟控R-S触发器组成的"T'触发器如图 所示，可完成计数功能，试分析其逻辑功能。 解： CP脉冲来一个，触发器 钟控R-S触发器的CP对触发器 的控制是在一个时间间隔内，而不是 控制在某一时刻。 能翻 转多次，即“空翻”。 二、主从型JK触发器 主从型JK触发器由 主触发器和从触发器 组成，主触发器和从 触发器时钟信号反相. 当CP上升沿几到来 时，主触发器发生翻 转，当CP下降沿 到 来时，从触发器翻转， 从而保证在一个CP周 显然，输出状态在CP下降沿到达时改变。 因此，这种触发器为下降沿触发。 \fra c{JK \tex titQ ₙ₊₁} {0}Q ₙ} \fr ac{ JK\ tex tit Qₙ₊ ₁}{ 0}Q ₙ} 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 K CJ 复位端 置位端 负脉 冲有效，不受CP控制。 主从型JK触发器将触发器的翻转控制在 CP下降沿这一时刻。 主从型JK触发器无不定状态，组成计数 电路，可克服空翻。 主从型JK触发器存在一次翻转的问题。 即主触发器在CP=1期间只能翻转一次，要 求J、K状态在CP=1期间不能变化。 负脉冲 逻辑符号 有效 下降沿 触发 例：已知JK触发器 (下降沿触发)的输入信 号J、K波形如图，试画出Q的波形 (Q初始 状态为0)。 三、D触发器 D触发器仅在CP前沿到达 时翻转，是边沿触发器。 逻辑符号 D触发器无不 定状态；克服空翻、 一次翻转现象。 D触发器的输出状态仅取决于CP上升 沿到达时刻输入的状态。 四、T'-T触发器 T'触发器 T触发器 五、触发器逻辑功能的转换 JK→D触发器 D D J K 0 1 0 1 0 1 1 0JK→T触发器 WW T T J K 0 1 0 1 0 0 1 1 D→T'触发器 D→JK触发器 D=Qₙ₊₁=JQₙ₊Qₙ K J J K J K D 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 Qₙ 0 \f ra c{ 1} {Qₙ } 例：已知各触发器的初态均为0，A、B、C 波形如图，试画出Q波形。 =B+AC A B C J 0 1 0 1 0 1 1 1 FCITC0101 1 110111 1 1 B C K 00 1 第三节 寄存器 数码寄存器 移位寄存器 寄存器是用于存放各种数码和指令的时 序电路。由N个触发器组成的寄存器，能存 储N位二进制代码。 按功能分为数码寄存器和移位寄存器。 一、数码寄存器 数码寄存器寄存数码时是从存入端同 时存入，取出时又同时从取出端取出，所 以又称为并行输入并行输出寄存器。 二、移位寄存器 移位寄存器按移位方向不同又分为左移、 右移和双向移位三种。 1 常用寄存器集成电路 74LS194 74LS194 74LS164 74LS164 74LS395 74LS395 第四节 计数器 异步二进制计数器 同步二进制计数器 十进制计数器 计数器是统计输入脉冲个数的逻辑部件。 除用于直接计数外，还可以用于定时、分频、 产生节拍脉冲以及进行数字运算等等。 二进制计数器 按数制分类 二一十进制计数器 同步式计数器 按触发器翻转次序分类 异步式计数器 一、异步二进制计数器 异步二进制加法计数器 状 态 表 计数顺序 计数 顺序 Q₂Q₁Q₀ Q₂Q₁Q₀ 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 2 2 0 0 1 1 3 3 0 0 10 10 4 4 1 1 56 56 1 1 0 0 1 1 1 1 7 7 1 1 10 10 8 8 0 0 时序图 若CP的频率为 则 的频 率分别为 所以计数器 有分频作用。 一个触发器可表示一位二进制数，N个 触发器可表示N位二进制数，构成N位二进 制计数器，也可称为2N进制计数器。可计 个脉冲，实现 分频。 如：四触发器构成的计数器，称为 进 制计数器。可计15个脉冲，实现16分频。 D触发器构成的异步二进制加法计数器 异步二进制减法计数器 状态表 计数顺序 计数顺序 Q₂Q₁Q ₀ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1010 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 后端触发器的 CP引自前端的( 故前端触发器由 0→1时，后端才 发生翻转。 时序图 思考题：若用D触发器组成异步二进制减法 计数器，应如何连接 二、同步二进制计数器 CP 翻转条件： 翻转 翻转 触发器在满足翻转条件的情况下，CP脉 冲到来时可同时翻转，其速度比异步式快。 三、十进制计数器 异步十进制计数器 状态表 CP CP Q₃Q₂Q₁ Q₀ Q₃Q₂Q ₁Q₀ J₃=Q₂Q₁ J₃=Q₂Q₁ K₃=1 K₃=1 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 56 56 7 7 8 8 9 9 10 10 时序图 同步十进制计数器 CP Q₂ Q₁ Q₀ J₁ K₁ J₀ K₀ 0 0 0 0 0 0 11 0状 态 表 0 1 2 3 4 5 6 00 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 图示电路为同步计数器 电路为同 步六进制 计数器 CP Q₂ Q₁ Q₀ J₁K₁ J₀ K₀ 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 0 1 状 态 表 0 1 2 3 4 5 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 图示电路为异步计数器 电路为异步五进制加法计数器 第五节 集成计数器 需 T4293 CD429 T4293 (二-八-十六进制计数器) R₀₁R₀₂Q₃Q₂Q₁Q₀ 1 1 0 0 0 0 0 计数 0 计数 例：用T4293分别接成五、九进制计数器。 当用N进制计数器来完成M进制计数功能时 (N>M),将输出端信号反馈到复位端，强迫计 数器在顺序计数过程中越过((N-M)个状态。 九进制 0000→1000 选用 为输入，计数至1001，复位 为输出。 接 接 复位 T4290(二-五-十 为时钟输 入端， 为复位 端， 为置9端。 当 时，计数 器清零；当 时，计数器置9。 进制计数器) 脉冲由 输入， 输出，为二进制； 脉冲由( 输入， 输出，为五 进制； 脉冲由 输入， 输出， 与 相接，为十进 制。 常用计数器集成电路(TTL) 74LS160 74LS160 74LS161 74LS161 74LS190 74LS190 74LS293 74LS293 74LS390 74LS390 例：用T4290设计一个40进制计数器 40=4×10 例：用T4290设计一个48进制计数器 个位8，十位4 docluom 丁 王 大學 10= in 課件精品文档 2019年10月1日认证 成功、致富又快乐 Success with Money and Joy 附赠人生心语 ·成功是一种观念 ·致富是一种义务 ·快乐是一种权利 ·每个人都有能力、有义 务、有权利办到成功 致富 快乐 附赠人生心语 成功不是打败别人 成功不是超越别人 成功不是名、利、权的获得 拥有健康的身体 成 功 致 富 一 丰足的物质生活 平衡的心理状态 才能拥有成功 Success with Money and Joy 战胜自己 又 快 乐 贡献自己 扮演好自己的历史角色 才能超越自己 融入成功里 附赠人生心语 融入成功———————————————————————超越自我 知人者智，自知者明，胜人者力，自 胜者强。 ———————————————老子 附赠人生心语 ·成功必须靠百分之九十八的辛勤血 汗，加上百分之二的天才灵感。 ·世界上注定只有百分之二十的人会成 功。 附赠人生心语 犹太谚语中有一句名言， 会伤人的东西有三个：苦恼、争吵、空的。 其中最伤人的是————空的。 金并没有善恶， 但没有钱， 却的确是一件不幸的事情。 所以，我们必须学习 成 功 致 富 又 快 乐 Success with Money and Joy 重视财富， 管理财富， 更重要的是要学会 正确地 使用自己的财富。 附赠人生心语 重财————重视自己的财富 孔子说：“不义而富且贵于我如浮云。”只要 是正正当当的钱，都应该被珍惜、被重视。 附赠人生心语 理财————管理自己的财富 在贫苦和缺扎的人，都有一个共同的特 点，就是不会理财，甚至不懂什么是理财。 附赠人生心语 增财————增加自己的财富 劳务收入 收入 财务收入 附赠人生心语 守财————保护自己的财富 守财三原则： ·不赌钱 ·不借钱 ·不投资做生意 附赠人生心语 春有百花秋有月，夏有凉风冬有雪 若无闲事挂心头，便是人间好时节 成 功 致 富 Success with Money and Joy 快乐是一种角度 由反面看可能是苦，由正面看可能是乐又 快 乐 快乐是一项权利，没有人能限制我们从好的方面看 但要有心才能看到快乐之处 什么心呢? “一颗快乐的心” 附赠人生心语 今天最快乐 快乐是我们的权利，没有人能阻止我们的快乐 人常常不切实际地期望能得到 大的满足，因而把一些小小的收获 也变成一种不满的痛苦，快乐不因 为收获的大小，而是来自于知足 附赠人生心语 活着最快乐 每一天都感觉活着最快乐 很难快乐的两种人 ·完美主义者————喜欢吹毛求疵，凡事不满， 遇事则抱怨。 ·逃避现实者————逃避现实时，自己已经给自 己打击和压力，是很难快乐了，何况现实仍在 附赠人生心语 驾驭自己最快乐 想放纵也类的天性， 但是放纵与悔恨往往是人们 不快乐的主因。 附赠人生心语