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1、第13章 触发器和时序逻辑电路,第一节 双稳态触发器,第三节 计数器,第二节 寄存器,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，它在某一时刻的输出状态仅由该时刻的输入信号状态决定。时序逻辑电路的特点：由逻辑门、触发器构成，它在某一时刻的输出状态不仅与该时刻的输入 信号有关,还与电路原来的输出状态有关。,一、 基本RS触发器,R,S,Q,1,0,1,0,1,0,触发器有两个重要的特点： （1）触发器有两个可能的稳定工作状态 （2）触发器具有记忆功能,电路组成及工作原理,第一节 双稳态触发器,R,S,Q,0,1,1,0,1,0,R,S,Q,1
2、,1,1,0,1,0,则 Qn = Qn+1,R,S,Q,0,0,1,1,禁用,1 1 0 0,1 1 1 1,1 0 1 0,1 0 0 0,0 1 0 1,0 1 1 1,0 0 0 禁用,0 0 1 禁用,基本RS触发器符号,二、 同步RS触发器,CP=0时，触发器保持原来状态不变;,时钟脉冲,触发方式:电位触发,CP=1时,R、S的变化才能引起触发器翻转 。为正 电位触发。,(2) S = 1 ， R = 0 ，,&,&,R,0,1,0,1,0,(3) S = 0 , R = 1 ，,(4) S = R= 1,(1) S = R = 0,Qn = Qn+1,禁用,RD,SD,0 0 不
3、定，,Q,1,1,0,1,0,A,B,C,D,1,1,1,0,0,CP,S,0,Qn+1=1,Qn+1 =0,CP=1时：,（当CP=1时）,SR=0,制约条件,CP,例：初态Q=0，画出在CP作用下Q端的波形。,S,R,Q,不定,1、负边沿 J K 触发器,三、边沿触发器,K,J,CP,Q,Q,边沿触发器提高了工 作的可靠性和抗干扰能力。,负边沿JK触发器的两 个与或非门组成了基本RS 触发器，两个与非门为输 入控制门。,注意：其中与非门的传输时间大于与或非门,S,R,当 CP=1时,K,J,CP,Q,Q,当CP=0时，基本RS触发器 保持不变;,S,R,触发器的状态保持不变;,当CP的下降
4、沿到来时 情况就发生了变化,当CP=1时，R、S端接 受了J、K的信号，但输出 端的输出仍保持不变。,K,CP,Q,S,R,Q,注意:触发器接受的是CP下降沿到来之前的J、K信号， 而CP下降沿到来后的J、K信号因CP为0而被封锁。,J,（3）J=1，K=0,（1）J=K=0，Qn+1= Qn,由,得：,（2）J=0，K=1,Qn+1= 0,J K 触发器逻辑符号,边沿型 上升沿触发,边沿触发型 且下降沿触发,为什么能防止空翻?,J=K=1,CP,例：已知下降沿触发的JK触发器CP和J、K端的波形， 试画出输出端Q的波形。初态为“0 ”。,J,K,Q,2、 D触发器,SD,RD,C,Q,D,符
5、号,触发方式：边沿触发型，且上升沿有效。,结构形式：维持阻塞型,CP,例：已知维持阻塞型D触发器CP和D端的波形，试 画出输出端Q的波形。,D,Q,根据移位数据的输入输出方式，又可将它分为串行输入串行输出、串行输入并行输出、并行输入串行输出和并行输入并行输出四种电路结构：,串入串出,串入并出,并入串出,并入并出,第二节 寄存器,一、 数码寄存器,C,RD,D,C,RD,D,C,RD,D,C,RD,D,&,&,&,&,Q3,Q2,Q1,Q0,Q3,Q2,Q1,Q0,输出,清零,接收,F3,F2,F1,F0,A3,A2,A1,A0,D触发器组成的数码寄存器,N个触发器可寄存N位二进制数码，,并行输
6、入并行输出方式。,数码寄存器是存放二进制数码的逻辑部件。,工作方式-单拍式,1. 移位寄存器 每加入一个CP脉冲，每个触发器中所存储的数码就依次向左或向右移一位。,并 行 输 出,D0,Q0,Q1,Q2,Q3,1,1,0,1,串行输出,C,RD,D,C,RD,D,C,RD,D,C,RD,D,DO,串行输入,清零,移位脉冲,CP,Q0,Q1,Q2,Q3,F0,F1,F2,F3,二、移位寄存器,1,1,0,1,波形图,CP Q3 Q2 Q1 Q0,0 0 0 0 0,1 0 0 0 1,2 0 0 1 0,3 0 1 0 1,4 1 0 1 1,1 0 1 1,高位,状态表,2. 中规模双向移位寄
7、存器,DSR：右移串行输入端,DSL：左移串行输入端,D3 D0：并行输入端,Q3 Q0：数据输出端,CP：时钟脉冲输入端,上升沿触发,控制端：,（1） SB SA=00，CP上升沿到后，输出不变。,（2） SB SA=01，CP上升沿到后，右移。,（3） SB SA=10，CP上升沿到后，左移。,（4） SB SA=11，CP上升沿到后，并行输入。,注意：此处左移和右移以芯片中几何排列为准。,例: 使八个灯从左至右依次变亮,再从左至右依次熄灭，应如何连线?,.,.,右移 8 个 1，再右移 8 个 0,5V,5V,计数器的功能和分类,* 计数器的功能,记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生
8、节拍脉冲及进行数字运算等等。计数器循环一周所需的脉冲个数称为计数器的模。,* 计数器的分类,同步计数器和异步计数器。,加法计数器、减法计数器和可逆计数器。,有时也用计数器的计数进制来区分各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器等等。,第三节、计数器,1. 异步二进制加法计数器,各触发器 J=K=1,低位的Q端接高位的CP端,一、二进制计数器,RD,K,CP,Q,Q,RD,K,CP,Q,Q,RD,K,CP,Q,Q,F0,F1,F2,J,J,J,作用：计数、分频,J0 = K0= 1,J1 = K1 = Q0,J 3= K3 = Q2 Q1Q0,J2 = K2 = Q1 Q0,2. 同步二进制加法计数器,计数脉冲同时加到触发器的时钟端,J,K,CP,Q,Q,J,K,CP,Q,Q,J,K,CP,Q,Q,&,&,J,K,CP,Q,Q,&,&,CP,1,Q0,Q1,Q2,Q3,F0,F1,F2,F3,驱动方程：,教学目标：,1.掌握RS触发器、JK触发器和D触发器的逻辑功能；2.理解寄存器、移位寄存器的工作原理。3.理解二进制计数器的工作原理。,作业：13-2；13-3；13-7,
