电工技术课件：第13章 触发器和时序逻辑电路

1第第13章章 触发器和时序逻辑电路触发器和时序逻辑电路13.1 双稳态触发器双稳态触发器13.2时序逻辑电路时序逻辑电路13.3 555 555定时器及其应用定时器及其应用(不要求不要求)2基本要求基本要求1.掌握掌握掌握掌握 RSRS、JKJK、D D、T T 触发器的逻辑功能及不同结触发器的逻辑功能及不同结触发器的逻辑功能及不同结触发器的逻辑功能及不同结2.构触发器的动作特点构触发器的动作特点构触发器的动作特点构触发器的动作特点;第13章 触发器和时序逻辑电路3.3.学会使用本章所介绍的各种集成电路学会使用本章所介绍的各种集成电路学会使用本章所介绍的各种集成电路学会使用本章所介绍的各种集成电路;2.2.2.2.掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、十掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、十掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、十掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、十 进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑电路进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑电路进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑电路进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑电路;3输出状态取决于输出状态取决于时序逻辑电路的特点：时序逻辑电路的特点：双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器，它是构成时序逻辑电路它是构成时序逻辑电路它是构成时序逻辑电路它是构成时序逻辑电路的基本逻辑的基本逻辑的基本逻辑的基本逻辑单元。单元。单元。单元。时序逻辑电路：时序逻辑电路：时序逻辑电路：时序逻辑电路：具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能的电路。的电路。的电路。的电路。当输入信号消失后，电路状态仍维持不变当输入信号消失后，电路状态仍维持不变当输入信号消失后，电路状态仍维持不变当输入信号消失后，电路状态仍维持不变。原来状态原来状态当前输入当前输入413.1 双稳态触发器1.1.有有有有两个稳定状态两个稳定状态两个稳定状态两个稳定状态“0”态态态态和和“1”态态；双稳态触发器：双稳态触发器：双稳态触发器：双稳态触发器：是一种具有记忆功能是一种具有记忆功能是一种具有记忆功能是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，它能储存一的逻辑单元电路，它能储存一的逻辑单元电路，它能储存一的逻辑单元电路，它能储存一位二进制码。位二进制码。位二进制码。位二进制码。特点：特点：3.3.3.3.输入信号消失后，能保存输入信号消失后，能保存输入信号消失后，能保存输入信号消失后，能保存“0 0”或或“1 1”态，即态，即态，即态，即 具有记忆功能。具有记忆功能。具有记忆功能。具有记忆功能。2.2.能根据输入信号将触发器置成能根据输入信号将触发器置成能根据输入信号将触发器置成能根据输入信号将触发器置成“0 0 0 0”或或或或“1 1 1 1”态态态态；5&QQQQG1&G2S SD DR RD D13.1.1 基本基本 RS 触发器触发器两互补输出端两互补输出端两输入端两输入端 正常情况下，两正常情况下，两正常情况下，两正常情况下，两输出端的状态保持输出端的状态保持输出端的状态保持输出端的状态保持相反。相反。相反。相反。通常以通常以通常以通常以QQ端的逻端的逻端的逻端的逻辑电平表示触发器辑电平表示触发器辑电平表示触发器辑电平表示触发器的状态，即的状态，即的状态，即的状态，即 Q=1Q=1，称为，称为，称为，称为“1”1”态；态；态；态；Q=0Q=0，称为，称为，称为，称为“0”0”态。态。态。态。反馈线反馈线6触发器输出与输入的逻辑关系触发器输出与输入的逻辑关系？100 01设触发器原态为设触发器原态为“1”态态翻转为翻转为“0”态态(1)SD=1，RD=01 10 01 10 0&QQQQG1&G2S SD DR RD D7设原态为设原态为“0”态态10 00 01 11 11 10触发器为触发器为“0”态态复位复位0 0 结论结论:不论触发器原来为何不论触发器原来为何种状态，当种状态，当 时，将使触发器时，将使触发器置置“0”或或称为称为复位复位。&QQQQG1&G2S SD DR RD D(1)SD=1，RD=080 01 1设原态为设原态为“0”态态0 01 11 11 10 00翻转为翻转为“1”态态(2)SD=0，RD=1&QQQQG1&G2S SD DR RD D9设原态为设原态为“1”态态01 11 10 00 00 01触发器为触发器为“1”态态置位置位1 1&QQQQG1&G2S SD DR RD D结论结论:不论触发器原不论触发器原来为何种状态，来为何种状态，当当 时，时，将使触发器将使触发器置置“1”或称为或称为置位置位。(2)SD=0，RD=1101 11 1设原态为设原态为“0”态态0 01 10 00 01 11保持保持“0”态态(3)SD=1，RD=1&QQQQG1&G2S SD DR RD D11设原态为设原态为“1”态态11 11 10 00 00 011 1&QQG1&G2S SD DRD D结论结论:当当 时，时，触发器触发器保持原来的保持原来的状态状态，即触发器具，即触发器具有保持、记忆功能有保持、记忆功能(3)SD=1，RD=1保持保持“1”态态12110011(4)SD=0，RD=0若若G1先翻转：先翻转：触发器为触发器为“0”态态触发器为触发器为“1”态态若若G2先翻转：先翻转：结论结论:当当 时，触发器两互补输时，触发器两互补输出端均为出端均为“1”，非，非触发器定义状态；触发器定义状态；&QQQQG1&G2S SD DR RD D不确定，禁止不确定，禁止13基本基本基本基本 RS RS 触发器状态表触发器状态表触发器状态表触发器状态表逻辑符号逻辑符号R RD D(Reset Direct)-(Reset Direct)-直接置直接置直接置直接置“0”“0”端端端端(复位端复位端复位端复位端)S SD D(Set Direct)-(Set Direct)-直接置直接置直接置直接置“1”“1”端端端端(置位端置位端置位端置位端)QQSDRDSDRDQ1 0 0 置置00 1 1 置置11 1 不变不变 保持保持0 0 同时变同时变 1后不确定后不确定功能功能低电平有低电平有效效14不定不定不定不定设原态为设原态为“1”态态当当 SD,RD 撤去时，撤去时，触发器状态不定触发器状态不定1513.1.2 时钟控制触发器（同步触发器）时钟控制触发器（同步触发器）基本基本RS触发器触发器时钟控制电路时钟控制电路&G4SR&G3CP&G1&G2SDRDQQ时钟脉冲时钟脉冲 触发器的翻转时刻受统一时钟脉冲的控制触发器的翻转时刻受统一时钟脉冲的控制1.1.钟控钟控钟控钟控RSRS触发器触发器触发器触发器16当当CP=0时：时：01111&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP S SD D，R RD D 为直接置为直接置为直接置为直接置 1 1置置置置 0 0 端，用于端，用于端，用于端，用于预置预置预置预置触发触发触发触发器的初始状态，器的初始状态，器的初始状态，器的初始状态，工作过程中处于工作过程中处于工作过程中处于工作过程中处于高电高电高电高电平平平平，对电路工作状态无，对电路工作状态无，对电路工作状态无，对电路工作状态无影响。影响。影响。影响。说明：说明：被封被封锁锁 R、S 输入状态不输入状态不起作用，触发器状态起作用，触发器状态不变不变171打开打开11打开打开打开打开 触发器的触发器的触发器的触发器的翻转翻转翻转翻转时刻时刻时刻时刻受受受受CPCP控制控制控制控制（CPCP高电平时翻高电平时翻高电平时翻高电平时翻转转转转），而触发器的，而触发器的，而触发器的，而触发器的状态状态状态状态由由由由R R、S S的状的状的状的状态态态态决定。决定。决定。决定。&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP当当CP=1时：时：触发器状态由触发器状态由R、S 输入状态决定。输入状态决定。18101(1)S=0,R=00011触发器保持原态触发器保持原态11&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP功能分析：功能分析：10(2)S=0,R=1触发器置触发器置“0”101900111触发器置触发器置“1”11&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP(4)S=1,R=1 当时钟由当时钟由 1变变 0 后后触发器状态不定触发器状态不定010111若先翻若先翻若先翻若先翻若先翻若先翻若先翻若先翻Q=1Q=0011(3)S=1,R=01120QQn n时钟到来前触发器的状态时钟到来前触发器的状态时钟到来前触发器的状态时钟到来前触发器的状态Qn+1时钟到来后触发器的状态时钟到来后触发器的状态逻辑符号逻辑符号QQSRCPSDRDCPCP高电平时触发器状态由高电平时触发器状态由高电平时触发器状态由高电平时触发器状态由R R、S S确定确定确定确定CPSRQn+111100Qn111010复位复位111101置位置位11111不定不定/禁用禁用110Qn钟控钟控RS触发器状态表触发器状态表21例：例：例：例：画出钟控画出钟控画出钟控画出钟控 RS RS 触发器的输出波形触发器的输出波形触发器的输出波形触发器的输出波形（设设原态为原态为“0”态）态）RSCP不定不定不定不定钟控钟控钟控钟控 RSRS状态表状态表状态表状态表 CP高电平高电平时触发时触发器状态由器状态由R、S确定确定Q0 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Q1234220 将钟控将钟控RS触发器上增加两条反馈线触发器上增加两条反馈线2.JK触发器触发器JK&G2&G1&G4&G3SRCPCPJK Qn+1说明说明功能表功能表00100Q保持保持111计数计数0Q保持保持1010复位复位10011101 置位置位101110101 S SD D，R RD D 用于用于用于用于预置预置预置预置触发器触发器触发器触发器的初始状态，触发器工作过的初始状态，触发器工作过的初始状态，触发器工作过的初始状态，触发器工作过程中应处于程中应处于程中应处于程中应处于高电平高电平高电平高电平0 1023逻辑符号逻辑符号CPQJKSDRDQ次态方程次态方程JK 触发器工作波形触发器工作波形(设初态为设初态为0)CPJKQ计数功能计数功能24 将钟控将钟控RS触发器上加触发器上加一条反馈线一条反馈线 3.D触发器触发器CPDQn+1说明说明100复位复位111置位置位0Q保持保持逻辑符号逻辑符号D S SD D，R RD D 用于用于用于用于预置预置预置预置触发器的触发器的触发器的触发器的初始状态，触发器工作过程中初始状态，触发器工作过程中初始状态，触发器工作过程中初始状态，触发器工作过程中应处于应处于应处于应处于高电平高电平高电平高电平功能表功能表次态方程次态方程&G2&G1Q&G4&G3SRCP1001101100D CPQQ1025例：例：例：例：D D 触发器工作波形图触发器工作波形图触发器工作波形图触发器工作波形图 CPDQ上升沿触发翻转上升沿触发翻转上升沿触发翻转上升沿触发翻转26 可由可由D触发器转换触发器转换成成T触发器触发器 4.T触发器触发器CPTQn+1说明说明10Q保持保持11计数计数逻辑符号逻辑符号功能表功能表次态方程次态方程QCPC1S1DRT=1T CPQQ27电位触发存在的问题：电位触发存在的问题：电位触发存在的问题：电位触发存在的问题：时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现象，即在一个时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现象，即在一个时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现象，即在一个时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现象，即在一个时钟脉冲期间触发器翻转一次以上。时钟脉冲期间触发器翻转一次以上。时钟脉冲期间触发器翻转一次以上。时钟脉冲期间触发器翻转一次以上。CPQ 若将若将 T 端固定接端固定接1，其逻辑功能？，其逻辑功能？是一种具有计数功是一种具有计数功能的触发器，称它为能的触发器，称它为T触发器。触发器。则次态方程为：则次态方程为：2813.1.3 主从型主从型JK触发器触发器1.1.1