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1、电子技术电子技术电工学-第13章时序逻辑电路 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life, there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路双稳态触发器：双稳态触发器：双稳态触发器：双稳态触发器： 由门电路加上适当的反馈而构成的一种新由门电路加上适当的反馈而构成的一种新的逻辑部件。的逻辑部件。双稳态触发器与门电路区别：双稳态触发器与门电路区别：双稳态触发器与门电路区别：双稳态触发器与门电路区别： 双稳态触发器输出电平的高低不仅取决
2、于双稳态触发器输出电平的高低不仅取决于当时的输入，还与以前的输出状态有关，是有当时的输入，还与以前的输出状态有关，是有记忆功能的逻辑部件。记忆功能的逻辑部件。 13.1 基本双稳态触发器基本双稳态触发器 2大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路逻辑状态相反逻辑状态相反 触发器的状态：触发器的状态： Q = 1Q = 0Q = 1Q = 0规定规定规定规定: : Q 端的状态为端的状态为 触发器的状态。触发器的状态。一、输入为低电平有效的基本一、输入为低电平有效的基本 RS 触发器触发器复位状态复位状态置位状态
3、置位状态1. 1. 电路电路电路电路QQRS &12&3大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路010101011 10 11 00 0QnQn+1SR012. 2. 逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能QnQQRS &12&1 1保持原态保持原态4大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路00 ：直接置：直接置 0 端端 直接复位端直接复位端R010101011 10 11 00 0QnQn+1SRQn0QQRS &12&1 0置置
4、 00 15大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路11 ：直接置：直接置 1 端端 直接置位端直接置位端S010101011 10 11 00 0QnQn+1SRQn01QQRS &12&0 1置置 11 06大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路11负脉冲有效负脉冲有效010101011 10 11 00 0QnQn+1SRQn01 不定不定 QQRS &12&0 0不定不定1 17大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工
5、程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路R S Qn+10 0 不定不定0 1 01 0 11 1 Qn3. 3. 真值表真值表真值表真值表4. 4. 逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号 R 和和 S 端部各加一个端部各加一个 小圆圈，表示输入小圆圈，表示输入 信号为低电平有效。信号为低电平有效。QQRS8大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路二、输入为高电平有效的基本二、输入为高电平有效的基本 RS 触发器触发器1. 1. 电路电路电路电路R S Qn+10 0 Q
6、n0 1 11 0 01 1 不定不定2. 2. 真值表真值表真值表真值表3. 3. 逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号 R 和和 S 端部不加一个小端部不加一个小 圆圈，表示输入信号圆圈，表示输入信号为为 高电平有效。高电平有效。QQRSRSQQ 1 1 2 1 9大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路一、一、RS 触发器触发器1. 1. 电路结构电路结构电路结构电路结构 四门钟控型电路结构四门钟控型电路结构 门门 1、2 组成基本组成基本 RS触发器，门触发器，门 3、4 组成组成 导引电路。导引电路。13
7、.2 钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器 时钟脉冲：时钟脉冲：时钟脉冲：时钟脉冲：指挥各触发器动作的信号。指挥各触发器动作的信号。 钟控触发器钟控触发器钟控触发器钟控触发器：又称同步触发器。：又称同步触发器。 按逻辑功能分类：按逻辑功能分类：按逻辑功能分类：按逻辑功能分类： RS 触发器、触发器、JK 触发器、触发器、 D 触发器、触发器、T 触发器。触发器。 QQ RDSDSRCPSR1 & & 2 3 4 10大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路2. 2. 逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能(1) CP =
8、 0 时时01 1导引门导引门 3、4 被封锁。被封锁。触发器保持原态：触发器保持原态： Qn+1 = Qn设置初态为设置初态为 1设置初态为设置初态为 0QQ RDSDSRCPSR1 & & 2 3 4 11大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路QQ RDSDSRCPSR1 & & 2 3 4 1(2) CP = 1 时时导引门导引门 3、4 打开，打开， 接收接收 R、S 的信号。的信号。 R SQn+10 00 11 01 10 01 1Qn 保持原态保持原态12大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工
9、程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路QQ RDSDSRCPSR1 & & 2 3 4 1(2) CP = 1 时时导引门导引门 3、4 打开，打开， 接收接收 R、S 的信号。的信号。 R SQn+10 00 11 01 11 00 1Qn 1 0113大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路QQ RDSDSRCPSR1 & & 2 3 4 1(2) CP = 1 时时导引门导引门 3、4 打开，打开， 接收接收 R、S 的信号。的信号。 R SQn+10 00
10、11 01 10 11 0Qn 0 11014大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路1(2) CP = 1 时时导引门导引门 3、4 打开，打开， 接收接收 R、S 的信号。的信号。 R SQn+10 00 11 01 11 10 0Qn 1 110不定不定QQ RDSDSRCPSR1 & & 2 3 4 15大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路3. 3. 触发方式触发方式触发方式触发方式 电平触发方式电平触发方式CP 1
11、 接受信号，并立即输出相应信号：高电平触发接受信号，并立即输出相应信号：高电平触发CP 0 接受信号，并立即输出相应信号：低电平触发接受信号，并立即输出相应信号：低电平触发高电平触发高电平触发 SDQQ1S C1 1R RDSRCP低电平触发低电平触发 SDQQ1S C1 1R RDSRCP16大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路 例例 13.2.1 已知高电平触发已知高电平触发 RS 触发器，触发器，R 和和 S 端端的输入的输入 波形如图所示，而且已知触发器原为波形如图所示，而且已知触发器原为 0 态态
12、，求，求输出端输出端 Q 的波形。的波形。RSCP1234Q多次翻转多次翻转解解17大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路二、二、JK 触发器触发器1. 1. 电路结构电路结构电路结构电路结构S = J QnR = K Qn 主从型电路结构主从型电路结构 从触发器的输出状态从触发器的输出状态由主触发器的状态决定由主触发器的状态决定 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器 CP：0 1 主触发器打开主触发器打开 接受信号接受信号 从触发器关闭从触发器关闭 输出状
13、态输出状态 不变不变 CP：1 0 主触发器关闭主触发器关闭 不接受信号不接受信号 从触发器打开从触发器打开 输出相应状态输出相应状态18大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路2. 2. 逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器10 00 0 保持不变保持不变S = J QnR = K Qn19大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序
14、序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路2. 2. 逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器0 10 10 1 0 1S = J QnR = K Qn20大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路2. 2. 逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器0 11
15、 01 0 1 0S = J QnR = K Qn1 21大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路2. 2. 逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器0 11 11 0 原态：原态：0 1S = J QnR = K Qn1 新态：新态：1 022大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路2. 2. 逻
16、辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器0 11 10 1 原态：原态：1 0S = J QnR = K Qn1 Qn 新态：新态：0 123大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路J KQn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Qn真值表真值表 JK 触发器具有功能：触发器具有功能： 记忆记忆 置数置数 (置置 0 和置和置 1) 计数计数 3. 3. 触发方式触发方式触发方
17、式触发方式(1) CP = 1 ( 或或 0 ) 时主触发器接收信号，从触发器关闭。时主触发器接收信号，从触发器关闭。 (2) CP = 0 ( 或或 1 ) 时主触发器关闭，从触发器接收主触时主触发器关闭，从触发器接收主触 发器发器的信号的信号。 主从触发。主从触发。 24大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路SDQQ1K1JC1 RDJKCP(a) (a) 后沿主从触发后沿主从触发 (b) (b) 前沿主从触发前沿主从触发 后沿主从触发后沿主从触发 前沿主从触发前沿主从触发 SDQQ1K 1JC1 RDJ
18、KCP25大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路 触发器输出的状态，由触发器输出的状态，由 CP 前沿所对应的前沿所对应的 J 和和 K 决定。决定。 触发器输出相应状态的时间却在触发器输出相应状态的时间却在 CP 后沿到来时。后沿到来时。在在 CP 有效期间输入信号不应变化，不发生一次翻转现象。有效期间输入信号不应变化，不发生一次翻转现象。 例例13.2.2 已知后沿主从触发已知后沿主从触发 的的 JK 触发器，触发器， J 和和 K 端的输入信号波形如图所示，而且已知触发器原端的输入信号波形如图所示，而且
19、已知触发器原 为为 0 态，求输出端态，求输出端 Q 的波形。的波形。 1 2 3 4CP 解解 JQK 注意：注意：26大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路三、三、D 触发器触发器1. 1. 电路结构电路结构电路结构电路结构维持阻塞型维持阻塞型输出电路输出电路导引电路导引电路输入电路输入电路&DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP 特点：特点： 在在 CP = 1 期期间，即使输入信间，即使输入信号变化，输出状号变
20、化，输出状态不会改变，只态不会改变，只有等下一个有等下一个 CP1，输出状态，输出状态由输入信号决定。由输入信号决定。 27大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路2. 2. 逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能 (1) 当当CP = 0 时时 S = R = 1门门 5 和门和门 6 打开，打开，可接受输入信号可接受输入信号DB=DA=D门门 3 和门和门 4 关闭关闭 &DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP0 28大连
21、理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路&DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CPD1(2) 当当CP 由由 0变变1 时时 门门 3 和门和门 4 打开打开 则则 Q = D S = DR = DD = = D= D D29大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路&DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置
22、置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP(3) 当当 CP = 1 时时 输入信号被封锁输入信号被封锁门门 3 和门和门 4 始终始终打开，打开，S 和和 R 的的状态是互补的。状态是互补的。如果：如果： R = D = 0门门 6 被关闭！被关闭！ D 的变化不能传的变化不能传递到递到 S、R 端。端。10100130大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路&DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP1010如
23、果如果 S = D = 0门门 4 和门和门 5 同时同时被关闭！被关闭！ D 的变化不能传的变化不能传递到递到 S、R 端。端。 101031大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路真值表真值表01DQn+101CPQQRDSD1DC1DCPRDSD1D C1 DCPQQ3. 3. 触发方式触发方式触发方式触发方式 在跳变沿触发。在跳变沿触发。(a) 上升沿触发上升沿触发(b)(b)下升沿触发下升沿触发32大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑
24、辑辑电电电电路路路路 例例13.2.3 已知上升沿触发已知上升沿触发 D 触发器触发器 D 端的输入端的输入 信号波形，而且信号波形，而且 触原为触原为 0 态，求输出端态，求输出端 Q 的波形。的波形。 1 2 3 4QCPDD 的变化对的变化对 Q 无影响无影响解解33大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路四、四、T 触发器触发器真值表真值表真值表真值表T Qn+101Qn 相同逻辑功能的触发器，电路结构不同，相同逻辑功能的触发器，电路结构不同， 触发方式就不同。触发方式就不同。 不同逻辑功能的触发器可相
25、互转换，但是不同逻辑功能的触发器可相互转换，但是 逻辑功能改变逻辑功能改变,触发方式不变。触发方式不变。 Qn34大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路(1) (1) 将主从型将主从型将主从型将主从型 JK JK 触发器改接成触发器改接成触发器改接成触发器改接成 T T 触发器触发器触发器触发器TJ = K =01 Qn+1 = Qn Qn+1 = Qn逻辑符号逻辑符号主从主从触发触发 T 触触发器发器SD1TC1 RDTCPQQCPQQ1K1JC1SDRD35大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第
26、第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路(2) (2) 将维持阻塞型将维持阻塞型将维持阻塞型将维持阻塞型 D D 触发器改接成触发器改接成触发器改接成触发器改接成 T T 触发器触发器触发器触发器边沿边沿触发触发 T 触触发器发器(a) 改接方法改接方法(b) 逻辑符号逻辑符号 RDSD1T C1 TCPQQT=1CPSDRD1DC1QQ36大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路 例例13.2.4 是供四组人员参加智力竞赛的抢答电是供四组人员参加智力竞赛的抢答电路。其中采用
27、了四个路。其中采用了四个D 触发器的集成电路，试分析电触发器的集成电路，试分析电路的工作过程。路的工作过程。解解 比赛之前，先闭合电源开关，使触发器与电源接比赛之前，先闭合电源开关，使触发器与电源接通。然后给通。然后给 RD 加上清零负脉冲，使四个加上清零负脉冲，使四个 D 触发器都预触发器都预置在置在 0 态。这时，作指示灯用的发光二极管态。这时，作指示灯用的发光二极管 D 都不都不亮，或非门的输入皆为亮，或非门的输入皆为 0，输出为，输出为 1，与门被打开，时，与门被打开，时钟脉冲进入钟脉冲进入 CP 端。端。 四位参赛者分别手控按钮四位参赛者分别手控按钮 SB1 SB4，都不按按，都不按
28、按钮，则四个钮，则四个 D 触发器输入皆为触发器输入皆为 0，输出端，输出端 Q 为为 0。抢。抢答时，谁先按下按钮，他所属的答时，谁先按下按钮，他所属的 D 触发器输入为触发器输入为 1，输，输出出Q 为为 1，相应的指示灯亮。同时，或非门因一个输入，相应的指示灯亮。同时，或非门因一个输入为为 1，其输出为，其输出为 0，与非门关闭，输出始终为，与非门关闭，输出始终为 0，时钟，时钟脉冲不能进入脉冲不能进入 CP 端，其他人再按下按钮不起作用。端，其他人再按下按钮不起作用。37大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电
29、路路路路+UCC清零清零 1D 2D 3D 4D UCCCP 1Q 2Q 3Q 4QRDR4&时钟脉冲时钟脉冲10 0 0 0发光二极管不亮发光二极管不亮138大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路0 0 0 0 111 010+UCC清零清零 1D 2D 3D 4D UCCCP 1Q 2Q 3Q 4QRDR4&时钟脉冲时钟脉冲1按其他按钮按其他按钮不起作用不起作用39大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路A4 A3 A2
30、A1O4 O3 O2 O1一、数码寄存器一、数码寄存器预先清零预先清零0 0 0 0清零清零指令指令0010 0 0 0&11110 0 0 0Q4Q3Q2Q1RDRDRDRD1S C1 1RFF4FF3FF21S C1 1R1S C1 1RFF11S C1 1R13.3 寄寄 存存 器器40大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路0 0 0 00 0 0 0寄存数码寄存数码取出数码取出数码1 1 0 11 1 0 11 1 0 1并行输入并行输入 并行输出并行输出寄存寄存指令指令取出取出指令指令A4 A3 A
31、2 A1O4 O3 O2 O1&1111Q4Q3Q2Q1RDRDRDRD1S C1 1RFF4FF3FF21S C1 1R1S 1C 1RFF11S C1 1R41大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路二、移位寄存器二、移位寄存器 按移位方向的不同按移位方向的不同右移位寄存器右移位寄存器左移位寄存器左移位寄存器双向移位寄存器双向移位寄存器数码数码取出端取出端数码存入端数码存入端移位移位1 1 0 10 0 0 01 0 0 00 1 0 01 0 1 01 1 0 1CPQ4 Q3 Q2 Q1D41DC1 R
32、D RD1DC1 1D C1 1D C1 RD RDD3D2D1清零清零42大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路CPD4Q4 Q3 Q2 Q1存取过程存取过程00 0 0 0清零清零111 0 0 0存入存入 1 位位200 1 0 0存入存入 2 位位311 0 1 0存入存入 3 位位411 1 0 0存入存入 4 位位500 1 1 0取出取出 1 位位600 0 1 1取出取出 2 位位700 0 0 1取出取出 3 位位800 0 0 0取出取出 4 位位移位寄存器状态表移位寄存器状态表移位寄存器
33、状态表移位寄存器状态表 串行输入串行输入 串行输出串行输出43大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路Q1CP1 2 3 4 5 6 7 8Q2Q3Q4D 移位寄存器的波形图：移位寄存器的波形图： 44大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路13.4 计计 数数 器器 按计数方式按计数方式 加法计数器、减法计数器、可逆计数器。加法计数器、减法计数器、可逆计数器。 按触发方式按触发方式 同步计数器、异步计数器。同步计数器、异步计数
34、器。 按进位制按进位制 二进制计数器、十进制计数器、二进制计数器、十进制计数器、 任意进制计数器。任意进制计数器。 一、二进制计数器一、二进制计数器45大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路 1 0 0 0 (8) 0 1 1 1 (7)异步二进制加法计数器异步二进制加法计数器Q41TC1Q4FF4Q31TC1Q3FF3Q11TC1Q1FF2Q11TC1Q1FF1CPRD=1=1T46大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路Q
35、1Q2Q3Q41 4 7 10 13 15 16 CP 十六分频十六分频 四分频四分频 八分频八分频 二分频二分频 二进制加法计数器波形图：二进制加法计数器波形图： 47大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路CPQ4 Q3 Q2 Q1Q4 Q3 Q2 Q1012678915160 0 0 00 0 0 10 0 1 0 0 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 1 1 10 0 0 01 1 1 11 1 1 01 1 0 1 1 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 0
36、0 10 0 0 0移位寄存器状态表移位寄存器状态表移位寄存器状态表移位寄存器状态表48大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路二、十进制计数器二、十进制计数器0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1CP Q3 Q2 Q1 Q0012345678910 十进制数十进制数0123456789进位进位0 0 0 0十十进进制制计计数数器器状状态态表表 49大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131
37、313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路J1K11J2Q4Q1，J3K3Q2Q1J4Q3Q2Q1，K4Q1K2Q11CPQ41K1J C1 1K1JC1Q31K 1J C1 Q21K 1J C1 Q1RD50大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路Q0Q1Q2Q31 2 3 4 5 6 7 8 9 10CP 十进制加法计数器波形图：十进制加法计数器波形图： 51大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路 一、
38、一、555集成定时器集成定时器13.5 集成定时器集成定时器 电源端电源端 放电端放电端 GND 低电平低电平 触发端触发端 高电平高电平 触发端触发端 电压电压 控制端控制端 复位端复位端 输出端输出端 UDD D TH COG TL uo RD8 7 6 5 5551 2 3 452大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路88RSQQ+UDDTHCOTLDMOSuO8745321RD+ +RRR6 + UDD13 UDD23 U6 23UDD 时时：R = 0 Q = 0 Q = 1 MOS 管导通管导通
39、U2 13UDD时时：S= 0Q = 1 Q = 0MOS 管截止管截止53大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路U6U2 R S Q QMOS管管0 1 0 11 0 1 01 1 保持保持 导通导通 截止截止 保持保持555 集成定时器状态表集成定时器状态表23UDD23UDD23UDD13UDD13UDD13UDD54大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路T oC R1 U6、U2 uO= 0 例例13.5.1 如图所
40、示是利用如图所示是利用 集成定时器组成的温度控制电路。集成定时器组成的温度控制电路。 试分析该电路的工作原理。试分析该电路的工作原理。 U6 23UDD13UDD 、U2 切断加热器切断加热器T oC R1 U6、U2 uO= 1 U6 23UDD13UDD 、U2 接通加热器。接通加热器。 8 41 562 3 7 R1 R2 R3 555+UDDuo0.01F解解55大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路二、单稳态触发器二、单稳态触发器 特点：特点：特点：特点： 在外来触发信在外来触发信号号的作用下，能够
41、由的作用下，能够由稳稳态翻转成另一暂稳态翻转成另一暂稳状状态，暂稳状态维持态，暂稳状态维持一一 定时间后，又会自定时间后，又会自动动 返回到稳态。返回到稳态。 只有一个稳态的触发器。只有一个稳态的触发器。8 41 53 uOuI +UDDRC 55562756大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路 无输入信号时：无输入信号时： uI = 1 设设 Q = 1Q = 0 Q = 1 ，MOS 管导通管导通 7 端接通端接通，C 放电放电 U623UDD 设设 Q = 0 Q 维持维持 0 态态。 Q = 0MO
42、S管截止管截止，7 端断开端断开23UDD U6 电容电容 C 充电充电 uC = u6 Q = 0 Q = 1，MOS 管导通管导通 7 端接地端接地，C 不能充电不能充电，触发器的稳态为触发器的稳态为: : uO = Q = 08 41 53 uOuI +UDDRC 55562757大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路(1) t = 0 t1时，时，uI 未输入：未输入：uO = 0(2) t = t1 t2时，输入触发脉冲时，输入触发脉冲 uI ：u2 = = ui 13 UDD uO= 1 C充电充
43、电:uC = u6 (3) t t2 时时，uI 消失消失， u2= =uI 13UDDC 继续充电继续充电：uC = u6 ，uO= Q = 1OtuIOtuCOtuOt1t223UDD23UDD u6= uC =8 41 53 uOuI +UDDRC 55562758大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路t3(4) t t3 时时, uO= Q = 023UDDu6= uC Q = 1 ，MOS 管导通管导通 C 放电放电 U6 23UDD uO= Q = 0暂稳态暂稳态tWtW = t t ln3= 1
44、.1RC8 41 53 uOuI +UDDRC 555627t1t223UDDOtuIOtuCOtuO59大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路时间时间uiuCu6 =uCu2 =uiRSuCQMOS状态状态0t1高电平高电平01 1 保持保持0导通导通稳态稳态t1低电平低电平01 01截止截止跳变跳变t1t2低电平低电平充电充电1 01截止截止暂态暂态t2 t3高电平高电平充电充电0 1 保持保持1截止截止暂稳暂稳t3高电平高电平0 10导通导通跳变跳变t3 后后高电平高电平放电放电1 1 保持保持0导通导
45、通稳态稳态单稳态触发器状态表单稳态触发器状态表31UDD31UDD31UDD31UDD32UDD32UDD32UDD32UDD32UDD31UDD31UDD32UDD32UDD60大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路 例例13.5.2 洗相曝光定时电路。它是在集成定时器洗相曝光定时电路。它是在集成定时器 组成的单稳态触发器的输出端接一继电器组成的单稳态触发器的输出端接一继电器 KA 的线圈，的线圈， 并用继电器的动合和动断触点控制曝光用的红灯和白灯。并用继电器的动合和动断触点控制曝光用的红灯和白灯。 控制信
46、号由按钮控制信号由按钮 SB 发出。图中二极管发出。图中二极管 D1 起隔离作用，起隔离作用， D2 起防止继电器线圈断电时产生过高的电动势损坏集成起防止继电器线圈断电时产生过高的电动势损坏集成 定时器。试说明该电路的工作原理。定时器。试说明该电路的工作原理。 解解 由集成定时器组成的单稳态触发器的工作原由集成定时器组成的单稳态触发器的工作原 理可知，不按按钮理可知，不按按钮 SB，2 端为高电平，输出端为高电平，输出 uO0， 继电器继电器 KA 线圈不通电，动合触点断开，白灯灭，动线圈不通电，动合触点断开，白灯灭，动 断触点闭合，红灯亮。断触点闭合，红灯亮。 61大连理工大学电气工程系大连
47、理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路 按下按下 SB 后立即放开，后立即放开，2 端输入负脉冲，端输入负脉冲，3 端输出端输出矩形脉冲，矩形脉冲，KA 线圈通电，它的动断触点断开，红灯线圈通电，它的动断触点断开，红灯灭，它的动合触点闭合，白灯亮，开始曝光。当输出灭，它的动合触点闭合，白灯亮，开始曝光。当输出的矩形脉冲结束，的矩形脉冲结束，KA 线圈又断电，白灯灭，红灯线圈又断电，白灯灭，红灯亮，曝光结束。改变亮，曝光结束。改变 RC 即可改变曝光的时间。即可改变曝光的时间。uoKAD2D1KAKA白白红红 R2SB8 41 53 u
48、I +UDDR1C55562762大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路三、无稳态触发器三、无稳态触发器 产生方波的电路，又称多谐振荡器。产生方波的电路，又称多谐振荡器。 uCOt23UDDOtuOt1t2t313UDDtW2tW1T8 41 53uO+UDDR1C 555627R263大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路时间时间uCR S uCQ MOS状态状态0uC 01 01截止截止开始开始0 t1充电充电, 1 0
49、1截止截止过渡过渡t1 t2充电充电, uC1 1 保持保持1截止截止暂态暂态t20 10导通导通跳变跳变t2 t3放电放电, uC1 1 保持保持0导通导通暂稳暂稳t31 01截止截止跳变跳变多谐振荡器状态表多谐振荡器状态表13UDD13UDD23UDD23UDD 13UDD23UDD 13UDD64大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路充电时间：充电时间：tW10.7 (R1 + R2 ) C放电时间：放电时间： tW2 0.7 R2 C振荡周期振荡周期 T :T = tW1 + tW2 = 0.7 (
50、R1 + 2R2 ) C占空比：占空比：uCOt23UDDOtuOt1t2t313UDDtW2tW1TkPDR = = tW1 TR1R12R265大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路 例例13.5.3 下图是一个简易电子琴电路，试说明下图是一个简易电子琴电路，试说明 其工作原理。其工作原理。8 41 53762 555uO+UDDR28 R27 R26 R25 R24 R23 R22 R21S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 0.01F+R1C1C2 解解 由集成定时器组成的多谐振荡器的工作原理由集成定时器组成的多谐振荡器的工作原理可知，按下不同的琴键可知，按下不同的琴键 ( S1S8 ) ，便接入了不同的电，便接入了不同的电阻阻( R21R28 )。也就改变了输出方波的频率，使外接的。也就改变了输出方波的频率，使外接的喇叭发出不同的音调喇叭发出不同的音调 。66大连理工大学电气工程系大连理工大学电气工程系第第第第13131313章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路第第 13 章章 结结 束束 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页
