電工技術(shù)第14章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路

1、觸發(fā)觸發(fā)。 原來的狀態(tài)原來的狀態(tài) 下面介紹下面介紹，“0”和和“1”態(tài)態(tài)；2、；“0”或或“1”兩互補(bǔ)輸出端兩互補(bǔ)輸出端兩輸入端兩輸入端&.G1&.G2反饋線反饋線 觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系101設(shè)觸發(fā)器原態(tài)設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為為“1”態(tài)。態(tài)。翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)態(tài)(1) SD=1，RD = 0.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)態(tài)10觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變態(tài)不變復(fù)位復(fù)位 結(jié)論結(jié)論: 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當(dāng)當(dāng) SD=1， RD=0時(shí)時(shí)， 將使將使觸發(fā)器觸發(fā)器 置置“0”或稱或稱 為為復(fù)位復(fù)位。.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原

2、態(tài)為“0”態(tài)態(tài)0翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)態(tài)(2) SD=0，RD = 1.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)態(tài)01觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變態(tài)不變置位置位 結(jié)論結(jié)論: 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當(dāng)當(dāng) SD=0， RD=1時(shí)時(shí)， 將使將使觸發(fā)器觸發(fā)器 置置“1”或稱或稱 為為置位置位。.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)態(tài)1保持為保持為“0”態(tài)態(tài)(3) SD=1，RD = 1.G1&.&G2設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)態(tài)11觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變態(tài)不變 當(dāng)當(dāng) SD=1， RD=1時(shí)時(shí)， 觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持 原來的狀態(tài)，原來的狀態(tài)， 即即觸發(fā)器具觸

3、發(fā)器具 有保持、記有保持、記 憶功能憶功能。.G1&.&G2110011111110若若G1先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為“0”態(tài)態(tài)“1”態(tài)態(tài)(4) SD=0，RD = 0 當(dāng)信號當(dāng)信號SD= RD = 0同時(shí)變?yōu)橥瑫r(shí)變?yōu)?時(shí)，由時(shí)，由于與非門的翻轉(zhuǎn)于與非門的翻轉(zhuǎn)時(shí)間不可能完全時(shí)間不可能完全相同，觸發(fā)器狀相同，觸發(fā)器狀態(tài)可能是態(tài)可能是“1”態(tài)，態(tài)，也可能是也可能是“0”態(tài)，態(tài)，不能根據(jù)輸入信不能根據(jù)輸入信號確定。號確定。.G1&.&G210邏輯符號邏輯符號QQSDRDSDRDQ1 0 0 置置00 1 1 置置11 1 不變不變 保持保持0 0 同時(shí)變同時(shí)變 1后不確定后不確定功能功能基

4、本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器導(dǎo)引電路導(dǎo)引電路& G4SR& G3C.& G1& G2.SDRDQQ當(dāng)當(dāng)C=0時(shí)時(shí)01111.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C當(dāng)當(dāng) C = 1 時(shí)時(shí)1打開打開11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C當(dāng)當(dāng) C = 1 時(shí)時(shí)1(1) S=0, R=00011觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器狀態(tài)由觸發(fā)器狀態(tài)由R，S 輸入狀態(tài)決定。輸入狀態(tài)決定。11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C1101010(2) S = 0, R= 1觸發(fā)器置觸發(fā)器置“0”(3) S =1, R= 0觸發(fā)器置觸發(fā)器置“1”11.& G1& G

5、2.SDRDQQ& G4SR& G3C1110011110Q=1Q=011(4) S =1, R= 1當(dāng)時(shí)鐘由當(dāng)時(shí)鐘由 1變變 0 后后 觸發(fā)器狀態(tài)不定觸發(fā)器狀態(tài)不定11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C0 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1QnQn+1時(shí)鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)時(shí)鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)邏輯符號邏輯符號QQSR CSDRD不定不定不定不定QQ10 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1QnC0 0 SR 0 1 0 1 0 1 1 1 不定不定Qn+1QnQ=SQ=R從觸發(fā)器從觸發(fā)器主觸發(fā)器主觸發(fā)器C CKQRQJS R CF主主Q

6、JKQSRS CF從從QQQQSDRD1互補(bǔ)時(shí)互補(bǔ)時(shí)鐘控制鐘控制主、從主、從觸發(fā)器觸發(fā)器不能同不能同時(shí)翻轉(zhuǎn)時(shí)翻轉(zhuǎn)0101RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C0110F主主封鎖封鎖0RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C01C01010010C高電平時(shí)觸發(fā)器接高電平時(shí)觸發(fā)器接收信號并暫存（即收信號并暫存（即F主主狀態(tài)由狀態(tài)由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀態(tài)保持不變）。狀態(tài)保持不變）。要求要求C高電平期間高電平期間J、K的狀態(tài)保持不變。的狀態(tài)保持不變。C下降沿下降沿( )觸發(fā)器翻觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)（ F從從狀態(tài)與狀態(tài)與F主主狀狀態(tài)一致）。態(tài)一致）。C低電平時(shí)低電

7、平時(shí),F主主封鎖封鎖J、K不起作用不起作用CRS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC 01RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(1)J=1, K=1 設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0”態(tài)態(tài)翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)態(tài)11 011010100101RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(1)J=1,K=110設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1”態(tài)態(tài)為為“？”狀態(tài)狀態(tài)J=1, K=1時(shí)，每來時(shí)，每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，狀一個(gè)時(shí)鐘脈沖，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，即具即具有計(jì)數(shù)功能。有計(jì)數(shù)功能。(1)J=1, K=1跳轉(zhuǎn)跳轉(zhuǎn)01RS CF從從

8、QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(2)J=0，K=1 設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1”態(tài)態(tài)翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)態(tài)01 100101011001設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0”態(tài)態(tài)為為“？”態(tài)態(tài)01RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(3)J=1，K=0 設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0”態(tài)態(tài)翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)態(tài)10 011010100101設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1”態(tài)態(tài)為為“？”態(tài)態(tài)RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(4)J=0，K=0 設(shè)觸發(fā)器原設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0”態(tài)態(tài)保持原態(tài)保持原態(tài)00 0

9、10001RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C01001nQJS nKQR C高電平時(shí)高電平時(shí)F主主狀態(tài)狀態(tài)由由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀狀態(tài)不變。態(tài)不變。C下降沿下降沿( )觸發(fā)器觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)（ F從從狀態(tài)與狀態(tài)與F主主狀態(tài)一致）。狀態(tài)一致）。nQJS nKQR Qn10 0 1 1 1 0 0Qn0 0 0 1 1 0 0 1C高電平時(shí)高電平時(shí)F主主狀態(tài)狀態(tài)由由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀狀態(tài)不變。態(tài)不變。C下降沿下降沿( )觸發(fā)器觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)（ F從從狀態(tài)與狀態(tài)與F主主狀態(tài)一致）。狀態(tài)一致）。0 1 0 1 0 1 0 1 J K Qn+1 0 0 Qn 0 1

10、 0 1 0 1 1 1 Qn ()觸發(fā)器工作時(shí)觸發(fā)器工作時(shí)SD 、 RD應(yīng)接高電平。應(yīng)接高電平。 CQJKSDRDQ例：例：JK 觸發(fā)器工作波形觸發(fā)器工作波形CJKQ下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)基本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器導(dǎo)引電路導(dǎo)引電路& G2& G1QQSDRD& G3& G4& G5& G6CD反反饋饋線線跳轉(zhuǎn)跳轉(zhuǎn)& G2& G1QQSDRD& G3& G4& G5& G6CD01101100101& G2& G1QQSDRD& G3& G4& G5& G6CD01011110110D Qn+1 0101邏輯符號邏輯符號D CQQRDSDQn+1 =Dn；CDQD Qn+1 0101J

11、K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 QnD1 CQJKSDRDQ仍為下降沿仍為下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)觸發(fā)翻轉(zhuǎn) 按功能分按功能分清零清零寄存指令寄存指令RD.QDF0d0Q0.Q.DF1d1Q1.d2Q.DF2Q2QDF3d3Q3000011011101觸發(fā)器狀態(tài)不變觸發(fā)器狀態(tài)不變動畫動畫RDSDd3RDSDd2RDSDd1RDSDd010清零清零1100&Q0&Q1&Q2&Q31100&QQQQ0000001110101111清零清零D1移位脈沖移位脈沖23410111QQ3Q1Q2RD000000010011101110111 1QJKF0Q1QJKF2QJKF1QJKF3Q

12、QQ從高位向低從高位向低位依次輸入位依次輸入動畫動畫111010110011000輸出輸出清零清零D10111QQ3Q1Q2RD10111 1QJKF0Q1QJKF2QJKF1QJKF3QQQ5移位脈沖移位脈沖786動畫動畫右移右移串行串行輸入輸入左移左移串行串行輸入輸入U(xiǎn)CCQ0Q1Q2Q3S1S0 C16151413121110913456782D0D1D2D3DSRDSL RDGNDCT74LS194并行輸入并行輸入011110 00 11 01 1直接清零直接清零(異步異步)保保 持持右移右移(從從Q0向右移動向右移動)左移左移(從從Q3向左移動向左移動)并行輸入并行輸入 RD CS1

13、 S0功功 能能 UCCQ0Q1Q2Q3S1S0 C161514131211109CT74LS19413456782D0D1D2D3DSRDSL RDGND 二二 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù) Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 0 0 0 脈沖數(shù)脈沖數(shù)(C)1010清零清零RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖三位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器三位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器在電路圖中在電路圖中J、懸空表示懸空表示J、K=1 當(dāng)相鄰低位觸發(fā)當(dāng)相鄰低位觸發(fā)器由器由1變變 0 時(shí)翻轉(zhuǎn)時(shí)翻轉(zhuǎn)

14、異步二進(jìn)制加法器工作波形異步二進(jìn)制加法器工作波形 每個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的時(shí)間有先后，每個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的時(shí)間有先后，與計(jì)數(shù)脈沖不同步與計(jì)數(shù)脈沖不同步C12345678Q0Q1Q2？思考思考1、各觸發(fā)器、各觸發(fā)器C應(yīng)如何連接？應(yīng)如何連接？CRDQDQQ0F0QDQQ1F1QDQQ2F2 二二 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù) Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 0 0 0 脈沖數(shù)脈沖數(shù)(C)F0每輸入一每輸入一C翻一次翻一次F1F2F3J0 =K0 =1Q0 =1J1 =K1 = Q0Q0 = Q1 = 1J2 =K

15、2 = Q1 Q0Q0 = Q1 = Q2 = 1J3 =K3= Q1 Q1 Q0J0 =K0 =1J1 =K1 = Q0J2 =K2 = Q1 Q0J3 =K3 = Q2 Q1 Q0三位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器三位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到各位觸發(fā)器上，計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到各位觸發(fā)器上，當(dāng)每個(gè)到當(dāng)每個(gè)到 來后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看來后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看J、K的狀態(tài)。的狀態(tài)。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖C12345678Q0Q1Q2RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖 C0= C K0 =1 J0 =Q2K1

16、=1 J1 =1C1= Q0J2=Q0Q1K2 =1C2= C RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖 C0= C=0 K0 =1 J0 =Q2=1 K1 =1 J1 =1 C1= Q0=0J2=Q0Q1=0K2 =1C2= C=0 RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖011111 011111011111111111011101011111000010012010301141005000C1= Q0C12345Q0Q1Q2二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)脈沖數(shù)(C)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)0123456789100 0 0 00

17、 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 10 0 0 001234567890RDQJKQF0QJKQF1C計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖QJKQF2QJKQQ3F3Q2Q1Q0Q0Q1Q2Q3C12345678910Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0110 10清零清零0000Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF00置置“9”1100Q1RDC0&R0

18、2R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0 1 1 Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0 0 011Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0 0 011輸入脈沖輸入脈沖輸出二進(jìn)制輸出二進(jìn)制輸入脈沖輸入脈沖輸出五進(jìn)制輸出五進(jìn)制Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0 0 011輸入

19、脈沖輸入脈沖輸出十進(jìn)制輸出十進(jìn)制輸輸 入入輸輸 出出Q2Q3R01S92S91R02Q1Q011011011000000001010R01S92S91R02有任一為有任一為“0”有任一為有任一為“0” 輸入計(jì)輸入計(jì)數(shù)脈沖數(shù)脈沖十分頻輸出十分頻輸出(進(jìn)位輸出進(jìn)位輸出)計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)器輸出S91NCT74LS290S92Q2Q1NUCCR01R02C0C1Q0Q3地地17814S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0Q1Q2Q3Q0C1 2 3 4 5 6 7 8 9 10工作波形工作波形S92S91Q0Q3Q1Q2R01R02C1C0S92S91Q3Q0Q2Q1R01R0

20、2C1C0五進(jìn)制輸出五進(jìn)制輸出計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖輸入輸入C12345Q1Q2Q3工作波形工作波形Q3Q2Q1Q00123456789100 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 10 0 0 001234567890例：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器例：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q3Q2Q1Q00 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 10 0 0 0六六種種狀狀態(tài)態(tài)1111S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計(jì)數(shù)器清零計(jì)數(shù)器

21、清零S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計(jì)數(shù)器清零計(jì)數(shù)器清零&.0100(4)S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0十位十位個(gè)位個(gè)位11689UCC1Q21Q11RD1Q01Q3地地1C02Q32Q22Q12Q02RD2C02C11C11Q31Q01Q21Q11RD1C11C0計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖2Q32Q02Q22Q12RD2C12C0十位十位個(gè)位個(gè)位&D (DOWN) 減法脈沖輸入端減法脈沖輸入端U(UP) 加法脈沖輸入端加法脈沖輸入端L(LOAD) 置數(shù)端置數(shù)端CO 進(jìn)位端進(jìn)位端BO 借位端借位端C(CLR

22、) 清零端清零端11689UCCQ2UQ1Q0Q3地地D1LBOCCODD0D2D3Q1DF1Q2DF2Q3DF3Q0DF0CQ3 Q2 Q1 Q0=1000 1000010000100001C1234Q2Q1Q0Q3QJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2CQ0Q1Q2K0 = Q2 J0 =Q2 J1 =Q0J2=Q1 K1 =Q0 K2 =Q1Q2Q1Q0C12345678Q0Q1Q2 可產(chǎn)生相移為可產(chǎn)生相移為 的順序脈沖。的順序脈沖。VAVBUCC調(diào)轉(zhuǎn)調(diào)轉(zhuǎn)地地+C1+C2QQRDSD5K5K5KT52/3 UCC2/3 UCC1/3 UCC011/3 UCC112/3 UCC2/3 UCCRD=1SD=0.uCR1R2.+C充電充電C放電放電12/3 UCC01101Q=0導(dǎo)通導(dǎo)通1(地地)uCR1ui+C1+C2QQRDSD5K5K5KVAVB T1348(復(fù)位端復(fù)位端)uO65271101Q=1截止截止02/3 UCC1010Q=1010 110Q=0+UCC48562713.0.01FuCCuiuoRuituCtuOt(1/3UCC)Q=0Q=1T導(dǎo)通，導(dǎo)通，C通過通過T放放電電,uC 0接通電源接通電源RD=0SD=1保持保持“0”態(tài)態(tài)RD=1SD=1