時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)

1、時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)鎖存器鎖存器觸發(fā)器觸發(fā)器時(shí)序邏輯電路概述時(shí)序邏輯電路概述同步時(shí)序邏輯電路的分析同步時(shí)序邏輯電路的分析同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)常用時(shí)序邏輯電路模塊常用時(shí)序邏輯電路模塊基本基本SR鎖存器鎖存器鐘控鐘控D鎖存器鎖存器鐘控鐘控SR鎖存器鎖存器介紹介紹3 3種不同結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器種不同結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容鎖存器鎖存器3一、雙穩(wěn)態(tài)電路（一、雙穩(wěn)態(tài)電路（Bistate Elements） 問(wèn)題：由于電路沒(méi)有輸入，無(wú)法控制或改變它的狀態(tài)。問(wèn)題：由于電路沒(méi)有輸入，無(wú)法控制或改變它的狀態(tài)。 電路有兩個(gè)穩(wěn)定工作狀態(tài)：電路有兩個(gè)穩(wěn)定工作狀態(tài)：10QQ01

2、QQ基本基本RSRS鎖存器鎖存器4二、由或非門(mén)構(gòu)成的基本二、由或非門(mén)構(gòu)成的基本SR鎖存器鎖存器 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào) S 、 R稱(chēng)為觸發(fā)脈沖輸入端，稱(chēng)為觸發(fā)脈沖輸入端， S為置位（為置位（Set）端，）端，R為復(fù)位為復(fù)位（Reset）端。）端。 邏邏輯輯符符號(hào)號(hào)電電路路圖圖5 輸入和輸出的關(guān)系輸入和輸出的關(guān)系 不不 變變0 11 00 0 0 00 11 01 1 S R QQ00輸輸出出不不變變0110100111006 輸入和輸出的關(guān)系表輸入和輸出的關(guān)系表 對(duì)于由或非門(mén)構(gòu)成的基本對(duì)于由或非門(mén)構(gòu)成的基本SR鎖存器采用正脈沖觸發(fā)。鎖存器采用正脈沖觸發(fā)。 已知輸入已知輸入R、S波

3、形圖，試畫(huà)出波形圖，試畫(huà)出 、 波形圖，設(shè)波形圖，設(shè)SR鎖存器的初態(tài)鎖存器的初態(tài)為為0。 Q QQQ不不 變變0 11 00 0 0 00 11 01 1 S R QQ001000010010007三、由與非門(mén)構(gòu)成的基本三、由與非門(mén)構(gòu)成的基本SR鎖存器鎖存器 電路結(jié)構(gòu)和符號(hào)電路結(jié)構(gòu)和符號(hào) 輸入輸出關(guān)系輸入輸出關(guān)系 1 11 00 1 不不 變變 0 00 11 0 1 1 RQQS8四、鎖存器的狀態(tài)四、鎖存器的狀態(tài) 0態(tài)、態(tài)、1態(tài)、非正常態(tài)態(tài)、非正常態(tài) 現(xiàn)態(tài)和次態(tài)現(xiàn)態(tài)和次態(tài) 現(xiàn)態(tài)（現(xiàn)態(tài)（Present State）：鎖存器在接收信號(hào)之前所處的）：鎖存器在接收信號(hào)之前所處的狀態(tài)，用狀態(tài)，用Qn表

4、示；表示； 次態(tài)（次態(tài)（Next State）：鎖存器在接收信號(hào)之后建立的新的）：鎖存器在接收信號(hào)之后建立的新的穩(wěn)定狀態(tài)，用穩(wěn)定狀態(tài)，用Qn+1表示。表示。 稱(chēng)為稱(chēng)為0態(tài)，態(tài)， 10QQ稱(chēng)為稱(chēng)為1態(tài)，態(tài)， 01QQ或或00QQ11QQ稱(chēng)為非正常態(tài)。稱(chēng)為非正常態(tài)。 9 基本基本SR鎖存器的狀態(tài)真值表：鎖存器的狀態(tài)真值表： S R Qn Qn+1 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 010011 nnQRSQ10SR（約束條件）（約束條件）110001101000110SQn+1RQn110QQ例：已知輸入例：已知輸入S、R波形圖，試畫(huà)出波形圖，試畫(huà)出

5、Q、Q波形圖，設(shè)波形圖，設(shè)SR鎖存器的鎖存器的初態(tài)為初態(tài)為0。 當(dāng)當(dāng)SR鎖存器輸入端鎖存器輸入端同時(shí)同時(shí)加加1時(shí)，時(shí)，Q和和Q 都變成了都變成了0。當(dāng)。當(dāng)S、R同時(shí)同時(shí)由由10時(shí)，觸發(fā)器的輸出將會(huì)出現(xiàn)由時(shí)，觸發(fā)器的輸出將會(huì)出現(xiàn)由010反復(fù)切換反復(fù)切換。 11五、基本五、基本SR鎖存器的應(yīng)用鎖存器的應(yīng)用 作為存儲(chǔ)單元，可存儲(chǔ)作為存儲(chǔ)單元，可存儲(chǔ)1位二進(jìn)制信息。位二進(jìn)制信息。 其它功能觸發(fā)器的基本組成部分。其它功能觸發(fā)器的基本組成部分。 構(gòu)成單脈沖發(fā)生器構(gòu)成單脈沖發(fā)生器 vO窄脈沖窄脈沖12單脈沖發(fā)生電路：?jiǎn)蚊}沖發(fā)生電路： 每按動(dòng)開(kāi)關(guān)每按動(dòng)開(kāi)關(guān)AN一次，只輸出一個(gè)負(fù)脈沖。一次，只輸出一個(gè)負(fù)脈沖。

6、基本基本SR鎖存器鎖存器13CP=0：基本：基本SR鎖存器輸入端均為鎖存器輸入端均為1，狀態(tài)保持不變，狀態(tài)保持不變 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào) 基本基本SR鎖存器鎖存器時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖CP=1： S 、 R通過(guò)非門(mén)作用于基本通過(guò)非門(mén)作用于基本SR鎖存器鎖存器鐘控鐘控RSRS鎖存器鎖存器14邏輯功能邏輯功能S R Qn Qn+1 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 010011 nnQRSQ10SR（約束條件）（約束條件）15 基本基本SR鎖存器與鐘控鎖存器與鐘控SR鎖存器的區(qū)別鎖存器的區(qū)別 （a）基本）基本SR鎖存器輸出波形鎖存器輸出波形

7、 （b）鐘控）鐘控SR鎖存器輸出波形鎖存器輸出波形 結(jié)論：鐘控結(jié)論：鐘控SR觸發(fā)器只在觸發(fā)器只在CP高電平期間接收輸入信號(hào)，基本高電平期間接收輸入信號(hào)，基本SR鎖存器任何時(shí)候均能接收輸入信號(hào)。鎖存器任何時(shí)候均能接收輸入信號(hào)。 161、采用邏輯門(mén)構(gòu)成的鐘控采用邏輯門(mén)構(gòu)成的鐘控D鎖存器鎖存器 DQn1 特性表特性表 D Qn Qn+1 0 0 0 1 1 0 1 1 0011 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào) 特性方程特性方程 將將S=D，R=D（保證了（保證了SR=0）代）代入入RS觸發(fā)器的特性方程得觸發(fā)器的特性方程得172.采用傳輸門(mén)構(gòu)成的采用傳輸門(mén)構(gòu)成的D鎖存器鎖存器 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)

8、電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào) 當(dāng)當(dāng)CP=1時(shí)，時(shí)，C=0、C=1，TG1導(dǎo)通，導(dǎo)通，TG2斷開(kāi)，斷開(kāi)，的改變而改變。的改變而改變。 輸出隨輸出隨D當(dāng)當(dāng)CP=0時(shí)，時(shí)，CG2形成正反饋，構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路。形成正反饋，構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路。 =1，C=0，TG1斷開(kāi)，斷開(kāi)，TG2導(dǎo)通，導(dǎo)通，2個(gè)非門(mén)個(gè)非門(mén)G1、183.鐘控鐘控D鎖存器的動(dòng)態(tài)參數(shù)鎖存器的動(dòng)態(tài)參數(shù) 建立時(shí)間（建立時(shí)間（ Setup Time）tSU數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)D在時(shí)鐘信號(hào)在時(shí)鐘信號(hào)CP下降沿到來(lái)之前應(yīng)穩(wěn)定的最小時(shí)間下降沿到來(lái)之前應(yīng)穩(wěn)定的最小時(shí)間 保持時(shí)間（保持時(shí)間（Hold Time）tH數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)D在時(shí)鐘信號(hào)在時(shí)鐘信號(hào)CP下降沿過(guò)去以后應(yīng)穩(wěn)

9、定的最小時(shí)間下降沿過(guò)去以后應(yīng)穩(wěn)定的最小時(shí)間 時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)器輸出之間的延遲時(shí)間時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)器輸出之間的延遲時(shí)間tpHL(CQ) 和和tpLH (CQ) 相對(duì)于相對(duì)于CP信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)刻，信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)刻，Q的變化將會(huì)有的變化將會(huì)有一定的延時(shí)一定的延時(shí) 輸入數(shù)據(jù)信號(hào)和觸發(fā)器輸出之間的延遲時(shí)間輸入數(shù)據(jù)信號(hào)和觸發(fā)器輸出之間的延遲時(shí)間tpHL(DQ) 和和tpLH (DQ) 相對(duì)于相對(duì)于D的變化，的變化，Q的變化將會(huì)有一定的延時(shí)的變化將會(huì)有一定的延時(shí) 194.集成三態(tài)輸出集成三態(tài)輸出8D鎖存器鎖存器74HC573 當(dāng)當(dāng)LE=1時(shí)，輸出時(shí)，輸出Q跟隨輸入跟隨輸入D變化，變化，當(dāng)

10、當(dāng)LE=0時(shí)，輸出時(shí)，輸出Q保持不變保持不變當(dāng)當(dāng)OE=0時(shí)，輸出高阻態(tài)。時(shí)，輸出高阻態(tài)。介紹介紹3種不同結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器種不同結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器利用傳輸延遲觸發(fā)器利用傳輸延遲觸發(fā)器本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容介紹介紹5種不同功能的觸發(fā)器種不同功能的觸發(fā)器D觸發(fā)器觸發(fā)器SR觸發(fā)器觸發(fā)器JK觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器各類(lèi)型觸發(fā)器各類(lèi)型觸發(fā)器211.鐘控鎖存器存在鐘控鎖存器存在 的空翻現(xiàn)象的空翻現(xiàn)象 在一個(gè)在一個(gè)CP脈沖周期內(nèi)，鎖存器狀態(tài)變化多于一次的現(xiàn)象稱(chēng)脈沖周期內(nèi)，鎖存器狀態(tài)變化多于一次的現(xiàn)象稱(chēng)為為空翻空翻。 空翻帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：一是鎖存器的抗干擾能

11、力下降；空翻帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：一是鎖存器的抗干擾能力下降；二是限制了鎖存器的使用范圍。二是限制了鎖存器的使用范圍。 觸發(fā)器觸發(fā)器222.為什么鐘控鎖存器會(huì)存在為什么鐘控鎖存器會(huì)存在 空翻現(xiàn)象？空翻現(xiàn)象？主要原因是鎖存器對(duì)輸入信號(hào)的敏感時(shí)間太長(zhǎng)主要原因是鎖存器對(duì)輸入信號(hào)的敏感時(shí)間太長(zhǎng) 。 觸發(fā)器采用了不同的電路結(jié)構(gòu)，只有在觸發(fā)器采用了不同的電路結(jié)構(gòu)，只有在CP脈沖的上升沿或脈沖的上升沿或下降沿時(shí)刻接收輸入信號(hào)下降沿時(shí)刻接收輸入信號(hào) 23主從主從D觸發(fā)器原理框圖及邏輯符號(hào)觸發(fā)器原理框圖及邏輯符號(hào)原理：當(dāng)原理：當(dāng)CP=0時(shí)，時(shí)，QM跟隨跟隨D變化，從鎖存器保持不變變化，從鎖存器保持不變 主鎖存器主鎖存器

12、從鎖存器從鎖存器當(dāng)當(dāng)CP=1時(shí)，主鎖存器保持不變，輸出送從鎖存器時(shí)，主鎖存器保持不變，輸出送從鎖存器 主從觸發(fā)器的狀態(tài)只有在主從觸發(fā)器的狀態(tài)只有在CP上升沿時(shí)刻才會(huì)改變上升沿時(shí)刻才會(huì)改變24例：主從例：主從D觸發(fā)器輸觸發(fā)器輸入入CP和和D的波形如圖的波形如圖所示，試畫(huà)出輸出波所示，試畫(huà)出輸出波形。形。25集成主從集成主從D觸發(fā)器兩種基本結(jié)構(gòu)觸發(fā)器兩種基本結(jié)構(gòu)異步置1端（或稱(chēng)直接置端（或稱(chēng)直接置1端）端）DS 異步置0端（或稱(chēng)直接置端（或稱(chēng)直接置0端）端）DR 01001026 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào) G3、G4、G5、G6構(gòu)成了構(gòu)成了D信號(hào)的輸入通道。信號(hào)的輸入通道。維持阻塞維持

13、阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器1DC1QQ基本基本SR鎖存器鎖存器 G1、G2構(gòu)成了基本構(gòu)成了基本SR鎖存器。鎖存器。27 工作原理分析工作原理分析1. 觸發(fā)器觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。維持原狀態(tài)不變。 011DD2. 輸入信號(hào)輸入信號(hào)D 經(jīng)門(mén)經(jīng)門(mén)G6取反后到達(dá)門(mén)取反后到達(dá)門(mén)G4的輸入端，再經(jīng)門(mén)的輸入端，再經(jīng)門(mén)G5取取反后到達(dá)門(mén)反后到達(dá)門(mén)G3的輸入端，等待送入。的輸入端，等待送入。 當(dāng)當(dāng)CP=0時(shí)時(shí)輸輸出出不不變變28 工作原理分析（工作原理分析（設(shè)設(shè)D=0，當(dāng)，當(dāng)CP由由01時(shí)時(shí) ） 若若D =0， CP=1時(shí)，則時(shí)，則Qn+1=D=0，并立即封鎖輸入通路。，并立即封鎖輸入通路。01101封鎖輸封鎖輸入

14、通路入通路011100輸輸出出0態(tài)態(tài)29 工作原理分析（工作原理分析（設(shè)設(shè)D=1，當(dāng)，當(dāng)CP由由01時(shí)時(shí) ） 若若D =1， CP=1時(shí)，則時(shí)，則Qn+1=D=1，并立即封鎖輸入通路。，并立即封鎖輸入通路。10011封鎖輸封鎖輸入通路入通路001111輸輸出出1態(tài)態(tài)30 具有異步置位、復(fù)位端的維持阻塞具有異步置位、復(fù)位端的維持阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)器不管不管CP=0還是還是1，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置1態(tài)。態(tài)。10DDRS，不管不管CP=0還是還是1，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置0態(tài)。態(tài)。01DDRS，31QQ 邊沿觸發(fā)器只有邊沿觸發(fā)器只有CP的上升沿或下降沿瞬間才能接受控制輸入信的上升沿或下降沿瞬間才能接受控制輸

15、入信號(hào)，改變狀態(tài)，因此在一個(gè)時(shí)鐘脈沖下，觸發(fā)器最多只能翻轉(zhuǎn)一號(hào)，改變狀態(tài)，因此在一個(gè)時(shí)鐘脈沖下，觸發(fā)器最多只能翻轉(zhuǎn)一次，從根本上杜絕了空翻的現(xiàn)象。次，從根本上杜絕了空翻的現(xiàn)象。 例例2：一上升沿觸發(fā)的一上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，設(shè)初態(tài)為觸發(fā)器，設(shè)初態(tài)為1，試在給定，試在給定CP、D下下，畫(huà)出，畫(huà)出Q和和Q波形。波形。 32電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào) 利用傳輸延遲的觸發(fā)器利用傳輸延遲的觸發(fā)器G3、G4的傳輸延遲時(shí)間大于的傳輸延遲時(shí)間大于SR鎖存器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間鎖存器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間 兩個(gè)與或非門(mén)的輸入輸出端交叉連接，構(gòu)成基本兩個(gè)與或非門(mén)的輸入輸出端交叉連接，構(gòu)成基本SR鎖存器鎖存器 33工作原理分析

16、工作原理分析 （1）當(dāng)）當(dāng)CP=0時(shí)，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變時(shí)，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變 CP=0時(shí)，門(mén)時(shí)，門(mén)G3、G4、G12、G22全部被封鎖。全部被封鎖。 不管不管J、K如何變化，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。如何變化，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。0110034工作原理分析工作原理分析 （2）CP=1時(shí)，觸發(fā)器維持與時(shí)，觸發(fā)器維持與CP=0時(shí)相同的狀態(tài)時(shí)相同的狀態(tài)nnnQQSQCPQnnnQQRQCPQ35工作原理分析工作原理分析 （3）CP由由1變變0時(shí)，觸發(fā)器接收時(shí)，觸發(fā)器接收J(rèn)、K信號(hào)翻轉(zhuǎn)信號(hào)翻轉(zhuǎn)nnnnnnnnQQKQJQKQQJQRSQ)(1nnnnnnQKQJQQQKQJ36例例1：一個(gè)下降沿觸

17、發(fā)的一個(gè)下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，給定觸發(fā)器，給定CP、J、K的波形如下，的波形如下，試畫(huà)出相應(yīng)的輸出試畫(huà)出相應(yīng)的輸出 Q 和和 Q 波形波形。設(shè)初始狀態(tài)為設(shè)初始狀態(tài)為0。QQ37T T觸發(fā)器和觸發(fā)器和T T觸發(fā)器觸發(fā)器 如果將如果將JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的J、K端連接在一起，并將輸入端命名為端連接在一起，并將輸入端命名為T(mén)，就得到就得到T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 nnnQTQTQ1 當(dāng)當(dāng)T觸發(fā)器的輸入端固定地接高電平時(shí)，就得到觸發(fā)器的輸入端固定地接高電平時(shí)，就得到T觸發(fā)器觸發(fā)器 nnQQ138 如果維持阻塞如果維持阻塞D觸發(fā)器的輸入信號(hào)剛好在觸發(fā)器的輸入信號(hào)剛好在CP脈沖的上升脈沖的上升沿發(fā)生改變是否允許

18、？如不允許，對(duì)輸入信號(hào)有什么要求沿發(fā)生改變是否允許？如不允許，對(duì)輸入信號(hào)有什么要求？ 思考題思考題觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)參數(shù)觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)參數(shù)39建立時(shí)間（建立時(shí)間（Setup Time）tSU 數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)D在時(shí)鐘信號(hào)在時(shí)鐘信號(hào)CP上升沿到來(lái)之前應(yīng)穩(wěn)定的最小時(shí)間。上升沿到來(lái)之前應(yīng)穩(wěn)定的最小時(shí)間。保持時(shí)間（保持時(shí)間（Hold Time）tH數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)D在時(shí)鐘信號(hào)在時(shí)鐘信號(hào)CP上升沿過(guò)去以后應(yīng)穩(wěn)定的最小時(shí)間。上升沿過(guò)去以后應(yīng)穩(wěn)定的最小時(shí)間。時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)器輸出之間的延遲時(shí)間時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)器輸出之間的延遲時(shí)間tpHL 和和tpLH 時(shí)鐘信號(hào)的上升沿至輸出端建立新的穩(wěn)定狀態(tài)所產(chǎn)生的延遲時(shí)鐘信號(hào)的上升沿

19、至輸出端建立新的穩(wěn)定狀態(tài)所產(chǎn)生的延遲時(shí)間。時(shí)間。 40觸發(fā)器的功能及轉(zhuǎn)換觸發(fā)器的功能及轉(zhuǎn)換5種不同功能種不同功能觸發(fā)器的邏輯符號(hào)觸發(fā)器的邏輯符號(hào)nnQRSQ10SRSR觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程D 觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程DQn1JK觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程n1nQKQJQnT觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程nnnQTQTQ1T觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程nnQQ1（約束條件）（約束條件）41 狀態(tài)圖狀態(tài)圖01狀態(tài)狀態(tài) 0狀態(tài)狀態(tài) 1 特性表特性表 J K Qn Qn+1 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 0100111

20、0KJ，11KJ，0KJ，KJ，0例例：在同步工作條件下，在同步工作條件下，JK觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)Qn=0，要求，要求Qn+1=0，則應(yīng)使則應(yīng)使 。 （1）J=K=0 （2）J=0，K=1（3）J=1，K=（4）J=K=142 目前生產(chǎn)的時(shí)鐘控制觸發(fā)器定型產(chǎn)品中只有目前生產(chǎn)的時(shí)鐘控制觸發(fā)器定型產(chǎn)品中只有JK觸發(fā)器和觸發(fā)器和D型觸型觸發(fā)器。其它功能的觸發(fā)器可由這兩種觸發(fā)器轉(zhuǎn)化而成。發(fā)器。其它功能的觸發(fā)器可由這兩種觸發(fā)器轉(zhuǎn)化而成。 JK、D 觸發(fā)器轉(zhuǎn)化為觸發(fā)器轉(zhuǎn)化為 T觸發(fā)器觸發(fā)器 43 將將 JK 轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成 D DKDJ,44 將將 D 觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為 T nnQTQTD45

21、觸發(fā)器特點(diǎn)觸發(fā)器特點(diǎn)觸發(fā)器分類(lèi)觸發(fā)器分類(lèi)重點(diǎn)重點(diǎn)觸發(fā)器邏輯功能、觸發(fā)方式。觸發(fā)器邏輯功能、觸發(fā)方式。時(shí)序邏輯電路的最基本單元；能夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信時(shí)序邏輯電路的最基本單元；能夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的基本單元。息的基本單元。1.有兩個(gè)能夠保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別用來(lái)表示邏有兩個(gè)能夠保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別用來(lái)表示邏輯輯0和邏輯和邏輯1。2. 在適當(dāng)輸入信號(hào)作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)在適當(dāng)輸入信號(hào)作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸入信號(hào)取消后，能將獲得到另一種狀態(tài)；在輸入信號(hào)取消后，能將獲得的新?tīng)顟B(tài)保存下來(lái)的新?tīng)顟B(tài)保存下來(lái)按按觸發(fā)方式觸發(fā)方式分：電平觸發(fā)方式、邊沿觸發(fā)方式及主從觸發(fā)方式分：電平觸發(fā)方式

22、、邊沿觸發(fā)方式及主從觸發(fā)方式按按邏輯功能邏輯功能分：分：RS、D、JK、T和和T觸發(fā)器觸發(fā)器小小 結(jié)結(jié)46 組合電路組合電路：電路的輸出只與當(dāng)前的輸入有關(guān)，而與電路的輸出只與當(dāng)前的輸入有關(guān)，而與以前以前的輸入無(wú)關(guān)。的輸入無(wú)關(guān)。 時(shí)序電路：時(shí)序電路：電路在某一給定時(shí)刻的輸出，不僅取決于該時(shí)電路在某一給定時(shí)刻的輸出，不僅取決于該時(shí)刻電路的輸入刻電路的輸入,還取決于還取決于前一時(shí)刻電路的狀態(tài)。前一時(shí)刻電路的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)：組合電路結(jié)構(gòu)：組合電路+觸發(fā)器。觸發(fā)器。一、一、 什么是時(shí)序邏輯電路？什么是時(shí)序邏輯電路？結(jié)構(gòu)：由門(mén)電路構(gòu)成。結(jié)構(gòu)：由門(mén)電路構(gòu)成。 舉例：舉例：電視遙控器。電視遙控器。47 輸出方程：

23、輸出方程： 狀態(tài)方程：狀態(tài)方程：Qn+1=F3 ( Z, Qn ) 驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程:Z=F2 ( X, Qn )二、二、時(shí)序電路的模型時(shí)序電路的模型Y=F1 ( X, Qn )Z組合電路組合電路觸發(fā)器觸發(fā)器CPXYQ輸入信號(hào)輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸出信號(hào)狀態(tài)信號(hào)狀態(tài)信號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)48三、典型的時(shí)序邏輯電路三、典型的時(shí)序邏輯電路串行加法器串行加法器101101011111000000111011一位全加器一位全加器D觸發(fā)器觸發(fā)器CPQCICO1DC1BSA49四、時(shí)序邏輯電路的分類(lèi)四、時(shí)序邏輯電路的分類(lèi) 按控制時(shí)序狀態(tài)的脈沖源來(lái)分：按控制時(shí)序狀態(tài)的脈沖源來(lái)分：同步時(shí)序電路：同步時(shí)序電路：異步時(shí)

24、序電路：異步時(shí)序電路：所有觸發(fā)器所有觸發(fā)器由由同一時(shí)鐘同一時(shí)鐘脈沖源控制脈沖源控制沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖Q0FF0Q1CPFF2Q2FF11DC11DC11DC1“1”Q0FF0Q1CPFF2Q2FF11DC11DC11DC150四、時(shí)序邏輯電路的分類(lèi)（續(xù)）四、時(shí)序邏輯電路的分類(lèi)（續(xù)） 按輸出按輸出Y與現(xiàn)態(tài)與現(xiàn)態(tài)Qn及輸入及輸入X 的關(guān)系分：的關(guān)系分：穆?tīng)栃停聽(tīng)栃停∕oore）：輸出只和現(xiàn)態(tài)有關(guān)，與輸入無(wú)關(guān)。輸出只和現(xiàn)態(tài)有關(guān)，與輸入無(wú)關(guān)。米里型（米里型（Mealy）：輸出不僅和現(xiàn)態(tài)有關(guān)，還和輸入有關(guān)。）：輸出不僅和現(xiàn)態(tài)有關(guān)，還和輸入有關(guān)。Y=F1 (Qn )Y=F1 ( X,

25、Qn )51寫(xiě)各觸發(fā)器的寫(xiě)各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程寫(xiě)電路的寫(xiě)電路的輸出方程輸出方程寫(xiě)觸發(fā)器的寫(xiě)觸發(fā)器的狀態(tài)方程狀態(tài)方程作作狀態(tài)真值表狀態(tài)真值表及及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖作作時(shí)序波形圖時(shí)序波形圖得到電路的邏輯功能得到電路的邏輯功能同同步步時(shí)時(shí)序序電電路路的的分分析析方方法法輸入端的表達(dá)式，輸入端的表達(dá)式，如如T、J、K、D組合電路的輸出組合電路的輸出描述狀態(tài)轉(zhuǎn)換描述狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系的表格關(guān)系的表格畫(huà)出畫(huà)出時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖作用下作用下的輸入、輸出波形圖的輸入、輸出波形圖52例：請(qǐng)分析以下例：請(qǐng)分析以下同步時(shí)序電路同步時(shí)序電路： （1）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程：）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程： 10120KQQJnnnnnQQKQ

26、J20101nnnQKQQJ1210253(2) 寫(xiě)出狀態(tài)方程寫(xiě)出狀態(tài)方程 nnnnnnnnQQQQQQKQJQ12010111111nnnnnnnnQQQQQQKQJQ21210222212nnnnnnQQQQKQJQ012000010（3）寫(xiě)出輸出方程：）寫(xiě)出輸出方程： （1）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程：）寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程： 10120KQQJnnnnnQQKQJ20101nnnQKQQJ12102nnQQY2154（4）根據(jù)狀態(tài)方）根據(jù)狀態(tài)方程列出狀態(tài)。程列出狀態(tài)。 nnnnQQQQ01210nnnnnnQQQQQQ1201011nnnnnnQQQQQQ2121012nnQQY21 1 1 1 1 1 0

27、 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 00000011 Q2n Q1n Q0nQ2n+1 Q1n+1 Q0n+1Y（5）作出狀態(tài)圖）作出狀態(tài)圖 111001000011110100101Q2Q1Q0010 000110七個(gè)狀態(tài)構(gòu)成循環(huán)七個(gè)狀態(tài)構(gòu)成循環(huán)，稱(chēng)為有效循環(huán)。，稱(chēng)為有效循環(huán)。 “111”位于有效循環(huán)之外，稱(chēng)位于有效循環(huán)之外，稱(chēng)為無(wú)效狀態(tài)。為無(wú)效狀態(tài)。 如果無(wú)效狀態(tài)在若干個(gè)如果無(wú)效狀態(tài)在若干個(gè)CP作用后，最終能進(jìn)入有效循環(huán)稱(chēng)作用后，最終能進(jìn)入有效循環(huán)稱(chēng)該電路具

28、有該電路具有自啟動(dòng)自啟動(dòng)能力。能力。上述時(shí)序電路能夠自啟動(dòng)。上述時(shí)序電路能夠自啟動(dòng)。 55（6）時(shí)序圖（設(shè)）時(shí)序圖（設(shè)Q2Q1Q0初態(tài)為初態(tài)為000） （7）結(jié)論：同步自然態(tài)序七進(jìn)制計(jì)數(shù)器）結(jié)論：同步自然態(tài)序七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 YQ2Q1Q0CP010010110010000110000011156時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)的幾種方法時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)的幾種方法 1 1采用小規(guī)模集成門(mén)電路和觸發(fā)器設(shè)計(jì)；采用小規(guī)模集成門(mén)電路和觸發(fā)器設(shè)計(jì)； 2 2采用標(biāo)準(zhǔn)的中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)；采用標(biāo)準(zhǔn)的中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)； 3 3采用可編程邏輯器件采用可編程邏輯器件PLDPLD設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。 57設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)步步驟驟 設(shè)定狀態(tài)設(shè)定狀態(tài)

29、畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖列出狀態(tài)真值表列出狀態(tài)真值表求狀態(tài)方程求狀態(tài)方程求驅(qū)動(dòng)方程求驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)邏輯電路圖畫(huà)邏輯電路圖檢查檢查自啟動(dòng)自啟動(dòng)如不符如不符合要求，重新設(shè)計(jì)合要求，重新設(shè)計(jì)58例：試用例：試用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 需要三個(gè)觸發(fā)器。需要三個(gè)觸發(fā)器。 Q2Q1Q0001000010011110100101解：（解：（1）邏輯抽象，畫(huà)出狀態(tài)圖。）邏輯抽象，畫(huà)出狀態(tài)圖。 59（2）列出狀態(tài)表）列出狀態(tài)表 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1

30、0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 nQ2nQ1nQ012nQ11nQ10nQ60（3）求出狀態(tài)方程（根據(jù)狀態(tài)表畫(huà)卡諾圖）求出狀態(tài)方程（根據(jù)狀態(tài)表畫(huà)卡諾圖） 2120112QQQQQQn1021011QQQQQQn021020110QQQQQQQQn0001111010Q2Q1Q0Q2n+101101000001111010Q2Q1Q0Q1n+101010100001111010Q2Q1Q0Q0n+1101001061（3）求出電路的驅(qū)動(dòng)方程）求出電路的驅(qū)動(dòng)方程 將上述狀態(tài)方程與將上述狀態(tài)方程與JK觸發(fā)器的特性方程相比較得：觸發(fā)器的特性方程相比較得： 2120112QQQQQQn10210

31、11QQQQQQn02110QQQQn10120KQQJnnnnnQQKQJ20101nnnQKQQJ1210262（4）根據(jù)得到的驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)出邏輯圖。）根據(jù)得到的驅(qū)動(dòng)方程畫(huà)出邏輯圖。 10120KQQJnnnnnQQKQJ20101nnnQKQQJ12102CPFF21J1KC1Q2Q2FF11J1KC1Q1Q1Q0Q0FF01J1KC163（5）檢查電路能否自啟動(dòng)。）檢查電路能否自啟動(dòng)。 Q2Q1Q0001000010011110100101 111為無(wú)效狀態(tài)，根據(jù)卡諾圖化簡(jiǎn)可知，為無(wú)效狀態(tài)，根據(jù)卡諾圖化簡(jiǎn)可知，111的下一個(gè)狀的下一個(gè)狀態(tài)為態(tài)為000，回到有效循環(huán)，故所設(shè)計(jì)的時(shí)序電路能自

32、啟動(dòng)。，回到有效循環(huán)，故所設(shè)計(jì)的時(shí)序電路能自啟動(dòng)。11164例：例：設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)一“011”序列檢測(cè)器，每當(dāng)序列檢測(cè)器，每當(dāng)X輸入輸入011碼時(shí)，對(duì)應(yīng)最后碼時(shí)，對(duì)應(yīng)最后一個(gè)一個(gè)1，電路輸出，電路輸出Y為為1。解：解：2.畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表輸入端輸入端X：串行隨機(jī)信號(hào)串行隨機(jī)信號(hào)輸出端輸出端Y：當(dāng)當(dāng)X出現(xiàn)出現(xiàn)011序列時(shí)，序列時(shí)，Y=1；否則；否則Y=0S0狀態(tài)：已輸入狀態(tài)：已輸入1個(gè)個(gè)0S1狀態(tài)：已輸入狀態(tài)：已輸入01 S2狀態(tài)：已輸入狀態(tài)：已輸入011S3狀態(tài)：已輸入狀態(tài)：已輸入3個(gè)個(gè)1S0/01/0/0/0/1/0/1/1/X/ S/YS1/0S2/1S3/

33、01. 狀態(tài)定義狀態(tài)定義65狀態(tài)編碼狀態(tài)編碼00011011S0S1S2S32. 列出狀態(tài)真值表列出狀態(tài)真值表S0/01/0/0/0/1/0/1/1/S1/0S2/1S3/001 100 010 101 010 000 100 000 000 100 001 010 01 11 1 101 01 1 1 1XQ1n Q0nQ1n+1Q0n+1Y0111100001XQ1nQ0n10110000Q1n+10111100001XQ1nQ0n11010000Q0n+10111100001XQ1nQ0n00010001Y3. 求觸發(fā)器的狀態(tài)方程和輸出函數(shù)求觸發(fā)器的狀態(tài)方程和輸出函數(shù)nnnnXQQXQQ

34、11011nnnnQXQQXQ01010nnQQY0166 觸發(fā)器類(lèi)型：觸發(fā)器類(lèi)型：選選JK觸發(fā)器觸發(fā)器4. 求觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程求觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程nnnnXQQXQQ11011nnnnQXQQXQ01010根據(jù)根據(jù)得得5. 畫(huà)邏輯電路圖畫(huà)邏輯電路圖XKXQJn101nXQKXJ10067常用時(shí)序邏輯電路模塊常用時(shí)序邏輯電路模塊寄存器寄存器序列信號(hào)發(fā)生器序列信號(hào)發(fā)生器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器68寄存器寄存器 寄存器寄存器用于寄存一組二值代碼，廣泛地用于數(shù)字系統(tǒng)和用于寄存一組二值代碼，廣泛地用于數(shù)字系統(tǒng)和數(shù)字計(jì)算機(jī)中。數(shù)字計(jì)算機(jī)中。寄存器一般用寄存器一般用D觸發(fā)器構(gòu)成。觸發(fā)器構(gòu)成。 寄存器主要分寄存器主要分并

35、行寄存器并行寄存器和和移位寄存器移位寄存器 兩種。兩種。一、什么是寄存器？一、什么是寄存器？二、二、 寄存器的構(gòu)成寄存器的構(gòu)成三、寄存器的分類(lèi)三、寄存器的分類(lèi)69并行寄存器并行寄存器一、具有清零功能的一、具有清零功能的4 4位并行輸入并行輸出寄存器：位并行輸入并行輸出寄存器： 01000010111011只有只有CP脈沖的上升沿到來(lái)后，數(shù)據(jù)才能存入寄存器。脈沖的上升沿到來(lái)后，數(shù)據(jù)才能存入寄存器。70寄存器與鎖存器寄存器與鎖存器74HC175D寄存器的邏輯符號(hào)與功能表寄存器的邏輯符號(hào)與功能表74HC573D鎖存器的邏輯符號(hào)與功能表鎖存器的邏輯符號(hào)與功能表71一、右移寄存器一、右移寄存器（1）用）

36、用D觸發(fā)器（也可用觸發(fā)器（也可用JK觸發(fā)器）觸發(fā)器） （2）驅(qū)動(dòng)方程）驅(qū)動(dòng)方程 D0=DIR D1=Q0 D2=Q1 D3=Q2 （3）邏輯電路圖）邏輯電路圖 1DC1FF01DC1FF11DC1FF21DC1FF3Q1Q2Q3Q0CPDIR移位寄存器移位寄存器串行數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù)輸入端輸入端72（4）動(dòng)作特點(diǎn)）動(dòng)作特點(diǎn) 設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)Q0Q1Q2Q3=0101，DIR的輸入為的輸入為1。 移位寄存器移位寄存器0101Q1Q2DIRQ3Q0110101 溢出溢出在在CP脈沖作用下，數(shù)據(jù)右移一位。脈沖作用下，數(shù)據(jù)右移一位。 73（5）工作波形）工作波形 設(shè)移位寄存器的初

37、始狀態(tài)設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)Q0Q1Q2Q3=0000，DIR的輸入代碼為的輸入代碼為1011，請(qǐng)畫(huà)出各觸發(fā)器輸出端在移位過(guò)程中的波形。，請(qǐng)畫(huà)出各觸發(fā)器輸出端在移位過(guò)程中的波形。 移位寄存器移位寄存器tttQ0Q1Q2Q30000t00001010100001001011DIRCP0t0t1101748位移位寄存器位移位寄存器74HC164758位移位寄存器位移位寄存器74HC16476二、左移寄存器二、左移寄存器 （1）用）用D觸發(fā)器；觸發(fā)器； （2）驅(qū)動(dòng)方程）驅(qū)動(dòng)方程 D0=Q1 D1=Q2 D2=Q3 D3=DIL （3）邏輯圖）邏輯圖 移位寄存器移位寄存器DILQ0FF0Q1FF1Q2

38、FF2Q3C11DCPC11DC11DC11DFF3串行數(shù)據(jù)輸串行數(shù)據(jù)輸入端入端77三、多功能寄存器（并行置數(shù)、左移、右移、保持）三、多功能寄存器（并行置數(shù)、左移、右移、保持） （1）用）用D觸發(fā)器觸發(fā)器 ；（2）增加兩根控制信號(hào)）增加兩根控制信號(hào)S1、S0，用以控制寄存器的功能：，用以控制寄存器的功能： S1 S0 功能功能 0 0 保持保持 0 1 右移右移 1 0 左移左移 1 1 并行置數(shù)并行置數(shù) （3）驅(qū)動(dòng)方程）驅(qū)動(dòng)方程 001101010010DSSQSSDSSQSSDIR1012010011011DSSQSSQSSQSSD2013011012012DSSQSSQSSQSSD301

39、012013013DSSDSSQSSQSSDIL以上以上4個(gè)方程可以用個(gè)方程可以用4個(gè)四選一的數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)。個(gè)四選一的數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 移位寄存器移位寄存器78移位寄存器移位寄存器（4）邏輯電路圖（見(jiàn)教材）邏輯電路圖（見(jiàn)教材P176） 79（5）74LS194邏輯符號(hào)和功能表邏輯符號(hào)和功能表 Cr S1 S0 DIR DIL CP Q0 Q1 Q2 Q3 01111 1 10 00 11 0 A B 0 0 0 0 D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 A Q0 Q1 Q2Q1 Q2 Q3 B 移位寄存器移位寄存器80例：畫(huà)出由例：畫(huà)出由74LS194構(gòu)成時(shí)序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

40、構(gòu)成時(shí)序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。32QQDIR移位寄存器的應(yīng)用移位寄存器的應(yīng)用思考：檢驗(yàn)一下該計(jì)數(shù)器能否思考：檢驗(yàn)一下該計(jì)數(shù)器能否自啟動(dòng)自啟動(dòng)？Q0Q1Q2Q300001000110011101111011100110001右移右移置置0扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器81 按計(jì)數(shù)脈沖引入方式，分為按計(jì)數(shù)脈沖引入方式，分為同步同步和和異步異步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 按進(jìn)位制，分為按進(jìn)位制，分為二進(jìn)制二進(jìn)制、十進(jìn)制十進(jìn)制和和N進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 器器 按邏輯功能，分為按邏輯功能，分為加法加法、減法減法和和可逆可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 按集成度，分為按集成度，分為小規(guī)模小規(guī)模與與中規(guī)模集成中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器一、

41、計(jì)數(shù)器的分類(lèi)一、計(jì)數(shù)器的分類(lèi)82例：時(shí)序電路如圖所示，已知例：時(shí)序電路如圖所示，已知CP脈沖波形，畫(huà)出脈沖波形，畫(huà)出Q0Q3的波形的波形。 Q0FF0Q1CPFF2Q2FF11DC11DC11DC1CPQ1Q0Q2功能：功能：計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)、分頻分頻、定時(shí)定時(shí)。 異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器00010001011000110101111100083一、模一、模2n異步加法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成規(guī)律異步加法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成規(guī)律 （1）用）用T觸發(fā)器構(gòu)成；觸發(fā)器構(gòu)成； 異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器（2）若觸發(fā)器要求用上升沿觸發(fā)，則應(yīng)用前級(jí)）若觸發(fā)器要求用上升沿觸發(fā)，則應(yīng)用前級(jí)Q作為下級(jí)的作為下級(jí)的CP，若觸發(fā)器要求用下降沿觸發(fā)，則應(yīng)

42、用前級(jí)的，若觸發(fā)器要求用下降沿觸發(fā)，則應(yīng)用前級(jí)的Q作為下級(jí)作為下級(jí)的的CP。Q0FF0Q1CPFF2Q2FF11TC11TC11TC111184二、模二、模2n異步減法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成規(guī)律異步減法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成規(guī)律 （1）用）用T觸發(fā)器構(gòu)成；觸發(fā)器構(gòu)成； 異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器（2）若觸發(fā)器要求用上升沿觸發(fā)，則應(yīng)用前級(jí)）若觸發(fā)器要求用上升沿觸發(fā)，則應(yīng)用前級(jí)Q作為下級(jí)的作為下級(jí)的CP，若觸發(fā)器要求用下降沿觸發(fā)，則應(yīng)用前級(jí)的，若觸發(fā)器要求用下降沿觸發(fā)，則應(yīng)用前級(jí)的Q作為下級(jí)作為下級(jí)的的CP。思考思考：如何用：如何用D觸發(fā)器（上升沿觸發(fā)）構(gòu)成模觸發(fā)器（上升沿觸發(fā)）構(gòu)成模8減法計(jì)數(shù)器。減法計(jì)數(shù)器。85一、一、

43、 模模2n同步加法計(jì)數(shù)器同步加法計(jì)數(shù)器1. 以以8進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律為：規(guī)律為：Q2 Q1 Q00 0 10 0 00 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1Q0每來(lái)一個(gè)每來(lái)一個(gè)CP脈沖脈沖翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)一次；一次； Q1只有當(dāng)只有當(dāng)Q0為為1時(shí)時(shí)翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)，其余，其余保持保持； Q2只有當(dāng)只有當(dāng)Q1、Q0同時(shí)為同時(shí)為1時(shí)時(shí)翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)，其，其余余保持保持。 同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器nnnQTQTQ1T 觸發(fā)器的狀態(tài)方程觸發(fā)器的狀態(tài)方程 nnQQ1當(dāng)當(dāng)T=1時(shí)時(shí) 當(dāng)當(dāng)T=0時(shí)時(shí) nnQQ1862. 模模2n同步加法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成規(guī)律同步加法計(jì)數(shù)器的構(gòu)成規(guī)律

44、: （2）令）令T0=1，T1=Q0，T2=Q0Q1，T3=Q0Q1Q23位同步二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器邏輯圖位同步二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器邏輯圖同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器（1）用）用T觸發(fā)器構(gòu)成，既可上升沿觸發(fā)也可下降沿觸發(fā)；觸發(fā)器構(gòu)成，既可上升沿觸發(fā)也可下降沿觸發(fā)； 87二、二、 模模2n同步減法計(jì)數(shù)器構(gòu)成規(guī)律同步減法計(jì)數(shù)器構(gòu)成規(guī)律（1）用）用T觸發(fā)器；觸發(fā)器； 同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器（2）令）令 0123012010,1QQQTQQTQTT88三、模三、模2n同步加減計(jì)數(shù)器構(gòu)成規(guī)律同步加減計(jì)數(shù)器構(gòu)成規(guī)律 （1）用）用T觸發(fā)器；觸發(fā)器； 同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器（2）令）令 010120010, 1QQXQXQTQXXQ

45、TT89 集成同步計(jì)數(shù)器種類(lèi)很多，常用的有以下幾種集成同步計(jì)數(shù)器種類(lèi)很多，常用的有以下幾種 四、四、 MSI集成同步計(jì)數(shù)器集成同步計(jì)數(shù)器 4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161/74163； 同步十六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步十六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CC4520； 單時(shí)鐘同步十六進(jìn)制加單時(shí)鐘同步十六進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器74LS191； 雙時(shí)鐘同步十六進(jìn)制加雙時(shí)鐘同步十六進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器74LS193； 同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160； 單時(shí)鐘同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器單時(shí)鐘同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS190。 同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器901.1.7416174161的主要功能

46、：的主要功能： 同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器 異步清零功能異步清零功能 同步并行置數(shù)功能同步并行置數(shù)功能 同步二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器 保持功能保持功能91同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器 所有的觸發(fā)器采用同一時(shí)鐘信號(hào)。外所有的觸發(fā)器采用同一時(shí)鐘信號(hào)。外部部CP脈沖為上升沿觸發(fā)。脈沖為上升沿觸發(fā)。 （1）異步異步清零功能清零功能 異步清零功能。異步清零功能。當(dāng)當(dāng) Rd=0時(shí)，時(shí)，Q3Q2Q1Q0=0000 。0092同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器（2）同步并行同步并行置數(shù)功能置數(shù)功能 （Rd=1,LD=0時(shí)）時(shí)） 1011101101111111193同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器（3）同步二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器）同步二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器

47、（Rd=1,LD=1時(shí)）時(shí)） 011111111194同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器（4）保持功能（）保持功能（ Rd=1,LD=1時(shí)，時(shí)，EP ET=0時(shí)時(shí)）進(jìn)位輸出進(jìn)位輸出00000952. 741612. 74161的邏輯符號(hào)的邏輯符號(hào)3. 741613. 74161的功能表的功能表Q0 Q1 Q2 Q3D0 D1 D2 D374161 CPEPETCOLDRd同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器L L L Ld0 d1 d2 d3計(jì) 數(shù)保 持 保 持 L H L d0 d1 d2 d3 H H H H H H L H H L Rd LD ET EP CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3964.

48、4. 應(yīng)用應(yīng)用 1CP同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器（1） 實(shí)現(xiàn)同步二進(jìn)制加計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)同步二進(jìn)制加計(jì)數(shù) Q0 Q1 Q2 Q3D0 D1 D2 D374161 CPEPETCOLDRd111L L L LA B C D計(jì) 數(shù)保 持 保 持 L H L A B C D H H H H H H L H H L Rd LD ET EP CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)0000000101000011001010101001100001110110010111111110110111001011Q3Q2Q1Q097（2）由中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成）由中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N 進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)

49、數(shù)器 同步置數(shù)法同步置數(shù)法 反饋清零法反饋清零法N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器98例例1 采用采用“反饋清零法反饋清零法”實(shí)現(xiàn)同步實(shí)現(xiàn)同步10進(jìn)制加計(jì)數(shù)進(jìn)制加計(jì)數(shù) 0001010000110010100110000111011001010000N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器10010000Q0 Q1 Q2 Q3D0 D1 D2 D374161EPETCOLDRD11CPCP1&出現(xiàn)一瞬間出現(xiàn)一瞬間9910100001010000110010100110000111011001010000N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器&Q0 Q1 Q2 Q3D0 D1 D2 D374161EPETCOLDRD11CP1

50、CP0101000001100波形圖：波形圖： Q3Q2Q0Q1CPN進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器100011000010101001101110000110010000100000000100101例例2 采用采用“同步置數(shù)法同步置數(shù)法”，用，用74161構(gòu)成十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器構(gòu)成十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器 N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器0000000101000011001010011000011101100101110111001011101011111110&Q0 Q1 Q2 Q3D0 D1 D2 D374161EPETCOLDRD11CP10000100100000思考：校驗(yàn)思考：校驗(yàn)一下能否自一下能否自啟

51、動(dòng)啟動(dòng)1021.確定計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；確定計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成構(gòu)成N N進(jìn)制計(jì)數(shù)器步驟：進(jìn)制計(jì)數(shù)器步驟：2.根據(jù)計(jì)數(shù)器的初態(tài)確定并行數(shù)據(jù)輸入端的連接；根據(jù)計(jì)數(shù)器的初態(tài)確定并行數(shù)據(jù)輸入端的連接；3.根據(jù)計(jì)數(shù)器的終態(tài)確定與非門(mén)輸入端的連接。根據(jù)計(jì)數(shù)器的終態(tài)確定與非門(mén)輸入端的連接。103另一種接法：另一種接法： 0111011011111110110110001001101010111100 Q0 Q1 Q2 Q3D0 D1 D2 D374161EPETCOLDRD11CP110 1 1 0CPN進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器11110104例例3 試用兩片試用兩片74161構(gòu)成構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器 方法一：方法一： N進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)制計(jì)數(shù)器11110000&Q0 Q1 Q2 Q3D0 D1 D2 D374161EPETCO