數(shù)電課件第二篇第4章(8-1)

集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程2003~2004學(xué)年第1學(xué)期自動(dòng)化(控制系)0101~0103班第二篇數(shù)字電路和系統(tǒng)第四章集成觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路2.4.1基本觸發(fā)器與非門組成的基本觸發(fā)器說(shuō)明00禁用0101置0Reset1010置1Set11——保持HoldFlip-Flop—FF或非門組成的基本觸發(fā)器說(shuō)明00——保持Hold0110置1Set1001置0Reset11禁用2.4.2時(shí)鐘控制電平觸發(fā)器高電平觸發(fā)的RS觸發(fā)器邏輯符號(hào)高電平觸發(fā)的D觸發(fā)器高電平觸發(fā)的觸發(fā)器(計(jì)數(shù)型)，由于在CP=1期間存在空翻現(xiàn)象，故需要改變觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，采用邊沿觸發(fā)方式。置0維持線置1阻塞線置0阻塞線置1維持線(維持阻塞型D觸發(fā)器)2.4.3邊沿觸發(fā)器一、上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器二、下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器該電路在CP脈沖下降沿期間接收J(rèn)K信號(hào)并完成狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，靠的是內(nèi)部門電路延時(shí)時(shí)間差而實(shí)現(xiàn)的。G3、G4門的延時(shí)比G1、G2門長(zhǎng)。CP=0時(shí)，G3、G4輸出高電平，B、B'兩組與門封鎖，觸發(fā)器的狀態(tài)由A、A'兩組與門互鎖，狀態(tài)不會(huì)改變。CP=1期間，由于B、B'與門其中的一個(gè)輸入為高電平，所以觸發(fā)器狀態(tài)由B、B'與門互鎖，狀態(tài)不變。工作原理CP從0跳到1期間，觸發(fā)器狀態(tài)由原A、A'互鎖轉(zhuǎn)換到由B、B'互鎖，觸發(fā)器的狀態(tài)也不變。CP由1跳變到0期間，因G3、G4門的延時(shí)比G1、G2門長(zhǎng)，使?fàn)顟B(tài)還來(lái)不及改變，形成了圖示等效電路，其中B、B'已被封鎖?？梢姡娐肥且粋€(gè)下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器。由RS觸發(fā)器的特性方程得：電路功能可從特性方程得到：0111翻轉(zhuǎn)10111101置110010110置000101100保持0000說(shuō)明KJJK觸發(fā)器具備有四種功能，是一個(gè)全功能觸發(fā)器。三、主從型觸發(fā)器主從型觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)特點(diǎn)是分接收和翻轉(zhuǎn)二個(gè)節(jié)拍動(dòng)作。1CMOS主從D觸發(fā)器RD、SD是直接置0和置1端。初態(tài)確定后，RD、SD都為低電平0。CP=1期間，TG1、TG4斷開，TG2、TG3接通，主觸發(fā)器封鎖，狀態(tài)保持不變；從觸發(fā)器狀態(tài)按主觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。CP=0期間，TG1、TG4接通，TG2、TG3斷開，主觸發(fā)器接收輸入信息，從觸發(fā)器狀態(tài)不變?？梢娭鲝挠|發(fā)器的觸發(fā)特點(diǎn)是上升沿觸發(fā)。2.TTL主從JK觸發(fā)器電路由兩個(gè)鐘控高電平觸發(fā)RS觸發(fā)器組成，它同樣在一個(gè)CP下分二個(gè)節(jié)拍動(dòng)作。CP=1時(shí)，主觸發(fā)器接收信息，存放在QM中(按JK功能存放)，而從觸發(fā)器狀態(tài)不變；

CP=0時(shí)，主觸發(fā)器封鎖，原存放在QM中的信息不變（按JK功能存放），從觸發(fā)器狀態(tài)按主觸發(fā)器QM狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。電路是一個(gè)JK觸發(fā)器，屬于下降沿觸發(fā)。高電平觸發(fā)RS觸發(fā)器上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器下降沿觸發(fā)JK觸發(fā)器受控計(jì)數(shù)型(翻轉(zhuǎn)型)觸發(fā)器—T觸發(fā)器&

&&&12.4.4二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛的一種時(shí)序邏輯電路。主要應(yīng)用在測(cè)頻、測(cè)距、定時(shí)和時(shí)間測(cè)量中，如計(jì)算機(jī)中的定時(shí)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器等。計(jì)數(shù)器的分類有：以電路結(jié)構(gòu)分：有同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器以電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)規(guī)律分：有二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制（N進(jìn)制）計(jì)數(shù)器以功能分：有加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器一、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖中的每個(gè)觸發(fā)器都連接成T觸發(fā)器，每個(gè)觸發(fā)器的CP也都連接在一起，同時(shí)受觸發(fā)，所以稱同步。同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器每個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)條件為T高電平時(shí)，來(lái)CP脈沖下降沿即翻轉(zhuǎn)。FF0FF1FF2000811170116101500141103010210010000Q0Q1Q2觸發(fā)器狀態(tài)CP

順序狀態(tài)表時(shí)序圖從電路圖和狀態(tài)真值表看，都可得出電路是一個(gè)同步3位二進(jìn)制的加法計(jì)數(shù)器。3位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器由于一次計(jì)數(shù)循環(huán)需要8個(gè)CP脈沖，故也稱模8計(jì)數(shù)器(八進(jìn)制計(jì)數(shù)器)。其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下：同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器CP脈沖同樣連在一起，而每個(gè)觸發(fā)器也同樣連接成T型觸發(fā)器結(jié)構(gòu)。只不過(guò)各T端的函數(shù)不同。同樣可以得出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表和波形圖：FF0FF1FF2000810070106110500141013011211110000Q0Q1Q2觸發(fā)器狀態(tài)CP順序狀態(tài)表時(shí)序圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖為：二、異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步觸發(fā)器的CP脈沖不連在一起，說(shuō)明各觸發(fā)器的觸發(fā)時(shí)間不同，翻轉(zhuǎn)也不同時(shí)發(fā)生。圖中，每個(gè)觸發(fā)器都連接成了T'計(jì)數(shù)器（翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器），只要有CP脈沖，觸發(fā)器狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)。FF0FF1FF2低位觸發(fā)器輸出作為高位觸發(fā)器的CP脈沖。所以狀態(tài)表和狀態(tài)圖與同步3位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器相同，波形圖如下：000811170116101500141103010210010000Q0Q1Q2觸發(fā)器狀態(tài)CP

順序時(shí)序圖如果高位觸發(fā)器的CP脈沖來(lái)自低位的端時(shí)，就成了異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器了。異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器→→→↓←←←↑狀態(tài)圖FF0FF1FF2三、小結(jié)同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器一般由T觸發(fā)器構(gòu)成，異步二進(jìn)制由翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器（T'）構(gòu)成。計(jì)數(shù)器又有分頻器之稱，n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的最大分頻關(guān)系為1/2n。同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度比異步計(jì)數(shù)器高，影響計(jì)數(shù)速度的原因是進(jìn)位連接、串行進(jìn)位和并行進(jìn)位。同步計(jì)數(shù)器各T端的邏輯關(guān)系，異步計(jì)數(shù)器各CP端邏輯關(guān)系如下所示。加法時(shí)：↑↓減法時(shí)：↑↓可逆時(shí)：↑↓X=1：加法X=0：減法X=1：加法X=0：減法同步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器習(xí)題2.4.6,2.4.7,2.4.8END題2.3.14(p.268)試用一片8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)以下邏輯函數(shù)。(1)(2)(3)D0D1D2D3D4D5D6D7A2

A1

A0Y解：(2)D0D1D2D3D4D5D6D