第6章時(shí)序邏輯電路38346204

第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）第10章時(shí)序邏輯電路10.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.2寄存器10.3計(jì)數(shù)器10.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.5多諧振蕩器10.6施密特觸發(fā)器10.7應(yīng)用舉例第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

觸發(fā)器的兩個(gè)重要特點(diǎn)：（1）觸發(fā)器有兩個(gè)可能的穩(wěn)定工作狀態(tài)——0和1（2）觸發(fā)器具有記憶功能10.1.1

基本RS觸發(fā)器&&RDSDQQ??SDRDQQ邏輯符號(hào)第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）&&RDSDQQ??101010Qn=1，

Qn=0則Qn+1=0，Qn+1=1實(shí)際上，根據(jù)與非門有0出1的原則，無(wú)論觸發(fā)器初態(tài)怎樣，輸出都為0(1)設(shè)SD=1，RD=0第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）&&RDSDQQ??011010&&RDSDQQ??111010則Qn

=Qn+1Qn=0，Qn=1則Qn+1=1，Qn+1=0即保持狀態(tài)不變(2)設(shè)

SD=0，RD=1(3)設(shè)

SD=RD=1第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）&&RDSDQQ??0011禁用SDRDQnQn+1特性表(4)SD=RD=01100111110101000010101110

00禁用0

01禁用第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）簡(jiǎn)化特性表QnRDSD0001111001000111ΦΦ卡諾圖利用約束項(xiàng)化簡(jiǎn)，可得基本RS觸發(fā)器的特征方程為：0

0不定，禁止

SDRDQ1

00

0

11

1

1不變

第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）禁用禁用不定波形圖Q第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.1.1同步RS觸發(fā)器時(shí)鐘脈沖電路符號(hào)RDSD

CPQQSR&&ABQQRD&&RSDCDSCP第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）(2)S

=1，R

=0，

Qn+1=1

0&&RS?01010(3)S

=0,R

=1，

Qn+1

=0

(4)S

=R=1(1)S

=R

=0Qn

=Qn+1禁用&&RDSDQQ??11010ABCDCP1工作原理分析：第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）簡(jiǎn)化特性表1

1禁止

SRQn+10

0Qn

0

1

0

1

01

Qn+1=S+RQn,SR=0特性方程第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）CP例：初態(tài)Q=0，畫(huà)出在CP作用下Q端的波形。SRQ不定第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.1.3JK觸發(fā)器Q&≥1&≥1QCPKG3G5G6G7G8G4J&&G1G2控制門基本RS觸發(fā)器QKJCPQSDRD第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）JK觸發(fā)器功能表特性方程1

1Qn

JKQn+10

0Qn

0

1

0

1

01

Qn+1=JQn+KQn

第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）例：已知J、K的輸入波形如圖所示，畫(huà)出JK觸發(fā)器的工作波形（設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為0）置1置0保持翻轉(zhuǎn)CPJKQ第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.1.4D觸發(fā)器D觸發(fā)器特性表

000

010101111D

QnQn+110置1置0

Qn+1跟隨DQn+1=D特性方程觸發(fā)方式：邊沿觸發(fā)型，且上升沿有效。結(jié)構(gòu)形式：維持阻塞型SDRDCQQD符號(hào)第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）CP例：已知維持阻塞型D觸發(fā)器CP和D端的波形，試畫(huà)出輸出端Q的波形。

DQ第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.1.5T觸發(fā)器及T′觸發(fā)器T觸發(fā)器具有保持和計(jì)數(shù)(翻轉(zhuǎn))功能特征方程:TQn+10Qn1Qn功能表:T′觸發(fā)器只具有計(jì)數(shù)(翻轉(zhuǎn))功能特征方程:SDRDCQQT符號(hào)T觸發(fā)器第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.1.6集成觸發(fā)器及其功能轉(zhuǎn)換一、集成觸發(fā)器

大多數(shù)為JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器。其中一類為TTL集成觸發(fā)器，另一類為CMOS集成觸發(fā)器。使用中，TTL電路的電源為5V，而CMOS為3～18V，但功耗極低，抗干擾能力和帶負(fù)載能力很強(qiáng)。第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）741127474

12345678

141312111098

1234567

161514131211109UCCUCC地地1CP1CP2CP2CP1K2K1J2J1Q1Q2Q2Q1Q2Q1SD1SD1RD1D1RD2RD2SD1Q2Q2SD2D2RD負(fù)邊沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）二、觸發(fā)器邏輯功能轉(zhuǎn)換1、JK和D觸發(fā)器JKD

Qn+1=JQn+KQn

Qn+1=DQKJCPQ1DCP2、JK和T觸發(fā)器JKT

Qn+1=JQn+KQn

QKJCPQDCP第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.2寄存器10.2.1數(shù)碼寄存器DCPRDQQDCPRDQQDCPRDQQDCPRDQQ清零CPd3d2d1d0Q0Q1Q2Q3第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.2.2移位寄存器串行輸出CRDDCRDDCRDDCRDDDO串行輸入清零移位脈沖CP???

??

??Q0Q1Q2Q3并行輸出CPD0Q0Q1Q2Q3CP011

1D0Q0Q1Q2Q31101???F0F1F2F31.單向移位寄存器第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）74194D0D1D2D3DSLQ0Q1Q2Q3CPS1S0UCCDSRCr地DSR：右移串行輸入端DSL：左移串行輸入端D3~D0：并行輸入端Q3~Q0：數(shù)據(jù)輸出端CP：時(shí)鐘脈沖輸入端Cr：清零端，Cr=0時(shí)清零上升沿觸發(fā)（1）S1S0=00，CP上升沿到后，輸出不變。（2）S1S0=01，CP上升沿到后，右移。（3）S1S0=10，CP上升沿到后，左移。（4）S1S0=11，CP上升沿到后，并行輸入。2.中規(guī)模集成移位寄存器第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）74LS194VCCQ0Q1Q2Q3CPSAGNDDSLDSRCrD0D3D2D1SB74LS194VCCQ0Q1Q2Q3CPSAGNDDSLDSRCrD0D3D2D1SB例:使八個(gè)燈從左至右依次變亮,再?gòu)淖笾劣乙来蜗?，?yīng)如何連線?….….右移8個(gè)1，再右移8個(gè)0移位脈沖5V5V1115VSB清零第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.3計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器能對(duì)進(jìn)入計(jì)數(shù)器的脈沖數(shù)進(jìn)行累計(jì)，不僅可作計(jì)數(shù)器，還能作分頻器。按計(jì)數(shù)進(jìn)制模數(shù)不同有二進(jìn)制、十進(jìn)制和N（任意）進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)器是遞增還是遞減，可分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)脈沖引入方式和觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)時(shí)刻的不同，由分為同步和異步計(jì)數(shù)器。第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.3.1時(shí)序邏輯電路的分析方法根據(jù)給定的時(shí)序邏輯電路寫出下列邏輯式（1）各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)CP（2）電路的輸出方程（3）各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程將驅(qū)動(dòng)方程帶入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，得狀態(tài)方程根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，得狀態(tài)表，畫(huà)出狀態(tài)圖或時(shí)序圖第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）JK

CPQQJK

CPQQ=1&CPQ0Q1ZX1例1：分析下列電路功能F0F1第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）寫出各觸發(fā)器的時(shí)鐘表達(dá)式

CP=CP0=CP13.各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程2.輸出方程J0＝K0＝1各觸發(fā)器狀態(tài)方程第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）XZ0001/011/00110/000/01011/001/01100/110/101狀態(tài)表第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）時(shí)序圖Q0Q1ZCPXX＝1時(shí)，加計(jì)數(shù)，X＝0時(shí)，減計(jì)數(shù)第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）例2：分析下列電路功能DCDC&CPF0F1Q0Q1Z第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）寫出各觸發(fā)器的時(shí)鐘表達(dá)式

CP0=CP（上升沿）

CP1=Q0，當(dāng)Q0由01時(shí)，Q1才改變狀態(tài)2.輸出方程3.各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程狀態(tài)方程CP由01有效Q0由01有效第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）CPQ0Q1Z狀態(tài)圖第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）1.

異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)輸入CP10.3.2二進(jìn)制計(jì)數(shù)器QQJKRDCPQQJKRDCPQQJKRDCPQQJKRDCP清零Q0Q1Q2Q3&CCPQ0Q1Q2Q3第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）

一個(gè)觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，N個(gè)觸發(fā)器共有2N個(gè)穩(wěn)態(tài)，若計(jì)數(shù)器有N個(gè)觸發(fā)器，稱該計(jì)數(shù)器為模數(shù)2N計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)容量是（2N-1）CQ3Q2Q1Q00123456781000加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表00000001001000110100010101100111……….第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）?JK

CPQQ

?JK

CPQQ

?JK

CPQQ&&??JK

CPQQ&&?????CP1????J0=K0=1J1=K1=Q0J3=K3=Q2?Q1?Q0Q0Q1Q2Q3J2=K2=Q1?Q0

??F0F1F2F32.同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到觸發(fā)器的時(shí)鐘端第8章

8.3第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）SDCPQQDSDCPQQDSDCPQQD用D觸發(fā)器構(gòu)成的異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)輸入CP置數(shù)Q0Q1Q2CPQ1Q2F0F1F2低位的Q端接高位觸發(fā)器的CP端Q0第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）??J0=K0=1J2=K2=Q0n

?Q1n10.3.3

十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器J3=Q2n

?Q1n

?Q0nK3=Q0nJ1=Q0n

?Q3n

K1=Q0nJKCPQQ

?

?JK

CPQQ&&???CP1?JK

CPQQ&&??Q0Q1Q2Q3JK

CPQQ&&??????1&CC=Q0n

?Q3nF0F1F2F3驅(qū)動(dòng)方程：進(jìn)位信號(hào)第8章

8.3第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）J0=K0=1J1=Q0n

?Q3n

K1=Q0nJ2=K2=Q0n

?Q1n十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器波形圖J3=Q2n

?Q1n

?Q0nK3=Q0n

Q1Q2C=Q0n

?Q3n34561278910CP

Q0Q3C0000100001001100001010100110111000011001驅(qū)動(dòng)方程：第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.3.4

N進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器QQJKCPRDQQJKCPRDQQJKCPRD&Q0Q1Q2F0F1F2CP清零驅(qū)動(dòng)方程CP0＝CP2＝CPCP1＝Q0K0＝K1＝K2＝1J0＝Q2J1＝1J2＝Q1Q0第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）狀態(tài)方程Q0Q1Q2CP123456異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.3.5

十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74160CrCPABCDS1GNDUCCQCCQAQBQCQDS2LD管腳圖1、集成計(jì)數(shù)器74160第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）功能表功能輸入輸出ＣＰＣrLDS1S2ABCDQAQBQCQD清零*0*******0000置數(shù)*10**abcdabcd保持*1101****保持保持*11*0****保持（QCC＝0）計(jì)數(shù)1111****計(jì)數(shù)第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）2、用集成計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器反饋歸零法是利用模數(shù)較大的計(jì)數(shù)器構(gòu)成模數(shù)較小的計(jì)數(shù)器。即利用某個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的輸出進(jìn)行反饋，控制清零端，強(qiáng)迫計(jì)數(shù)器停止當(dāng)前的計(jì)數(shù)過(guò)程，并從0000開(kāi)始下一個(gè)計(jì)數(shù)周期。反饋歸零法的基本設(shè)計(jì)步驟如下：

寫出任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器模M的二進(jìn)制代碼。

求出反饋復(fù)位邏輯的邏輯函數(shù)式。

畫(huà)出集成計(jì)數(shù)器外部接線圖。例1：用74160構(gòu)成6進(jìn)制計(jì)數(shù)器第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）74160接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LDCP111第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LDCP111M＝6，二進(jìn)制代碼為0110，反饋邏輯表達(dá)式為Cr＝QBQC&第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）CP1234567QAQBQCQDCr

第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LDCP11為了提高計(jì)數(shù)器復(fù)位的可靠性，可利用基本RS觸發(fā)器將反饋清零負(fù)脈沖暫存一段時(shí)間，至CP上升沿結(jié)束

&第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）CP1234567QAQBQCQDCr

第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）七進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)表CPQD

QC

QB

QA0123456700010010001101000101011001110001例2：用74160構(gòu)成1～7計(jì)數(shù)的8421碼七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器解：用反饋置數(shù)法1、確定預(yù)置數(shù)＝1，即DCBA＝00012、寫出置數(shù)控制端的控制邏輯 當(dāng)QDQCQBQA＝0111時(shí)，置數(shù)。第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LDCP11&0001第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）例3：用74160構(gòu)成38進(jìn)制計(jì)數(shù)器CP74160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LD174160CrCPABCDS1QCCQAQBQCQDS2LD11&十位個(gè)位第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.3.6

十進(jìn)制加/減法計(jì)數(shù)器1、集成計(jì)數(shù)器7419074160BQBQASU/DQCQDGNDUCCACPQCRQCC/QCBLDCD管腳圖第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）功能輸入輸出時(shí)鐘CP使能S置數(shù)LD加減U/D置數(shù)輸入ABCDQAQBQCQD置數(shù)**0*abcdabcd保持*11*****保持計(jì)數(shù)010****加法計(jì)數(shù)011****減法計(jì)數(shù)第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）U/DDCBAQDQCQBQACPSQCRLDU/DDCBAQDQCQBQACPSQCRLD&CP1001111001例：用190組成40進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點(diǎn)：1、有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)不同的工作狀態(tài)；2、在觸發(fā)脈沖的作用下，電路從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，并保持一段時(shí)間，然后自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)；3、暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)的時(shí)間僅取決于電路外接電阻和外接電容的參數(shù)，而與觸發(fā)器脈沖的寬度無(wú)關(guān)。10.4.1555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)和功能

地TRuoRDUCC放電端THCO第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）+_+_RSQQ··5K5K5KRUR1UR28(VCC)5(CO)6(TH)2(TR)71(GND)3(UO)C1C2UR1=U+1=2/3VCCUR2=U–2=1/3VCCUTH>2/3VCC,R=0UTR>1/3VCC,S=1Q=0,Uo為低電平,T導(dǎo)通。0110置0參考電壓：第8章

8.4結(jié)構(gòu)4(RD)第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）功能輸入輸出RDu6（TH）u2（TR）u0T0

0導(dǎo)通11截止10導(dǎo)通1不變不變第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.4.2由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)觸發(fā)器

在外加觸發(fā)信號(hào)作用下，電路能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫態(tài)，經(jīng)過(guò)確定時(shí)間后，它會(huì)自動(dòng)返回到原來(lái)的穩(wěn)態(tài)。第8章

8.4uiuoUCCTH放電端地TRCOUCCRDuoRCuc第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）uiuoUCCTH放電端地TRCOUCCRDuoRCuc電路剛接通時(shí)，uc＝0，ui=1，電容充電，u6＝uc>=2UCC/3時(shí)，uo=0，放電端導(dǎo)通，電容C放電，uc＝0，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。6124783第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）uiuoUCCTH放電端地TRCOUCCRDuoRCuc61247830當(dāng)ui負(fù)脈沖到來(lái)時(shí)，放電端截止，電容充電。當(dāng)ui負(fù)脈沖結(jié)束后，電容繼續(xù)充電，當(dāng)放電端導(dǎo)通，電容放電。1第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）tuiuotuCt000tW

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形圖tw≈ln3RC=1.1RC

第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.4.3單穩(wěn)觸發(fā)器的應(yīng)用舉例

單穩(wěn)Q&YuiAuitQtAtYttw如果tw為單位時(shí)間，則輸出Y可用來(lái)計(jì)數(shù)第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.5多諧振蕩器10.5.1由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+UCC55515348762uo0.01FR1R2CC1tuctuoVcc2/3Vcc1/3VccT

0.7(R1+2R2)C第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.5.2石英晶體多諧振蕩器fX0f0電感性電容性電容性BDA11CCG1G2RRABD1、石英晶體2、門電路構(gòu)成的多諧振蕩器T=1.4RC

第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）3.石英晶體多諧振蕩器11C2C1G1G2RR1uo第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.6施密特觸發(fā)器uiuouiuoUOHUOLUT1UT20ΔUT電平觸發(fā)，對(duì)于變化緩慢的信號(hào)仍然適用。當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到閾值電壓時(shí)，輸出電壓會(huì)發(fā)生躍變；輸出的兩種穩(wěn)定狀態(tài)都需要輸入信號(hào)來(lái)觸發(fā)，無(wú)記憶功能；信號(hào)變化方向不同，閾值電壓不同。第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）uo126555843+UCCuiCO5ui00tuot

在波形變換，脈沖整形和幅度鑒別等方面得到了廣泛的應(yīng)用

第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）10.7數(shù)字電路應(yīng)用舉例

1.高分辨率八人搶答器1Q

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8D74273&&&256912151619347813141718&&7400＞CPRUDDUSS+6VL1L2L3L4L5L6L7L874301345689101112132SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB0多諧振蕩器第10章時(shí)序邏輯電路電工和電子技術(shù)（下）1Q

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8D74273&&&256912151619347813141718&&7400＞CPRUDDUSS+6VL1L2L3L4L5L6L7L874301345689101112132SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB0無(wú)人按下按鈕