戴蓓倩《電子線路》30

戴蓓倩《電子線路》-302023/12/27戴蓓倩《電子線路》30時序電路的特點(diǎn)：具有記憶功能。在數(shù)字電路中，凡是任一時刻的穩(wěn)定輸出不僅決定于該時刻的輸入，而且還和電路原來的狀態(tài)有關(guān)者，都叫做時序邏輯電路，簡稱時序電路。組合邏輯電路存儲功能............XYZW時序電路的基本單元：觸發(fā)器。2戴蓓倩《電子線路》30§1概述觸發(fā)器的功能：形象地說，它具有“一觸即發(fā)”的功能。在輸入信號的作用下，它能夠從一種狀態(tài)(0或1)轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)(1或0)。觸發(fā)器的特點(diǎn)：有記憶功能的邏輯部件。輸出狀態(tài)不只與現(xiàn)時的輸入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)。觸發(fā)器的分類：按功能分：有R-S觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T型等；按觸發(fā)方式劃分：有電平觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式和邊沿觸發(fā)方式。3戴蓓倩《電子線路》30兩個輸入端§2觸發(fā)器的基本形式&a&b反饋兩個輸出端——基本RS觸發(fā)器反饋正是由于引入反饋，才使電路具有記憶功能!4戴蓓倩《電子線路》30輸入RD=0,SD=1時若原狀態(tài)：11001010輸出仍保持：&a&b若原狀態(tài)：01111010輸出變?yōu)椋褐谩?”！&a&b5戴蓓倩《電子線路》30輸入RD=1,SD=0時若原狀態(tài)：10101001輸出變?yōu)椋?a&b若原狀態(tài)：00110101輸出保持：&a&b置“1”！6戴蓓倩《電子線路》30輸入RD=1,SD=1時若原狀態(tài)：10111001輸出保持原狀態(tài)：若原狀態(tài)：01110110輸出保持原狀態(tài)：&a&b&a&b保持！7戴蓓倩《電子線路》30輸入RD=0,SD=0時0011輸出：全是1注意：當(dāng)RD、SD同時由0變?yōu)?時，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)?，另一個不得翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀態(tài)。&a&b基本觸發(fā)器的功能表RDSDQ11011000保持原狀態(tài)0110不定狀態(tài)復(fù)位端置位端邏輯符號8戴蓓倩《電子線路》301.觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)器件，只要令RD=SD=1，觸發(fā)器即保持原態(tài)。穩(wěn)態(tài)情況下，兩輸出互補(bǔ)。一般定義Q為觸發(fā)器的狀態(tài)。2.在控制端加入負(fù)脈沖，可以使觸發(fā)器狀態(tài)變化。SD端加入負(fù)脈沖，使Q=1，SD稱為“置位”或“置1”端。RD端加入負(fù)脈沖，使Q=0，RD稱為“復(fù)位”或“清0”端。小結(jié)3.當(dāng)滿足約束條件SD+

RD＝1時，改變輸入信號，就可以改變輸出信號狀態(tài)。9戴蓓倩《電子線路》30但R＝0的信號先消失，t>t2，R＝1，S＝0，Q＝1，基本RS觸發(fā)器的波形圖10戴蓓倩《電子線路》30§3觸發(fā)器按邏輯功能的分類3.1同步（時鐘）RS觸發(fā)器QQRDSDabRDSDcdRSCP“同步”的含義：由時鐘CP決定R、S能否對輸出端起控制作用。直接清零端直接置位端輸出端輸入端11戴蓓倩《電子線路》30QQRDSDabRDSDcdRSCP平時常為1平時常為1直接清零端直接置位端直接清零端、置位端的處理：12戴蓓倩《電子線路》30CP=0時011觸發(fā)器保持原態(tài)CP=1時&a&b&c&dCP111&a&b&c&dCP1113戴蓓倩《電子線路》30RS觸發(fā)器的功能表簡化的功能表Qn+1---下一狀態(tài)（CP過后）Qn---原狀態(tài)RDSDRSCQ邏輯符號14戴蓓倩《電子線路》30簡化的功能表由它的功能表可見：在R、S不相等時，Q服從于S!這是一個值得重視的規(guī)律15戴蓓倩《電子線路》30例：畫出RS觸發(fā)器的輸出波形。假設(shè)Q的初始狀態(tài)為0。CPRSQSet使輸出全為1CP撤去后狀態(tài)不定Reset16戴蓓倩《電子線路》30

同步R-S觸發(fā)器的小結(jié)1.當(dāng)CP=0時,無論R、S為何種取值組合，輸出端均“保持原態(tài)”；2.只有當(dāng)CP=1時,將c門和d門打開，控制端R、S的取值組合才會在輸出端有所反映，即有所謂“功能表”。QQRDSDabcdRSCP17戴蓓倩《電子線路》30QQRDSDRSC邏輯符號邏輯符號QQRDSDRSC高電平有效低電平有效18戴蓓倩《電子線路》303.2D觸發(fā)器D&c&d&a&bCP輸入端基本RS觸發(fā)器導(dǎo)引門電路D19戴蓓倩《電子線路》30CP=0時，a、b門被堵，輸出保持原態(tài)：011保持D&c&d&a&bCP20戴蓓倩《電子線路》30D&c&d&a&bCPD&c&d&a&bCPCP=1時，a、b門被打開，輸出由D決定：若D=01011001若D=11100110結(jié)論：Qn+1=D21戴蓓倩《電子線路》30功能表CPDQ例：畫出D觸發(fā)器的輸出波形。邏輯符號RDSDDCQ22戴蓓倩《電子線路》3012345671413121110981D2D允許3D4DNCVCC1Q2Q3Q4QNCGND允許74LS77(4位鎖存器)D觸發(fā)器也稱D鎖存器，有集成組件的產(chǎn)品，如74LS77(4位鎖存器)、74LS75(4位雙穩(wěn)態(tài)鎖存器)，等等。23戴蓓倩《電子線路》303.3主從觸發(fā)器S’&&RSG5G6&&G7G8CP&&QG1G2&&G3G4R’G9提高觸發(fā)器的工作可靠性，希望它的狀態(tài)在每次CP作用期間只能變化一次。因為主觸發(fā)器為同步RS觸發(fā)器，故仍需滿足CP＝10時，約束條件：RS＝0一主從RS觸發(fā)器24戴蓓倩《電子線路》30主、從觸發(fā)器的時鐘信號相位相反CP=1時，G7，G8打開，G3，G4被封鎖，主觸發(fā)器根據(jù)R和S的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，從觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)不變CP＝10時，G7，G8被封鎖，G3，G4打開，主觸發(fā)器在CP=0期間狀態(tài)不變，從觸發(fā)器按照與主觸發(fā)器相同的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)因此，在CP的一個周期中觸發(fā)器的輸出狀態(tài)只能改變一次，下降沿觸發(fā)。0S0R0Q00CP主從RS觸發(fā)器的波形圖25戴蓓倩《電子線路》3026戴蓓倩《電子線路》30二主從JK觸發(fā)器&&KJG5G6&&G7G8CP主觸發(fā)器從觸發(fā)器&&QG1G2&&G3G4G9Q’27戴蓓倩《電子線路》30主從JK觸發(fā)器R=S=1時，觸發(fā)器的狀態(tài)也是確定的主從JK觸發(fā)器無約束條件，J＝K＝1時一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象：在輸入信號的變化過程中，主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)僅隨J或K的變化發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)28戴蓓倩《電子線路》30動作特點(diǎn)：翻轉(zhuǎn)分兩步：在CP＝1時，主觸發(fā)器接收輸入信號S，R或J，K，置成相應(yīng)的狀態(tài)，從觸發(fā)器輸出端狀態(tài)不變；CP下降沿到來，從觸發(fā)器按照主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。CP＝1的全部時間里，輸入信號都將對主觸發(fā)器起控制作用。缺點(diǎn)：當(dāng)CP的下降沿到達(dá)時，從觸發(fā)器的狀態(tài)并不一定按此時刻輸入信號的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。抗干擾能力也有待提高。29戴蓓倩《電子線路》3030戴蓓倩《電子線路》30功能表JK觸發(fā)器的功能小結(jié)：1.當(dāng)J=0、K=0時，具有保持功能；2.當(dāng)J=1、K=1時，具有翻轉(zhuǎn)功能；3.當(dāng)J=0、K=1時，具有復(fù)位功能；4.當(dāng)J=1、K=0時，具有置位功能。邏輯符號RDSDCQKJ31戴蓓倩《電子線路》30時序圖JQCPKJQ保持T32戴蓓倩《電子線路》30例1：畫出主從JK觸發(fā)器輸出端波形圖。JKQn+1

00Qn11Qn01

0

10

1

CPJKQ33戴蓓倩《電子線路》30JKQQCPQ2JKQQCPQ1CP例2：假設(shè)初始狀態(tài)Qn=0，畫出Q1和Q2的波形圖。Q1Q2看懂邏輯符號；熟練使用功能表。34戴蓓倩《電子線路》30三、T觸發(fā)器處于計數(shù)狀態(tài)的觸發(fā)器稱為T觸發(fā)器R2S2CF從R1S1CF主CPTT=0時CP不起作用，T=1時每來一個時鐘脈沖，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次R1=TQS1=TQ35戴蓓倩《電子線路》30功能表時序圖：CPQTRDSDCQT邏輯符號:36戴蓓倩《電子線路》30一、JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器CQKJDCP§4觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換37戴蓓倩《電子線路》30二、JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器CQKJTCP38戴蓓倩《電子線路》30三、D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器CQDCP39戴蓓倩《電子線路》30§5觸發(fā)器的觸發(fā)方式研究翻轉(zhuǎn)時刻與時鐘脈沖間的關(guān)系5.1電位（電平）觸發(fā)方式電位觸發(fā)正電位觸發(fā)負(fù)電位觸發(fā)CP=1期間翻轉(zhuǎn)CP=0期間翻轉(zhuǎn)40戴蓓倩《電子線路》30例如：下圖所示的D觸發(fā)器就是電位觸發(fā)方式。cdCPQQRDSDabDQQRDSDDCQQRDSDDC“高電平觸發(fā)”“低電平觸發(fā)”優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單；動作較快。缺點(diǎn)：容易空翻。適用范圍：只能用作數(shù)據(jù)鎖存器。41戴蓓倩《電子線路》305.2主從觸發(fā)方式1觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)分兩步動作，在CP=1期間主觸發(fā)器接收輸入信號，被置成相應(yīng)的狀態(tài)，而從觸發(fā)器不變，在CP下降沿到來時從觸發(fā)器按主觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)；2對主從RS觸發(fā)器而言，在CP=1的全部時間里輸入信號都對主觸發(fā)器起控制作用，主觸發(fā)器可發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)，而主從JK觸發(fā)器的主觸發(fā)器在CP=1期間僅可能發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)；3無論那種主從觸發(fā)器，使用時必須注意：只有在CP=1的全部時間里輸入狀態(tài)始終未變的條件下，用CP下降沿到達(dá)時的輸入狀態(tài)才肯定是對的，否則，必須考慮CP＝1期間輸入狀態(tài)的全部變化過程，才能確定CP下降沿到達(dá)時觸發(fā)器的次態(tài)42戴蓓倩《電子線路》30主從觸發(fā)方式在功能表中一般用“”表示。主從型D觸發(fā)器功能表邏輯符號CQD43戴蓓倩《電子線路》305.3邊沿觸發(fā)方式為了免除CP=1期間輸入控制電平不許改變的限制，可采用邊沿觸發(fā)方式。其特點(diǎn)是：觸發(fā)器只在時鐘跳轉(zhuǎn)時發(fā)生翻轉(zhuǎn)，而在CP=1或CP=0期間，輸入端的任何變化都不影響輸出。如果翻轉(zhuǎn)發(fā)生在上升沿就叫“上升沿觸發(fā)”或“正邊沿觸發(fā)”。如果翻轉(zhuǎn)發(fā)生在下降沿就叫“下降沿觸發(fā)”或“負(fù)邊緣觸發(fā)”。有D邊沿觸發(fā)器、JK邊沿觸發(fā)器，其邏輯功能表達(dá)式與前述相應(yīng)觸發(fā)器相同，不同之處在于觸發(fā)器僅在邊沿處翻轉(zhuǎn)44戴蓓倩《電子線路》30邊沿觸發(fā)的D觸發(fā)器功能表正沿觸發(fā)觸發(fā)方式在邏輯符號中的表示：CQ負(fù)沿觸發(fā)CQ正沿觸發(fā)45戴蓓倩《電子線路》301.在應(yīng)用觸發(fā)器時，要特別注意觸發(fā)形式，否則很容易造成整個數(shù)字系統(tǒng)工作不正常。2.邊沿觸發(fā)抗干擾能力強(qiáng)，且不存在空翻，應(yīng)用較廣泛。小結(jié)46戴蓓倩《電子線路》30§4.6應(yīng)用舉例例：四人搶答電路。四人參加比賽，每人一個按鈕，其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈亮。并且，其它按鈕按下時不起作用。電路的核心是74LS175四D觸發(fā)器。它的內(nèi)部包含了四個D觸發(fā)器，各輸入、輸出以字頭相區(qū)別，管腳圖見下頁。47戴蓓倩《電子線路》30CLRD

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