第14章 時(shí)序邏輯電路

第21章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路（下）電工技術(shù)與電子技術(shù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院返回第14章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路14.1

雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14.2

寄存器14.3

計(jì)數(shù)器14.5555定時(shí)器及其應(yīng)用返回后一頁(yè)前一頁(yè)返回前一頁(yè)后一頁(yè)本章要求1、掌握R－S、J－K、D觸發(fā)器的邏輯功能及不同結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)。2、掌握寄存器、移位寄存器、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯功能，會(huì)分析時(shí)序邏輯電路。3、學(xué)會(huì)使用本章所介紹的各種集成電路。4、了解集成定時(shí)器及由它組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

器和多諧振蕩器的工作原理。

電路的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而且與電路原來(lái)的狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)輸入信號(hào)消失后，電路狀態(tài)仍維持不變。這種具有存貯記憶功能的電路稱為時(shí)序邏輯電路。時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)：下面介紹雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它是構(gòu)成時(shí)序電路的基本邏輯單元。前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.1

雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14.1.2

主從J－K觸發(fā)器14.1.3

維持阻塞D觸發(fā)器14.1.4

觸發(fā)器邏輯功能轉(zhuǎn)換14.1.1R－S觸發(fā)器前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.1

雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點(diǎn)：1、有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)“0”態(tài)和“1”態(tài)；2、能根據(jù)輸入信號(hào)將觸發(fā)器置成“0”或“1”態(tài)；3、輸入信號(hào)消失后，被置成的“0”或“1”態(tài)能保存下來(lái)，即具有記憶功能。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：是一種具有記憶功能的邏輯單元電路，它能儲(chǔ)存一位二進(jìn)制碼。前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.1.1R－S觸發(fā)器兩互補(bǔ)輸出端1.基本R－S觸發(fā)器前一頁(yè)后一頁(yè)兩輸入端

正常情況下，兩輸出端的狀態(tài)保持相反。通常以Q端的邏輯電平表示觸發(fā)器的狀態(tài)，即Q=1，Q=0時(shí)，稱為“1”態(tài)；反之為“0”態(tài)。.G1&.RD&G2SDQQ反饋線返回

觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系10101設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)。010翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)11后跳(1)SD=1，RD=0.G1&.RD&G2SDQQ前一頁(yè)后一頁(yè)返回設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)10011100觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變

結(jié)論:不論觸發(fā)器原來(lái)為何種狀態(tài)，當(dāng)SD=1，

RD=0時(shí)，

將使觸發(fā)器置“0”或稱為復(fù)位。復(fù)位.G1&.RD&G2SDQQ前一頁(yè)后一頁(yè)返回01設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)(2)SD=0，RD=1.G1&.RD&G2SDQQ前一頁(yè)后一頁(yè)返回01設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)101100觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變

結(jié)論:不論觸發(fā)器原來(lái)為何種狀態(tài)，當(dāng)SD=0，

RD=1時(shí)，將使觸發(fā)器

置“1”或稱為置位。置位.G1&.RD&G2SDQQ前一頁(yè)后一頁(yè)返回11設(shè)原態(tài)為“0”010011

保持“0”態(tài)(3)SD=1，RD=1.G1&.RD&G2SDQQ前一頁(yè)后一頁(yè)返回11設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)101100觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變

當(dāng)SD=1，

RD=1時(shí)，觸發(fā)器保持原來(lái)的狀態(tài)，

即觸發(fā)器具有保持、記憶功能。.G1&.RD&G2SDQQ前一頁(yè)后一頁(yè)返回110011當(dāng)信號(hào)SD=RD=0同時(shí)為1時(shí)，與非門的翻轉(zhuǎn)時(shí)間不可能完全相等，觸發(fā)器狀態(tài)可能是“1”態(tài)，也可能是“0”態(tài)，不能根據(jù)輸入信號(hào)確定。1若先翻轉(zhuǎn)1111010若G1先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為“0”態(tài)“1”態(tài)(4)SD=0，RD=0.G1&.RD&G2SDQQ前一頁(yè)后一頁(yè)返回基本R－S觸發(fā)器狀態(tài)表SDRDQQ低電平有效邏輯符號(hào)RD(ResetDirect)-直接置“0”端(復(fù)位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)SDRDQ100置0011置111不變保持00同時(shí)變1后不確定功能后跳前一頁(yè)后一頁(yè)返回2.可控R－S觸發(fā)器.&G1&G2.SDRDQQ基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G4SR&G3C時(shí)鐘脈沖前一頁(yè)后一頁(yè)返回.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C當(dāng)C=0時(shí)0

SD，RD用于預(yù)置觸發(fā)器的初始狀態(tài)，

工作過(guò)程中應(yīng)處于高電平，對(duì)電路工作狀態(tài)無(wú)影響。11

R，S輸入狀態(tài)不起作用。觸發(fā)器狀態(tài)不變被封鎖被封鎖11前一頁(yè)后一頁(yè)返回當(dāng)C=1時(shí)1打開觸發(fā)器狀態(tài)由R，S輸入狀態(tài)決定。11打開觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻受C控制（C高電平時(shí)翻轉(zhuǎn)），而觸發(fā)器的狀態(tài)由R，S的狀態(tài)決定。.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C前一頁(yè)后一頁(yè)返回當(dāng)C=1時(shí)1打開(1)S=0,R=00011觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器狀態(tài)由R，S輸入狀態(tài)決定。11打開.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C前一頁(yè)后一頁(yè)返回1101010(2)S=0,R=1觸發(fā)器置“0”(3)S=1,R=0觸發(fā)器置“1”11前一頁(yè)后一頁(yè)返回.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C111001111110若先翻若先翻Q=1Q=011(4)S=1,R=1當(dāng)時(shí)鐘由1變0后

觸發(fā)器狀態(tài)不定前一頁(yè)后一頁(yè)返回可控R－S狀態(tài)表00SR01010111不定Qn+1QnSDRDQQSRC邏輯符號(hào)Qn—時(shí)鐘到來(lái)前觸發(fā)器的狀態(tài)Qn+1—時(shí)鐘到來(lái)后觸發(fā)器的狀態(tài)前跳C高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定。前一頁(yè)后一頁(yè)返回例：畫出可控R－S觸發(fā)器的輸出波形RSC不定不定00SR01010111不定Qn+1QnQQ可控R－S狀態(tài)表C高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定01前一頁(yè)后一頁(yè)返回存在問(wèn)題：時(shí)鐘脈沖不能過(guò)寬，否則出現(xiàn)空翻現(xiàn)象，即在一個(gè)時(shí)鐘脈沖期間觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次以上。CQ=SQ=R克服辦法：采用J－K觸發(fā)器或D觸發(fā)器。00SR01010

111

不定Qn+1Qn前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.1.2

主從J－K觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)..從觸發(fā)器主觸發(fā)器RSCF從QQQCF主JK反饋線互補(bǔ)時(shí)鐘控制主、從觸發(fā)器不能同時(shí)翻轉(zhuǎn)1.CC前一頁(yè)后一頁(yè)返回..1.CCRSCF從QQQCF主JK2.工作原理0101F主打開F主狀態(tài)由J、K決定，接收信號(hào)并暫存。F從封鎖F從狀態(tài)保持不變。01C前一頁(yè)后一頁(yè)返回1..1.CCRSCF從QQQCF主JK010狀態(tài)保持不變。從觸發(fā)器的狀態(tài)取決于主觸發(fā)器，并保持主、從狀態(tài)一致，因此稱之為主從觸發(fā)器。F從打開F主封鎖1C0前一頁(yè)后一頁(yè)返回1..1.CCRSCF從QQQCF主JK010C高電平時(shí)觸發(fā)器接收信號(hào)并暫存（即F主狀態(tài)由J、K決定，F(xiàn)從狀態(tài)保持不變）C下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)（F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致）。要求C高電平期間J、K的狀態(tài)保持不變。C低電平時(shí),F主封鎖J、K不起作用前一頁(yè)后一頁(yè)返回..1.CCRSCF從QQQCF主JK分析J-K觸發(fā)器的邏輯功能(1)J=1,K=1

設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)0101111001010狀態(tài)不變10翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)狀態(tài)不變主從狀態(tài)一致0011前一頁(yè)后一頁(yè)返回..1.CCRSCF從QQQCF主JK(1)J=1,K=1設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)010為“？”狀態(tài)思考前一頁(yè)后一頁(yè)返回J=1,K=1時(shí)，每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，即具有計(jì)數(shù)功能。..1.CCRSCF從QQQCF主JK(2)J=0,K=1設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)011010010101001翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)為“？”態(tài)前一頁(yè)后一頁(yè)返回向后跳..1.CCRSCF從QQQCF主JK(3)J=0,K=00100000保持原態(tài)保持原態(tài)保持原態(tài)前一頁(yè)后一頁(yè)返回..1.CCRSCF從QQQCF主JK(4)J=1,K=0為“？”狀態(tài)前一頁(yè)后一頁(yè)返回..1.CCRSCF從QQQCF主JK3.分析J-K觸發(fā)器的邏輯功能C高電平時(shí)F主狀態(tài)由J、K決定，F(xiàn)從狀態(tài)不變。C下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)（F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致）。前一頁(yè)后一頁(yè)返回3.分析J-K觸發(fā)器的邏輯功能C高電平時(shí)F主狀態(tài)由J、K決定，F(xiàn)從狀態(tài)不變。C下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)（F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致）Qn1JKQn

Qn+100011011

J－K觸發(fā)器狀態(tài)表010101010011100Qn00SR010101Qn+1Qn''前一頁(yè)后一頁(yè)01向前跳返回JKQn+100Qn01010111Qn

J－K觸發(fā)器狀態(tài)表(保持功能)

(置“0”功能)

(置“1”功能)

(計(jì)數(shù)功能)RDSDCQJK邏輯符號(hào)SD

、RD為直接置1、置0端，不受時(shí)鐘控制，低電平有效，觸發(fā)器工作時(shí)SD

、RD應(yīng)接高電平。C下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)前一頁(yè)后一頁(yè)返回例：J－K

觸發(fā)器工作波形CJKQ下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.1.3

維持阻塞D觸發(fā)器D觸發(fā)器狀態(tài)表DQn+1

0101

C上升沿前接收信號(hào)，上升沿時(shí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，上升沿后輸入D不再起作用，觸發(fā)器狀態(tài)保持。RDDCSDQQ邏輯符號(hào)上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)前一頁(yè)后一頁(yè)返回例：D觸發(fā)器工作波形圖CDQ上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.1.4

觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換1.將J－K觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器JKQn+100Qn01010111Qn

J－K觸發(fā)器狀態(tài)表D觸發(fā)器狀態(tài)表DQn+1

0101

當(dāng)J=D，K=D時(shí)，兩觸發(fā)器狀態(tài)相同DCQQ1.JK仍為下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)前一頁(yè)后一頁(yè)返回2.將J－K觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器TCQQ.JKT觸發(fā)器狀態(tài)表TQn+1

01QnQn(保持功能)(計(jì)數(shù)功能)JKQn+100Qn01010111Qn

J－K觸發(fā)器狀態(tài)表當(dāng)J=K時(shí)，兩觸發(fā)器狀態(tài)相同前一頁(yè)后一頁(yè)返回J=K=T3.將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T′觸發(fā)器觸發(fā)器僅具有計(jì)數(shù)功能CQQD即要求來(lái)一個(gè)C，

觸發(fā)器就翻轉(zhuǎn)一次。.CQD=QD觸發(fā)器狀態(tài)表DQn+1

0101前一頁(yè)后一頁(yè)返回4.將J－K觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T′觸發(fā)器觸發(fā)器僅具有計(jì)數(shù)功能即要求來(lái)一個(gè)C，

觸發(fā)器就翻轉(zhuǎn)一次。JKQn+100Qn01010111Qn

J－K觸發(fā)器狀態(tài)表CQQJK11前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.2

寄存器14.2.1

數(shù)碼寄存器14.2.2

移位寄存器前一頁(yè)后一頁(yè)返回暫時(shí)存放數(shù)據(jù)或二進(jìn)制代碼的電路。分類數(shù)碼寄存移位寄存1、功能——接收、存貯、傳送數(shù)碼。2、構(gòu)成——一個(gè)觸發(fā)器能存一位二進(jìn)制信息，存n位B

碼要用n個(gè)觸發(fā)器；各種觸發(fā)器均可，但以D觸發(fā)器構(gòu)成最簡(jiǎn)單。寄存器：數(shù)碼寄存器14.2

寄存器寄存器是數(shù)字系統(tǒng)常用的邏輯部件。14.2

寄存器計(jì)算機(jī)A計(jì)算機(jī)B移位寄存器A移位寄存器B并行數(shù)據(jù)線串行數(shù)據(jù)線并行數(shù)據(jù)線舉例：計(jì)算機(jī)之間通信簡(jiǎn)例用移位寄存器在并行工作的計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行串行通信14.2.1

數(shù)碼寄存器僅有寄存數(shù)碼的功能。.DQF0..DQF1..DQF2.DQF3RDRDRDRDD0D1D2D3Q0Q1Q2Q3清零寄存指令11011101觸發(fā)器狀態(tài)不變通常由D觸發(fā)器或R-S觸發(fā)器組成并行輸入方式0000寄存數(shù)碼0011前一頁(yè)后一頁(yè)返回RDSDD3RDSDD2RDSDD1RDSDD010清零1100寄存指令&Q0&Q1&Q2&Q3取數(shù)指令1100并行輸出方式&&&&QQQQ000000111100狀態(tài)保持不變1111并行輸入方式前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.2.2

移位寄存器不僅能寄存數(shù)碼，還有移位的功能。所謂移位，就是每來(lái)一個(gè)移位脈沖，寄存器中所寄存的數(shù)據(jù)就向左或向右順序移動(dòng)一位。按移位方式分類單向移位寄存器雙向移位寄存器前一頁(yè)后一頁(yè)返回寄存數(shù)碼從高位向低位依次輸入1.單向移位寄存器D10111QJKRDQJKRDQJKRDQJKRDQQQQQ3Q1Q2Q010111011前一頁(yè)后一頁(yè)返回1.單向移位寄存器清零D1移位脈沖2341011數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)，稱左移寄存器，輸入方式為串行輸入。1QJKRDQJKRDQJKRDQJKRDQQQQQ3Q1Q2Q00000000100101011010110111011前一頁(yè)后一頁(yè)返回1QJKRDQJKRDQJKRDQJKRDQQQQQ3Q1Q2Q011105移位脈沖678D1011010110011000輸出再輸入四個(gè)移位脈沖，1011由高位至低位依次從Q3端輸出。串行輸出方式前一頁(yè)后一頁(yè)返回左移寄存器波形圖12345678C1111011DQ0Q3Q2Q11110待存數(shù)據(jù)1011存入寄存器0111從Q3取出前一頁(yè)后一頁(yè)返回四位左移移位寄存器狀態(tài)表0001123移位脈沖Q2Q1Q0移位過(guò)程Q3寄存數(shù)碼D001110000清零110左移一位001011左移二位01011左移三位10114左移四位101并行輸出再繼續(xù)輸入四個(gè)移位脈沖,從 Q3端串行輸出1011數(shù)碼前一頁(yè)后一頁(yè)返回FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF寄存器分類根據(jù)輸入-輸出方式并入－并出串入－并出并入－串出串入－串出前一頁(yè)后一頁(yè)返回2.雙向移位寄存器：既能左移也能右移。DQ2DQ1DQ0>1&11>1&>1&.RDCS左移輸入待輸數(shù)據(jù)由低位至高位依次輸入待輸數(shù)據(jù)由高位至低位依次輸入101右移輸入移位控制端000010000&&&&&&前一頁(yè)后一頁(yè)返回UCCQ0Q1Q2Q3S1S0C16151413121110913456782D0D1D2D3DSRDSLRDGND74LS194右移串行輸入左移串行輸入并行輸入前一頁(yè)后一頁(yè)返回0111100011011直接清零(異步)保持右移(從Q0向右移動(dòng))左移(從Q3向左移動(dòng))并行輸入

RDCS1S0功能

74LS194功能表UCCQ0Q1Q2Q3S1S0C16151413121110913456782D0D1D2D3DSRDSLRDGND74LS194前一頁(yè)后一頁(yè)返回構(gòu)成：1個(gè)觸發(fā)器有2個(gè)狀態(tài)，可計(jì)一位二進(jìn)制數(shù)(0,1);

計(jì)數(shù)：累計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)。14.3

計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器是數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)中廣泛應(yīng)用的一種邏輯部件，可累計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)，可用于定時(shí)、分頻、時(shí)序控制等。

n個(gè)觸發(fā)器可計(jì)n位二進(jìn)制數(shù)。計(jì)數(shù)體制二進(jìn)制非二進(jìn)制分類：同步異步CP引入方式計(jì)數(shù)功能加計(jì)數(shù)減計(jì)數(shù)可逆計(jì)數(shù)主要構(gòu)成方式JKD14.3

計(jì)數(shù)器14.3.1

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器按二進(jìn)制的規(guī)律累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，它也是構(gòu)成其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)。要構(gòu)成n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需用n個(gè)具有計(jì)數(shù)功能的觸發(fā)器。1.異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖C不是同時(shí)加到各位觸發(fā)器。前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.3.1

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1.異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器(2)最低位觸發(fā)器由計(jì)數(shù)脈沖觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，其他各位觸發(fā)器有時(shí)需由相鄰低位觸發(fā)器輸出的進(jìn)位脈沖來(lái)觸發(fā)。前一頁(yè)后一頁(yè)返回

(1)計(jì)數(shù)脈沖C不是同時(shí)加到各位觸發(fā)器。

(3)因此各位觸發(fā)器狀態(tài)變換的時(shí)間先后不一，只有在前級(jí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后,后級(jí)觸發(fā)器才能翻轉(zhuǎn)。14.3.1

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1.異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器分析：前一頁(yè)后一頁(yè)返回構(gòu)成：異步三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器：一個(gè)觸發(fā)器可以存儲(chǔ)一位二進(jìn)制，三位二進(jìn)制需要三個(gè)觸發(fā)器。選擇具有計(jì)數(shù)功能的觸發(fā)器，JK觸發(fā)器或者D觸發(fā)器。低位觸發(fā)器的脈沖應(yīng)該來(lái)自計(jì)數(shù)脈沖。輸入信號(hào)是計(jì)數(shù)脈沖，輸出是三位二進(jìn)制數(shù)。構(gòu)成計(jì)數(shù)狀態(tài)表如下：二進(jìn)制數(shù)

Q2Q1Q0

000010012010301141005101611071118000脈沖數(shù)(C)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表前一頁(yè)后一頁(yè)前一頁(yè)后一頁(yè)返回(1)從狀態(tài)表可看出：

最低位觸發(fā)器來(lái)一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次。(2)每個(gè)觸發(fā)器由1

變?yōu)?時(shí)，要產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào),這個(gè)進(jìn)位信號(hào)應(yīng)使相鄰的高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。前一頁(yè)后一頁(yè)前一頁(yè)后一頁(yè)返回要設(shè)計(jì)的任務(wù)：1選用具有計(jì)數(shù)功能J、K觸發(fā)器2已知輸入端J=K=13設(shè)計(jì)各觸發(fā)器的脈沖端的邏輯表達(dá)式二進(jìn)制數(shù)

Q2Q1Q0

000010012010301141005101611071118000脈沖數(shù)(C)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表C計(jì)數(shù)脈沖1010QJKRDQQ0清零QJKRDQQ1QJKRDQQ2

當(dāng)相鄰低位觸發(fā)器由1變0時(shí)翻轉(zhuǎn)每來(lái)一個(gè)C翻轉(zhuǎn)一次三位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器在電路圖中J、Ｋ懸空表示J、K=1當(dāng)J、K=1時(shí)，計(jì)數(shù)功能，每來(lái)一個(gè)脈沖觸發(fā)器就翻轉(zhuǎn)一次.下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)F0F1F2前一頁(yè)后一頁(yè)前一頁(yè)后一頁(yè)返回二進(jìn)制數(shù)

Q2Q1Q0

000010012010301141005101611071118000脈沖(C)C計(jì)數(shù)脈沖1010QJKRDQQ0清零QJKRDQQ1QJKRDQQ2三位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器F0F1F2前一頁(yè)后一頁(yè)前一頁(yè)后一頁(yè)返回異步二進(jìn)制加法器工作波形2分頻4分頻8分頻

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C12345678Q0Q1Q2前一頁(yè)后一頁(yè)返回QDRDQQ2QDRDQQ0QDRDQQ1C清零用D觸發(fā)器構(gòu)成三位二進(jìn)制異步加法器？？2、若構(gòu)成減法計(jì)數(shù)器C又如何連接？思考1、各觸發(fā)器C應(yīng)如何連接？各D觸發(fā)器已接成T′觸發(fā)器，即具有計(jì)數(shù)功能。F0F1F2前一頁(yè)后一頁(yè)返回二進(jìn)制數(shù)

Q2Q1Q0

000010012010301141005101611071118000脈沖數(shù)(C)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表2.同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器線路聯(lián)接簡(jiǎn)單。各觸發(fā)器是逐級(jí)翻轉(zhuǎn)，因而工作速度較慢。同步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)接到各位觸發(fā)器，各觸發(fā)器狀態(tài)的變換與計(jì)數(shù)脈沖同步。同步計(jì)數(shù)器由于各觸發(fā)器同步翻轉(zhuǎn)，因此工作速度快。但接線較復(fù)雜。前一頁(yè)后一頁(yè)返回2.同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器組成原則:

(1)選擇具有計(jì)數(shù)功能J、K（或者D）觸發(fā)器前一頁(yè)后一頁(yè)返回

(2)脈沖信號(hào)加到各個(gè)觸發(fā)器的CP端

(3)根據(jù)翻轉(zhuǎn)條件,確定觸發(fā)器級(jí)間連接方式—找出J、K輸入端的聯(lián)接方式。二進(jìn)制數(shù)

Q2Q1Q0

000010012010301141005101611071118000脈沖數(shù)(C)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表

從狀態(tài)表可看出：最低位觸發(fā)器F0每來(lái)一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次；F1：當(dāng)Q0=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次；F2：當(dāng)Q0=Q1=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次。前一頁(yè)后一頁(yè)返回四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器級(jí)間連接的邏輯關(guān)系

觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)條件

J、K端邏輯表達(dá)式J、K端邏輯表達(dá)式F0每輸入一C翻一次F1F2F3J0=K0=1Q0=1J1=K1=Q0Q0=Q1=1J2=K2=Q1Q0Q0=Q1=Q2=1J2=K2=Q1Q1Q0J0=K0=1J1=K1=Q0J2=K2=Q1Q0J3=K3=Q2Q1Q0由J、K端邏輯表達(dá)式，可得出四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路。（只畫出三位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路）（加法）（減法）前一頁(yè)后一頁(yè)返回...三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器清零C

計(jì)數(shù)脈沖Q0QJKRDQQ1QJKRDQQ2QJKRDQ計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到各位觸發(fā)器上，當(dāng)每個(gè)C到來(lái)后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看J、K的狀態(tài)。

最低位觸發(fā)器F0每一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次；F1：當(dāng)Q0=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次；F2：當(dāng)Q0=Q1=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次。F0F1F2前一頁(yè)后一頁(yè)返回C12345678Q0Q1Q2各觸發(fā)器狀態(tài)的變換和計(jì)數(shù)脈沖同步前一頁(yè)后一頁(yè)返回例1:分析圖示邏輯電路的邏輯功能,說(shuō)明其用處。

設(shè)初始狀態(tài)為“000”。清零Q0QJKRDQQ1QJKRDQQ2QJKRDQF1F2F0C

計(jì)數(shù)脈沖前一頁(yè)后一頁(yè)返回Q0Q1Q2清零QJKRDQQJKRDQQJKRDQF1F2F0C計(jì)數(shù)脈沖解：寫出各觸發(fā)器

J、K端和C端的邏輯表達(dá)式C0=CK0=1

J0=Q2K1=1

J1=1C1=Q0J2=Q0Q1K2=1C2=C

前一頁(yè)后一頁(yè)返回Q0Q1Q2清零QJKRDQQJKRDQQJKRDQF1F2F0C計(jì)數(shù)脈沖解：當(dāng)初始狀態(tài)為“000”時(shí)，

各觸發(fā)器J、K端和C端的電平為C0=C=0K0=1

J0=Q2=1K1=1

J1=1C1=Q0=0J2=Q0Q1=0K2=1C2=C=0前一頁(yè)后一頁(yè)返回CJ2=Q0Q1K2=1J1=K1=1K0=1

J0=Q2Q2Q1Q0011111011111111111011101011111000010012010301141005000由表可知，經(jīng)5個(gè)脈沖循環(huán)一次，為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2.列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程C1=Q0由于計(jì)數(shù)脈沖沒有同時(shí)加到各位觸發(fā)器上，所以為異步計(jì)數(shù)器。前一頁(yè)后一頁(yè)返回異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作波形C12345Q0Q1Q2前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.3.2

十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)規(guī)律：“逢十進(jìn)一”。它是用四位二進(jìn)制數(shù)表示對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，所以又稱為二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。四位二進(jìn)制可以表示十六種狀態(tài)，為了表示十進(jìn)制數(shù)的十個(gè)狀態(tài)，需要去掉六種狀態(tài)，具體去掉哪六種狀態(tài)，有不同的安排，這里僅介紹廣泛使用8421編碼的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。前一頁(yè)后一頁(yè)返回二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)(C)十進(jìn)制數(shù)0123456789100000000100100011010001010110011110001001000001234567890十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表前一頁(yè)后一頁(yè)返回清零C計(jì)數(shù)脈沖Q0QJKRDQQ1QJKRDQQ2QJKRDQQ3QJKRDQ.....十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器F0F1F2F3前一頁(yè)后一頁(yè)返回Q0Q1Q2Q3C12345678910十進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作波形前一頁(yè)后一頁(yè)返回14.3.3

中規(guī)模數(shù)字集成電路計(jì)數(shù)器1.T4290(T1290)二-五-十進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器C0...Q2JKRDQRDQ0JKRDQSDQ3JKRDQSDQ1JKRDQRDS91S92&&R02R01C1.F0F1F2F3前一頁(yè)后一頁(yè)返回C0...Q2JKRDQRDQ0JKRDQSDQ3JKRDQSDQ1JKRDQRDS91S92&&R02R01C1.1)邏輯功能及外引線排列110

10清零0000（1）R01、

R02：

置“0”輸入端R01=

R02=1S91或

S92有一個(gè)為“0”邏輯功能F0F1F2F3異步清零：清零不受C控制。前一頁(yè)后一頁(yè)返回Q2JKRDQRDQ0JKRDQSDQ3JKRDQSDQ1JKRDQRDS91S92&&R02R01C1....C010置“9”1100F3F2F1F01)邏輯功能及外引線排列（2）S01、

S02：

置“9”輸入端S91=

S92=1

01

1R01或

R02有一個(gè)為“0”前一頁(yè)后一頁(yè)返回二進(jìn)制11五進(jìn)制Q2JKRDQRDQ0JKRDQSDQ3JKRDQSDQ1JKRDQRDS91S92&&R02R01...C0輸入C1輸入輸入十進(jìn)制（3）計(jì)數(shù)功能

00

F1F0F2F3前一頁(yè)后一頁(yè)S91、S92至少

有一個(gè)為“0”R01、R02至少

有一個(gè)為“0”返回T4290功能表輸入輸出Q2Q3R01S92S91R02Q1Q01101100110110000000010101010R01S92S91R02有任一為“0”有任一為“0”計(jì)數(shù)清零置9

前一頁(yè)后一頁(yè)返回S91NT4290(T1290)S92Q2Q1NUCCR01R02C0C1Q0Q3地S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0輸入計(jì)數(shù)脈沖8421異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十分頻輸出(進(jìn)位輸出)T4290外引線排列圖17814計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)器輸出2.T4290的應(yīng)用前一頁(yè)后一頁(yè)返回S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0五進(jìn)制輸出計(jì)數(shù)脈沖輸入異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器C12345Q1Q2Q3工作波形前一頁(yè)后一頁(yè)返回如何構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器反饋復(fù)位法：當(dāng)滿足一定的條件時(shí)，利用計(jì)數(shù)器的復(fù)位端強(qiáng)迫計(jì)數(shù)器清零，重新開始新一輪計(jì)數(shù)。

利用反饋復(fù)位法可用已有的計(jì)數(shù)器得出小于原進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。

例：用一片T4290可構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，寫出N進(jìn)制的8421碼，檢出高電平送給清零端，利用其清零端進(jìn)行反饋清零，則可得出十以內(nèi)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。前一頁(yè)后一頁(yè)返回用一片T4290構(gòu)成十以內(nèi)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器例：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)(C)十進(jìn)制數(shù)0123456789100000000100100011010001010110011110001001000001234567890六種狀態(tài)前一頁(yè)后一頁(yè)返回前一頁(yè)后一頁(yè)例：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q3Q2Q1Q000000001001000110100010101100111100010010000六種狀態(tài)S91NT4290(T1290)S92Q2Q1NUCCR01R02C0C1Q0Q3地當(dāng)狀態(tài)0110（6）出現(xiàn)時(shí)，將Q2=1，Q1=1

送到復(fù)位端R01和R02，使計(jì)數(shù)器立即清零。狀態(tài)0110僅瞬間存在。T4290為異步清零的計(jì)數(shù)器返回S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0輸入1111六進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器清零當(dāng)出現(xiàn)0110（6）時(shí)，應(yīng)立即使計(jì)數(shù)器清零，重新開始新一輪計(jì)數(shù)。前一頁(yè)后一頁(yè)返回Q3Q2Q1Q000000001001000110100010101100111100010010000S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0輸入1111六進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器清零當(dāng)出現(xiàn)0110（6）時(shí)，應(yīng)立即使計(jì)數(shù)器清零，重新開始新一輪計(jì)數(shù)。前一頁(yè)后一頁(yè)返回&七進(jìn)制計(jì)數(shù)器S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0輸入當(dāng)出現(xiàn)0111(7)時(shí)，計(jì)數(shù)器立即清零，重新開始新一輪計(jì)數(shù)。&.前一頁(yè)后一頁(yè)返回用一片T4290構(gòu)成十以內(nèi)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器采用反饋復(fù)位法：

若構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器，則檢出與所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)狀態(tài)，并反饋到復(fù)位端R01、R02使計(jì)數(shù)器清零，重新開始新一輪計(jì)數(shù)。例：構(gòu)成九進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即檢出狀態(tài)1001（9），將Q3=1，Q0=1

反饋到復(fù)位端R01，R02使計(jì)數(shù)器清零。前一頁(yè)后一頁(yè)返回二片T4290可構(gòu)成100以內(nèi)的計(jì)數(shù)器例：二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器二十四分頻輸出.0010(2)0100(4)S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0輸入S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0十位個(gè)位兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（100進(jìn)制）前一頁(yè)后一頁(yè)返回74LS390外引線排列圖11689UCC1Q21Q11RD1Q01Q3地1C02Q32Q22Q12Q02RD2C02C11C1有兩個(gè)二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器高電平清零前一頁(yè)后一頁(yè)前一頁(yè)后一頁(yè)返回十位

0100(4)個(gè)位0110(6)1Q31Q01Q21Q11RD1C11C0計(jì)數(shù)脈沖2Q32Q02Q22Q12RD2C12C0十位個(gè)位兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（100進(jìn)制）例：用一片74LS390構(gòu)成四十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器&前一頁(yè)后一頁(yè)返回74LS192功能表

110

加

計(jì)數(shù)

00D0~D3

置數(shù)

1110

保持

1

10

減計(jì)數(shù)

1

清零

UDLOADCLRD0~D3功能

十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器前一頁(yè)后一頁(yè)返回前一頁(yè)后一頁(yè)返回74LS192功能表74LS192管腳圖14.5555定時(shí)器及其應(yīng)用前一頁(yè)后一頁(yè)返回++C1++C2QQRDSD...5K5K5KVAVBT13245678UCC地分壓器比較器R-S觸發(fā)器

555定時(shí)器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。555定時(shí)器在工業(yè)控制、定時(shí)、檢測(cè)、報(bào)警等方面有廣泛應(yīng)用。14.5555定時(shí)器及其應(yīng)用14.5.1555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理1.分壓器：由三個(gè)等值電阻構(gòu)成2.比較器：由電壓比較器C1和C2構(gòu)成3.R-S觸發(fā)器4.放電開關(guān)管T前一頁(yè)后一頁(yè)返回++C1++C2QQRDSD...5K5K5KVAVBT13245678輸出端電壓控制端高電平觸發(fā)端低電平觸發(fā)端放電端復(fù)位端UCC地分壓器比較器R-S觸發(fā)器放電管調(diào)轉(zhuǎn)前一頁(yè)后一頁(yè)返回++C1++C2..5K5K5KVAVBUCCRDSD562<2/3UCC<1/3UCC10>2/3UCC>1/3U