《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用實踐》課件 第11章 觸發(fā)器和時序邏輯電路

《電工電子技術(shù)及應(yīng)用實踐》

第十一章觸發(fā)器和時序邏輯電路本章內(nèi)容§1觸發(fā)器§2時序邏輯電路的設(shè)計與分析§3寄存器

§4計數(shù)器§5中規(guī)模集成計數(shù)器及其應(yīng)用§1觸發(fā)器觸發(fā)器特點：能夠存儲一位二進制信息的基本單元。它有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)：0狀態(tài)和1狀態(tài)；在不同的輸入情況下，它可以被置成0狀態(tài)或1狀態(tài)；當(dāng)輸入信號消失后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變。觸發(fā)器：觸發(fā)器分類：按照電路結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為基本、同步、主從和邊沿觸發(fā)器。根據(jù)邏輯功能的不同，觸發(fā)器可以分為RS、D、JK、T觸發(fā)器；§1觸發(fā)器注意：觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)形式和邏輯功能是不同的概念，沒有固定的對應(yīng)關(guān)系。同一種邏輯功能的觸發(fā)器可以用不同的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)；同一種電路結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器可以有不同的邏輯功能。當(dāng)選用觸發(fā)器電路時，不僅要知道邏輯功能，還須知道電路結(jié)構(gòu)類型。這樣才能把握住它的動作特點，作出正確的設(shè)計。一、電路組成、符號2、由兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器電路圖1、邏輯符號3、由兩個“或非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器電路圖?輸出端輸入端§1觸發(fā)器——“基本觸發(fā)器”二、工作原理以兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器為例1110

01

0110

二、工作原理以兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器為例10102、在不同的輸入情況下，它可以被置成0狀態(tài)或1狀態(tài)；1

不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)都將變成0狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置0或復(fù)位。R端稱為觸發(fā)器的置0端或復(fù)位端。由S=1、Q=1可得Q＝0。二、工作原理以兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器為例01012、在不同的輸入情況下，它可以被置成0狀態(tài)或1狀態(tài)；1

不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)都將變成1狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置1或置位。S端稱為觸發(fā)器的置1端或置位端。由R=1、Q=1可得Q＝0。二、工作原理以兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器為例11012、在不同的輸入情況下，它可以被置成0狀態(tài)或1狀態(tài)；3、當(dāng)輸入信號消失后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變。1

原來的狀態(tài)被觸發(fā)器存儲起來，體現(xiàn)了觸發(fā)器具有記憶能力。10二、工作原理以兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器為例00111

功能000001010011100101110111二、工作原理以兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器為例00特性表（真值表）現(xiàn)態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)，也就是觸發(fā)器原來的穩(wěn)定狀態(tài)。次態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之后所處的新的穩(wěn)定狀態(tài)。

不允許10

功能000001010011100101110111二、工作原理以兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器為例10特性表（真值表）現(xiàn)態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)，也就是觸發(fā)器原來的穩(wěn)定狀態(tài)。次態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之后所處的新的穩(wěn)定狀態(tài)。

不允許0100置0

功能000001010011100101110111二、工作原理以兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器為例01特性表（真值表）現(xiàn)態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)，也就是觸發(fā)器原來的穩(wěn)定狀態(tài)。次態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之后所處的新的穩(wěn)定狀態(tài)。

不允許1000置011置1

功能000001010011100101110111二、工作原理以兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器為例11特性表（真值表）現(xiàn)態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)，也就是觸發(fā)器原來的穩(wěn)定狀態(tài)。次態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之后所處的新的穩(wěn)定狀態(tài)。

不允許0100置011置11001保持原狀態(tài)

功能000001010011100101110111

不允許00置011置101保持原狀態(tài)特性表（真值表）特性方程觸發(fā)器的特性方程就是觸發(fā)器次態(tài)Qn+1與輸入及現(xiàn)態(tài)Qn之間的邏輯關(guān)系式約束條件§1觸發(fā)器——“基本觸發(fā)器”狀態(tài)圖描述觸發(fā)器在一定輸入信號條件（轉(zhuǎn)換條件）下，狀態(tài)的變化情況的圖形。

功能000001010011100101110111

不允許00置011置101保持原狀態(tài)01

§1觸發(fā)器——“基本觸發(fā)器”波形圖反映觸發(fā)器輸入信號取值和狀態(tài)之間對應(yīng)關(guān)系的圖形。RSQQ置1置0置1置1置1保持不允許§1觸發(fā)器——“基本觸發(fā)器”基本RS觸發(fā)器的特點（1）觸發(fā)器的次態(tài)不僅與輸入信號狀態(tài)有關(guān)，而且與觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)有關(guān)。（2）電路具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，在無外來觸發(fā)信號作用時，電路將保持原狀態(tài)不變。（3）在外加觸發(fā)信號有效時，電路可以觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)置0或置1。（4）在穩(wěn)定狀態(tài)下兩個輸出端的狀態(tài)和必須是互補關(guān)系，即有約束條件。

集成RS觸發(fā)器型號為：74LS279；CC4044§1觸發(fā)器——“基本觸發(fā)器”基本R-S觸發(fā)器：工作狀態(tài)由R、S端的信號決定。設(shè)想：

不僅由R、S決定，而且希望觸發(fā)器增加一個控制端，使觸發(fā)器的狀態(tài)隨之變化。改進思路：

在觸發(fā)器加一個時鐘控制端CP，當(dāng)CP端出現(xiàn)時鐘脈沖時，觸發(fā)器的狀態(tài)也會發(fā)生變化，即：觸發(fā)器的狀態(tài)與時鐘脈沖同步。+CP脈沖§1觸發(fā)器——“同步觸發(fā)器”一、同步RS觸發(fā)器二、同步JK觸發(fā)器三、同步D觸發(fā)器注意：觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)形式和邏輯功能是不同的概念，沒有固定的對應(yīng)關(guān)系。同一種邏輯功能的觸發(fā)器可以用不同的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)；同一種電路結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器可以有不同的邏輯功能。當(dāng)選用觸發(fā)器電路時，不僅要知道邏輯功能，還須知道電路結(jié)構(gòu)類型。這樣才能把握住它的動作特點，作出正確的設(shè)計。按照電路結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為基本觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器。根據(jù)邏輯功能的不同，觸發(fā)器可以分為RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器；§1觸發(fā)器——“同步觸發(fā)器”一、同步RS觸發(fā)器1、邏輯符號2、邏輯電路圖RS當(dāng)CP＝0時，即R=S=1，觸發(fā)器保持原來狀態(tài)不變。當(dāng)CP＝1時，工作情況與基本RS觸發(fā)器相同?！?觸發(fā)器——“同步RS觸發(fā)器”特性表特性方程CP=1期間有效與基本RS觸發(fā)器相同狀態(tài)圖CP=1期間有效§1觸發(fā)器——“同步RS觸發(fā)器”波形圖不變不變不變不變不變不變置1置0置1置0不變§1觸發(fā)器——“同步RS觸發(fā)器”二、同步JK觸發(fā)器1、邏輯符號2、邏輯電路圖同步RS觸發(fā)器§1觸發(fā)器——“同步JK觸發(fā)器”2、邏輯電路圖同步RS觸發(fā)器CP=1期間有效將S=JQn、R=KQn代入同步RS觸發(fā)器的特性方程，得同步JK觸發(fā)器的特性方程：§1觸發(fā)器——“同步JK觸發(fā)器”2、邏輯電路圖特性表§1觸發(fā)器——“同步JK觸發(fā)器”狀態(tài)圖01

波形圖保持置0保持置1保持翻轉(zhuǎn)保持保持保持置1保持§1觸發(fā)器——“同步JK觸發(fā)器”三、同步D觸發(fā)器1、邏輯符號2、邏輯電路圖同步RS觸發(fā)器CP=1期間有效§1觸發(fā)器——“同步D觸發(fā)器”2、邏輯電路圖同步RS觸發(fā)器CP=1期間有效將S=D、R=D代入同步RS觸發(fā)器的特性方程，得同步D觸發(fā)器的特性方程：§1觸發(fā)器——“同步D觸發(fā)器”2、邏輯電路圖特性表

功能000輸出狀態(tài)與D輸入狀態(tài)相同010101111D

狀態(tài)圖01

D=1D=1D=0§1觸發(fā)器——“同步D觸發(fā)器”波形圖

功能0保持1000輸出狀態(tài)與D輸入狀態(tài)相同101011011111D集成同步D觸發(fā)器型號為：74LS375；CC4042Qn+1

QnCPQn+1=Qn§1觸發(fā)器——“同步D觸發(fā)器”1、邏輯符號2、邏輯電路圖次態(tài)僅僅取決于CP下降沿（或上升沿）時刻的輸入狀態(tài)，與之前和之后狀態(tài)變化沒有關(guān)系。提高觸發(fā)器的抗干擾能力，增強電路工作的可靠性?！?觸發(fā)器——“邊沿D觸發(fā)器”3、工作原理

1010

§1觸發(fā)器——“邊沿D觸發(fā)器”3、工作原理

1（4）CP下降沿過后，主觸發(fā)器鎖存的CP下降沿時刻D的值被保存下來，而從觸發(fā)器的狀態(tài)也將保持不變。

0下降沿時刻有效特性方程§1觸發(fā)器——“邊沿D觸發(fā)器”2、邏輯電路圖1、邏輯符號邊沿D觸發(fā)器§1觸發(fā)器——“邊沿D觸發(fā)器”3、工作原理CP下降沿時刻有效邊沿D觸發(fā)器§1觸發(fā)器——“邊沿D觸發(fā)器”利用已有觸發(fā)器和待求觸發(fā)器的特性方程相等的原則，求出轉(zhuǎn)換邏輯。觸發(fā)器包括：RS、JK、D、T、T’JK觸發(fā)器→D觸發(fā)器

§1觸發(fā)器——“觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換”JK觸發(fā)器→T觸發(fā)器

T觸發(fā)器特性方程：

輸入信號T=0時，觸發(fā)器狀態(tài)保持；輸入信號T=1時，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。

§1觸發(fā)器——“觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換”JK觸發(fā)器→T’觸發(fā)器

T’觸發(fā)器特性方程：

§1觸發(fā)器——“觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換”D觸發(fā)器→JK觸發(fā)器

§1觸發(fā)器——“觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換”D觸發(fā)器→T觸發(fā)器T觸發(fā)器特性方程：輸入信號T=0時，觸發(fā)器狀態(tài)保持；輸入信號T=1時，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。

§1觸發(fā)器——“觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換”D觸發(fā)器→T’觸發(fā)器T’觸發(fā)器特性方程：

§1觸發(fā)器——“觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換”1.時序電路的特點時序電路在任何時刻的穩(wěn)定輸出，不僅與該時刻的輸入信號有關(guān)，而且還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)?！?時序邏輯電路的設(shè)計與分析2.時序電路邏輯功能的表示方法邏輯表達(dá)式、狀態(tài)表、卡諾圖、狀態(tài)圖、時序圖和邏輯圖。（1）邏輯表達(dá)式輸出方程狀態(tài)方程激勵方程§2時序邏輯電路的設(shè)計與分析3.時序電路的分類（1）根據(jù)時鐘分類：同步時序電路和異步時序電路。同步時序電路：各個觸發(fā)器的時鐘脈沖相同，即電路中有統(tǒng)一的時鐘脈沖，每來一個

時鐘脈沖，電路的狀態(tài)只改變一次。同步二進制加法計數(shù)器§2.1時序邏輯電路基本概念（1）根據(jù)時鐘分類：同步時序電路和異步時序電路。異步時序電路：各個觸發(fā)器的時鐘脈沖不同，即電路中沒有統(tǒng)一的時鐘脈沖來控制電路狀態(tài)的變化，電路狀態(tài)改變時，電路中要更新狀態(tài)的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)有先有后，是異步進行的。3.時序電路的分類§2.1時序邏輯電路基本概念（2）根據(jù)輸出分類：米里（Mealy）型和摩爾(Moore)型時序電路米利型時序電路：輸出不僅與現(xiàn)態(tài)有關(guān)，而且還決定于電路當(dāng)前的輸入；穆爾型時序電路：輸出僅決定于電路的現(xiàn)態(tài)，與電路當(dāng)前的輸入無關(guān)；Mealy型串行加法器電路Moore型串行加法器電路3.時序電路的分類§2.1時序邏輯電路基本概念電路圖時鐘方程驅(qū)動方程輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)圖狀態(tài)表時序圖判斷電路邏輯功能1235計算41.時序電路的分析步驟§2.2時序邏輯電路的分析例題：時鐘方程：輸出方程：輸出僅與電路現(xiàn)態(tài)有關(guān)，為穆爾型時序電路。同步時序電路的時鐘方程可省去不寫。驅(qū)動方程：1寫方程式2求狀態(tài)方程JK觸發(fā)器的特性方程：將各觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入，即得電路的狀態(tài)方程：3計算、列狀態(tài)表000001010011100101110111001011101111000010100110000011004畫狀態(tài)圖、時序圖狀態(tài)圖時序圖0001001101110110010005電路功能有效循環(huán)中的6個狀態(tài)：在時鐘脈沖CP的作用下，6個狀態(tài)按如下規(guī)律變化，即：000→001→011→111→110→100→000→…當(dāng)對第6個脈沖計數(shù)時，計數(shù)器重新從000開始計數(shù)，并產(chǎn)生輸出Y＝1。隨堂練習(xí)1輸出方程：輸出與現(xiàn)態(tài)、輸入都有關(guān)，為米利型時序電路。驅(qū)動方程：1寫方程式時鐘方程：同步時序電路，時鐘方程省去。2求狀態(tài)方程T觸發(fā)器的特性方程：將各觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入，即得電路的狀態(tài)方程：3計算、列狀態(tài)表4畫狀態(tài)圖時序圖45電路功能由狀態(tài)圖可以看出，當(dāng)輸入X

＝0時，在時鐘脈沖CP的作用下，電路的4個狀態(tài)按遞增規(guī)律循環(huán)變化，即：00→01→10→11→00→…當(dāng)X＝1時，在時鐘脈沖CP的作用下，電路的4個狀態(tài)按遞減規(guī)律循環(huán)變化，即：00→11→10→01→00→…可見，該電路既具有遞增計數(shù)功能，又具有遞減計數(shù)功能，是一個2位二進制同步可逆計數(shù)器。畫狀態(tài)圖時序圖設(shè)計要求原始狀態(tài)圖最簡狀態(tài)圖畫電路圖檢查電路能否自啟動1246選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程5狀態(tài)分配3化簡2.時序電路的設(shè)計步驟§2.3時序邏輯電路的設(shè)計1建立原始狀態(tài)圖設(shè)計一個按自然態(tài)序變化的7進制同步加法計數(shù)器，計數(shù)規(guī)則為逢七進一，產(chǎn)生一個進位輸出。狀態(tài)化簡2狀態(tài)分配3已最簡。二進制狀態(tài)。例題：4選觸發(fā)器，求時鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動方程需用3位二進制代碼，選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。輸出方程：由于要求采用同步方案，故時鐘方程為：不化簡，以便使之與JK觸發(fā)器的特性方程的形式一致。狀態(tài)方程：檢查電路能否自啟動6將無效狀態(tài)111代入狀態(tài)方程計算：可見111的次態(tài)為有效狀態(tài)000，電路能夠自啟動。定義：在數(shù)字電路中，用來存放二進制數(shù)據(jù)或代碼的電路稱為寄存器。寄存器是由具有存儲功能的觸發(fā)器組合起來構(gòu)成的。一個觸發(fā)器可以存儲1位二進制代碼，存放n位二進制代碼的寄存器，需用n個觸發(fā)器來構(gòu)成。應(yīng)用實例：（數(shù)碼變更，存儲速度快，無法存放大量數(shù)據(jù)）1、計算機CPU；2、超市或酒店的寄存柜?！?寄存器按照功能的不同，寄存器分為基本（數(shù)碼）寄存器和移位寄存器兩大類?；炯拇嫫鳎褐荒懿⑿兴腿霐?shù)據(jù)，需要時也只能并行輸出。移位寄存器：不僅能寄存數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)可以在移位脈沖作用下依次逐位右移或左移。

數(shù)據(jù)既可以并行輸入、并行輸出，也可以串行輸入、串行輸出，還可以并行輸入、串行輸出，串行輸入、并行輸出，十分靈活，用途也很廣?！?寄存器——“基本寄存器”1、單拍工作方式基本寄存器無論寄存器中原來的狀態(tài)是什么，只要送數(shù)控制時鐘脈沖CP上升沿到來，加在并行數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)D0～D3，就立即被送入進寄存器中，即有：寄存數(shù)碼§3寄存器——“基本寄存器”2、雙拍工作方式基本寄存器（1）清零。CR=0，同步清零。即有：（2）送數(shù)。CR=1時，CP上升沿送數(shù)。即有：（3）保持。在CR=1、CP上升沿以外時間，寄存器內(nèi)容將保持不變。清零寄存指令寄存數(shù)碼§3寄存器——“基本寄存器”1、移位寄存器——單向移位寄存器并行輸出4位右移移位寄存器寄存數(shù)碼，且移動§3寄存器——“移位寄存器”71并行輸入/并行輸出串行輸入/并行輸出并行輸入/串行輸出串行輸入/串行輸出FF3FF1FF0d0d1d2d3Q0Q1Q2Q3FF2dQ0Q1Q2Q3FF3FF1FF0FF2d0d1d2d3Q3FF3FF1FF0FF2Q3dFF3FF1FF0FF21、移位寄存器的作用——并行串行§3寄存器——“移位寄存器”2、

移位寄存器——雙向移位寄存器M=0時右移M=1時左移寄存數(shù)碼，且移動§3寄存器——“移位寄存器”2、

移位寄存器——雙向移位寄存器寄存數(shù)碼，且移動右移串行輸入左移串行輸入UCCQ0Q1Q2Q3S1S0

CP16151413121110913456782D0D1D2D3DSRDSL

RDGND74LS194并行輸入0111100011011直接清零(異步)保持右移(從Q0向右移動)左移(從Q3向左移動)并行輸入

RDCPS1

S0功能

74LS194功能表§3寄存器——“移位寄存器”分類加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器

(按計數(shù)功能)異步計數(shù)器同步計數(shù)器(按計數(shù)脈沖引入方式)

二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器

N

進制計數(shù)器(按計數(shù)制)

能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。計數(shù)器是數(shù)字電路和計算機中廣泛應(yīng)用的一種邏輯部件，可用于定時、分頻、時序控制等。加法計數(shù)器：輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)器在原態(tài)上加1。減法計數(shù)器：輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)器在原態(tài)上減1?？赡嬗嫈?shù)器：通過信號控制，即可加法計數(shù)，又可減法計數(shù)。N進制計數(shù)器：經(jīng)過N個計數(shù)脈沖后，回到原態(tài)?！?計數(shù)器計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器······

能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。計數(shù)器是數(shù)字電路和計算機中廣泛應(yīng)用的一種邏輯部件，可用于定時、分頻、時序控制等。§4計數(shù)器1.基本概念§4

計數(shù)器——“二進制同步計數(shù)器”在同步計數(shù)器中，各個觸發(fā)器都受同一時鐘脈沖→輸入計數(shù)脈沖的控制，因此，它們狀態(tài)的更新幾乎是同時的，故被稱為“同步計數(shù)器”。1、二進制同步計數(shù)器3位二進制同步加法計數(shù)器電路圖選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示?！?

計數(shù)器——“二進制同步計數(shù)器”控制端邏輯表達(dá)式（驅(qū)動方程）：輸出方程：時鐘方程：電路圖邏輯式§4

計數(shù)器——“二進制同步計數(shù)器”1、二進制同步計數(shù)器3位二進制同步加法計數(shù)器狀態(tài)圖2010210011301134100451015611067111780000CPQ2Q1Q0對應(yīng)十進制數(shù)00000狀態(tài)表

/C000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/0/1根據(jù)邏輯式及觸發(fā)器的前一個狀態(tài)確定其后一個狀態(tài)，列寫狀態(tài)表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。

§4

計數(shù)器——“二進制同步計數(shù)器”時序圖FF0每一個下降沿時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0=1時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。FF2在Q0=Q1=1時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。000100010110001100011111000分析功能n位二進制同步加法計數(shù)器驅(qū)動方程：輸出方程：控制端邏輯表達(dá)式（驅(qū)動方程）：輸出方程：時鐘方程：3位二進制同步加法計數(shù)器推廣時鐘方程：

1、二進制同步計數(shù)器3位二進制同步減法計數(shù)器電路圖選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。§4

計數(shù)器——“二進制同步計數(shù)器”控制端邏輯表達(dá)式（驅(qū)動方程）：輸出方程：時鐘方程：電路圖邏輯式§4

計數(shù)器——“二進制同步計數(shù)器”1、二進制同步計數(shù)器3位二進制同步減法計數(shù)器狀態(tài)圖6010270011501134100431015211061111780000CPQ2Q1Q0對應(yīng)十進制數(shù)00008狀態(tài)表根據(jù)邏輯式及觸發(fā)器的前一個狀態(tài)確定其后一個狀態(tài)，列寫狀態(tài)表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。

§4

計數(shù)器——“二進制同步計數(shù)器”時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0=0時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。FF2在Q0=Q1=0時，在下一個CP觸發(fā)沿到來時翻轉(zhuǎn)。分析功能n位二進制同步減法計數(shù)器驅(qū)動方程：輸出方程：控制端邏輯表達(dá)式（驅(qū)動方程）：輸出方程：時鐘方程：3位二進制同步減法計數(shù)器推廣時鐘方程：

3位二進制同步可逆計數(shù)器設(shè)用U/D表示加減控制信號，且U/D＝0時作加計數(shù)，U/D＝1時作減計數(shù)，則把二進制同步加法計數(shù)器的驅(qū)動方程和U/D相與，把減法計數(shù)器的驅(qū)動方程和U/D相與，再把二者相加，便可得到二進制同步可逆計數(shù)器的驅(qū)動方程。輸出方程1、二進制同步計數(shù)器驅(qū)動方程§4

計數(shù)器——“二進制同步計數(shù)器”電路圖3位二進制同步可逆計數(shù)器1、二進制同步計數(shù)器§4

計數(shù)器——“二進制同步計數(shù)器”計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器······

能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。計數(shù)器是數(shù)字電路和計算機中廣泛應(yīng)用的一種邏輯部件，可用于定時、分頻、時序控制等?！?

計數(shù)器計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器

能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。計數(shù)器是數(shù)字電路和計算機中廣泛應(yīng)用的一種邏輯部件，可用于定時、分頻、時序控制等。加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器§4

計數(shù)器1.基本概念在異步計數(shù)器中，有的觸發(fā)器直接受輸入計數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器則是把其它觸發(fā)器的輸出信號作為自己的時鐘脈沖，因此各個觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不一，故被稱為“異步計數(shù)器”?！?

計數(shù)器——“二進制異步計數(shù)器”2、二進制異步計數(shù)器3位二進制異步加法計數(shù)器選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。電路圖§4

計數(shù)器——“二進制異步計數(shù)器”電路圖控制端邏輯表達(dá)式（驅(qū)動方程）：輸出方程：時鐘方程：邏輯式§4

計數(shù)器——“二進制異步計數(shù)器”1、二進制異步計數(shù)器3位二進制異步加法計數(shù)器狀態(tài)圖狀態(tài)表根據(jù)邏輯式及觸發(fā)器的前一個狀態(tài)確定其后一個狀態(tài)，列寫狀態(tài)表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。

狀態(tài)圖20102301134100451015611067111780000Q2Q1Q0對應(yīng)十進制數(shù)00000

/C000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/0/110011計數(shù)脈沖§4

計數(shù)器——“二進制異步計數(shù)器”時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0由1變0時,翻轉(zhuǎn)FF2在Q1由1變0時,翻轉(zhuǎn)

/C000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/0/1分析功能2、二進制異步計數(shù)器3位二進制異步減法計數(shù)器電路圖選用3個CP下降沿觸發(fā)的T’觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。

T’觸發(fā)器特性方程：§4

計數(shù)器——“二進制異步計數(shù)器”電路圖輸出方程：時鐘方程：邏輯式§4

計數(shù)器——“二進制異步計數(shù)器”1、二進制異步計數(shù)器3位二進制異步減法計數(shù)器狀態(tài)圖狀態(tài)表根據(jù)邏輯式及觸發(fā)器的前一個狀態(tài)確定其后一個狀態(tài)，列寫狀態(tài)表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。狀態(tài)圖6010270011501134100431015211061111780000

Q2Q1Q0對應(yīng)十進制數(shù)00008計數(shù)脈沖

T’觸發(fā)器特性方程：§4

計數(shù)器——“二進制異步計數(shù)器”時序圖FF0每輸入一個時鐘脈沖翻轉(zhuǎn)一次FF1在Q0由0變1時,翻轉(zhuǎn)FF2在Q1由0變1時,翻轉(zhuǎn)

/C000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/0/1二進制異步計數(shù)器級間連接規(guī)律§4

計數(shù)器——“二進制異步計數(shù)器”異步計數(shù)器特點優(yōu)點：電路簡單、可靠缺點：速度慢同步計數(shù)器特點優(yōu)點：速度快缺點：脈沖源需功率大§4

計數(shù)器在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器······§4

計數(shù)器用計數(shù)器的計數(shù)容量(或稱模數(shù))來區(qū)分各種不同的計數(shù)器，如：二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、八進制計數(shù)器等等。N進制計數(shù)器：逢N進1，即經(jīng)過N個脈沖后又回到原狀態(tài)。舉例：三位二進制計數(shù)器，也稱為一位八進制計數(shù)器。三位二進制同步加法計數(shù)器§4

計數(shù)器——“非二進制同步計數(shù)器”在數(shù)字電路中，能夠記憶輸入脈沖個數(shù)的電路稱為計數(shù)器。計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器加法計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器N進制計數(shù)器······§4

計數(shù)器選用4個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2、FF3表示。1、十進制同步計數(shù)器狀態(tài)圖十進制同步加法計數(shù)器§4

計數(shù)器——“非二進制同步計數(shù)器”2、五進制異步計數(shù)器五進制異步加法計數(shù)器Q2Q1Q0對應(yīng)十進制數(shù)201021001130113410045000500000計數(shù)脈沖J2=Q1Q0

K2

＝1

J1=K1

＝1

J0=Q2

K0

＝1

Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計數(shù)脈沖CP狀態(tài)表電路圖§4

計數(shù)器——“非二進制異步計數(shù)器”常見的集成計數(shù)器如下：§5中規(guī)模集成計數(shù)器及其應(yīng)用§5中規(guī)模集成計數(shù)器及其應(yīng)用典型的集成計數(shù)器：雙時鐘二-五-十進制計數(shù)器74LS9074LS90內(nèi)部含有兩個獨立的計數(shù)電路：二進制計數(shù)器（CP0為其時鐘，Q0為其輸出端）；五進制計數(shù)器（CP1為其時鐘，Q3Q2Q1為其輸出端)；拓展：十進制計數(shù)器（外部時鐘CP送到CP0，將CP1與Q0連接）。二-五-十進制計數(shù)器74LS90電路圖Q2Q0JKQ1JKJKQDQ3JKCP0CP1R0(1)R0(2)R9(2)R9(1)Q0Q1Q2Q311§5中規(guī)模集成計數(shù)器及其應(yīng)用Q0JKCP0Q0CP1Q2Q1JKJKQDQ3JKQ1Q2Q3二進制計數(shù)器五進制計數(shù)器清0置9R0(1)R0(2)&S9(2)S9(1)&二進制計數(shù)器（CP0為其時鐘，Q0為其輸出端）；五進制計數(shù)器（CP1為其時鐘，Q3Q2Q1為其輸出端)；拓展：十進制計數(shù)器（外部時鐘CP送到CP0，將CP1與Q0連接）。1111

3中規(guī)模集成計數(shù)器組件級聯(lián)法十進制計數(shù)器Q0JKCP0Q0CP1Q2Q1JKJKQDQ3JKQ1Q2Q3S9(2)S9(1)&R0(1)R0(2)&二進制計數(shù)器（CP0為其時鐘，Q0為其輸出端）；五進制計數(shù)器（CP1為其時鐘，Q3Q2Q1為其輸出端)；拓展：十進制計數(shù)器（外部時鐘CP送到CP0，將CP1與Q0連接）。二-五-十進制計數(shù)器74LS90§5中規(guī)模集成計數(shù)器及其應(yīng)用1、反饋清零法2、級聯(lián)法

§5.1

用集成計數(shù)器構(gòu)成任意進制計數(shù)器1、反饋清零法當(dāng)計數(shù)狀態(tài)到N時，從觸發(fā)器的輸出端引出的反饋到清零端，使計數(shù)器置零，N狀態(tài)不能