觸發(fā)器和時序邏輯電路f講解學(xué)習(xí)

1、觸發(fā)器和時序邏輯電路f6.6.描述時序邏輯電路邏輯功能的方法有狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表、描述時序邏輯電路邏輯功能的方法有狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖等。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖等。7.7.時序邏輯電路的分析步驟一般為：邏輯圖時序邏輯電路的分析步驟一般為：邏輯圖時鐘方程時鐘方程（異步）、驅(qū)動方程、輸出方程（異步）、驅(qū)動方程、輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表真值表狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖邏輯功能。邏輯功能。9.9.計數(shù)器是一種簡單而又最常用的時序邏輯器件。計數(shù)器計數(shù)器是一種簡單而又最常用的時序邏輯器件。計數(shù)器不僅能用于統(tǒng)計輸入脈沖的個數(shù)，還常用于分頻、定時、不僅能用于統(tǒng)計輸入脈沖的

2、個數(shù)，還常用于分頻、定時、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等。產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等。8.8.寄存器也是一種常用的時序邏輯器件。寄存器分為數(shù)寄存器也是一種常用的時序邏輯器件。寄存器分為數(shù)碼寄存器和移位寄存器兩種。碼寄存器和移位寄存器兩種。10.10.用已有的用已有的M M進(jìn)制集成計數(shù)器產(chǎn)品可以構(gòu)成進(jìn)制集成計數(shù)器產(chǎn)品可以構(gòu)成N N( (任意任意) )進(jìn)制進(jìn)制的計數(shù)器。的計數(shù)器。1111555555定時器是一種用途很廣的集成電路，能組成單穩(wěn)態(tài)定時器是一種用途很廣的集成電路，能組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器觸發(fā)器和多諧振蕩器. .24135CPDQ2 2 例題及課后習(xí)題例題及課后習(xí)題例例1:1:已知維持已知維持阻塞阻塞D D觸發(fā)

3、器的輸入波形觸發(fā)器的輸入波形, ,畫出輸出波形圖。畫出輸出波形圖。解：解：在波形圖時，應(yīng)注意以下兩點：在波形圖時，應(yīng)注意以下兩點：（1 1）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在CPCP的上升沿的上升沿（2 2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是CPCP上升沿前一瞬間輸入端上升沿前一瞬間輸入端D D的狀態(tài)的狀態(tài)例例2:2:設(shè)主從設(shè)主從JKJK觸發(fā)器的初始狀態(tài)為觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0 0，CPCP、J J、K K信號如圖信號如圖所示，試畫出觸發(fā)器所示，試畫出觸發(fā)器Q Q端的波形。端的波形。 JKCPQ解：解：在波形圖時，應(yīng)注意以下兩點：在波形圖時，應(yīng)注意以下兩點：（1 1）觸發(fā)

4、器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在CPCP的下降沿的下降沿（2 2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是CPCP下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)例例3:3:電路如圖所示，設(shè)各觸發(fā)器的初態(tài)為電路如圖所示，設(shè)各觸發(fā)器的初態(tài)為0 0，畫出，畫出Q Q的波形。的波形。 又： J=1 nQK 得：Q n+1=1解解: :Qn+1J K功能功能QnJK觸發(fā)器觸發(fā)器功能表功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同J J狀態(tài)狀態(tài)0001 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同J J狀態(tài)狀態(tài)11011 11 101100 00 0保持保持0101Qn=QnnnnQKQJQ111

5、0100J00111Kn0100QQn+1101CPQn+1nnnQKQJQ 1 nQJ K=Qn 得：nnQQ1CPQn+1例例4 4: :試分析下圖所示時序邏輯電路試分析下圖所示時序邏輯電路. .QCP1C11DC11D&Z&0QFF01FF解解:(1):(1)列出輸入控制邏輯表達(dá)式列出輸入控制邏輯表達(dá)式n01n1n00QDQQD(2)(2)輸出狀態(tài)為輸出狀態(tài)為1QCPZ Q Q1 1n n Q Q0 0n n Q Q1 1n+1n+1 Q Q0 0n+1n+1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0010Q001Q0

6、110QQCPZ(3)(3)畫出狀態(tài)表畫出狀態(tài)表, ,狀態(tài)圖和波形圖狀態(tài)圖和波形圖 n01n1n00QDQQD1QCPZF22K2JSR1DF1SR1Q1Q2CRDSDD=1RDDC例例5:5:試畫出試畫出Q Q1 1和和Q Q2 2的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為1.(22.1.7)1.(22.1.7)解解: :本題電路中設(shè)有本題電路中設(shè)有R RD D、S SD D端。端。S SD D=1=1，R RD D作用是在觸發(fā)器工作用是在觸發(fā)器工作之前使它清零作之前使它清零.Q.Q1 1對應(yīng)的對應(yīng)的是上升沿觸發(fā)的是上升沿觸發(fā)的D D觸發(fā)器，觸發(fā)器， Q Q2 2對應(yīng)的是下

7、降沿觸發(fā)的對應(yīng)的是下降沿觸發(fā)的JKJK觸發(fā)器。觸發(fā)器。n0QJ K=1 DRCPD1QQ0例例6:6:分析下圖所示電路。說明是幾進(jìn)制計數(shù)器。分析下圖所示電路。說明是幾進(jìn)制計數(shù)器。1JC11KC11J1KC11J1KRRR1CPQ01Q2QFF0FF1FF2Rd解解:(1):(1)控制端的邏輯表達(dá)式為控制端的邏輯表達(dá)式為n20QK n2QJ 1n01QK n12QJ n12QK 1J02. 2. 列寫狀態(tài)表列寫狀態(tài)表1Q0Q111011000101110Q2CPQ21Q0Q3. 3. 用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系4.4.是同步五進(jìn)制計數(shù)器。是同步五進(jìn)制計數(shù)器。1 0 11 0

8、 10 0 00 0 01 1 11 1 10 1 10 1 11 1 01 1 00 0 00 0 0Q Q2 2 Q Q1 1 Q Q0 00 01 12 23 34 45 5CPCPn20QK n2QJ 1n01QK n12QJ n12QK 1J0例例7:7: 試?yán)迷嚴(yán)?4LS29074LS290的異步清零功能設(shè)計一個七進(jìn)制計數(shù)器的異步清零功能設(shè)計一個七進(jìn)制計數(shù)器解：由于七進(jìn)制計數(shù)器的狀態(tài)數(shù)已超過解：由于七進(jìn)制計數(shù)器的狀態(tài)數(shù)已超過5 5而小于而小于1010，所，所以可用一片以可用一片74LS29074LS290，并且應(yīng)將，并且應(yīng)將Q Q0 0與與CPCP2 2相連，使其構(gòu)成相連，使其

9、構(gòu)成8 8十進(jìn)制計數(shù)器。它將在十進(jìn)制計數(shù)器。它將在0000000010011001十個狀態(tài)之間循環(huán)，十個狀態(tài)之間循環(huán)，而七進(jìn)制計數(shù)器只要其中而七進(jìn)制計數(shù)器只要其中0000000001100110七個狀態(tài)，所以，七個狀態(tài)，所以，可以利用輸出狀態(tài)可以利用輸出狀態(tài)0111(0111(此狀態(tài)一閃即逝，不作為有效狀此狀態(tài)一閃即逝，不作為有效狀態(tài)態(tài)) )來反饋清零。來反饋清零。Q1203QQQ74290RRR9R900 （2）（1）（1）（2）CP1CP220Q1QQQ30計數(shù)脈沖22.1.822.1.8試畫出下圖所示試畫出下圖所示Q Q1 1,Q,Q2 2的波形的波形. .設(shè)初始狀態(tài)為設(shè)初始狀態(tài)為0.0

10、.解解: :JKJK觸發(fā)器在下降沿觸發(fā)，觸發(fā)器在下降沿觸發(fā)，D D觸發(fā)器在上升沿觸發(fā)。觸發(fā)器在上升沿觸發(fā)。Q0Q1CP22.1.922.1.9圖所示是一個可以產(chǎn)生幾種脈沖波形的信號發(fā)生圖所示是一個可以產(chǎn)生幾種脈沖波形的信號發(fā)生器器, ,試畫出試畫出Y Y1 1，Y Y2 2,Y,Y3 3的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0.0.QCPY,QCPY,QY321解解: :nQJ nQK 又又nnnnQQKQJQ122.3.422.3.4用反饋置用反饋置”9”9”法將法將CT74LS290CT74LS290計數(shù)器改接成七進(jìn)制計數(shù)計數(shù)器改接成七進(jìn)制計數(shù)器器. .解解: :設(shè)初始狀

11、態(tài)為設(shè)初始狀態(tài)為00000000。計。計數(shù)器計到數(shù)器計到7 7時，輸出為時，輸出為01110111，有三個有三個1 1，若用反饋置，若用反饋置”0”0”法，需要有三輸入端的與非法，需要有三輸入端的與非門才能實現(xiàn)。若用反饋置門才能實現(xiàn)。若用反饋置“ 9 ”9 ” 法 ， 可 將法 ， 可 將 Q 2Q 2 接接S9(1),QlS9(1),Ql接接S9(2)S9(2)，Q0Q0接接C1C1，R0(1)R0(1)和和R0(2)R0(2)接接“地地”，計，計數(shù)脈沖由數(shù)脈沖由C0C0端輸入，就接成端輸入，就接成了七進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)到了七進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)到6 6時時,Q2Q1=11,Q2Q1=11，即

12、將計數(shù)器，即將計數(shù)器置置“9”9”，即置成，即置成10011001，而，而01100110這一狀態(tài)為時短暫，轉(zhuǎn)這一狀態(tài)為時短暫，轉(zhuǎn)瞬即逝。再來一個計數(shù)脈沖，瞬即逝。再來一個計數(shù)脈沖，即由即由10011001回到回到00000000。狀態(tài)表如下狀態(tài)表如下22.3.822.3.8邏輯電路如圖所示。設(shè)邏輯電路如圖所示。設(shè)Q QA A=1=1，紅燈亮；，紅燈亮；Q QB B=1=1，綠燈亮；，綠燈亮；Qc=lQc=l，黃燈亮。試分析該電路，說明三組彩燈點亮的順序。在，黃燈亮。試分析該電路，說明三組彩燈點亮的順序。在初始狀態(tài)，三個觸發(fā)器的初始狀態(tài)，三個觸發(fā)器的Q Q端均為端均為“0”.0”.此電路可用于

13、晚會對彩燈采光此電路可用于晚會對彩燈采光. .解解: :由由狀態(tài)表狀態(tài)表可知可知，此三組彩燈點亮的順序為：紅燈此三組彩燈點亮的順序為：紅燈亮亮-綠燈亮綠燈亮-黃燈亮黃燈亮-全亮全亮-全滅全滅-狀態(tài)表狀態(tài)表22.3.922.3.9分析以下電路功能分析以下電路功能. .設(shè)初始狀態(tài)為設(shè)初始狀態(tài)為“000”000”。解解: :由狀態(tài)表知發(fā)光二極管作亮由狀態(tài)表知發(fā)光二極管作亮3s3s、暗、暗2s2s的循環(huán)的循環(huán) 22.5.322.5.3一簡易觸摸開關(guān)電路一簡易觸摸開關(guān)電路, ,當(dāng)手摸金屬片時當(dāng)手摸金屬片時, ,發(fā)光二極管亮發(fā)光二極管亮, ,經(jīng)過一定時間經(jīng)過一定時間, ,發(fā)光二極管熄滅。發(fā)光二極管熄滅。(

14、1)(1)試說明其試說明其工作原理工作原理;(2);(2)發(fā)光二極管能亮多發(fā)光二極管能亮多長時間長時間? ?解解: :(1)(1)是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，觸發(fā)脈是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，觸發(fā)脈沖由沖由2 2端輸入。當(dāng)觸發(fā)脈沖未輸端輸入。當(dāng)觸發(fā)脈沖未輸入時，入時，uiui為為1 1，2 2端電位高于端電位高于1/3Ucc1/3Ucc，輸出電壓，輸出電壓uouo為為0 0，電路，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)光二極管處于穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)光二極管LEDLED不亮。當(dāng)手摸金屬片時，相當(dāng)于不亮。當(dāng)手摸金屬片時，相當(dāng)于2 2端輸入一個負(fù)脈沖，端輸入一個負(fù)脈沖，2 2端電位低端電位低于于1/3Ucc1/3Ucc。為。為1 1，電路進(jìn)入暫穩(wěn)，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，態(tài)，LEDL