電工電子技術(shù)數(shù)電第21章課件

1、大連交通大學電氣信息學院121 觸發(fā)器和時序邏輯電路大連交通大學電氣信息學院221.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)器的分類：觸發(fā)器的分類：按功能分按功能分：有有R-S觸發(fā)器、觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、型觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、觸發(fā)器、T型等；型等；按觸發(fā)方式劃分：按觸發(fā)方式劃分：有電平觸發(fā)方式、主從有電平觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式和邊沿觸發(fā)方式觸發(fā)方式和邊沿觸發(fā)方式 ;按結(jié)構(gòu)分：按結(jié)構(gòu)分：鐘控型、主從型、維持阻塞型鐘控型、主從型、維持阻塞型.大連交通大學電氣信息學院321.1.1 RS觸發(fā)器 邏輯狀態(tài)相反邏輯狀態(tài)相反 輸出端輸出端 輸入端輸入端 觸發(fā)器的狀態(tài)：觸發(fā)器的狀態(tài)： Q = 1 1 Q = 0 0 規(guī)定規(guī)定:

2、 Q 端的狀態(tài)為端的狀態(tài)為 觸發(fā)器的狀態(tài)。觸發(fā)器的狀態(tài)。 Q = 0 0 Q = 1 1 QQ2 & 1RDSD一一. 基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器置位狀態(tài)置位狀態(tài)復位狀態(tài)復位狀態(tài)大連交通大學電氣信息學院41 1 R D SD Qn Qn+11 11 10 10 11 01 00 00 00 01 10 01 10 01 10 01 10 0 1 1 0 00 0 1 1Qn1 1 0 0 QQRDSD1 1 1 1 2 & 11. 邏輯功能分析邏輯功能分析 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 大連交通大學電氣信息學院51 1 RD SD Qn Qn+10 0 1 1

3、0 0 0 0 RDSD1 1 0 0 QQ2 & 11. 邏輯功能分析邏輯功能分析 0 0 1 1 1 11 10 10 11 01 00 00 00 01 10 01 10 01 10 01 1Qn 1 1 0 0 大連交通大學電氣信息學院61 1 RD SD Qn Qn+10 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 RDSD0 0 QQ2 & 11. 邏輯功能分析邏輯功能分析 1 1 0 0 1 1 0 0 1 11 10 10 11 01 00 00 00 01 10 01 10 01 10 01 1Qn 1 1 1 1 0 0 大連交通大學電氣信息學院70 0 RD

4、 SD Qn Qn+11 1 1 1 1 1 0 0 RDSD1 1 1 1 QQ2 & 11. 邏輯功能分析邏輯功能分析 0 0 1 1 1 1 1 1 1 11 10 10 11 01 00 00 00 01 10 01 10 01 10 01 1Qn 0 0 0 0 0 0 大連交通大學電氣信息學院80 0 RD SD Qn Qn+11 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1RDSD0 0 1 1 QQ2 & 11. 邏輯功能分析邏輯功能分析 1 1 0 0 1 1 1 11 10 10 11 01 00 00 00 01 10 01 10 01 10 01 1Qn

5、0 0 0 0 大連交通大學電氣信息學院90 0 RD SD Qn Qn+11 1 1 1 0 0 RDSD1 1 0 0 QQ2 & 11. 邏輯功能分析邏輯功能分析 0 0 1 1 1 1 1 1 1 11 10 10 11 01 00 00 00 01 10 01 10 01 10 01 1Qn 0 0 1 1 Qn+1 = Qn+1 大連交通大學電氣信息學院100 0 RD SDQn Qn+11 1 1 1 1 1 RDSD0 0 0 0 QQ2 & 11. 邏輯功能分析邏輯功能分析 1 1 0 0 1 1 1 1 1 11 10 10 11 01 00 00 00 0

6、1 10 01 10 01 10 01 1Qn 0 0 1 1 禁用禁用破壞了邏輯狀態(tài)！破壞了邏輯狀態(tài)！ Qn+1 = Qn+1 大連交通大學電氣信息學院11RDSDQQ2 & 1 低電平有效低電平有效! 直接置直接置 0 0 端端 直接復位端直接復位端 直接置直接置 1 1 端端 直接置位端直接置位端 真值表真值表Set Reset2. 真值表真值表 RD SD 1 1 1 1 Qn 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 禁用禁用 Qn+1 1 0 1 0 0 1 0 1 大連交通大學電氣信息學院12 低電平有效低電平有效! 真值表真值表3. 邏輯符號邏輯符

7、號 RD SD 1 1 1 1 Qn 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 不定不定 Qn+1 邏輯符號邏輯符號SDRDQ Q 大連交通大學電氣信息學院131 11 10 01 11 10 00 00 01 10 01 11 10 01 10 00 01 11 11 11 1例例4.1 根據(jù)輸入波形畫輸出波形。設(shè)根據(jù)輸入波形畫輸出波形。設(shè) Qn = 1 1。 1 1初始狀態(tài)初始狀態(tài)0 0Q Q 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) 禁用狀態(tài)禁用狀態(tài)禁用狀態(tài)禁用狀態(tài)不定狀態(tài)不定狀態(tài)不定不定不定不定 RD SD解：解： 大連交通大學電氣信息學院141. 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)時鐘脈沖時鐘脈沖4 &

8、 3SRCP QQ2 & 1SDRD二二. 可控可控RS觸發(fā)器觸發(fā)器大連交通大學電氣信息學院152. 邏輯功能分析邏輯功能分析 (1) CP = 0 0 時時 0 0 1 11 1導引門導引門 3、4 被封鎖。被封鎖。 觸發(fā)器保持原態(tài)：觸發(fā)器保持原態(tài)： Qn+1 = Qn4 & 3SRCP QQ2 & 1RS大連交通大學電氣信息學院162. 邏輯功能分析邏輯功能分析 (1) CP = 0 0 時時 Qn+1 = Qn1 1 R S 4 & 3SRCP QQ2 & 1(2) CP = 1 1 時時 導引門導引門 3、4 打開，打開， 接收接收 R、S 的信

9、號。的信號。 R S 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 0 0 0 0 1 1 1 1 保持原態(tài)保持原態(tài) 大連交通大學電氣信息學院172. 邏輯功能分析邏輯功能分析 (1) CP = 0 0 時時 Qn+1 = Qn1 1 R S 4 & 3SRCP QQ2 & 1(2) CP = 1 1 時時 導引門導引門 3、4 打開，打開， 接收接收 R、S 的信號。的信號。 R S 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 置置1 1 大連交通大學電氣信息學院182.

10、 邏輯功能分析邏輯功能分析 (1) CP = 0 0 時時 Qn+1 = Qn1 1 R S 4 & 3SRCP QQ2 & 1(2) CP = 1 1 時時 導引門導引門 3、4 打開，打開， 接收接收 R、S 的信號。的信號。 R S 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 置置0 0 大連交通大學電氣信息學院192. 邏輯功能分析邏輯功能分析 (1) CP = 0 0 時時 Qn+1 = Qn1 1 R S 4 & 3SRCP QQ2 & 1(2) CP = 1 1 時時

11、 導引門導引門 3、4 打開，打開， 接收接收 R、S 的信號。的信號。 R S 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 1 1 0 0 不定不定 1 1 1 1 0 0 0 0 Q = Q 大連交通大學電氣信息學院203. 觸發(fā)方式觸發(fā)方式 高電平觸發(fā)：高電平觸發(fā)： CP 高電平期間接受輸入信號。高電平期間接受輸入信號。 低電平觸發(fā)：低電平觸發(fā)： CP 低電平期間接受輸入信號。低電平期間接受輸入信號。SD S CP R RDQ Q S C R 高電平觸發(fā)高電平觸發(fā) 真值表真值表 R S 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+

12、1 Qn 1 1 0 0 不定不定 SD S CP R RDQ Q S C R 低電平觸發(fā)低電平觸發(fā) 高電平有效。高電平有效。 高電平觸發(fā)。高電平觸發(fā)。 電平觸發(fā)電平觸發(fā) 大連交通大學電氣信息學院21 例例4.2 已知高電平觸發(fā)已知高電平觸發(fā) RS 觸發(fā)器的觸發(fā)器的 CP、 R 和和 S 的波形，且的波形，且 Qn 0 0，畫出其畫出其 Q 端的波形。端的波形。RSCP1 2 3 4Q空翻空翻翻轉(zhuǎn)了一次以上翻轉(zhuǎn)了一次以上 解：解： Qn大連交通大學電氣信息學院2221.1.2 JK觸發(fā)器主觸發(fā)器主觸發(fā)器 S C R一、觸發(fā)器的構(gòu)成一、觸發(fā)器的構(gòu)成J CP KQ Q S C R從觸發(fā)器從觸發(fā)器R

13、D SD 主觸發(fā)器：主觸發(fā)器： S = J QnR = K Qn大連交通大學電氣信息學院23主觸發(fā)器主觸發(fā)器 S C RJ CP KQ Q S C R從觸發(fā)器從觸發(fā)器RD SD 主觸發(fā)主觸發(fā)器打開器打開從觸發(fā)從觸發(fā)器關(guān)閉器關(guān)閉1 1 Q Q0 0 主觸發(fā)主觸發(fā)器關(guān)閉器關(guān)閉從觸發(fā)從觸發(fā)器打開器打開= Q 二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 1. 工作方式工作方式 2. 邏輯功能邏輯功能 主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。大連交通大學電氣信息學院24主觸發(fā)器主觸發(fā)器 S C RJ CP KQ Q S C R從觸發(fā)器從觸發(fā)器RD SD Q Q二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 1. 工作方式工

14、作方式 2. 邏輯功能邏輯功能 主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。 J K 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 0 0 0 0 0 0 0 0 保持原態(tài)保持原態(tài) 保持原態(tài)保持原態(tài) 1 1 0 0 大連交通大學電氣信息學院25 主觸發(fā)器主觸發(fā)器 S C RJ CP KQ Q S C R 從觸發(fā)器從觸發(fā)器 RD SD 1 1 Q Q0 0 二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 J K 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1. 工作方式工作方式 2

15、. 邏輯功能邏輯功能 主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。 保持保持 0 0 保持保持 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 大連交通大學電氣信息學院26 主觸發(fā)器主觸發(fā)器 S C RJ CP KQ Q S C R 從觸發(fā)器從觸發(fā)器 RD SD 1 1 Q Q0 0 二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 J K 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1. 工作方式工作方式 2. 邏輯功能邏輯功能 主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。 翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 0 0 0 1 0 1

16、 翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 0 0 0 1 0 1 大連交通大學電氣信息學院27主觸發(fā)器主觸發(fā)器 S C RJ CP KQ Q S C R從觸發(fā)器從觸發(fā)器RD SD 1 1 Q Q0 0 二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 J K 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1. 工作方式工作方式 2. 邏輯功能邏輯功能 主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。 翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 1 1 1 0 1 0 翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 1 1 1 0 1 0 大連交通大學電氣信息學院28主觸發(fā)器主觸發(fā)器 S C RJ C

17、P KQ Q S C R從觸發(fā)器從觸發(fā)器RD SD Q Q二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 J K 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1. 工作方式工作方式 2. 邏輯功能邏輯功能 主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。 1 1 保持保持 1 1 1 0 1 0 0 0 保持保持 1 1 1 0 1 0 大連交通大學電氣信息學院29主觸發(fā)器主觸發(fā)器 S C RJ CP KQ Q S C R從觸發(fā)器從觸發(fā)器RD SD 1 1 Q Q0 0 二、邏輯功能分析二、邏輯功能

18、分析 J K 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1. 工作方式工作方式 2. 邏輯功能邏輯功能 主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。 翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 1 1 1 0 1 0 翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 1 1 1 0 1 0 大連交通大學電氣信息學院30主觸發(fā)器主觸發(fā)器 S C RJ CP KQ Q S C R從觸發(fā)器從觸發(fā)器RD SD 1 1 Q Q0 0 二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 J K 0 0 0 0 0 10 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn+1 Qn 0

19、 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1. 工作方式工作方式 2. 邏輯功能邏輯功能 主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。主、從觸發(fā)器初態(tài)相同。 翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 0 0 0 1 0 1 翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 0 0 0 1 0 1 Qn 真值表真值表 大連交通大學電氣信息學院31三、觸發(fā)方式三、觸發(fā)方式 后沿主從觸發(fā)后沿主從觸發(fā) 前沿主從觸發(fā)前沿主從觸發(fā) SD J CP K RDQ Q J K C SD J CP K RDQ Q J K C CP 前沿主觸發(fā)前沿主觸發(fā) 器接收信號器接收信號 后沿從觸發(fā)后沿從觸發(fā) 器接收信號器接收信號 CP 后沿主觸發(fā)后沿主觸發(fā) 器接收信號器接收

20、信號 前沿從觸發(fā)前沿從觸發(fā) 器接收信號器接收信號 下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)主從觸發(fā)主從觸發(fā)大連交通大學電氣信息學院32Qn 例例4.3 已知主從觸發(fā)已知主從觸發(fā) JK 觸發(fā)器的觸發(fā)器的 CP、J、K 波形，且波形，且 Qn0 0 ，畫出觸發(fā)器畫出觸發(fā)器 Q 端端 的波形。的波形。QJK1 1 1 1 0 0 1 1 CP1 2 3 41 1 0 0 0 0 0 0 解：解： 大連交通大學電氣信息學院33 例例4.4 已知主從觸發(fā)已知主從觸發(fā) JK 觸發(fā)器的觸發(fā)器的 輸入輸入 J = 1 1，K = 1 1，初態(tài)初態(tài) Qn0 0 。 試根據(jù)試根據(jù) CP 的波形畫出觸發(fā)器的波形畫出觸發(fā)器 Q 端的波形

21、。端的波形。0 0f if oCP1 2 3 4 5 6 7 8 Q解：解： 大連交通大學電氣信息學院3421.1.3 D觸發(fā)器一、觸發(fā)器的構(gòu)成一、觸發(fā)器的構(gòu)成QQ2 & 14 & 3CP D 6 & 5置置 0 0 阻塞線阻塞線 置置 1 1 阻塞線阻塞線 置置0 0維維持持 線線 置置1 1維維持持 線線 SD RD 大連交通大學電氣信息學院35二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 設(shè)設(shè)1. 當當 CP = 0 0 時時 (1) 門門 3 和門和門 4 關(guān)閉關(guān)閉 Q3 = Q4 = 1 1 (2) 門門 5 和門和門 6 打開打開 Q3 4 & 3CP D 6

22、& 5置置 0 0 阻塞線阻塞線 置置 1 1 阻塞線阻塞線 Q4 Q5 Q6 置置0 0維維持持 線線 置置1 1維維持持 線線 0 0 1 1 1 1 SD = RD = 1 1 保持原態(tài)保持原態(tài) 1 1 1 1 Q6 = D Q5 = D QQ2 & 1SD RD 大連交通大學電氣信息學院36二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 設(shè)設(shè)2. 當當 CP 由由 0 0 變變1 1 時時 門門 3 和門和門 4 打開打開 Q = D3. 當當 CP = 1 1 時時 Q3 4 & 3CP D 6 & 5置置 0 0 阻塞線阻塞線 置置 1 1 阻塞線阻塞線 Q4 Q

23、5 Q6 置置0 0維維持持 線線 置置1 1維維持持 線線 0 0 1 1 1 1 SD = RD = 1 1 1 1 1 1 D D 1 1 D D D D QQ2 & 1SD RD 大連交通大學電氣信息學院37二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 設(shè)設(shè)2. 當當 CP 由由 0 0 變變1 1 時時 門門 3 和門和門 4 打開打開 Q = D3. 當當 CP = 1 1 時時(1) 如果如果 Q = D = 0 0 Q3 4 & 3CP D 6 & 5置置 0 0 阻塞線阻塞線 置置 1 1 阻塞線阻塞線 Q4 Q5 Q6 置置0 0維維持持 線線 置置1 1維維持

24、持 線線 1 1 0 0 SD = RD = 1 1 D D 1 1 D D D D 0 0 1 1 0 0 門門 6 關(guān)閉，關(guān)閉， D 信號被封鎖。信號被封鎖。 門門 3 關(guān)閉，關(guān)閉， 阻止阻止 Q 端置端置 1 1 。 1 1 0 0 QQ2 & 1SD RD 大連交通大學電氣信息學院38置置 0 0 阻塞線阻塞線 二、邏輯功能分析二、邏輯功能分析 設(shè)設(shè)2. 當當 CP 由由 0 0 變變1 1 時時 門門 3 和門和門 4 打開打開 Q = D3. 當當 CP = 1 1 時時(1) 如果如果 Q = D = 0 0 (2) 如果如果 Q = D = 1 1 Q3 4 &

25、 3CP D 6 & 5置置 1 1 阻塞線阻塞線 Q4 Q5 Q6 置置0 0維維持持 線線 置置1 1維維持持 線線 0 0 1 1 SD = RD = 1 1 D D 1 1 D D D D 1 1 0 0 1 1 門門 4 和門和門 5 關(guān)閉，關(guān)閉， D 信號被封鎖，信號被封鎖， 阻止阻止 Q 端置端置 0 0 。 1 1 QQ2 & 1SD RD 大連交通大學電氣信息學院39 真值表真值表 0 0 1 1 DQn+10 01 1 4. 邏輯功能邏輯功能 QQ2 & 1SD4 & 3CP D 6 & 5RD置置 0 0 阻塞線阻塞線 置置 1 1

26、 阻塞線阻塞線 置置0 0維維持持 線線 置置1 1維維持持 線線 大連交通大學電氣信息學院40三、觸發(fā)方式三、觸發(fā)方式 上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā) 下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā) SD S CP RDQ Q D C SD S CP RDQ Q D C CP 上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā) CP 下升沿觸發(fā)下升沿觸發(fā) 邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā) 大連交通大學電氣信息學院41Qn 例例4.5 已知上升沿觸發(fā)已知上升沿觸發(fā) D 觸發(fā)器觸發(fā)器 D 端的端的輸入信號波形，且輸入信號波形，且 Qn0 0 ，畫出觸發(fā)器的畫出觸發(fā)器的 Q 端端 波形。波形。QD 的變化對的變化對Q 無影響無影響CP1 2 3 4D解：解： 大連交通大學電氣信

27、息學院4221.1.4 觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換1. 將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器SD CP RDQ Q J K C 1D大連交通大學電氣信息學院43SD CP RDQ Q J K C T2. 將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器大連交通大學電氣信息學院443.將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器SD CP RDQ Q D C 大連交通大學電氣信息學院4521.2 寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器移位寄存器移位寄存器寄存器寄存器是用來是用來存放數(shù)碼和指令等的主要部件。存放數(shù)碼和指令等的主要部件。存放（取出）數(shù)碼的方式：存放（取出）數(shù)碼的方式： 串行方式與并行方式串行方式與并行方式大連交通大學電氣信息學院4621.2.1 數(shù)碼寄

28、存器取出指令取出指令 數(shù)碼取出端數(shù)碼取出端 Q3 Q2 Q1 Q0&RDRDRDRDD3 S C R FF3Q3FF2Q2 FF1Q1 FF0Q0 S C R S C R S C R D2 D1 D0 1111 數(shù)碼存入端數(shù)碼存入端 清零指令清零指令寄存指令寄存指令 由可控RS觸發(fā)器組成的四位數(shù)碼寄存器大連交通大學電氣信息學院47Q3 Q2 Q1 Q0&RDRDRDRDD3 S C R FF3Q4FF2Q3 FF1Q2 FF0Q1 S C R S C R S C R D2 D1 D0 1111清零指令清零指令0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 寄存指

29、令寄存指令 由可控RS觸發(fā)器組成的四位數(shù)碼寄存器大連交通大學電氣信息學院48取出指令取出指令 Q3 Q2 Q1 Q0&RDRDRDRDD3 S C R FF3Q4FF2Q3 FF1Q2 FF0Q1 S C R S C R S C R D2 D1 D0 11111 1 1 1 0 0 1 1 由可控RS觸發(fā)器組成的四位數(shù)碼寄存器大連交通大學電氣信息學院49Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取出取出脈沖脈沖接收接收脈沖脈沖( CP )1.清零清零2.發(fā)寄存脈沖發(fā)寄存脈沖3.發(fā)取出脈沖發(fā)取出脈沖1110101100001011由D觸發(fā)器組成的四位數(shù)碼寄存

30、器大連交通大學電氣信息學院50數(shù)碼數(shù)碼存入端存入端數(shù)碼數(shù)碼取出端取出端移位移位CPQ4DDCRDRDDCDCDCRDRDQ3Q2Q1D3D2D1清零清零21.2.2 移位寄存器大連交通大學電氣信息學院51移位移位清零清零DCDCDCDCRDRDRDRDQ4Q3Q2Q1D4D3D2D1CPQ4 Q3 Q2 Q1D4 D3 D2 D1CP清零清零0 0 0 0 0待存數(shù)碼為待存數(shù)碼為110111011 0 0 0 11 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

31、0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2345678存數(shù)存數(shù)按按CPCP節(jié)拍從低位節(jié)拍從低位到高位依次串行到高位依次串行送到送到D4D4端端取數(shù)取數(shù)令令D4=0D4=0，輸入輸入4 4個個移位移位CPCP脈沖。脈沖。 11011101將從低位到將從低位到高位由高位由Q1Q1端輸出端輸出CPCP23456781D D4 4Q Q4 4Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1串串 行行 輸輸 入入串串 行行 輸輸 出出串串 行行 輸輸 入入并并 行行 輸輸 出出大連交通大學電氣信息學院5221.3 計數(shù)器 按計數(shù)方式按計數(shù)方式 加法計數(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)

32、器、可逆計數(shù)器。 按觸發(fā)方式按觸發(fā)方式 同步計數(shù)器、異步計數(shù)器。同步計數(shù)器、異步計數(shù)器。 按進位制按進位制 二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、 任意進制計數(shù)器。任意進制計數(shù)器。計數(shù)器的分類計數(shù)器的分類 計數(shù)器計數(shù)器是用來累計脈沖數(shù)目的，是用來累計脈沖數(shù)目的，還可以用作分頻、定時和數(shù)學運算。還可以用作分頻、定時和數(shù)學運算。大連交通大學電氣信息學院5321.3.1 二進制計數(shù)器一、二進制加法計數(shù)器一、二進制加法計數(shù)器 按二進制加法累加按二進制加法累加 1。 累加累加 15 個脈沖需要個脈沖需要 4 個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 n 個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能 累加累

33、加 (2n1) 個脈沖。個脈沖。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 10 0 1 00 0 1 00 0 1 10 0 1 10 1 0 00 1 0 00 1 0 10 1 0 10 1 1 00 1 1 00 1 1 10 1 1 11 0 0 01 0 0 01 0 0 11 0 0 1CP Q3 Q2 Q1 Q0012345678915 1 1 1 1 1 1 1 1 16 0 0 0 0 0 0 0 0. 大連交通大學電氣信息學院541. 異步二進制加法計數(shù)器異步二進制加法計數(shù)器 F3 F2 F1 F0 Q0 Q0 Q1 Q1 Q2 Q2 Q3 Q3 JCCP

34、 RDKJCKJCKJCK大連交通大學電氣信息學院55J0K01J1K1Q0 J2K2Q1Q0 J3 K3 =Q2Q1Q0CPRD Q3K JC Q2K JQ1K JQ0K JF0 C C C F1 F2 F3 2. 同步二進制加法計數(shù)器同步二進制加法計數(shù)器 大連交通大學電氣信息學院56Q0 Q1Q2Q30 0 0 0 1 1 0 0 CP1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 160 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 二進制加法計數(shù)器的波形（時序圖）二進制加法計數(shù)器的波形（時序圖） f1f=?f=?大連交通大學電氣信息學院57二、二進

35、制減法計數(shù)器二、二進制減法計數(shù)器 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 01 1 1 01 1 0 11 1 0 11 1 0 01 1 0 01 0 1 11 0 1 11 0 1 01 0 1 01 0 0 11 0 0 11 0 0 01 0 0 00 1 1 10 1 1 10 1 1 00 1 1 0CP Q3 Q2 Q1 Q0012345678915 0 0 0 0 0 0 0 0 16 1 1 1 1 1 1 1 1. 大連交通大學電氣信息學院58F3 F2 F1 F0 Q0 Q0 Q1 Q1 Q2 Q2 Q3 Q3 CP sDJCKJCKJCKJCK1. 異步二進制減法計

36、數(shù)器異步二進制減法計數(shù)器 大連交通大學電氣信息學院592. 同步二進制減法計數(shù)器同步二進制減法計數(shù)器 CPSD K JC K JK JK JF0 C C C F1 F2 F3 Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0大連交通大學電氣信息學院60Q0 Q1Q2Q30 0 0 0 1 1 0 0 CP1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 160 0 0 0 0 0 1 1 二進制減法計數(shù)器的波形（時序圖）二進制減法計數(shù)器的波形（時序圖） 大連交通大學電氣信息學院6121.3.2 十進制計數(shù)器十進制數(shù)十進制數(shù) 0123456789進位進位0 0 0 0 0 0 0 0 0

37、0 0 10 0 0 10 0 1 00 0 1 00 0 1 10 0 1 10 1 0 00 1 0 00 1 0 10 1 0 10 1 1 00 1 1 00 1 1 10 1 1 11 0 0 01 0 0 01 0 0 11 0 0 10 0 0 00 0 0 0CP Q3 Q2 Q1 Q0012345678910大連交通大學電氣信息學院621. 異步十進制加法計數(shù)器異步十進制加法計數(shù)器 F3 F2 F1 F0 Q0 Q0 Q1 Q1 Q2 Q2 Q3 Q3 JCCP RDKJCKJCKJCKJ0K01J1Q3，K11 J2K21J3Q2Q1，K31 大連交通大學電氣信息學院632

38、. 同步十進制加法計數(shù)器同步十進制加法計數(shù)器 J0K01J1Q3Q0，K1Q0 J2K2Q1Q0 J3Q2Q1Q0，K3Q0 CPRD Q3K JC Q2K JC Q1K JC Q0K JC 大連交通大學電氣信息學院64CPCP23456781910Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q4 4十進制加法計數(shù)器的波形十進制加法計數(shù)器的波形大連交通大學電氣信息學院6521.4 時序邏輯電路的分析1 1、異步計數(shù)器的分析、異步計數(shù)器的分析異步計數(shù)器的特點：異步計數(shù)器的特點：在異步計數(shù)器內(nèi)部，有的觸發(fā)在異步計數(shù)器內(nèi)部，有的觸發(fā)器直接受輸入計數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器則是把其器直接受輸入計數(shù)脈沖控制，有

39、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，它觸發(fā)器的輸出信號作為自己的時鐘脈沖，因此各因此各個觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不一，故被稱為個觸發(fā)器狀態(tài)變換的時間先后不一，故被稱為“ “ 異步計數(shù)器異步計數(shù)器 ” ”。大連交通大學電氣信息學院66例：三位二進制例：三位二進制異步異步加法計數(shù)器。加法計數(shù)器。123456782Q1Q0Q001122,QDQDQDQ0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2CP計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖三位二進制異步加法計數(shù)器三位二進制異步加法計數(shù)器大連交通大學電氣信息學院672 2、同步計數(shù)器的分析、同步計數(shù)器的分析同步計數(shù)器的特點：同步計數(shù)器的特點：在同步計數(shù)器內(nèi)部，各個觸發(fā)

40、在同步計數(shù)器內(nèi)部，各個觸發(fā)器都受同一時鐘脈沖器都受同一時鐘脈沖輸入計數(shù)脈沖的控制，因輸入計數(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)器同步計數(shù)器 ” ”。例：三位二進制例：三位二進制同步同步加法計數(shù)器。加法計數(shù)器。三位二進制同步加法計數(shù)器三位二進制同步加法計數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖CP大連交通大學電氣信息學院68分析步驟分析步驟: :1 1）. .先列寫控制端的邏輯表達式：先列寫控制端的邏輯表達式：J2 = K2 = Q1Q0J1 = K1 = Q0J0 = K0 =

41、1Q0： 來一個來一個CP，它就翻轉(zhuǎn)一次；它就翻轉(zhuǎn)一次；Q1：當：當Q01時，它可翻轉(zhuǎn)一次；時，它可翻轉(zhuǎn)一次；Q2：只有當只有當Q1Q01時，它才能翻轉(zhuǎn)一次。時，它才能翻轉(zhuǎn)一次。三位二進制同步加法計數(shù)器三位二進制同步加法計數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖CP大連交通大學電氣信息學院69 控控 制制 端端 計數(shù)器狀態(tài)計數(shù)器狀態(tài)2 2）. .再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。J2K2 J1K1 J0 K01 Q2 Q1 Q0 Q1Q0Q0CP00001001100110201010031101114 0 0 1

42、 1 0 06 0 0 1 1 1 05 0 1 1 1 0 17 1 1 1 1 1 18 0 0 1 0 0 0大連交通大學電氣信息學院70CPQ0Q1Q23 3）. .還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。大連交通大學電氣信息學院71Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖CP1.1.寫出控制端的邏輯表達式。寫出控制端的邏輯表達式。J2 = Q1Q0 ， K2 1 J1 = K1 1 J0 = Q2 ， K0 1 例例4.7：列：列邏輯狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表分析功能分析功能分析：分析：大連交通大學電氣信息學院722.2.再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換

43、表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程換過程： 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 3 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0CP Q2 Q1 Q0 J2 = K2 = J1 = K1 = J0 = K0 = Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原狀態(tài)原狀態(tài) 控控 制制 端端 下狀態(tài)下狀態(tài), 1Q2Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計數(shù)計數(shù)脈沖脈沖CP所分析的電路為所分析的電路為異步五進制加法計數(shù)器異

44、步五進制加法計數(shù)器。大連交通大學電氣信息學院73例例4.8 畫波形圖分析圖示電路的邏輯功能，畫波形圖分析圖示電路的邏輯功能，說明其用途。設(shè)初始狀態(tài)為說明其用途。設(shè)初始狀態(tài)為“000”。1 1 J1 = K1=Q0J2 = Q1Q0K2 = 1 1K Q0JC K Q1JC K Q2JC 1 1 CPRD J0 = Q2 K0 = 1 1同步5進制加法計數(shù)器大連交通大學電氣信息學院74課堂練習4.1 4.1 n位的二進制加法計數(shù)器，能計數(shù)的最大十進制數(shù)是多少？位的二進制加法計數(shù)器，能計數(shù)的最大十進制數(shù)是多少？如果要計數(shù)的十進制數(shù)是如果要計數(shù)的十進制數(shù)是100100，需要幾位二進制加法計數(shù)器，需要

45、幾位二進制加法計數(shù)器，如果用如果用JKJK觸發(fā)器組成，則需要幾個觸發(fā)器組成，則需要幾個JKJK觸發(fā)器？觸發(fā)器？答答: : n位的二進制加法計數(shù)器，能計數(shù)的最大十進制數(shù)是位的二進制加法計數(shù)器，能計數(shù)的最大十進制數(shù)是2n1。如果要計數(shù)的十進制數(shù)是如果要計數(shù)的十進制數(shù)是100100，需要，需要7 7位的二進制位的二進制加法計數(shù)器，需加法計數(shù)器，需7 7個個JKJK觸發(fā)器。觸發(fā)器。大連交通大學電氣信息學院754.2 4.2 試比較電平觸發(fā)、主從觸發(fā)和邊沿觸發(fā)的特點。試比較電平觸發(fā)、主從觸發(fā)和邊沿觸發(fā)的特點。答答: :電平觸發(fā)電平觸發(fā)是在是在CP 脈沖為規(guī)定的電平時（例如脈沖為規(guī)定的電平時（例如CP =1=1時），觸發(fā)器都時），觸發(fā)器都能接收輸入信號并立即輸出相應(yīng)的狀態(tài)。能接收輸入信號并立即輸出相應(yīng)的狀態(tài)。 主從觸發(fā)主從觸發(fā)是在是在CP 脈沖為規(guī)定的電平時（例如脈沖為規(guī)定的電平時（例如CP =1=1時），接收輸入時），接收輸入信號，經(jīng)過延時，當信號，經(jīng)過延時，當CP 跳變時跳變時（例如（例如CP 的后沿到來時）才輸出相應(yīng)的后沿到來時）才輸出相應(yīng)的狀態(tài)。的狀態(tài)。 邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)是在是在CP 跳變（例如跳變（例如由