第八章時序邏輯電路ppt課件

1、電子技術電子技術第八章第八章 時序邏輯電路時序邏輯電路數字電路部分數字電路部分 me please if you have any questions:zzh3385346yahoo時序邏輯電路內容提要：時序邏輯電路是數字系統(tǒng)中應用廣泛的又一類內容提要：時序邏輯電路是數字系統(tǒng)中應用廣泛的又一類邏輯電路，與組合邏輯電路形成對比的是：電路每一次的邏輯電路，與組合邏輯電路形成對比的是：電路每一次的輸出狀態(tài)不僅與當前輸入有關，還與過去的狀態(tài)有關。即輸出狀態(tài)不僅與當前輸入有關，還與過去的狀態(tài)有關。即在前一時刻的輸入觸發(fā)信號消失后，電路輸出端仍能保持在前一時刻的輸入觸發(fā)信號消失后，電路輸出端仍能保持原來的

2、狀態(tài)，這一特性表示，時序邏輯電路具有存儲功能。原來的狀態(tài)，這一特性表示，時序邏輯電路具有存儲功能。 能能保存下來，即具有記憶功能。保存下來，即具有記憶功能。兩互補輸出端兩互補輸出端兩輸入端兩輸入端&.G1&.G2反饋線反饋線邏輯符號邏輯符號QQSDRD兩互補輸出端兩互補輸出端兩輸入端兩輸入端&.G1&.G2反饋線反饋線 即：觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關系即：觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關系1)設觸發(fā)器原設觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1態(tài)。態(tài)。翻轉為翻轉為“0態(tài)態(tài)(1) SD=1，RD = 0101.G1&.&G22)設原態(tài)為設原態(tài)為“0態(tài)態(tài)10堅持堅持“0態(tài)不態(tài)不變變復位復位 結論結論: 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)

3、器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當當 SD=1， RD=0時，時， 將使觸發(fā)器將使觸發(fā)器 置置“0或稱或稱 為復位。為復位。.G1&.&G2(1) SD=1，RD = 01)設原態(tài)為設原態(tài)為“0態(tài)態(tài)0翻轉為翻轉為“1態(tài)態(tài)(2) SD=0，RD = 1.G1&.&G22)設原態(tài)為設原態(tài)為“1態(tài)態(tài)01堅持堅持“1態(tài)不態(tài)不變變置位置位 結論結論: 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當當 SD=0， RD=1時，時， 將使觸發(fā)器將使觸發(fā)器 置置“1或稱或稱 為置位。為置位。.G1&.&G2(2) SD=0，RD = 11)設原態(tài)為設原態(tài)為“0態(tài)態(tài)1保持為保持為“0態(tài)態(tài)(3)

4、SD=1，RD = 1.G1&.&G22)設原態(tài)為設原態(tài)為“1態(tài)態(tài)11堅持堅持“1態(tài)不態(tài)不變變 當當 SD=1， RD=1時，時， 觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持 原來的狀態(tài)，原來的狀態(tài)， 即觸發(fā)器具即觸發(fā)器具 有保持、記有保持、記 憶功能。憶功能。.G1&.&G2(3) SD=1，RD = 1110011111110若若G1先翻轉，則觸發(fā)器為先翻轉，則觸發(fā)器為“0態(tài)態(tài)“1態(tài)態(tài)(4) SD=0，RD = 0 當信號當信號SD= RD = 0同時變?yōu)橥瑫r變?yōu)?時，時，由于與非門的翻由于與非門的翻轉時間不可能完轉時間不可能完全相同，觸發(fā)器全相同，觸發(fā)器狀態(tài)可能是狀態(tài)可能是“1態(tài)，也可能是態(tài)，也可能是“0態(tài)，

5、不能根據態(tài)，不能根據輸入信號確定。輸入信號確定。.G1&.&G210邏輯符號邏輯符號QQSDRDSDRDQ1 0 0 置置00 1 1 置置11 1 不變不變 堅持堅持0 0 同時變同時變 1后不確定后不確定功能功能基本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器導引電路導引電路& G4SR& G3C.& G1& G2.SDRDQQ邏輯符號邏輯符號QQSR CSDRD當當C=0時時01111.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C當當 C = 1 時時1翻開翻開11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C當當 C = 1 時時1翻開翻開11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR&

6、G3C1101010(2) S = 0, R= 1觸發(fā)器置觸發(fā)器置“0”(3) S =1, R= 0觸發(fā)器置觸發(fā)器置“1”11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C1110011110Q=1Q=011(4) S =1, R= 1當時鐘由當時鐘由 1變變 0 后后 觸發(fā)器狀態(tài)不定觸發(fā)器狀態(tài)不定11.& G1& G2.SDRDQQ& G4SR& G3C0 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1QnQn+1時鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)時鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)邏輯符號邏輯符號QQSR CSDRD不定不定不定不定QQ10 0 SR0 1 01 0 11 1 不定不定Qn+1QnC0

7、 0 SR 0 1 0 1 0 1 1 1 不定不定Qn+1QnQ=SQ=R從觸從觸發(fā)器發(fā)器主觸主觸發(fā)器發(fā)器C CKQRQJS R CF主主QJKQSRS CF從從QQQQSDRD1 CQJKSDRDQ0101RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC 01互補時互補時鐘控制鐘控制主、從主、從觸發(fā)器觸發(fā)器不能同不能同時翻轉時翻轉C10F主封鎖主封鎖0RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C01C01010010C高電平時觸發(fā)器接高電平時觸發(fā)器接收信號并暫存即收信號并暫存即F主狀態(tài)由主狀態(tài)由J、K決定，決定，F(xiàn)從狀態(tài)保持不變）。從狀態(tài)保持不變）。要求要求C高電平

8、期間高電平期間J、K的狀態(tài)保持不變。的狀態(tài)保持不變。C下降沿下降沿( )觸發(fā)器翻觸發(fā)器翻轉（轉（ F從狀態(tài)與從狀態(tài)與F主狀主狀態(tài)一致）。態(tài)一致）。C低電平時低電平時,F主封主封鎖鎖J、K不起作用不起作用CRS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC 01RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(1)J=1, K=1 設觸發(fā)器原設觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0態(tài)態(tài)翻轉為翻轉為“1態(tài)態(tài)11 011010100101RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(1)J=1,K=110設觸發(fā)器原設觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1態(tài)態(tài)為為“？”狀態(tài)狀態(tài)J=1, K=

9、1時，每來時，每來一個時鐘脈沖，狀一個時鐘脈沖，狀態(tài)翻轉一次，即具態(tài)翻轉一次，即具有計數功能。有計數功能。(1)J=1, K=101RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(2)J=0，K=1 設觸發(fā)器原設觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1態(tài)態(tài)翻轉為翻轉為“0態(tài)態(tài)01 100101011001設觸發(fā)器原設觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0態(tài)態(tài)為為“？”態(tài)態(tài)01RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(3)J=1，K=0 設觸發(fā)器原設觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0態(tài)態(tài)翻轉為翻轉為“1態(tài)態(tài)10 011010100101設觸發(fā)器原設觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“1態(tài)態(tài)為為“？”態(tài)態(tài)RS CF從從Q

10、QQQSDRD1R CF主主QJKQSC C010(4)J=0，K=0 設觸發(fā)器原設觸發(fā)器原態(tài)為態(tài)為“0態(tài)態(tài)保持原態(tài)保持原態(tài)00 010001RS CF從從QQQQSDRD1R CF主主QJKQSC C01001nQJS nKQR C高電平時高電平時F主狀態(tài)主狀態(tài)由由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀態(tài)不變。狀態(tài)不變。C下降沿下降沿( )觸發(fā)器觸發(fā)器翻轉（翻轉（ F從狀態(tài)與從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致）。主狀態(tài)一致）。nQJS nKQR Qn10 0 1 1 1 0 0Qn0 0 0 1 01 0 1 0 1C高電平時高電平時F主狀態(tài)主狀態(tài)由由J、K決定，決定，F(xiàn)從從狀態(tài)不變。狀態(tài)不變。C下降沿下降沿( )觸

11、發(fā)器觸發(fā)器翻轉（翻轉（ F從狀態(tài)與從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致）。主狀態(tài)一致）。0 1 0 1 0 1 0 1 J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn (置置“0功能功能) (置置“1功能功能) (計數功能計數功能) CQJKSDRDQ4.例：例：JK 觸發(fā)器工作波形觸發(fā)器工作波形CJKQ下降沿觸發(fā)翻轉下降沿觸發(fā)翻轉仍為下降沿仍為下降沿觸發(fā)翻轉觸發(fā)翻轉當當J=D, K=D時，時，兩觸發(fā)器狀態(tài)相同兩觸發(fā)器狀態(tài)相同D Qn+1 0101J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 QnD1 CQJKSDRDQ邏輯符號邏輯符號D CQQRDSD邏輯符號邏輯符號

12、D CQQRDSDD Qn+1 0101CDQ 寄存器是數字系統(tǒng)常用的邏輯部件，它用來存放寄存器是數字系統(tǒng)常用的邏輯部件，它用來存放數碼或指令等。它由觸發(fā)器和門電路組成。一個觸數碼或指令等。它由觸發(fā)器和門電路組成。一個觸發(fā)器只能存放一位二進制數，寄存發(fā)器只能存放一位二進制數，寄存 n 位二進制時，位二進制時，要要 n個觸發(fā)器。個觸發(fā)器。按功能分按功能分清零清零寄存指令寄存指令RD.QDF0d0Q0.Q.DF1d1Q1.d2Q.DF2Q2QDF3d3Q3000011011101觸發(fā)器狀態(tài)不變觸發(fā)器狀態(tài)不變動畫動畫一、數碼寄存器一、數碼寄存器2. 工作方式工作方式RDSDd3RDSDd2RDSDd

13、1RDSDd010清零清零1100&Q0&Q1&Q2&Q31100&QQQQ0000001110101111二、移位寄存器二、移位寄存器F3F2F1F0d0d1d2d3Q0Q1Q2Q3F3F2F1F0dQ0Q1Q2Q3F3F2F1F0d0d1d2d3Q3Q3F3F2F1F0d1 清零清零0DQ2SDRDd2&F2Q1SDRDd1&F1Q0SDRDd0&F0DDQ3SDRDd3&F3DDC3. 移位寄存器電路移位寄存器電路第四節(jié) 計數器下降沿下降沿觸發(fā)翻轉觸發(fā)翻轉1010清零清零RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計數脈沖計數脈沖1. 電路電路的組成的組成在電路圖中在電路圖中J

14、、懸空表示、懸空表示J、K=1 當相鄰低位觸發(fā)當相鄰低位觸發(fā)器由器由1變變 0 時翻轉時翻轉 二二 進進 制制 數數 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 0 0 0 脈沖數脈沖數(C)2 計數過程分析及狀態(tài)表：計數過程分析及狀態(tài)表： 異步二進制加法器工作波形異步二進制加法器工作波形 每個觸發(fā)器翻轉的時間有先后，每個觸發(fā)器翻轉的時間有先后，與計數脈沖不同步與計數脈沖不同步C12345678Q0Q1Q23 波形圖：波形圖： 下降沿下降沿觸發(fā)翻轉觸發(fā)翻轉1010清零清零RDQJKQQ0F0QJK

15、QQ1F1QJKQQ2F2C計數脈沖計數脈沖三、二進制減法計數器三、二進制減法計數器在電路圖中在電路圖中J、懸空表示、懸空表示J、K=11電路電路的組成的組成 二二 進進 制制 數數 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 1 1 12 1 1 0 3 1 0 14 1 0 0 5 0 1 16 0 1 0 7 0 0 18 0 0 0 脈沖數脈沖數(C)2 計數過程分析及狀態(tài)表：計數過程分析及狀態(tài)表： 二二 進進 制制 數數 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1 0 3 0 1 14 1 0 0 5 1 0 16 1 1 0 7 1 1 18 0 0 0 脈沖數脈沖數(C

16、)分析圖分析圖12-22所示邏輯電路的邏輯功能。設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為所示邏輯電路的邏輯功能。設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。 【解】 在圖9-17所示電路中，每個D觸發(fā)器的端與輸入D連接，故具有計數功能。高位觸發(fā)器的CP來自相鄰的低位觸發(fā)器端。每來一個計數脈沖，最低位觸發(fā)器在CP的上升沿翻轉一次；而高位觸發(fā)器是在相鄰的低位觸發(fā)器從0變?yōu)?時翻轉. 表12-9 三位二進制減法計數器狀態(tài)表計數脈沖二 進 制 數Q2Q1Q0000011112110310141005011601070018000圖12-23 例12-3 三位二進制減法計數器波形圖12.3.2二進制同步加法計數器二進制同步加法計數器 所謂同步

17、計數器，是指各觸發(fā)器狀態(tài)的翻轉和計數時鐘CP脈沖是同一個CP脈沖 各觸發(fā)器的信號輸入端和相連，作為共同的信號輸入端，即JK觸發(fā)器轉換成了T觸發(fā)器。當 0時，來一個時鐘脈沖，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；當 1 時，來一個時鐘脈沖，觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生翻轉，即由01或由10。各觸發(fā)器J，K端的邏輯關系式iiiKJTiiiKJT12.3.2 同步十進制計數器同步十進制計數器l二進制計數器結構簡單，容易實現(xiàn)，但是讀數不習慣。為了滿足讀數的習慣二進制計數器結構簡單，容易實現(xiàn)，但是讀數不習慣。為了滿足讀數的習慣和顯示的要求，在數字系統(tǒng)中，經常采用十進制計數方法和十進制計數器。和顯示的要求，在數字系統(tǒng)中，經常采用十進制計數方法和十進制計數器。十進制計數器是在二進制的基礎上產生的，也是用四位二進制數來代表一位十進制計數器是在二進制的基礎上產生的，也是用四位二進制數來代表一位十進制數，所以也稱為二十進制數，所以也稱為二十進制十進制(或稱或稱BCD碼碼)計數器。計數器。即取自然二進制前面的00001001這十個編碼來表示09的十個數碼，10101111作為無效狀態(tài)的約束條件，也就是當四位二進制計數從0000加到1001時，再來一個CP脈沖，則計數器的狀態(tài)變?yōu)?000，進入下一個循環(huán)，而不是進入1010狀態(tài)。一個十進制計數器最大值為9，十個不同狀態(tài)循環(huán)一次，并產生一個進位