第十章(時序邏輯電路)

1、第十章第十章 時序邏輯電路時序邏輯電路 10.1 10.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.2 10.2 寄存器寄存器10.3 10.3 計數(shù)器計數(shù)器10.0 10.0 時序邏輯電路概述時序邏輯電路概述10.4 55510.4 555定時器及其應用定時器及其應用組組合合電電路路觸觸發(fā)發(fā)器器電電路路X1XiZ1ZjQ1QmD1Dm輸入信號信號輸出觸發(fā)器觸發(fā)器輸入信號輸出信號CP一、一、 時序邏輯電路的結(jié)構(gòu)及特點時序邏輯電路的結(jié)構(gòu)及特點 時序邏輯電路時序邏輯電路任何一個時刻的輸出狀態(tài)不僅取決于當時的任何一個時刻的輸出狀態(tài)不僅取決于當時的輸入信號，還與電路的原狀態(tài)有關(guān)輸入信號，還與電路的原狀態(tài)有關(guān)。

2、時序電路的特點：（時序電路的特點：（1 1）含有記憶元件（最常用的是觸發(fā)器）。）含有記憶元件（最常用的是觸發(fā)器）。 （2 2）具有反饋通道。具有反饋通道。二、分析時序邏輯電路的一般步驟二、分析時序邏輯電路的一般步驟 1由邏輯圖寫出下列各邏輯方程式：由邏輯圖寫出下列各邏輯方程式： （1）各觸發(fā)器的時鐘方程。）各觸發(fā)器的時鐘方程。 （2）時序電路的輸出方程。）時序電路的輸出方程。 （3）各觸發(fā)器的驅(qū)動方程。）各觸發(fā)器的驅(qū)動方程。 2將驅(qū)動方程代入相應觸發(fā)器的特性方程，求得時序邏將驅(qū)動方程代入相應觸發(fā)器的特性方程，求得時序邏輯電路的狀態(tài)方程。輯電路的狀態(tài)方程。 3根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時序電

3、路的狀態(tài)表，根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時序電路的狀態(tài)表，畫出狀態(tài)圖或時序圖。畫出狀態(tài)圖或時序圖。 4根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說明給定時序邏輯電路的根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說明給定時序邏輯電路的邏輯功能。邏輯功能。10-1 10-1 雙穩(wěn)態(tài)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)器2. 2. 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器3. 3. 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器4. 4. 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器1. 1. 基本觸發(fā)器基本觸發(fā)器&GGQQ12RSQSRQ1. 用與非門組成的基本用與非門組成的基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu): :由兩個門電路交叉連接而成。由兩個門電路交叉連接而成。置0端置1端低電平有效1. 1. 基本基本R

4、SRS觸發(fā)器觸發(fā)器&GGQQ12RS當當Q=1=1， =0=0時，稱為觸發(fā)器的時，稱為觸發(fā)器的1 1狀態(tài)。狀態(tài)。Q當當 =1=1，Q=0=0時，稱為觸發(fā)器的時，稱為觸發(fā)器的0 0狀態(tài)。狀態(tài)。QQn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1011100置置0 000011R稱為置稱為置0輸入端輸入端低電平有效低電平有效邏輯功能：觸發(fā)器有兩個互補的輸出端，邏輯功能：觸發(fā)器有兩個互補的輸出端，RSQQ波形分析波形分析：例例 在用與非門組成的基本在用與非門組成的基本RSRS觸發(fā)器中，設初始狀態(tài)為觸發(fā)器中，設初始狀態(tài)為0 0，已，已知輸入知輸入R R、S S的波形圖，畫出兩輸出端的波形圖。的波形

5、圖，畫出兩輸出端的波形圖?；居|發(fā)器的特點總結(jié)：基本觸發(fā)器的特點總結(jié)：（1 1）有兩個互補的輸出端，有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)。）有兩個互補的輸出端，有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)。（2 2）有復位（）有復位（Q=0Q=0）、置位（）、置位（Q=1Q=1）、保持原狀態(tài)三種功能。）、保持原狀態(tài)三種功能。（3 3）R R為復位輸入端，為復位輸入端，S S為置位輸入端，可以是低電平有效，為置位輸入端，可以是低電平有效，也可以是高電平有效，取決于觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。也可以是高電平有效，取決于觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。（4 4）由于反饋線的存在，無論是復位還是置位，有效信號只）由于反饋線的存在，無論是復位還是置位，有效信號只需要作用很短的一段時

6、間，即需要作用很短的一段時間，即“一觸即發(fā)一觸即發(fā)”。2. 2. 可控可控RS觸發(fā)器觸發(fā)器&GGQQ12&RSCP3G4GQQ1S1R C1CP給觸發(fā)器加一個時鐘控制端給觸發(fā)器加一個時鐘控制端CP，只有在，只有在CP端上出現(xiàn)時鐘脈端上出現(xiàn)時鐘脈沖時，觸發(fā)器的狀態(tài)才能改變。這種觸發(fā)器稱為同步觸發(fā)沖時，觸發(fā)器的狀態(tài)才能改變。這種觸發(fā)器稱為同步觸發(fā)器。器。 電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)：同步同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分別由觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分別由R、S和和CP控制，其中，控制，其中，R、S控制控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向；狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向；CP控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時刻?？刂茽顟B(tài)轉(zhuǎn)換的時刻。&GGQQ12&a

7、mp;RSCP3G4GQn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)1101 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)00011 11 101不定不定0 00 0保持保持0101100101101邏輯功能：邏輯功能：當當CPCP0 0時，控制門時，控制門G3G3、G4G4關(guān)閉，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。關(guān)閉，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。當當CPCP1 1時，時，G3G3、G4G4打開，其輸出狀態(tài)由打開，其輸出狀態(tài)由R R、S S端的輸入信號決端的輸入信號決定定3 3觸發(fā)器功能的幾種表示方法觸發(fā)器功能的幾種表示方法Qn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0

8、 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)1101 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)00011 11 101不定不定0 00 0保持保持0101nnQRSQ 101Q1011RS10101000Qn+11n00 RS（約束條件）（約束條件）觸發(fā)器的功能除了可以用功能表表示外，還有幾種表示方法：觸發(fā)器的功能除了可以用功能表表示外，還有幾種表示方法： （1）特性方程）特性方程由功能表畫出卡諾圖得特性方程：由功能表畫出卡諾圖得特性方程：（2 2）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖表示觸發(fā)器從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)或保持原狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖表示觸發(fā)器從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)或保持原狀不

9、變時，對輸入信號的要求。狀不變時，對輸入信號的要求。Qn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)1101 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)00011 11 101不定不定0 00 0保持保持0101S=1S=R=S=S=R=0001R=010R=Qn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)1101 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)00011 11 101不定不定0 00 0保持保持01010 00 11 01 1Qn Qn+1 00 11 00 R S RS觸發(fā)器的驅(qū)動表觸發(fā)

10、器的驅(qū)動表 （3）驅(qū)動表）驅(qū)動表 驅(qū)動表是用表格的方式表示觸發(fā)器從一個狀態(tài)變化到另一驅(qū)動表是用表格的方式表示觸發(fā)器從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)或保持原狀態(tài)不變時，對輸入信號的要求。個狀態(tài)或保持原狀態(tài)不變時，對輸入信號的要求。 （4）波形圖）波形圖 已知同步已知同步RS觸發(fā)器的輸入波形，畫出輸出波形圖。觸發(fā)器的輸入波形，畫出輸出波形圖。SRCPQQ1 1電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)將觸發(fā)器的兩將觸發(fā)器的兩個互補的輸出端信個互補的輸出端信號通過兩根反饋線號通過兩根反饋線分別引到輸入端的分別引到輸入端的G7、G8門，這樣，門，這樣，就構(gòu)成了就構(gòu)成了JK觸發(fā)器觸發(fā)器。&GCP器G&G6G9G1&am

11、p;2觸觸G&器主G發(fā)發(fā)4G3QCPQRQ從&S8Q57G1器Q9發(fā)觸&主Q2G3從G觸Q1G器Q發(fā)1GGG&G5&4&6GCP8G&7K&J器Q9發(fā)觸&主Q2G3從G觸Q1G器Q發(fā)1GGG&G5&4&6GCP8G&7K&J2 2工作原理工作原理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+1=QnCP1KQ

12、1JQC1110101101010110110例例在畫主從觸發(fā)器的波形圖時，應注意以下兩點：在畫主從觸發(fā)器的波形圖時，應注意以下兩點：（1）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在時鐘脈沖的觸發(fā)沿（這里是下降沿）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在時鐘脈沖的觸發(fā)沿（這里是下降沿）61KCPJ5423Q（2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是時鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是時鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)。已知主從已知主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器J、K的波形如圖所示，畫出輸出的波形如圖所示，畫出輸出Q的的波形圖（設初始狀態(tài)為波形圖（設初始狀態(tài)為0）。）。三三. D觸發(fā)器觸發(fā)器D觸發(fā)器的特性方程為：觸發(fā)器的特性方程為：Q

13、n+1n+1= =D0011D0101Qn0011Qn+1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同D狀態(tài)狀態(tài) 功能功能D觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表 1D觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能 D觸發(fā)器只有一個觸發(fā)輸入端觸發(fā)器只有一個觸發(fā)輸入端D，因此，邏輯關(guān)系非常簡單；，因此，邏輯關(guān)系非常簡單；0 00 11 01 1Qn Qn+10101D D觸發(fā)器的驅(qū)動表觸發(fā)器的驅(qū)動表 0011D0101Qn0011Qn+1輸出狀輸出狀態(tài)同態(tài)同D狀態(tài)狀態(tài) 功能功能D觸發(fā)器的觸發(fā)器的功能表功能表0D= 01D= 0D= 1D= 1D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：例例24135CPDQ已知維持已知維持阻塞阻塞D觸發(fā)器的輸入

14、波形，畫出輸出波形圖。觸發(fā)器的輸入波形，畫出輸出波形圖。解：解：在波形圖時，應注意以下兩點：在波形圖時，應注意以下兩點：（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CP的上升沿。的上升沿。（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CP上升沿前一瞬間輸入上升沿前一瞬間輸入端端D的狀態(tài)。的狀態(tài)。四四. T 觸發(fā)器觸發(fā)器n數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器n移位寄存器移位寄存器數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器存儲二進制數(shù)碼的時序電路組件存儲二進制數(shù)碼的時序電路組件v清零清零v 接收數(shù)碼接收數(shù)碼v 寄存數(shù)碼寄存數(shù)碼v 取出數(shù)碼取出數(shù)碼集成數(shù)碼寄存器集成數(shù)碼寄存器74LSl75 ：1DRC1QQR1DC1QRC

15、11D1FFQ11Q2FFQ22Q3FFQ33Q1DD32D1DRC1R0101DQQFF0DQ0CP7474LS175175的功能的功能: :D0D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，是并行數(shù)據(jù)輸入端，CP為時鐘脈沖端。為時鐘脈沖端。Q0Q3是并行數(shù)據(jù)輸出端。是并行數(shù)據(jù)輸出端。0111RD清零清零10CP時鐘時鐘 d0 d1 d2 d3 D0 D1 D2 D3輸輸 入入0 0 0 0d0 d1 d2 d3保保 持持保保 持持Q0 Q1 Q2 Q3輸輸 出出工作模式工作模式異步清零異步清零數(shù)碼寄存數(shù)碼寄存數(shù)據(jù)保持數(shù)據(jù)保持數(shù)據(jù)保持數(shù)據(jù)保持7474LS175175的功能表的功能表RD是異步清零控制端。是異步清零控

16、制端。 （1 1）右移寄存器（）右移寄存器（D D觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4 4位右移寄存器）位右移寄存器）右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點：右移寄存器的結(jié)構(gòu)特點：左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。左邊觸發(fā)器的輸出端接右鄰觸發(fā)器的輸入端。QRC11D1DC1RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行輸入串行輸出D0D1D20FF1FF2FF3FF并 行 輸 出D3移位寄存器移位寄存器不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動1位。位。移位脈沖移位脈沖輸入數(shù)碼輸入數(shù)碼輸輸

17、 出出CPDIQ0 Q1 Q2 Q300 0 0 0QRC11D1DC1RQ1DC1RQ1DQRC1Q0Q1Q2Q3CPCRID串行輸入串行輸出D0D1D20FF1FF2FF3FF并 行 輸 出D3111 0 0 01 1 0 012030 1 1 0141 0 1 1設移位寄存器的初始狀態(tài)為設移位寄存器的初始狀態(tài)為0000，串行輸入數(shù)碼，串行輸入數(shù)碼DI=1101，從高位到低位依次輸入。其狀態(tài)表如下：從高位到低位依次輸入。其狀態(tài)表如下： 在在4 4個個CPCP作用下，輸入的作用下，輸入的4 4位串行位串行數(shù)碼數(shù)碼11011101全部存入了寄存器中。全部存入了寄存器中。這這種方式稱為種方式稱為

18、串行輸入方式串行輸入方式。619273584CP1D1I01203Q1QQQ移位脈沖移位脈沖輸入數(shù)碼輸入數(shù)碼輸輸 出出CPDIQ0 Q1 Q2 Q30123411010 0 0 01 0 0 01 1 0 00 1 1 01 0 1 1由于右移寄存器移位的方向由于右移寄存器移位的方向為為DIQ0Q1Q2Q3，所以又稱所以又稱上移寄存器上移寄存器。左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點：左移寄存器的結(jié)構(gòu)特點：右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。右邊觸發(fā)器的輸出端接左鄰觸發(fā)器的輸入端。1DC1RQ1DQRC1Q1D1DC1C1RQRCPCRD01DFF0FF1FF23FF20并 行 輸 出3QQ1QQID串行輸

19、入串行輸出2D3D（2 2）左移寄存器）左移寄存器（1 1）低位至高位的移位寄存器）低位至高位的移位寄存器wD觸發(fā)器單向左移寄存器單向左移寄存器（串行輸入并行輸出）（串行輸入并行輸出）wJK觸發(fā)器（2 2）高位至低位的移位寄存器）高位至低位的移位寄存器wD觸發(fā)器計數(shù)器計數(shù)器用以統(tǒng)計輸入脈沖用以統(tǒng)計輸入脈沖CPCP個數(shù)的電路。個數(shù)的電路。計數(shù)器的分類：計數(shù)器的分類：（2 2）按數(shù)字的增減趨勢可分為加法計數(shù)器、減）按數(shù)字的增減趨勢可分為加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器。法計數(shù)器和可逆計數(shù)器。（1 1）按計數(shù)進制可分為二進制計數(shù)器和非二進）按計數(shù)進制可分為二進制計數(shù)器和非二進制計數(shù)器。制計數(shù)器。非

20、二進制計數(shù)器中最典型的是十進制計數(shù)器。非二進制計數(shù)器中最典型的是十進制計數(shù)器。（3 3）按計數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否與計數(shù)脈沖同）按計數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否與計數(shù)脈沖同步分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。步分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。 計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖序號序號電電 路路 狀狀 態(tài)態(tài)等效十進等效十進制數(shù)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q00123456789101112131415160 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 0

21、001234567891011121314150（1 1）二進制異步加法計數(shù)器（）二進制異步加法計數(shù)器（4 4位）位）（2 2）二進制異步減法計數(shù)器（）二進制異步減法計數(shù)器（4 4位）位）工作原理：工作原理： 4個個JK觸發(fā)器都接成觸發(fā)器都接成T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 每當每當Q2由由1變變0，F(xiàn)F3向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。 每來一個每來一個CP的下降沿時，的下降沿時，F(xiàn)F0向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當每當Q0由由1變變0，F(xiàn)F1向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次； 每當每當Q1由由1變變0，F(xiàn)F2向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；1J1K

22、C12Q1QCPFF3R1KFF21JC1R1KFF1Q1J0C1RR0FF1JC11KQ31CR計數(shù)脈沖清零脈沖QQQQ（1 1）二進制異步加法計數(shù)器）二進制異步加法計數(shù)器CPQ0Q1Q2Q3000100110110101000101000010110010100Q1101111101110Q31011Q100001100Q20111用用“觀察法觀察法”作出該電路的時序波形圖和狀態(tài)圖。作出該電路的時序波形圖和狀態(tài)圖。由時序圖可以看出，由時序圖可以看出，Q0、Ql、Q2、Q3的周期分別是計數(shù)脈沖的周期分別是計數(shù)脈沖(CP)周期的周期的2倍、倍、4倍、倍、8倍、倍、16倍，因而計數(shù)器也可作為分頻

23、倍，因而計數(shù)器也可作為分頻器。器。（2 2）二進制異步減法計數(shù)器）二進制異步減法計數(shù)器 工作原理：工作原理：D觸發(fā)器也都接成觸發(fā)器也都接成T觸發(fā)器觸發(fā)器。 由于是上升沿觸發(fā)，則應將低位觸發(fā)器的由于是上升沿觸發(fā)，則應將低位觸發(fā)器的Q端與相鄰高位觸發(fā)端與相鄰高位觸發(fā)器的時鐘脈沖輸入端相連，即從器的時鐘脈沖輸入端相連，即從Q端取借位信號。端取借位信號。 它也同樣具有分頻作用。它也同樣具有分頻作用。C1CPFF31DQ3計數(shù)脈沖QRQ31DQQ22FFC1R2Q1DQQ11FFC1R1Q1DQQ00FFC1R0Q清零脈沖CR用用4個上升沿觸發(fā)的個上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器組成的觸發(fā)器組成的4位異步二進制減法

24、計數(shù)器。位異步二進制減法計數(shù)器。CPQ0Q1Q2Q32310QQQ Q0000111111101101110010111001101010000111011001010100001100100001二進制異步減法計數(shù)器的時序波形圖和狀態(tài)圖。二進制異步減法計數(shù)器的時序波形圖和狀態(tài)圖。在異步計數(shù)器中，高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必須在相鄰觸發(fā)器產(chǎn)生在異步計數(shù)器中，高位觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)必須在相鄰觸發(fā)器產(chǎn)生進位信號（加計數(shù)）或借位信號（減計數(shù)）之后才能實現(xiàn)，所以進位信號（加計數(shù)）或借位信號（減計數(shù)）之后才能實現(xiàn)，所以工作速度較低。工作速度較低。為了提高計數(shù)速度，可采用同步計數(shù)器。為了提高計數(shù)速度，可采用同步計

25、數(shù)器。（1 1）二進制同步加法計數(shù)器（）二進制同步加法計數(shù)器（4 4位）位）（2 2）二進制同步減法計數(shù)器（）二進制同步減法計數(shù)器（4 4位）位）（1 1）同步二進制加法計數(shù)器）同步二進制加法計數(shù)器 由于該計數(shù)器的由于該計數(shù)器的翻轉(zhuǎn)規(guī)律性較強，只翻轉(zhuǎn)規(guī)律性較強，只需用需用“觀察法觀察法”就可就可設計出電路：設計出電路：因為是因為是“同步同步”方式，方式，所以將所有觸發(fā)器的所以將所有觸發(fā)器的CPCP端連在一起，接計端連在一起，接計數(shù)脈沖。數(shù)脈沖。 然后分析狀態(tài)圖，然后分析狀態(tài)圖，選擇適當?shù)倪x擇適當?shù)腏KJK信號。信號。計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖序號序號電電 路路 狀狀 態(tài)態(tài)等效十進等效十進制數(shù)制數(shù)Q3 Q

26、2 Q1 Q00123456789101112131415160 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 0 001234567891011121314150FF1KRC11J清零脈沖Q01K1QQFFC11JQ1K計數(shù)脈沖&22FF1J&01JQCP3R1KQCRQC11&RR3FFC1Q1分析狀態(tài)圖可見：分析狀態(tài)圖可見：FF0 0：每來一個：每來一個CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以

27、選：向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選：J0 0= =K0 0=1=1FF1 1：當：當Q0 0=1=1時，來一個時，來一個CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選：所以選：J1 1= =K1 1= = Q0 0FF2 2：當：當Q0 0Q1 1=1=1時，時， 來一個來一個CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選：所以選：J2 2= =K2 2= = Q0 0Q1 1FF3 3： 當當Q0 0Q1 1Q2 2=1=1時，時， 來一個來一個CP，向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。向相反的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。所以選：所以選：J3 3= =K3 3= = Q0 0Q1 1Q2 2（2 2）

28、二進制同步減法計數(shù)器）二進制同步減法計數(shù)器就構(gòu)成了就構(gòu)成了4 4位二進制同步減法計數(shù)器。位二進制同步減法計數(shù)器。21033QQQKJ 1022QQKJ 011QKJ 100 KJ分析分析4位二進制同步減法計數(shù)器的狀態(tài)表，很容易看出，只要位二進制同步減法計數(shù)器的狀態(tài)表，很容易看出，只要將各觸發(fā)器的驅(qū)動方程改為：將各觸發(fā)器的驅(qū)動方程改為：（3 3）二進制同步可逆計數(shù)器）二進制同步可逆計數(shù)器 將加法計數(shù)器和減法計數(shù)器合并起來，并引入一加將加法計數(shù)器和減法計數(shù)器合并起來，并引入一加/ /減控減控制信號制信號X X便構(gòu)成便構(gòu)成4 4位二進制同步可逆計數(shù)器，各觸發(fā)器的驅(qū)動方位二進制同步可逆計數(shù)器，各觸發(fā)器

29、的驅(qū)動方程為：程為：21021033QQQXQQXQKJ 101022QQXQXQKJ 0011QXXQKJ 100 KJ作出二進制同步可逆計數(shù)器的邏輯圖：作出二進制同步可逆計數(shù)器的邏輯圖：實現(xiàn)了可逆計數(shù)器的功能。實現(xiàn)了可逆計數(shù)器的功能。 當控制信號當控制信號X=0時，時，F(xiàn)F1FF3中的各中的各J、K端分別與低位各觸發(fā)器端分別與低位各觸發(fā)器的端相連，作減法計數(shù)。的端相連，作減法計數(shù)。QQR02Q11JQCRRQFF清零脈沖FFC10C11K1K計數(shù)脈沖1K1QC12RCPQ1J1FF1J1J1KQR3C1FF3Q&111X加/減控制信號當控制信號當控制信號X=1時，時，F(xiàn)F1FF3中

30、的各中的各J、K端分別與低位各觸端分別與低位各觸發(fā)器的發(fā)器的Q端相連，作加法計數(shù)。端相連，作加法計數(shù)。 用四位二進制數(shù)來代表十進制的每一位數(shù)，所以用四位二進制數(shù)來代表十進制的每一位數(shù)，所以也稱為二也稱為二- -十進制計數(shù)器。十進制計數(shù)器。p 同步十進制計數(shù)器同步十進制計數(shù)器p 異步十進制計數(shù)器異步十進制計數(shù)器 00000001000100100010001100110100010001010101011001100111011110001000100110010000101010111011010011001101110101001110111111110000用前面介紹的同步時序邏輯電路分析

31、方法對該電路進行分析。用前面介紹的同步時序邏輯電路分析方法對該電路進行分析。（1 1）寫出驅(qū)動方程：）寫出驅(qū)動方程：10 J10 KnnQQJ031 nQK01 nnQQJ012 nnQQK012 nnnQQQJ0123 n03QK QQ1KR1J2QC10C111JFFRQ計數(shù)脈沖清零脈沖CR0Q1JRFFQ11KC13FF1KRFFC1CP2Q1Q1K1J3&8421BCD8421BCD碼同步十進制加法計數(shù)器碼同步十進制加法計數(shù)器（2 2）轉(zhuǎn)換成次態(tài)方程：）轉(zhuǎn)換成次態(tài)方程： 先寫出先寫出JK觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程nnQQJ031 10 J10 KnQK01 nnQQJ01

32、2 nnQQK012 nnnQQQJ0123 n03QK nnnQKQJQ 1nnnnQQKQJQ0000010 nnnnnnnnQQQQQQKQJQ10103111111 nnnnnnnnnQQQQQQQKQJQ201201222212 nnnnnnnnnQQQQQQQKQJQ303012333313 然后將各驅(qū)動方程代入然后將各驅(qū)動方程代入JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程:設初態(tài)為設初態(tài)為Q3 3Q2 2Q1 1Q0 0=0000=0000，代入次態(tài)方程進行計算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。，代入次態(tài)方程進行計算，得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)次次 態(tài)態(tài)Q3 n

33、 Q2 n Q1 n Q0 n Q3 n+1 Q2 n+1 Q1 n+1 Q0 n+1 nnQQ010 nnnnnnQQQQQQ1010311 nnnnnnnQQQQQQQ20120112 nnnnnnnQQQQQQQ30301213 0 0 0 010000 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1010011000010000010100110111000011001（3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。2310QQQ Q0000100001000011000100101001010101100111CP123

34、45678910Q0Q1Q2Q3（4）作狀態(tài)圖）作狀態(tài)圖 和時序圖。和時序圖。計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖序號序號電電 路路 狀狀 態(tài)態(tài)等效十進等效十進制數(shù)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q00123456789100 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 0012345678908421BCD8421BCD碼異步十進制加法計數(shù)器碼異步十進制加法計數(shù)器CP2 2= =Q1 1 （當（當FF1 1的的Q1 1由由1010時，時，Q2 2才可能改變狀態(tài)。）才可能改變狀態(tài)。）用前面介紹的異步時序邏輯電路分析方法對該電路進行分析：用前面介紹的異步時序邏輯電路分析方法對該電路進行分析：（1 1）寫出各邏輯方程式。）寫出各邏輯方程式。 時鐘方程：時鐘方程： CP0 0= =CP （時鐘脈沖源的下降沿觸發(fā)。）（時鐘脈沖源的下降沿觸發(fā)。）CP1 1= =Q0 0 （當（當FF0 0的的Q0 0由由1010時，時，Q1 1才可能改變狀態(tài)。才可能改變狀態(tài)。) )CP3 3= =Q0 0 （當（當FF0 0的的Q0 0由由1010時，時，Q3 3才可能改變狀態(tài)才可能改變狀態(tài)) )1J1KC12Q1QCPFF3R1KFF21JC1R1KFF1Q1J0C1RR0FF1JC11KQ31CR計數(shù)脈沖清零脈沖QQQ