電工學(xué)1第12章時(shí)序邏輯電路

1、第第12章章 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路的區(qū)別在于：時(shí)序邏與組合邏輯電路的區(qū)別在于：時(shí)序邏輯電路在某個(gè)時(shí)刻的輯電路在某個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)不僅不僅與與該時(shí)刻電路的該時(shí)刻電路的輸入輸入情況情況有關(guān)有關(guān)，還與還與電路在信號(hào)作用之前電路所具有的電路在信號(hào)作用之前電路所具有的狀態(tài)狀態(tài)有關(guān)有關(guān)，具有，具有記憶記憶功能功能 。 組合邏輯電路組合邏輯電路的基本單元是的基本單元是門電路門電路。 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路的基本單元是的基本單元是觸發(fā)器觸發(fā)器。時(shí)序邏輯電路。時(shí)序邏輯電路一般由門電路和觸發(fā)器組合而成。一般由門電路和觸發(fā)器組合而成。觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基

2、本邏輯部件。觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本邏輯部件。 它有它有兩個(gè)穩(wěn)定兩個(gè)穩(wěn)定的的狀態(tài)狀態(tài)：0狀態(tài)和狀態(tài)和1狀態(tài)；狀態(tài)； 在不同的輸入情況下，它可以被置成在不同的輸入情況下，它可以被置成0狀態(tài)或狀態(tài)或1狀態(tài)；狀態(tài)； 當(dāng)輸入信號(hào)消失后，所置成的狀態(tài)能夠保持當(dāng)輸入信號(hào)消失后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變。不變。 觸發(fā)器可以記憶觸發(fā)器可以記憶1位二值信號(hào)位二值信號(hào)。根據(jù)邏輯。根據(jù)邏輯功能的不同，觸發(fā)器可以分為功能的不同，觸發(fā)器可以分為RS觸發(fā)器、觸發(fā)器、D觸發(fā)器、觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、觸發(fā)器、T和和T 觸發(fā)器；按照結(jié)觸發(fā)器；按照結(jié)構(gòu)形式的不同，又可分為基本構(gòu)形式的不同，又可分為基本RS觸發(fā)器、同觸發(fā)器、同

3、步觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器。步觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器。12.1 觸發(fā)器觸發(fā)器 SR QQ&R SQ0 101 011 1不變0 0不定R=0、S=0時(shí)：時(shí)：Q=Q=1，不符合觸發(fā)器的邏輯關(guān)系。并且由，不符合觸發(fā)器的邏輯關(guān)系。并且由于與非門延遲時(shí)間不可能完全相等，在兩輸入端的于與非門延遲時(shí)間不可能完全相等，在兩輸入端的0同時(shí)撤除同時(shí)撤除后，后，將不能確定觸發(fā)器是處于將不能確定觸發(fā)器是處于1狀態(tài)還是狀態(tài)還是0狀態(tài)。狀態(tài)。所以觸發(fā)器不所以觸發(fā)器不允許出現(xiàn)這種情況，這就是基本允許出現(xiàn)這種情況，這就是基本RS觸發(fā)器的約束條件。觸發(fā)器的約束條件。12.1.1 RS觸發(fā)器觸發(fā)器置置1 1端端置

4、置0 0端端G1 G2J K CP G7 主 G8G5 G6 G3 從 G4Q Q1G9Qm Qm&（1 1）主從）主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器下降沿到來(lái)時(shí)有效CPQKQJQnnn 1主從主從JK觸發(fā)器的特性方程：觸發(fā)器的特性方程：主從主從JK觸發(fā)器沒(méi)有約束。觸發(fā)器沒(méi)有約束。12.1.2 邊沿邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器圖圖12-5 邊沿邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器(下降沿下降沿) P332 圖圖126 74LS112管腳圖管腳圖J K QnQn+1功能0 0 00 0 101nnQQ1 保持0 1 00 1 10001nQ 置 01 0 01 0 11111nQ 置 11 1 01 1 110nnQQ1 翻轉(zhuǎn)特特性

5、性表表CPJKQ時(shí)時(shí)序序圖圖12.1.3 D觸發(fā)器觸發(fā)器 (b) 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)(a) 邏輯圖邏輯圖圖圖128 維持維持-阻塞型阻塞型D觸發(fā)器觸發(fā)器 DQn1上升沿時(shí)刻有效D Qn+1 0101 在數(shù)字電路中，凡在在數(shù)字電路中，凡在CP時(shí)鐘脈沖控制下，根據(jù)輸入時(shí)鐘脈沖控制下，根據(jù)輸入信號(hào)信號(hào)T取值的不同，具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的電路，即當(dāng)取值的不同，具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的電路，即當(dāng)T0時(shí)能保持狀態(tài)不變，時(shí)能保持狀態(tài)不變，T1時(shí)一定翻轉(zhuǎn)的電路，都稱為時(shí)一定翻轉(zhuǎn)的電路，都稱為T 觸發(fā)器觸發(fā)器。 JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器TT觸發(fā)器。觸發(fā)器。T QnQn+1功能0 00 101nnQQ1 保持1 01 110

6、nnQQ1翻轉(zhuǎn)特性表特性表邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) T CP 1TQ Q C112.1.4 T和和T觸發(fā)器觸發(fā)器JK觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器 在數(shù)字電路中，凡每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖就翻轉(zhuǎn)一次的電路，在數(shù)字電路中，凡每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖就翻轉(zhuǎn)一次的電路，都稱為都稱為T觸發(fā)器觸發(fā)器。特性表特性表邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)QnQn+1功能0110nnQQ1翻轉(zhuǎn)T=J=K=11.1.將將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器觸發(fā)器1J C11KDQQ1CP2.2.將將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器觸發(fā)器1J C11KTQQCP注意注意：JK觸發(fā)器觸發(fā)器在在CP的的下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)。 3. D觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器n

7、QD CP1D C1QQT觸發(fā)器的特性表觸發(fā)器的特性表 T 按功能分按功能分右移右移串行串行輸入輸入左移左移串行串行輸入輸入U(xiǎn)CCQ0Q1Q2Q3S1S0 C16151413121110913456782D0D1D2D3DSRDSL RDGNDCT74LS194并行輸入并行輸入 二二 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù) 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(shù)脈沖數(shù)(C)1010清零清零RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖三位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器三位異步二進(jìn)制

8、加法計(jì)數(shù)器在電路圖中在電路圖中J、懸空表示懸空表示J、K=1 當(dāng)相鄰低位觸發(fā)當(dāng)相鄰低位觸發(fā)器由器由1變變 0 時(shí)翻轉(zhuǎn)時(shí)翻轉(zhuǎn)異步二進(jìn)制加法器工作波形異步二進(jìn)制加法器工作波形 每個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的時(shí)間有先后，每個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的時(shí)間有先后，與計(jì)數(shù)脈沖不同步與計(jì)數(shù)脈沖不同步C12345678Q0Q1Q2？思考思考1、各觸發(fā)器、各觸發(fā)器C應(yīng)如何連接？應(yīng)如何連接？CRDQDQQ0F0QDQQ1F1QDQQ2F2加法：加法：D D觸發(fā)器的觸發(fā)器的 連到連到F1F1的的CPCP端，端， 連到連到F2F2的的CPCP端。端。0Q1Q 二二 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù) Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 1 0 0 12 0 1

9、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(shù)脈沖數(shù)(C)F0每輸入一每輸入一C翻一次翻一次F1F2F3J0 =K0 =1Q0 =1J1 =K1 = Q0Q0 = Q1 = 1J2 =K2 = Q1 Q0Q0 = Q1 = Q2 = 1J3 =K3= Q1 Q1 Q0J0 =K0 =1J1 =K1 = Q0J2 =K2 = Q1 Q0J3 =K3 = Q2 Q1 Q0三位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器三位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到各位觸發(fā)器上，計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到各位觸發(fā)器上，當(dāng)每個(gè)到當(dāng)每個(gè)到 來(lái)后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看來(lái)后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看J、K的狀態(tài)。的狀態(tài)。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖C12345678Q0Q1Q2二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)脈沖數(shù)(C)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)0123456789100 0