第五章數(shù)字集成電路(時序邏輯電路)

1、上海大學(xué)上海大學(xué) 自動化系自動化系林小玲林小玲v 觸發(fā)器：觸發(fā)器：能夠存儲一位二進(jìn)制信息的基本單元電路。能夠存儲一位二進(jìn)制信息的基本單元電路。 具有記憶功能的基本邏輯單元具有記憶功能的基本邏輯單元5.4 集成觸發(fā)器v 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：兩個穩(wěn)定狀態(tài)，一個為兩個穩(wěn)定狀態(tài)，一個為“1”1”，一個為，一個為“0”0”，電路工作在兩個穩(wěn)定狀態(tài)之一，電路工作在兩個穩(wěn)定狀態(tài)之一v 觸發(fā)器分類觸發(fā)器分類u 按按觸發(fā)方式觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式。邊沿觸發(fā)方式。u 按按邏輯功能邏輯功能分：分：RS RS 觸發(fā)器、觸發(fā)器、D D 觸發(fā)器、觸發(fā)器

2、、JK JK 觸發(fā)觸發(fā)器和器和T T 觸發(fā)器。觸發(fā)器。v 觸發(fā)器特點(diǎn)觸發(fā)器特點(diǎn)u 具有兩個互補(bǔ)的輸出端具有兩個互補(bǔ)的輸出端Q Q和和Q Q。u 在輸入信號作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀在輸入信號作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸入信號取消后，能保持狀態(tài)不變（記憶）。態(tài)；在輸入信號取消后，能保持狀態(tài)不變（記憶）。 5.4.2 基本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器&1&2QQRS兩個輸入端兩個輸入端兩個輸出端兩個輸出端低電平有效低電平有效正常時邏輯狀態(tài)相反正常時邏輯狀態(tài)相反100101&1&2QQRS輸入輸入R=0, S=1時時全全1 1則則0 0任任0 0則則1

3、 1不論原狀態(tài)如何，輸出均為：不論原狀態(tài)如何，輸出均為：，直接置直接置0 0端端直接復(fù)位端直接復(fù)位端010110&1&2QQRS輸入輸入R=1, S=0時時全全1 1則則0 0任任0 0則則1 1不論原狀態(tài)如何，輸出均為：不論原狀態(tài)如何，輸出均為：1，0直接置直接置1 1端端直接置位端直接置位端101101&1&2QQRS輸入輸入R=1, S=1時時 若原狀態(tài)為：若原狀態(tài)為：0，101觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器保持原態(tài)101110&1&2QQRS輸入輸入R=1, S=1時時 若原狀態(tài)為：若原狀態(tài)為：1，001觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器保持原態(tài)0011&

4、;1&2QQRS輸入輸入R=0, S=0時時如果信號撤銷（變?nèi)绻盘柍蜂N（變1）后觸發(fā)器狀態(tài)由二與非門）后觸發(fā)器狀態(tài)由二與非門信號傳輸?shù)目炻龥Q定，仍為信號傳輸?shù)目炻龥Q定，仍為不定狀態(tài)不定狀態(tài)破壞了二輸出狀態(tài)破壞了二輸出狀態(tài)相反的要求相反的要求觸發(fā)器狀態(tài)觸發(fā)器狀態(tài)不定不定基本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器的真值表的真值表不定不定保持保持基本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器的邏輯符號的邏輯符號SRQQRS-輸入信號作用以后的狀態(tài)輸入信號作用以后的狀態(tài)-輸入信號作用之前的狀態(tài)輸入信號作用之前的狀態(tài)(1) 具有兩個穩(wěn)態(tài)具有兩個穩(wěn)態(tài)(Q=0,Q=1或或Q=1,Q=0), 稱為稱為 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器. .(

5、2) (2) 可觸發(fā)使之翻轉(zhuǎn)可觸發(fā)使之翻轉(zhuǎn) ( (使使R RD D、S SD D之一為之一為0 0時可翻轉(zhuǎn)時可翻轉(zhuǎn)).).(3) (3) 具有記憶功能具有記憶功能(R(RD D、S SD D都為都為1 1時，保持原來狀態(tài)時，保持原來狀態(tài)).).R-SR-S觸發(fā)器應(yīng)用舉例觸發(fā)器應(yīng)用舉例: : 單脈沖發(fā)生器單脈沖發(fā)生器&RDSDQQ+5V+5V4.7k 4.7k KQQt正脈沖正脈沖負(fù)脈沖負(fù)脈沖開關(guān)K定時左右切換5.4.3 鐘控雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器鐘控雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時鐘脈沖時鐘脈沖按邏輯功能分：按邏輯功能分：R-S觸發(fā)器觸發(fā)器D觸發(fā)器觸發(fā)器J-K觸發(fā)器觸發(fā)器下一頁1. 1. 時鐘控制同步觸發(fā)的時鐘控

6、制同步觸發(fā)的R-SR-S觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表&RDSDQQ&RSCPCP: 時鐘脈沖時鐘脈沖(Clock Pulse) R、S控制端控制端CP R S Q n+1 說明說明 1 0 0 Qn 保持保持 1 0 1 1 置置1 1 1 0 0 清清0 1 1 1 不定不定 避免避免 0 Qn 保持保持 -任意任意時鐘控制時鐘控制同步同步R-SR-S觸發(fā)器觸發(fā)器( (續(xù)續(xù)) )時鐘控制時鐘控制 只有只有CP=1CP=1時時, ,輸出端狀態(tài)才能改變；輸出端狀態(tài)才能改變； CP=0CP=0時，輸入端被關(guān)閉，時，輸入端被關(guān)閉，輸出保持原來狀態(tài)。輸出保持原來狀態(tài)。在在CP=

7、1CP=1時時, ,控制端控制端R R、S S的電平的電平(1(1或或0)0)發(fā)生發(fā)生變化變化時時, ,輸出端狀態(tài)輸出端狀態(tài)才改變才改變-電平觸發(fā)電平觸發(fā)CP R S Q n+1 說明說明 1 0 0 Qn 保持保持 1 0 1 1 置置1 1 1 0 0 清清0 1 1 1 不定不定 避免避免 0 Qn 保持保持CP=1時，有狀態(tài)方程1 nnQSR Q約束條件：R S=01. 1. 時鐘控制電平觸發(fā)的時鐘控制電平觸發(fā)的D D觸發(fā)器觸發(fā)器CP R S Q n+1 說明說明 1 0 0 Qn 保持保持 1 0 1 1 置置1 1 1 0 0 清清0 1 1 1 不定不定 避免避免 0 Qn 保持

8、保持DSD&SCPR&QQ其他兩種情況不會出現(xiàn)其他兩種情況不會出現(xiàn)&RDSDQQ&RSCP 時鐘控制電平觸發(fā)的時鐘控制電平觸發(fā)的D D觸發(fā)器觸發(fā)器 功能表功能表 CP D Q n+1 1 0 0 1 1 1 0 Q nCP=1時時, Q n+1=DCP=0時時, Q n+1= Q n(保持原狀保持原狀)D D觸發(fā)器具有觸發(fā)器具有數(shù)據(jù)記憶功能數(shù)據(jù)記憶功能 時鐘控制電平觸發(fā)的時鐘控制電平觸發(fā)的D D觸發(fā)器觸發(fā)器符號符號RDSDDCPQQSDRD2. 維持阻塞型維持阻塞型D 觸發(fā)器觸發(fā)器(1) 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 時鐘控制的時鐘控制的D D觸發(fā)器的缺點(diǎn)：觸發(fā)器的缺點(diǎn)：

9、在時鐘在時鐘=1=1期間，期間，D D端數(shù)據(jù)的變化會使得觸發(fā)器的端數(shù)據(jù)的變化會使得觸發(fā)器的狀態(tài)多次翻轉(zhuǎn)狀態(tài)多次翻轉(zhuǎn)-空翻現(xiàn)象，電路輸出狀態(tài)出錯，是空翻現(xiàn)象，電路輸出狀態(tài)出錯，是不允許的。不允許的。&1&2QQ&3&4SRCP&5&6DABSDRD置置0 0維持線維持線置置1 1維持線維持線置置0 0阻塞阻塞線線置置1 1阻塞線阻塞線&1&2QQ&3&4SRCP&5&6DABSDRD置置0 0維持線維持線置置1 1維持線維持線置置0 0阻塞阻塞線線置置1 1阻塞線阻塞線(2) 邏輯功能邏輯功能D=0時

10、時0被封鎖被封鎖10111100Qn+1=001101&1&2QQ&3&4SRCP&5&6DABSDRD置置0 0維持線維持線置置1 1維持線維持線置置0 0阻塞阻塞線線置置1 1阻塞線阻塞線D=1時時0被封鎖被封鎖11001101Qn+1=111CP = 1期期間間D 的變的變化不影響化不影響輸出。輸出。110110維持阻塞維持阻塞D 觸發(fā)器的真值表觸發(fā)器的真值表D Qn+10 01 1接收CP上升沿到來前一瞬間的D信號，在CP為高、低、下降沿時，Q的狀態(tài)不再翻轉(zhuǎn)。1nQD特性方程特性方程維持阻塞型維持阻塞型D D觸發(fā)器觸發(fā)器的引腳功能的引腳功

11、能符號符號RD 直接清直接清0 0端端( (復(fù)位端復(fù)位端) ) RD =0,SD=1時時,Q=0SD 直接置直接置1 1端端( (置位端置位端) ) RD=1,SD=0時時,Q=1 小圈小圈 表示低電平有效表示低電平有效D D數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入端輸入端CPCP時鐘時鐘脈沖脈沖Q、Q 輸出端輸出端，Q的小圈的小圈 表示是反相輸出端表示是反相輸出端 , 即即Q總是與總是與Q相反相反RDSDDCPQQ翻轉(zhuǎn)時刻描述：翻轉(zhuǎn)時刻描述：CP(3) 觸發(fā)方式觸發(fā)方式CP由由0 跳至跳至1時時,觸發(fā)器接觸發(fā)器接收輸入信號，收輸入信號，并輸出相應(yīng)并輸出相應(yīng)狀態(tài)。狀態(tài)。一個一個CP的有效的有效期內(nèi)，不會出期內(nèi)，不會出現(xiàn)多

12、次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)多次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。現(xiàn)象。 只有在只有在CP CP 脈沖的電平跳變時，接收輸入信號脈沖的電平跳變時，接收輸入信號并輸出相應(yīng)狀態(tài)的觸發(fā)方式稱為并輸出相應(yīng)狀態(tài)的觸發(fā)方式稱為邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)。又分為又分為上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)和和下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)兩種。兩種。邏輯符號邏輯符號RDSDQQDCD CPSDQQDCD CP RD維持阻塞型維持阻塞型D D觸發(fā)器觸發(fā)器的引腳功能的引腳功能功能表功能表CP Q n+1 D觸發(fā)方式觸發(fā)方式: : 邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)( (時鐘時鐘上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)) )功能表說明：功能表說明： 在在CPCP上升沿時，上升沿時，Q Q等于等于D D；在在CPCP高電平、低電

13、平和下降沿高電平、低電平和下降沿時，時，Q Q保持不變保持不變RDSDDCPQQ時鐘下降沿觸發(fā)的時鐘下降沿觸發(fā)的維持阻塞型維持阻塞型D D觸發(fā)器觸發(fā)器RDSDDCPQQ功能表功能表CP Q n+1 D功能表說明：功能表說明： 在在CPCP下降沿時下降沿時，Q Q等于等于D D；在在CPCP高電平、低電平和上升沿高電平、低電平和上升沿時，時，Q Q保持不變保持不變帶圈表示下降沿觸發(fā)例例：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端的輸入信號波形，且端的輸入信號波形，且觸發(fā)器原為觸發(fā)器原為0態(tài)，畫出觸發(fā)器的態(tài)，畫出觸發(fā)器的Q端波形端波形 。1234QCPDD的變化對的變化對Q無影響無影響課堂練

14、習(xí)課堂練習(xí)題目題目: :時鐘時鐘CPCP及輸入信號及輸入信號D D 的波形如圖所示的波形如圖所示, ,試畫試畫 出各觸發(fā)器輸出端出各觸發(fā)器輸出端Q Q的波形的波形, ,設(shè)各輸出端設(shè)各輸出端Q Q的的 初始狀態(tài)初始狀態(tài)=0.=0.D DQ QD DCPCPQ1Q1Q2Q2D DQ QD DCPCPDQDCPQ1課堂練習(xí)課堂練習(xí)( (續(xù)續(xù)) )CPDQ1課堂練習(xí)課堂練習(xí)( (續(xù)續(xù)) )Q2DQDCPCPDQ1應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例例：例：四人搶答電路四人搶答電路。四人參加比賽，每人。四人參加比賽，每人一個按鈕，其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的一個按鈕，其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈亮。并且，其它按鈕按下時不

15、起作指示燈亮。并且，其它按鈕按下時不起作用。用。電路的核心是電路的核心是74LS175四四D觸發(fā)器。它觸發(fā)器。它的內(nèi)部包含了四個的內(nèi)部包含了四個D觸發(fā)器，各輸入、輸出觸發(fā)器，各輸入、輸出以字頭相區(qū)別，管腳圖見下頁。以字頭相區(qū)別，管腳圖見下頁。CLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQ1QQ11D2QQ22DGND4QQ44D3QQ33D時鐘時鐘清零清零UCC公用清零公用清零公用時鐘公用時鐘74LS175管腳圖管腳圖+Ucc清零清零1D 2D 3D 4DCP1Q 2Q 3Q 4QUCCRDR 4&1時鐘脈沖時鐘脈沖賽前賽前先清零先清零00001與門打開與門打

16、開發(fā)光二極管不亮發(fā)光二極管不亮+Ucc清零清零1D 2D 3D 4DCP1Q 2Q 3Q 4QUCCRDR 4&1時鐘脈沖時鐘脈沖110關(guān)關(guān)閉閉按其它按鈕按其它按鈕不起作用不起作用5.4.5 J-K觸發(fā)器觸發(fā)器工作原理：工作原理：CP=0，G3和G4封鎖，輸出保持原來狀態(tài)。CP=1時：J=0 K=0保持原來狀態(tài)J=0 K=1輸出 0J=1 K=0輸出 1J=1 K=1輸出與原態(tài)相反J K CP Q n+1 說明說明0 0 1 Q n 保持保持0 1 1 0 清清01 0 1 1 置置11 1 1 Q n 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) 0 Q n 保持保持JK觸發(fā)器的功能真值表觸發(fā)器的功能真值表5.4.6

17、主從型J-K觸發(fā)器1、電路邏輯圖、電路邏輯圖&RDSDQQ&RSCP由兩個同步的由兩個同步的RS觸發(fā)器組成觸發(fā)器組成QQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSDQQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSD10主觸發(fā)器打開主觸發(fā)器打開從觸發(fā)器關(guān)閉從觸發(fā)器關(guān)閉1QQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSD主觸發(fā)器關(guān)閉主觸發(fā)器關(guān)閉從觸發(fā)器打開從觸發(fā)器打開001QQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSD2、邏輯功能、邏輯功能J=0，K=0時時00狀態(tài)不變狀態(tài)不變狀態(tài)不變狀態(tài)不變Qn+1=QnQQRSC從觸

18、發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSDJ=0，K=1時時011010保持保持Q=0保持保持Q=0Qn+1=0QQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSDJ=0，K=1時時010101變?yōu)樽優(yōu)镼=0變?yōu)樽優(yōu)镼=0Qn+1=0QQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSDJ=0，K=1時時Qn+1=001置置0 0端端QQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSDJ=1，K=0時時10與與J=0,K=1時相反時相反Qn+1=1置置1 1端端QQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSDJ=1，K=1時時11101

19、0變?yōu)樽優(yōu)镼=1變?yōu)樽優(yōu)镼=1Qn+1=1QQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSDJ=1，K=1時時110101變?yōu)樽優(yōu)镼=0變?yōu)樽優(yōu)镼=0Qn+1=0QQRSC從觸發(fā)器從觸發(fā)器RSC主觸發(fā)器主觸發(fā)器JKCPRDSDJ=1，K=1時時11Qn+1= Qn計數(shù)功能計數(shù)功能來一個脈來一個脈沖觸發(fā)器沖觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)時刻描述：翻轉(zhuǎn)時刻描述：CP3、觸發(fā)方式、觸發(fā)方式前沿處，主前沿處，主觸發(fā)器接收觸發(fā)器接收信號，從觸信號，從觸發(fā)器關(guān)閉。發(fā)器關(guān)閉。后沿處，從后沿處，從觸發(fā)器接收觸發(fā)器接收信號，輸出信號，輸出相應(yīng)的信號相應(yīng)的信號符號符號 在在CPCP上升沿時上升沿時, ,

20、接收接收J(rèn) J、K K 信息信息,Q,Q不變化不變化 在在CPCP下降沿時下降沿時, ,根據(jù)接收根據(jù)接收到的到的J J、K K信息，信息，Q Q變化變化J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 QnCPQQRSJKCP主從型主從型J JK K觸發(fā)器工作波形圖舉例觸發(fā)器工作波形圖舉例J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Qn0CPJKQ置置1清清0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)CP接收接收J(rèn)KJK信號信號Q Q狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變主從主從JK觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表邏輯關(guān)系：邏輯關(guān)系：1 nnnQJ QK Q-特性方程特性方程例：已知后沿主從觸發(fā)例：已知后沿主從觸發(fā)

21、J-K觸發(fā)器觸發(fā)器CP、J、K波形，波形，且觸發(fā)器原為且觸發(fā)器原為0態(tài)，畫出觸發(fā)器的態(tài)，畫出觸發(fā)器的Q端波形端波形 。1234QCPJK一次翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)JKQ1DCPQ觸發(fā)器課堂練習(xí)觸發(fā)器課堂練習(xí)題目題目: :時鐘時鐘CPCP及輸入信號及輸入信號D D 的波形如圖所示的波形如圖所示, ,試畫試畫觸發(fā)器輸出端觸發(fā)器輸出端Q Q的波形的波形, ,設(shè)各輸出端設(shè)各輸出端Q Q的初始狀態(tài)的初始狀態(tài)=0.=0.-驅(qū)動方程驅(qū)動方程JDKD觸發(fā)器課堂練習(xí)觸發(fā)器課堂練習(xí)( (續(xù)續(xù)) )CPD(J)KQ主從型主從型J-KJ-K觸發(fā)器觸發(fā)器74系列常用集成電系列常用集成電路介紹路介紹JKQ1DCPQ

22、含有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏含有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯電路叫輯電路叫時序邏輯電路時序邏輯電路簡稱為簡稱為時序電路時序電路有記憶功有記憶功能能時序電路時序電路與原來的狀態(tài)有關(guān)與原來的狀態(tài)有關(guān)寄存寄存器器計數(shù)計數(shù)器器 5.5 時序邏輯電路 時序電路的輸出不僅與當(dāng)前輸入狀態(tài)有關(guān)，還與電路的前一輸出狀態(tài)時序電路的輸出不僅與當(dāng)前輸入狀態(tài)有關(guān)，還與電路的前一輸出狀態(tài)有關(guān)。有關(guān)。u 時序電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)時序電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組合電路組合電路+ +觸發(fā)器觸發(fā)器電路的狀態(tài)與電路的狀態(tài)與時間時間順序有關(guān)順序有關(guān)組合電路組合電路存儲電路存儲電路Z Z1 1Z Zn nW W1 1W Wh hY Y1 1Y Yk kX X1 1X Xn

23、 n時鐘信號時鐘信號未注明未注明輸出方程：輸出方程：Z Z（t tn n）= = F F X X（t tn n），），Y Y（t tn n） 狀態(tài)方程：狀態(tài)方程：Y Y（t tn n+1+1）= = G G W W（t tn n），），Y Y（t tn n） 驅(qū)動方程驅(qū)動方程: :W W（t tn n）= = H H X X（t tn n），），Y Y（t tn n） u 時序電路的結(jié)構(gòu)時序電路的結(jié)構(gòu)存儲電路存儲電路輸入信號輸入信號存儲電路存儲電路輸出信號輸出信號時序電路時序電路輸出信號輸出信號時序電路時序電路輸入信號輸入信號現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)，或，或原狀態(tài)原狀態(tài)次態(tài)次態(tài)或或新狀態(tài)新狀態(tài)式中：式中：t

24、tn n、t tn n+1+1表示相鄰的兩個離散時間表示相鄰的兩個離散時間u 時序邏輯電路的分類時序邏輯電路的分類（1）按存儲電路中存儲單元狀態(tài)改變的特點(diǎn)分類）按存儲電路中存儲單元狀態(tài)改變的特點(diǎn)分類 同步時序電路同步時序電路異步時序電路異步時序電路（2）按時序電路的邏輯功能分類）按時序電路的邏輯功能分類計數(shù)器計數(shù)器寄存器寄存器移位寄存器移位寄存器畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或或時序圖時序圖列寫各觸發(fā)器的列寫各觸發(fā)器的驅(qū)動方程驅(qū)動方程列寫時序電路的列寫時序電路的輸出方程輸出方程求觸發(fā)器的求觸發(fā)器的狀態(tài)方程狀態(tài)方程作作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表描述時序電路的邏輯功能描述時序電路的邏輯功能同同步步時時序序電電

25、路路的的分分析析步步驟驟畫出時鐘脈沖作用下畫出時鐘脈沖作用下的輸入、輸出波形圖的輸入、輸出波形圖描述輸入與狀態(tài)轉(zhuǎn)換描述輸入與狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系的表格或圖形關(guān)系的表格或圖形根據(jù)特性方程根據(jù)特性方程組合電路的輸出組合電路的輸出輸入端的表達(dá)式，輸入端的表達(dá)式，如如R R、J J、K K、D D。u 時序電路分析步驟時序電路分析步驟 Q2nQ1nCP1Q1Q11K1JC1FF1Q2Q21K1JC1FF2Z&例例1 1：已知同步時序電路的邏輯圖，試分析電路的邏輯功能。：已知同步時序電路的邏輯圖，試分析電路的邏輯功能。解：解： 1. 1. 列寫驅(qū)動方程和輸出方程列寫驅(qū)動方程和輸出方程驅(qū)動方程：驅(qū)動方程：

26、J1 = K1 = 1J2 = K2 = Q1n輸出方程輸出方程: :Z = Q1nQ2n2. 2. 求狀態(tài)方程求狀態(tài)方程JKJK觸發(fā)器的特征觸發(fā)器的特征方程為：方程為：1 nnnQ JQKQnQ 1122222nnnQJ QK Q1221nnnn Q QQ Q111111nnnQ J QK Qu 分析舉例分析舉例將將J J、 K K分別代入，得到分別代入，得到兩個觸發(fā)器的狀態(tài)方程兩個觸發(fā)器的狀態(tài)方程3.3.作出電路的作出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖填狀態(tài)轉(zhuǎn)換表方法：填狀態(tài)轉(zhuǎn)換表方法： 列出列出Q2n Q1n 所有組合所有組合由狀態(tài)方程由狀態(tài)方程求求Q Q2 2n n+1

27、+1 Q Q1 1n n+1+1由輸出方程由輸出方程求求Z Z次次 態(tài)態(tài)Q2n+1 Q1n+1現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)Q2n Q1n 輸出輸出Z0 00 11 01 1111nnQ Q121221nnnnnQ Q QQ QZ = Q1nQ2n0 11 01 10 00001將將Q Q2 2n n、Q Q1 1n n分別代入狀態(tài)分別代入狀態(tài)方程求方程求Q Q2 2n+1n+1、Q Q1 1n+1n+1將將Q2n、Q1n分別代分別代入輸出方程求入輸出方程求Z/0次次 態(tài)態(tài)Q2n+1 Q1n+1現(xiàn)現(xiàn) 態(tài)態(tài)Q2n Q1n 輸出輸出Z0 00 11 01 10 11 01 10 00001由狀態(tài)表轉(zhuǎn)換表繪出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

28、由狀態(tài)表轉(zhuǎn)換表繪出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000111/0/1/Z/0Q2Q1轉(zhuǎn)換方向轉(zhuǎn)換方向電路狀態(tài)電路狀態(tài)輸入輸入/輸出輸出104. 4. 作時序圖作時序圖 為了更好地描述電路的工作過程，常給出時序圖或為了更好地描述電路的工作過程，常給出時序圖或稱波形圖，畫出時鐘脈沖和輸入信號的作用下，狀態(tài)和輸出稱波形圖，畫出時鐘脈沖和輸入信號的作用下，狀態(tài)和輸出信號變化的波形圖。信號變化的波形圖。 利用狀態(tài)表或狀態(tài)圖，首先畫出時鐘脈沖，再畫出狀態(tài)利用狀態(tài)表或狀態(tài)圖，首先畫出時鐘脈沖，再畫出狀態(tài)Q Q2 2Q Q1 1波形圖，最后畫輸出波形。波形圖，最后畫輸出波形。 依據(jù)電路圖可知下降沿觸發(fā)依據(jù)電路圖可知下降沿觸發(fā)/0

29、000111/0/1/0105.5.邏輯功能分析邏輯功能分析 通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的分析，可以清楚地看出，每經(jīng)過通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的分析，可以清楚地看出，每經(jīng)過4 4個時個時鐘脈沖的作用，鐘脈沖的作用，Q Q2 2Q Q1 1的狀態(tài)從的狀態(tài)從0000到到1111順序遞增，電路的狀態(tài)循順序遞增，電路的狀態(tài)循環(huán)一次，同時在輸出端產(chǎn)生一個環(huán)一次，同時在輸出端產(chǎn)生一個1 1信號輸出。信號輸出。 該電路是一個模該電路是一個模4 4計數(shù)器，時鐘脈沖計數(shù)器，時鐘脈沖CPCP為計數(shù)脈沖輸入，為計數(shù)脈沖輸入，輸出端輸出端Z Z是進(jìn)位輸出。也可將該計數(shù)器稱為兩位二進(jìn)制計數(shù)器。是進(jìn)位輸出。也可將該計數(shù)器稱為兩位二進(jìn)制計數(shù)器。

30、 輸出僅取決于電路本身的狀態(tài)。輸出僅取決于電路本身的狀態(tài)。/0000111/0/1/010Q2Q0JKC1FF0Q1Q1JKC1FF1=1XCP例例2分析電路的邏輯功能解：解：001JK110nJKXQ（1）寫輸入方程（2）求狀態(tài)方程1111101 nnnnnQJ QKQXQQ100nnQQ（3）列狀態(tài)表：XQ1nQ0nQ1n+1Q0n+1000010011001011011001001110100110011111000011011X=0 加法計數(shù)X=1 減法計數(shù)1JC11K1JC11K1JC11K1JC11K0FF1clk0Q1FF2clk1Q2FF2Q3clk3FF3Q 3Q0clkC異

31、步邏輯電路的形式及特點(diǎn)異步邏輯電路的形式及特點(diǎn)0013223121,1,JKJQJKJQ Q 1131 KK0CLKCLK 10CLKQ 21CLKQ 30CLKQ CP 寄存器寄存器是用來存放數(shù)碼和指令等的部件。是用來存放數(shù)碼和指令等的部件。具有清除數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)、存放數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)的具有清除數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)、存放數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)的功能能。功能能。數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器移位寄存器移位寄存器第12章 時序邏輯電路下一頁上一頁上一節(jié)下一節(jié)返回 5.5.2 寄存器由觸發(fā)器由觸發(fā)器+邏輯門組成邏輯門組成 寄存器是用于存放各種數(shù)碼和指令的時序電路。寄存器是用于存放各種數(shù)碼和指令的時序電路。由由N個觸發(fā)器組成

32、的寄存器，能存儲個觸發(fā)器組成的寄存器，能存儲N位二進(jìn)制代位二進(jìn)制代碼。碼。1011清零清零寄存寄存取出取出00001011010010115.5.2.1數(shù)碼寄存器（寄存器）-能暫時存放數(shù)據(jù)CLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQ1QQ11D2QQ22DGND4QQ44D3QQ33D時鐘時鐘清零清零UCC74LS175管腳圖管腳圖并入并出四位數(shù)碼寄存器并入并出四位數(shù)碼寄存器74LS175+Ucc清零清零1D 2D 3D 4DCP1Q 2Q 3Q 4QUCCRDR 4&1時鐘脈沖時鐘脈沖搶答電路搶答電路（2）集成數(shù)碼鎖存器74LS373 (a) 外引腳圖(b

33、) 邏輯符號8D鎖存器鎖存器按移位方向的不同可分為：按移位方向的不同可分為： 右移位寄存器右移位寄存器 左移位寄存器左移位寄存器雙向移位寄存器雙向移位寄存器將寄存的數(shù)碼向高位（或低位）移位的寄存器將寄存的數(shù)碼向高位（或低位）移位的寄存器5.5.2.2 移位寄存器數(shù)碼數(shù)碼存入端存入端數(shù)碼數(shù)碼取出端取出端1、四位右移寄存器、四位右移寄存器移位移位CPQ4D4DCRDRDDCDCDCRDRDQ3Q2Q1D3D2D1清零清零移位移位清零清零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1

34、10111011 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 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 Q

35、1 1串串 行行 輸輸 入入串串 行行 輸輸 出出2、四位左移寄存器、四位左移寄存器3、雙向移位寄存器、雙向移位寄存器在單向移位寄存器的基礎(chǔ)上，增加由門電路組成的控制電路實(shí)現(xiàn) 。74LS194為四位雙向移位寄存器。與74LS194的邏輯功能和外引腳排列都兼容的芯片有CC40194、CC4022和74198等。 4、集成移位寄存器、集成移位寄存器 雙向移位寄存器74LS194（a）外引腳圖 （b）邏輯符號5.5.2.3 5.5.2.3 寄存器應(yīng)用舉例寄存器應(yīng)用舉例 集成電路雙向移位寄存器集成電路雙向移位寄存器(74LS194)(74LS194)應(yīng)用應(yīng)用并行輸入數(shù)據(jù)并行輸入數(shù)據(jù)右移串入右移串入數(shù)據(jù)

36、數(shù)據(jù)控制端控制端輸出輸出清清0 0端端時鐘時鐘左移串入左移串入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Q0 Q1 Q2 Q3 DSR D0 D1 D2 D3 DSL CRM1M0CP74LS194Q0 Q1 Q2 Q3 DSR D0 D1 D2 D3 DSL CRM1M0CP74LS194雙向移位寄存器雙向移位寄存器74LS19474LS194的功能的功能CR CP M1 M0 Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 0 0 1 0 0 保持保持 1 0 1 DSR 右移一位右移一位 1 1 0 左移一位左移一位 DSL 1 1 1 D0 D1 D2 D3 (并行輸入并行輸入) 用雙向移位寄存器用雙向移位寄存器74LS19474

37、LS194組成組成節(jié)日彩燈節(jié)日彩燈控制電路控制電路Q0 Q1 Q2 Q3 DSR D0 D1 D2 D3 DSL CRM1M0CP74LS194+5V+5VM1=0,M0=1右移控制右移控制Q0 Q1 Q2 Q3 DSR D0 D1 D2 D3 DSL CRM1M0CP74LS194+5VCP1 1秒秒Q=0時時LED亮亮清清0 0按鍵按鍵1k 二極管二極管發(fā)光發(fā)光LED1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(xué)運(yùn)算。還可以用作分頻、定時和數(shù)學(xué)運(yùn)算。加法計數(shù)器加法計數(shù)器減法計數(shù)器減法計數(shù)器可逆計數(shù)器可逆計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計

38、數(shù)器任意進(jìn)制計數(shù)器任意進(jìn)制計數(shù)器同步計數(shù)器同步計數(shù)器異步計數(shù)器異步計數(shù)器5.5.3 計數(shù)器 二進(jìn)制數(shù)是用二進(jìn)制數(shù)是用0 0和和1 1兩個數(shù)字表示兩個數(shù)字表示, , 加加1 1計計數(shù)數(shù), ,逢逢2 2進(jìn)進(jìn)1 1，由于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有，由于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有“0”0”和和“1”1”兩個狀態(tài)，所以，一個觸發(fā)器可以表示一位二兩個狀態(tài)，所以，一個觸發(fā)器可以表示一位二進(jìn)制，如果要表示進(jìn)制，如果要表示n n位二進(jìn)制就得用位二進(jìn)制就得用n n個觸發(fā)器個觸發(fā)器 5.5.3.2 5.5.3.2 二進(jìn)制計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器用觸發(fā)器組成計數(shù)器用觸發(fā)器組成計數(shù)器QQRSJKJ K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1

39、 Q nCPCP上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)例例: : 用維用維阻型阻型J-KJ-K觸發(fā)器組成觸發(fā)器組成異步異步二進(jìn)制加法計數(shù)器二進(jìn)制加法計數(shù)器由由JK=11JK=11控制觸發(fā)器控制觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)計數(shù)翻轉(zhuǎn)計數(shù)1. 二進(jìn)制異步加法計數(shù)器用用4 4個維個維阻型阻型J-KJ-K觸發(fā)器組成觸發(fā)器組成 4 4位位異步異步二進(jìn)制加法計數(shù)器二進(jìn)制加法計數(shù)器QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJKR 清清0 0脈沖脈沖Q0Q1Q2Q3CP計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖4 4位位異步異步二進(jìn)制加法二進(jìn)制加法計數(shù)器時序圖計數(shù)器時序圖1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16CPQ0Q1Q2Q300

40、0010001000100011110000異步異步: : 各觸發(fā)器不同時翻轉(zhuǎn)各觸發(fā)器不同時翻轉(zhuǎn), , 從低位到高位依次翻轉(zhuǎn)從低位到高位依次翻轉(zhuǎn) CPCP的上升沿的上升沿Q Q0 0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)Q Q0 0的上升沿的上升沿Q Q1 1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)Q Q1 1的上升沿的上升沿Q Q2 2翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)Q Q2 2的上升沿的上升沿Q Q3 3翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJKR Q0Q1Q2Q3CP4 4位異步二進(jìn)制加法計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表位異步二進(jìn)制加法計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0

41、 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0CP Q3 Q2 Q1 Q0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 16 0 0 0 0每每16 個個CP 循環(huán)一周循環(huán)一周動畫如將電路改為：如將電路改為：即將前一級的即將前一級的Q端和后一級的端和后一級的CP端相連，則輸出波形為端相連，則輸出波形為 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16CLK0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

42、0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 00 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 00 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0Q0Q1Q2Q3二進(jìn)制減法計數(shù)器波形圖二進(jìn)制減法計數(shù)器波形圖2. 二進(jìn)制異步減法計數(shù)器CPQ3 Q2 Q1 Q00 0 0 0 01 0 0 0 12 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 16 0 1 1 07 0 1 1 18 1 0 0 09 1 0 0 110 1 0 1 011 1 0 1 112 1 1 0 013 1 1 0 114 1 1 1 015 1

43、1 1 116 0 0 0 0加法計數(shù)器加法計數(shù)器Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1減法計數(shù)器減法計數(shù)器CPCP23456781109111213141516Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3二二 分分 頻頻四四 分分 頻頻2n 分分 頻頻異步計數(shù)器異步計數(shù)器3. 3. 同步二進(jìn)制加法計數(shù)器同步二進(jìn)制加法計數(shù)器同步同步: :

44、 每個觸發(fā)器都用同一個每個觸發(fā)器都用同一個CPCP觸發(fā)，要翻轉(zhuǎn)時觸發(fā)，要翻轉(zhuǎn)時 同時翻轉(zhuǎn)同時翻轉(zhuǎn)J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Q nJ-K觸發(fā)器真值表觸發(fā)器真值表Q QQ QR RS SJ JK KQ QQ QR RS SJ JK KQ QQ QR RS SJ JK KQ QQ QR RS SJ JK K同步二進(jìn)制加法計數(shù)器設(shè)計同步二進(jìn)制加法計數(shù)器設(shè)計用維用維阻型阻型J-KJ-K觸發(fā)器觸發(fā)器(1) Q(1) Q0 0的翻轉(zhuǎn)：的翻轉(zhuǎn)： 每來一個每來一個CPCP，Q Q0 0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) 一次一次R R 清清0 0脈沖脈沖CPCP(2) Q(2) Q1 1的翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn): :

45、Q Q0 0=1=1時時, ,再來一個再來一個CP ,CP , Q Q1 1翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次(3) Q(3) Q2 2的翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn): : Q Q1 1Q Q0 0=11=11時時, ,再來一個再來一個 CP,QCP,Q2 2翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次& &Q Q1 1Q Q0 0Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3JK=11JK=11J,K=QJ,K=Q0 0J,K=(QJ,K=(Q1 1Q Q0 0) )(4) Q(4) Q3 3的翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn): :Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0=111=111時時, ,再來一個再來一個CP,QCP,Q3 3翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次J,K=(Q

46、J,K=(Q2 2Q Q1 1Q Q0 0) )& &Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0同步二進(jìn)制加法計數(shù)器同步二進(jìn)制加法計數(shù)器Q QQ QR RS SJ JK KQ QQ QR RS SJ JK KQ QQ QR RS SJ JK KQ QQ QR RS SJ JK KR R 清清0 0脈沖脈沖CPCP& &Q Q1 1Q Q0 0Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3& &Q Q2 2Q Q1 1Q Q0 0波形圖波形圖寫出驅(qū)動方程寫出驅(qū)動方程寫出狀態(tài)方程寫出狀態(tài)方程列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：CP Qn3 Qn2 Q

47、n1 Qn0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1Q3 Q2 Q1 Q00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 14 4位同步二進(jìn)制加法計數(shù)器位同步二進(jìn)制加法計數(shù)器時序圖時序圖1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 161 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16CPCPQ Q0 0Q Q

48、1 1Q Q2 2Q Q3 30 00 00 00 01 10 00 00 01 10 00 00 01 10 00 00 01 11 11 11 10 00 00 00 0同步計數(shù)器各觸發(fā)器在同一時刻翻轉(zhuǎn)同步計數(shù)器各觸發(fā)器在同一時刻翻轉(zhuǎn)而異步計數(shù)器各觸發(fā)器而異步計數(shù)器各觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)時刻不同翻轉(zhuǎn)時刻不同, ,低位的領(lǐng)先低位的領(lǐng)先, ,高位的遲后高位的遲后, ,延遲時間為延遲時間為納秒納秒(ns)(ns)級級練習(xí)及習(xí)題十進(jìn)制數(shù)用十進(jìn)制數(shù)用0909十個數(shù)字表示十個數(shù)字表示, ,而而數(shù)字電路中使用二進(jìn)制數(shù)字電路中使用二進(jìn)制, ,所以須用所以須用二進(jìn)制數(shù)給十進(jìn)制數(shù)編碼二進(jìn)制數(shù)給十進(jìn)制數(shù)編碼編碼方法編碼方

49、法: :用用4 4位二進(jìn)制數(shù)表示位二進(jìn)制數(shù)表示1 1位十進(jìn)制數(shù)位十進(jìn)制數(shù), , 稱為二稱為二十進(jìn)制編碼十進(jìn)制編碼, , 又稱又稱BCDBCD碼碼 ( BCD( BCDBinary Coded Decimal )Binary Coded Decimal ) 二進(jìn)制數(shù)用二進(jìn)制數(shù)用84218421碼碼十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù): : 用用0-9 0-9 共十個數(shù)字表示共十個數(shù)字表示所以所以, ,用十個用十個4 4位二進(jìn)制數(shù)表示位二進(jìn)制數(shù)表示0-90-9bzzl 5.3.3.3 十進(jìn)制計數(shù)器十進(jìn)制計數(shù)器1.1.異步十進(jìn)制加法計數(shù)器設(shè)計異步十進(jìn)制加法計數(shù)器設(shè)計( (用下降沿觸發(fā)的維用下降沿觸發(fā)的維阻型阻型J-KJ

50、-K觸發(fā)器觸發(fā)器) )J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Q nQQRSJKCP在在CP CP 時時, ,根據(jù)根據(jù)JKJK狀態(tài)狀態(tài)Q Q變化變化 異步十進(jìn)制加法計數(shù)器設(shè)計異步十進(jìn)制加法計數(shù)器設(shè)計( (用下降沿觸發(fā)的維用下降沿觸發(fā)的維阻型阻型J-KJ-K觸發(fā)器觸發(fā)器) )CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換表分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換表, ,找出找出JKJK控制規(guī)律控制規(guī)律: :(1) C

51、P (1) CP 時時,Q,Q0 0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),JK=11,JK=11(2) Q(2) Q0 0 時時,Q,Q1 1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)(3) Q(3) Q1 1 時時, Q, Q2 2翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),JK=11 ,JK=11 10 1 0 1 0 0000(5)(5)當(dāng)當(dāng)Q Q3 3=1(Q=1(Q3 3=0)=0)且且Q Q0 0 時時, ,將將Q Q1 1清清0 0(4) Q0 時時, Q3翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),且且 Q2Q1=11時時,Q3由由0翻轉(zhuǎn)成翻轉(zhuǎn)成1 Q2Q1=00時時,Q3被清成被清成0R QQRSJKQQRSJKQQRSJKQQRSJK(1) CP 時時,Q0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),JK=11異步十進(jìn)制加法計數(shù)器設(shè)計

52、異步十進(jìn)制加法計數(shù)器設(shè)計( (用下降沿觸發(fā)的維用下降沿觸發(fā)的維阻型阻型J-KJ-K觸發(fā)器觸發(fā)器) )CPQ0Q1Q2Q3(2) Q0 時時,Q1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)(3) Q1 時時, Q2翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),JK=11 &(4) Q0 時時, Q3翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn),且且 Q2Q1=11時時,Q3由由0翻轉(zhuǎn)成翻轉(zhuǎn)成1 Q2Q1=00時時,Q3被清成被清成0(5)(5)當(dāng)當(dāng)Q Q3 3=1(Q=1(Q3 3=0)=0)且且Q Q0 0 時時, ,將將Q Q1 1清清0 0異步十進(jìn)制加法計數(shù)器異步十進(jìn)制加法計數(shù)器 ( (用下降沿觸發(fā)的維用下降沿觸發(fā)的維阻型阻型J-KJ-K觸發(fā)器觸發(fā)器) )時序圖時序圖1 2 3 4 5

53、 6 7 8 9 10 CPQ0Q1Q2Q3000010001000100010010000110000101010101011102. 2. 同步十進(jìn)制計數(shù)器同步十進(jìn)制計數(shù)器CPQ4 Q3 Q2 Q1十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)0 0 0 0 001 0 0 0 112 0 0 1 023 0 0 1 134 0 1 0 045 0 1 0 156 0 1 1 067 0 1 1 178 1 0 0 089 1 0 0 1910 0 0 0 0進(jìn)位進(jìn)位CPCP23456781910Q Q1 1，Q4RDKJCRDKJCRDKJCRDKJCQ3Q2Q1高電平高電平CPRDQ4Q1， Q1Q Q2 2Q2Q

54、1， Q2Q1Q Q3 3 Q3 Q2Q1， Q1Q Q4 4同同 步步 十十 進(jìn)進(jìn) 制制 加加 法法 計計 數(shù)數(shù) 器器動畫3. 3. 數(shù)字集成電路計數(shù)器數(shù)字集成電路計數(shù)器（1 1）常用數(shù)字集成電路計數(shù)器芯片舉例）常用數(shù)字集成電路計數(shù)器芯片舉例: :74LS160 4位同步十進(jìn)制加法計數(shù)器，直接清除位同步十進(jìn)制加法計數(shù)器，直接清除74LS161 4位同步二進(jìn)制加法計數(shù)器，直接清除位同步二進(jìn)制加法計數(shù)器，直接清除74LS162 4位同步十進(jìn)制加法計數(shù)器，同步清除位同步十進(jìn)制加法計數(shù)器，同步清除74LS163 4位同步二進(jìn)制加法計數(shù)器，同步清除位同步二進(jìn)制加法計數(shù)器，同步清除74LS190 4位同

55、步十進(jìn)制加位同步十進(jìn)制加/減法計數(shù)器減法計數(shù)器74LS191 4位同步二進(jìn)制加位同步二進(jìn)制加/減法計數(shù)器減法計數(shù)器74LS192 4位同步十進(jìn)制加位同步十進(jìn)制加/減法計數(shù)器，帶清除減法計數(shù)器，帶清除74LS193 4位同步二進(jìn)制加位同步二進(jìn)制加/減法計數(shù)器，帶清除減法計數(shù)器，帶清除 集成計數(shù)器集成計數(shù)器74LS90 (74LS90 (國產(chǎn)國產(chǎn)T4290)T4290)的邏輯結(jié)構(gòu)及功能的邏輯結(jié)構(gòu)及功能74LS9074LS902 2分頻和分頻和5 5分頻的十進(jìn)制計數(shù)器分頻的十進(jìn)制計數(shù)器 5 2&CPACPBS9(1)S9(2)R0(2)R0(1)QDQAQCQB時鐘時鐘輸出輸出控制信號控制信

56、號( (下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)) )一位二進(jìn)制一位二進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)器三位五進(jìn)制三位五進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)器74LS9074LS90的功能（計數(shù)功能）的功能（計數(shù)功能）2 2分頻器分頻器( (二進(jìn)制計數(shù)器二進(jìn)制計數(shù)器) ) ( (五進(jìn)制計數(shù)器五進(jìn)制計數(shù)器) ) 5 5分頻器分頻器CPA QA n+1 QA nCPB QD QC QB 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 0 0 0 5 2&CPACPBS9(1)R0(2)R0(1)QDQAQCQBS9(2)S9(2) 5 2&CPACPBS9(1)R0(2)R0(1)QDQAQCQB74LS9074L