電子技術(shù)第11講(觸發(fā)器、寄存器) new

1第11講第21章時(shí)序邏輯電路21.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

R-S觸發(fā)器

D觸發(fā)器

JK觸發(fā)器21.2寄存器2第21章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器類型觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按功能按結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器JK觸發(fā)器D觸發(fā)器T觸發(fā)器主從觸發(fā)器維阻觸發(fā)器3第21章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路21.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器21.1.1R-S觸發(fā)器Q,Q輸出端1.基本的R-S觸發(fā)器組成：用2個(gè)與非門(或或非門)構(gòu)成&&RDSDQQRD—RESET直接復(fù)位端SD—SET直接置位端4基本R-S觸發(fā)器真值表SDRDQQ

0101(復(fù)位)1010(置位)00保持原狀

11不確定&&RDSDQQ011100RD=0同時(shí)SD=1時(shí),Q=0。故RD稱為復(fù)位端,或稱為清0端5R-S觸發(fā)器真值表&&RDSDQQ011100SDRDQQ

0101(復(fù)位)1010(置位)00保持原狀

11不確定SD=0同時(shí)RD=1時(shí),Q=1。故SD稱為置位端,或稱為置1端6&&RDSDQQR-S觸發(fā)器真值表SDRDQQ

0101(復(fù)位)1010(置位)00保持原狀

11不確定111100指RD、SD從01或10變成11時(shí),輸出端狀態(tài)不變7&&RDSDQQR-S觸發(fā)器真值表SDRDQQ

0101(復(fù)位)1010(置位)00保持原狀

11不確定001111指RD、SD同時(shí)從11變成00時(shí),

輸出端狀態(tài)不定8R-S觸發(fā)器真值表SDRDQQ

0101(復(fù)位)1010(置位)00保持原狀

11不確定&&RDSDQQ00111111&&RDSDQQ001111110000即Q、Q可能是01,也可能是10。設(shè)計(jì)電路時(shí)此種情況應(yīng)避免指RD、SD同時(shí)從11變成00時(shí),輸出端狀態(tài)不定9R-S觸發(fā)器特點(diǎn):(1)具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)（Q=0,Q=1或Q=1,Q=0）,稱為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。(2)可觸發(fā)使之翻轉(zhuǎn)（使RD、SD之一為1時(shí)可翻轉(zhuǎn)）。(3)具有記憶功能（RD、SD都為0時(shí)，保持原來狀態(tài)）。10R-S觸發(fā)器應(yīng)用舉例:單脈沖發(fā)生器&&RDSDQQ+5V+5V4.7k4.7kK11R-S觸發(fā)器應(yīng)用舉例:單脈沖發(fā)生器&&RDSDQQ+5V+5V4.7k4.7kK12R-S觸發(fā)器應(yīng)用舉例:單脈沖發(fā)生器&&RDSDQQ+5V+5V4.7k4.7kKQQt正脈沖負(fù)脈沖132.時(shí)鐘控制電平觸發(fā)的R-S觸發(fā)器（可控RS觸發(fā)器）觸發(fā)器功能表CP:時(shí)鐘脈沖(ClockPulse)

R、S控制端CPSRQn+1說明1010清01101置1100Qn保持111不定避免0

Qn保持&&RDSDQQ&&RSCP14CPSRQn+1說明1010清01101置1100Qn保持111不定避免0

Qn保持狀態(tài)表達(dá)式：Qn+1=S+RQn SR＝0

觸發(fā)器功能表15時(shí)鐘控制電平觸發(fā)的R-S觸發(fā)器(續(xù))時(shí)鐘控制

—只有CP=1時(shí)，輸出端狀態(tài)才能改變電平觸發(fā)—在CP=1時(shí)，控制端R、S的電平（1或0）發(fā)生變化時(shí)，輸出端狀態(tài)才改變用途:D觸發(fā)器和J-K觸發(fā)器的內(nèi)部電路CPSRQn+1說明1010清01101置1100Qn保持111不定避免0

Qn保持1621.1.3D觸發(fā)器1.時(shí)鐘控制電平觸發(fā)的D觸發(fā)器CPSRQn+1說明1101置11010清0100Qn保持111不定避免0Qn保持1D其他兩種情況不會(huì)出現(xiàn)&&RDSDQQ&&RSCP17時(shí)鐘控制電平觸發(fā)的D觸發(fā)器功能表

CPDQn+1

1001110QnCP=1時(shí),Qn+1=DCP=0時(shí),保持原狀D觸發(fā)器具有數(shù)據(jù)記憶功能1DCP&&RDSDQQ&&18時(shí)鐘控制電平觸發(fā)的D觸發(fā)器1DCP&&QQ&&符號(hào)RDSDRDSDDCPQQ192.維持阻塞型D觸發(fā)器符號(hào)&&RDSDQQ&&&&DCPRDSDDCPQQ20維持阻塞型D觸發(fā)器的引腳功能符號(hào)D數(shù)據(jù)輸入端CP時(shí)鐘脈沖Q、Q輸出端，Q的小圈

表示是反相輸出端,

即Q總是與Q相反RDSDDCPQQRD

直接清0端(復(fù)位端)RD=0,SD=1時(shí)，Q=0SD

直接置1端(置位端)RD=1,SD=0時(shí)，Q=1

小圈表示低電平有效21維持阻塞型D觸發(fā)器的引腳功能(續(xù))功能表CPQn+1D觸發(fā)方式:邊沿觸發(fā)（時(shí)鐘上升沿觸發(fā)）功能表說明：在CP上升沿時(shí)，Q等于D；在CP高電平、低電平和下降沿時(shí)，Q保持不變RDSDDCPQQ22時(shí)鐘下降沿觸發(fā)的維持阻塞型D觸發(fā)器功能表CPQn+1D功能表說明：在CP下降沿時(shí)，Q等于D；在CP高電平、低電平和上升沿時(shí)，Q保持不變RDSDDCPQQ233.集成D觸發(fā)器介紹(1)集成雙D觸發(fā)器74LS74RDSDDCPQQRDSDDCPQQVcc(+5V)GND(地)24D觸發(fā)器應(yīng)用舉例:用D觸發(fā)器將一個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行2分頻。DCPQQCPCPQQ01RD、SD不用時(shí)，懸空或通過4.7k的電阻接高電平頻率FQ

=FCP/2D觸發(fā)器功能CP時(shí)，Q=D25用2個(gè)2分頻器級(jí)聯(lián)組成一個(gè)4分頻器DCPQQDCPQQCP1Q2QF2Q=F1Q/2=FCP/426(2)集成4D觸發(fā)器74LS175RDQQRDQQRDQQRDQQCP1D2D3D4DRD2Q1Q3Q4Q1Q2Q3Q4QVcc(+5V)GND特點(diǎn):一個(gè)集成電路中有4個(gè)D觸發(fā)器,

時(shí)鐘CP公共,清0端RD公共。27集成4D觸發(fā)器74LS175的應(yīng)用舉例—搶答電路1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QVccGND1D2D3D4DCPR500x4+5V111&&1+5V4.7k蜂鳴器CP1kHz主持人清0甲乙丙丁74LS175參賽人搶答按鍵128(3)集成8D觸發(fā)器QDRQDR內(nèi)部有8個(gè)D觸發(fā)器CP1D8DRDGNDVcc1Q2D3D4D5D6D7D2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q內(nèi)部有8個(gè)D觸發(fā)器

Q輸出RD公共CP公共29課堂練習(xí)題目:時(shí)鐘CP及輸入信號(hào)D的波形如圖所示，試畫出各觸發(fā)器輸出端Q的波形，設(shè)各輸出端Q的初始狀態(tài)=0。DQDCPQ1Q2DQDCP30DQDCPQ1課堂練習(xí)(續(xù))CPDQ131課堂練習(xí)(續(xù))Q2DQDCPCPDQ132作業(yè)：P348習(xí)題21.1.8，

21.1.1033工作原理

KCPJRSCP’主R-S從R-SQM21.1.2J-K觸發(fā)器主從型J-K觸發(fā)器主從JK觸發(fā)器工作過程分兩步：①CP=1時(shí)，主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)，從觸發(fā)器被封鎖而保持不變；②CP由“1”變“0”時(shí)，主觸發(fā)器被封鎖，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器的狀態(tài)，觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)變化，CP＝0期間，觸發(fā)器狀態(tài)保持。Q和Q的變化僅發(fā)生在CP的下降沿。－－脈沖觸發(fā)方式34主從J-K觸發(fā)器邏輯表達(dá)式QQRDSDJKCPQn+1=JQn+KQnJKQn+100Qn01010111Qn符號(hào)35主從J-K觸發(fā)器R、S端功能QQRDSDJKCPRD復(fù)位端SD置位端

RD=0,SD=1時(shí)Q=0RD=1,SD=0時(shí)Q=1正常工作時(shí)

RD=1,SD=136主從型J－K觸發(fā)器工作波形圖舉例JKQn+100Qn01010111Qn0CPJKQ置1清0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)CP接收J(rèn)K信號(hào)Q狀態(tài)轉(zhuǎn)變37有多個(gè)J、K控制端的J-K觸發(fā)器J=J1?J2K=K1?K2QQRDSDJ1K1CPJ2K2&&JK3810CPQQ當(dāng)JK=11時(shí)，在CP下降沿翻轉(zhuǎn)(計(jì)數(shù))用主從J-K觸發(fā)器構(gòu)成2分頻器CPQQRDSDJKCPFQ=FCP/2RS,JK懸空或通過4.7k的電阻接高電平CPQ239CP2個(gè)2分頻器級(jí)聯(lián)組成4分頻器F2Q=FCP/42Q1QCP2Q4QQRDSDJKCPQQRDSDJKCP40觸發(fā)器課堂練習(xí)題目：時(shí)鐘CP及輸入信號(hào)D的波形如圖所示，試畫出觸發(fā)器輸出端Q的波形，設(shè)輸出端Q的初始狀態(tài)=0。JKQ1DCPQQ41觸發(fā)器課堂練習(xí)(續(xù))CPDQ(J)K由主從型J-K觸發(fā)器構(gòu)成的D觸發(fā)器JKQ1DCPQQJ=0、K=1時(shí)，CPQ=0J=1、K=0時(shí)，CPQ=142例：P350習(xí)題21.1.14CPRDQ1(J)DQ2QSD=1QJDRDKQ1Q2DC43例：電路和輸入信號(hào)波形如圖所示，畫出各觸發(fā)器Q端的波形。各觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。解：兩個(gè)JK觸發(fā)器均連接成下降沿出發(fā)（T觸發(fā)器）。Q1Q244由J-K觸發(fā)器構(gòu)成的T和T’觸發(fā)器(P294)將JK觸發(fā)器的J、K端連接在一起作為T端，就構(gòu)成了T觸發(fā)器，因此T觸發(fā)器沒有專門設(shè)計(jì)的定型產(chǎn)品。

特性方程

Qn+1=TQnTQnQn+1000011101110特性表特性表可知，T=1，Qn+1=Qn，觸發(fā)器為計(jì)數(shù)狀態(tài)，T=0，Qn+1=

Qn，觸發(fā)器為保持狀態(tài)。QC1TQ1NCPT觸發(fā)器邏輯符號(hào)45

當(dāng)T觸發(fā)器的輸入端為T=1時(shí)，稱為T’觸發(fā)器。T’觸發(fā)器的特性方程：CPQ1CP由J-K觸發(fā)器構(gòu)成的T和T’觸發(fā)器(P294)46（1）識(shí)別觸發(fā)器類型，觸發(fā)沿（上升沿、下降沿），確定輸出輸入邏輯式；（2）依據(jù)輸入信號(hào)（注意R、S信號(hào)），逐級(jí)畫出輸出信號(hào)。注意：有中間變量的，中間變量的波形 也應(yīng)畫出。分析步驟：4721.2寄存器21.2.1數(shù)碼寄存器(并行寄存器)DCP一個(gè)D觸發(fā)器組成1位的數(shù)碼寄存器CP上升沿,Q=DCP高電平、低電平、下降沿，Q不變由D觸發(fā)器組成，用于存放數(shù)碼。RDSDDCPQQ48由4D集成電路74LS175組成4位二進(jìn)制數(shù)寄存器RDQQRDQQRDQQRDQQCP1D2D3D4DR2Q1Q3Q4Q1Q2Q3Q4QVcc(+5V)GND〔吊高電平〕D3D2D1D0CPQ3Q2Q1Q0RGNDVcc+5V+5V

74LS175（電源〕CP1D2D3D4D1Q2Q3Q4Q4D鎖存器數(shù)碼寄存器(續(xù))4位二進(jìn)制數(shù)49數(shù)碼寄存器(續(xù))由8D集成電路74LS273組成8位二進(jìn)制數(shù)寄存器D3D2D1D0CPQ3Q2Q1Q0R+5V

74LS2731D8D1Q8Q8D鎖存器Q4Q5Q6Q7D4D5D6D7CP8位二進(jìn)制數(shù)D7~D050數(shù)碼寄存器用于計(jì)算機(jī)并行輸入/輸出接口外部設(shè)備(打印機(jī))8D鎖存器1D~8D1Q~8QCPD7~D0計(jì)算機(jī)CPU控制信號(hào)計(jì)算機(jī)CPU數(shù)據(jù)總線輸出接口計(jì)算機(jī)總線畫法:一條粗線代表8條線5121.2.2串行移位寄存器1.用D觸發(fā)器組成的移位寄存器QSRDQSRDQSRDQSRDDiRQ1Q2Q3Q4CP串行輸入5213.6寄存器13.6.2串行移位寄存器1.用D觸發(fā)器組成的移位寄存器經(jīng)4個(gè)CP脈沖,Di出現(xiàn)在Q4上Q1Q2Q3Q4CPDiDiDiDiCPDiDiDi0CPDiDi00CPDi000R0000由D觸發(fā)器組成的串行移位寄存器功能表QSRDQSRDQSRDQSRDDiRQ1Q2Q3Q4CP串行輸入53循環(huán)移位寄存器RQSRDQSRDQSRDQSRDQ1Q2Q3Q4CP經(jīng)4個(gè)CP脈沖循環(huán)一周C