觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路

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21.2

寄存器21.3

計(jì)數(shù)器21.4555定時(shí)器及其應(yīng)用本章要求1.掌握R－S、J－K、D

觸發(fā)器的邏輯功能及不同結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn);2.掌握寄存器、移位寄存器、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯功能，會(huì)分析時(shí)序邏輯電路;3.了解集成定時(shí)器及由它組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的工作原理。第21章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路

電路的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而且與電路原來(lái)的狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)輸入信號(hào)消失后，電路狀態(tài)仍維持不變。這種具有存貯記憶功能的電路稱(chēng)為時(shí)序邏輯電路。時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)：

下面介紹雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它是構(gòu)成時(shí)序電路的基本邏輯單元。21.1

雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點(diǎn)：

1.有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)“0”態(tài)和“1”態(tài)；

2.能根據(jù)輸入信號(hào)將觸發(fā)器置成“0”或“1”態(tài)；

3.輸入信號(hào)消失后，被置成的“0”或“1”態(tài)能保存下來(lái)，即具有記憶功能。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：是一種具有記憶功能的邏輯單元電路，它能儲(chǔ)存一位二進(jìn)制碼。1.基本R－S觸發(fā)器2.可控RS

觸發(fā)器&QQG1&G2SDRD21.1.1R－S

觸發(fā)器兩互補(bǔ)輸出端1.基本R－S觸發(fā)器兩輸入端正常情況下，兩輸出端的狀態(tài)保持相反。通常以Q端的邏輯電平表示觸發(fā)器的狀態(tài)，即Q=1，Q=0時(shí)，稱(chēng)為“1”態(tài)；反之為“0”態(tài)。反饋線(xiàn)基本R－S

觸發(fā)器狀態(tài)表邏輯符號(hào)RD(ResetDirect)-直接置“0”端(復(fù)位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)QQSDRDSDRDQ100置0011置111不變保持00同時(shí)變1后不確定功能低電平有效觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系1001設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)。翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)(1)SD=1，RD=01010&QQG1&G2SDRD設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)1001110觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變復(fù)位0結(jié)論:不論觸發(fā)器原來(lái)為何種狀態(tài)，當(dāng)SD=1，

RD=0時(shí)，

將使觸發(fā)器置“0”或稱(chēng)為復(fù)位。&QQG1&G2SDRD01設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)(2)SD=0，RD=1&QQG1&G2SDRD設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)0110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變置位1結(jié)論:不論觸發(fā)器原來(lái)為何種狀態(tài)，當(dāng)SD=0，

RD=1時(shí)，

將使觸發(fā)器置“1”或稱(chēng)為置位。&QQG1&G2SDRD11設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)010011保持為“0”態(tài)(3)SD=1，RD=1&QQG1&G2SDRD設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)1110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變1當(dāng)SD=1，

RD=1時(shí)，觸發(fā)器保持原來(lái)的狀態(tài)，

即觸發(fā)器具有保持、記憶功能。&QQG1&G2SDRD&QQG1&G2SDRD110011111(4)SD=0，RD=0

當(dāng)信號(hào)SD=RD

=0同時(shí)變?yōu)?時(shí)，由于與非門(mén)的翻轉(zhuǎn)時(shí)間不可能完全相同，觸發(fā)器狀態(tài)可能是“1”態(tài)，也可能是“0”態(tài)，不能根據(jù)輸入信號(hào)確定?；綬－S

觸發(fā)器狀態(tài)表邏輯符號(hào)RD(ResetDirect)-直接置“0”端(復(fù)位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)QQSDRDSDRDQ100置0011置111不變保持00同時(shí)變1后不確定功能低電平有效2.可控RS

觸發(fā)器基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G4SR&G3CP&G1&G2SDRDQQ時(shí)鐘脈沖當(dāng)CP=0時(shí)011

R，S

輸入狀態(tài)不起作用。

觸發(fā)器狀態(tài)不變11&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP

SD，RD用于預(yù)置觸發(fā)器的初始狀態(tài)，

工作過(guò)程中應(yīng)處于高電平，對(duì)電路工作狀態(tài)無(wú)影響。被封鎖被封鎖當(dāng)CP=1時(shí)1打開(kāi)(1)S=0,R=00011觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器狀態(tài)由R，S

輸入狀態(tài)決定。11打開(kāi)&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP1101010(2)S=0,R=1觸發(fā)器置“0”(3)S=1,R=0觸發(fā)器置“1”11&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP1110011110若先翻若先翻Q=1Q=011(4)S=1,R=1當(dāng)時(shí)鐘由1變0后觸發(fā)器狀態(tài)不定11&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP可控RS狀態(tài)表00SR01010111不定Qn+1QnQn—時(shí)鐘到來(lái)前觸發(fā)器的狀態(tài)Qn+1—時(shí)鐘到來(lái)后觸發(fā)器的狀態(tài)邏輯符號(hào)QQSRCPSDRD

CP高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定CP低電平時(shí)R，S輸入狀態(tài)不起作用。觸發(fā)器狀態(tài)不變。跳轉(zhuǎn)例：畫(huà)出可控R－S

觸發(fā)器的輸出波形RSCP不定不定可控R－S狀態(tài)表

CP高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定QQ0100SR01010111不定Qn+1Qn存在問(wèn)題：時(shí)鐘脈沖不能過(guò)寬，否則出現(xiàn)空翻現(xiàn)象，即在一個(gè)時(shí)鐘脈沖期間觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次以上。CP克服辦法：采用JK

觸發(fā)器或D

觸發(fā)器00SR

010

10

1

11

不定Qn+1QnQ=SQ=R21.1.2主從JK觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)從觸發(fā)器主觸發(fā)器反饋線(xiàn)CP

CP1互補(bǔ)時(shí)鐘控制主、從觸發(fā)器不能同時(shí)翻轉(zhuǎn)RS

C從觸發(fā)器QQQSDRD

C主觸發(fā)器JK(1)J=0，K=1CP信號(hào)作用(2)J=1，K=0CP信號(hào)作用(3)J=0，K=0CP信號(hào)作用(4)J=1,K=1CP信號(hào)作用Qn+1=0Qn+1=1QnQn+1=QnQn+1=(保持功能)(置“0”功能)(置“1”功能)(翻轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)）即每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，即具有計(jì)數(shù)功能。四種邏輯功能：CP01001結(jié)論：

CP高電平時(shí)主觸發(fā)器狀態(tài)由J、K決定，從觸發(fā)器狀態(tài)不變。

CP下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)(主、從觸發(fā)器狀態(tài)一致）。RS

從觸發(fā)器QQQSDRD1

JKCP

從觸發(fā)器3.JK觸發(fā)器的邏輯功能Qn10011100Qn01

J

K

Qn

Qn+1

00

01

10

11

JK觸發(fā)器狀態(tài)表01010101

CP高電平時(shí)，主觸發(fā)器狀態(tài)由J、K決定，從觸發(fā)器狀態(tài)不變。

CP下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)(主、從觸發(fā)器狀態(tài)一致）。00010101Qn+1QnS'R'J

K

Qn+1

00Qn

010

101

11

Qn

JK觸發(fā)器狀態(tài)表(保持功能)

(置“0”功能)

(置“1”功能)

(計(jì)數(shù)功能)C下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)SD

、RD為直接置1、置0端，不受時(shí)鐘控制，低電平有效，觸發(fā)器工作時(shí)SD

、RD應(yīng)接高電平。邏輯符號(hào)CPQJKSDRDQ例：JK

觸發(fā)器工作波形CPJKQ下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)J

K

Qn+1

00Qn

010

101

11

Qn

JK觸發(fā)器狀態(tài)表基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CPD21.1.3維持阻塞D

觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)反饋線(xiàn)跳轉(zhuǎn)D觸發(fā)器狀態(tài)表D

Qn+1

0101上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)邏輯符號(hào)DCPQQRDSD

CP上升沿前接收信號(hào)，上降沿時(shí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，(其Q的狀態(tài)與D狀態(tài)一致；但Q的狀態(tài)總比D的狀態(tài)變化晚一步，即Qn+1=Dn；上升沿后輸入D不再起作用，觸發(fā)器狀態(tài)保持。即(不會(huì)空翻)結(jié)論：例：D

觸發(fā)器工作波形圖CPDQ上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)21.1.4觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換1.將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D

觸發(fā)器當(dāng)J=D，K=D時(shí)，兩觸發(fā)器狀態(tài)相同D觸發(fā)器狀態(tài)表D

Qn+1

0101J

K

Qn+1

00Qn

010

101

11

Qn

JK觸發(fā)器狀態(tài)表D1CPQJKSDRDQ仍為下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)2.將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T(mén)

觸發(fā)器T

CPQJKSDRDQT觸發(fā)器狀態(tài)表T

Qn+1

01QnQn(保持功能)(計(jì)數(shù)功能)J

K

Qn+1

00Qn

010

101

11

Qn

JK觸發(fā)器狀態(tài)表當(dāng)J=K時(shí)，兩觸發(fā)器狀態(tài)相同3.將D

觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T(mén)′觸發(fā)器觸發(fā)器僅具有計(jì)數(shù)功能即要求來(lái)一個(gè)CP，

觸發(fā)器就翻轉(zhuǎn)一次。CPQQD21.2

寄存器

寄存器是數(shù)字系統(tǒng)常用的邏輯部件，它用來(lái)存放數(shù)碼或指令等。它由觸發(fā)器和門(mén)電路組成。一個(gè)觸發(fā)器只能存放一位二進(jìn)制數(shù)，存放n

位二進(jìn)制時(shí)，要n個(gè)觸發(fā)器。按功能分?jǐn)?shù)碼寄存器移位寄存器RDQDFF0d0Q0QDFF1d1Q1d2QDFF2Q2QDFF3d3Q321.2.1數(shù)碼寄存器僅有寄存數(shù)碼的功能。清零寄存指令通常由D觸發(fā)器或R-S觸發(fā)器組成并行輸入方式00001101寄存數(shù)碼1101觸發(fā)器狀態(tài)不變RDSDd3RDSDd2RDSDd1RDSDd010清零1100寄存指令&Q0&Q1&Q2&Q3取數(shù)指令1100并行輸出方式&&&&QQQQ00000011狀態(tài)保持不變1010111121.2.2移位寄存器不僅能寄存數(shù)碼，還有移位的功能。所謂移位，就是每來(lái)一個(gè)移位脈沖，寄存器中所寄存的數(shù)據(jù)就向左或向右順序移動(dòng)一位。按移位方式分類(lèi)單向移位寄存器雙向移位寄存器寄存數(shù)碼1.單向移位寄存器清零D1移位脈沖23410111QQ3Q1Q2RD0000000100101011010110111011QJKFF0Q1QJKFF2QJKFF1QJKFF3數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)，稱(chēng)左移寄存器，輸入方式為串行輸入。QQQ從高位向低位依次輸入數(shù)碼輸入四位左移移位寄存器狀態(tài)表0001123移位脈沖Q2Q1Q0移位過(guò)程Q3寄存數(shù)碼D001110000清零110左移一位001011左移二位01011左移三位10114左移四位101并行輸出再繼續(xù)輸入四個(gè)移位脈沖,從Q3端串行輸出1011數(shù)碼動(dòng)畫(huà)右移移位寄存器21.3

計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器是數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)中廣泛應(yīng)用的一種邏輯部件，可累計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)，可用于定時(shí)、分頻、時(shí)序控制等。分類(lèi)加法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器

(按計(jì)數(shù)功能)異步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器(按計(jì)數(shù)脈沖引入方式)

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

N

進(jìn)制計(jì)數(shù)器(按計(jì)數(shù)制)21.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器按二進(jìn)制的規(guī)律累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，它也是構(gòu)成其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)。要構(gòu)成n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需用n個(gè)具有計(jì)數(shù)功能的觸發(fā)器。計(jì)數(shù)脈沖數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0012345678000000010010001101000101011001111000012345678計(jì)數(shù)脈沖數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0910111213141510011010101111001101111011119101112131415

16

00000四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表21.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

1.異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖C不是同時(shí)加到各位觸發(fā)器。最低位觸發(fā)器由計(jì)數(shù)脈沖觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，其他各位觸發(fā)器有時(shí)需由相鄰低位觸發(fā)器輸出的進(jìn)位脈沖來(lái)觸發(fā)，因此各位觸發(fā)器狀態(tài)變換的時(shí)間先后不一，只有在前級(jí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后,后級(jí)觸發(fā)器才能翻轉(zhuǎn)。1010當(dāng)J、K=1時(shí)，具有計(jì)數(shù)功能，每來(lái)一個(gè)脈沖觸發(fā)器就翻轉(zhuǎn)一次.清零RDQJKQQ0FF0QJKQQ1FF1QJKQQ2FF2CP計(jì)數(shù)脈沖三位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器在電路圖中J、Ｋ懸空表示J、K=1下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)每來(lái)一個(gè)CP翻轉(zhuǎn)一次當(dāng)相鄰低位觸發(fā)器由1變0時(shí)翻轉(zhuǎn)二進(jìn)制數(shù)

Q2

Q1

Q0

000010012010301141005101611071118000脈沖數(shù)(CP)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表從狀態(tài)表可看出：最低位觸發(fā)器來(lái)一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次，每個(gè)觸發(fā)器由1變?yōu)?時(shí)，要產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào),

這個(gè)進(jìn)位信號(hào)應(yīng)使相鄰的高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。異步二進(jìn)制加法器工作波形2分頻4分頻8分頻每個(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CP12345678Q0Q1Q2用D觸發(fā)器構(gòu)成三位二進(jìn)制異步加法器？？2、若構(gòu)成減法計(jì)數(shù)器CP又如何連接？思考1、各觸發(fā)器CP應(yīng)如何連接？各D觸發(fā)器已接成T′觸發(fā)器，即具有計(jì)數(shù)功能CP清零RDQDQQ0F0QDQQ1FF1QDQQ2FF22.同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器線(xiàn)路聯(lián)接簡(jiǎn)單。各觸發(fā)器是逐級(jí)翻轉(zhuǎn)，因而工作速度較慢。同步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)接到各位觸發(fā)器，各觸發(fā)器狀態(tài)的變換與計(jì)數(shù)脈沖同步。同步計(jì)數(shù)器由于各觸發(fā)器同步翻轉(zhuǎn)，因此工作速度快。但接線(xiàn)較復(fù)雜。同步計(jì)數(shù)器組成原則:根據(jù)翻轉(zhuǎn)條件,確定觸發(fā)器級(jí)間連接方式—找出J、K輸入端的聯(lián)接方式。計(jì)數(shù)脈沖數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0012345678000000010010001101000101011001111000012345678計(jì)數(shù)脈沖數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0910111213141510011010101111001101111011119101112131415

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00000四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器級(jí)間連接的邏輯關(guān)系由J、K端邏輯表達(dá)式，可得出四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路。觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)條件

J、K端邏輯表達(dá)式J、K端邏輯表達(dá)式FF0每輸入一C翻一次FF1FF2FF3J0=K0=1Q0=1J1=K1=Q0Q1=Q0=1J2=K2=Q1

Q0Q2=Q1=Q0=1J3=K3=Q2

Q1

Q0J0=K0=1J1=K1=Q0J2=K2=Q1

Q0J3=K3=Q2

Q1

Q0（加法）（減法）計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到各位觸發(fā)器上，當(dāng)每個(gè)到來(lái)后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看J、K的狀態(tài)。QFF3QFF2QFF1QFF0Q3Q2Q0Q1CPJKJKJKJK由主從型JK觸發(fā)器組成的同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

最低位觸發(fā)器FF0每一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次；FF1：當(dāng)Q0=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次；FF2：當(dāng)Q1=Q0=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次。FF3：當(dāng)Q2=Q1=Q0=1時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘FF3翻轉(zhuǎn)。

74LS161型四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(a)外引線(xiàn)排列圖；(b)邏輯符號(hào)A0A1A3A2UCC:16GND:8EPETCPLDRD34561112131415Q0Q3Q1Q2RCO74LS161710291A01CP234RCO5A36EP7GND8911101213141516+UCC74LS161LDA1A2ETQ0Q3Q1Q2RD(a)(b)01111110

0

RD

CPEPET表21.3.474LS161型同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能表0111LD輸入輸出Q3Q2Q1Q0A3A2A1A0d3d2d1d0d3d2d1d0計(jì)數(shù)保持保持000021.3.2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)規(guī)律：“逢十進(jìn)一”。它是用四位二進(jìn)制數(shù)表示對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，所以又稱(chēng)為二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。四位二進(jìn)制可以表示十六種狀態(tài)，為了表示十進(jìn)制數(shù)的十個(gè)狀態(tài)，需要去掉六種狀態(tài)，具體去掉哪六種狀態(tài)，有不同的安排，這里僅介紹廣泛使用8421編碼的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1.同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)(CP)十進(jìn)制數(shù)0123456789100000000100100011010001010110011110001001000001234567890RDQJKQFF0QJKQFF1CP計(jì)數(shù)脈沖QJKQFF2QJKQQ3FF3Q2Q1Q0十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器Q0Q1Q2Q3CP12345678910十進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作波形常用74LS160型同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,其外引腳排列及功能表與74LS161型計(jì)數(shù)器相同。2.異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(1)74LS290型二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q1RDCP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSDCP1Q0QJKQFF0邏輯功能及外引線(xiàn)排列110

10清零0000（1）R01、

R02：

置“0”輸入端邏輯功能Q1RDCP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSDCP1Q0QJKQFF0邏輯功能及外引線(xiàn)排列0置“9”1100（1）S91、

S92：

置“9”輸入端邏輯功能1

1Q1RDCP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSDCP1Q0QJKQFF0邏輯功能及外引線(xiàn)排列計(jì)數(shù)功能0011Q1RDCP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSDCP1Q0QJKQFF00011輸入脈沖輸出二進(jìn)制輸入脈沖輸出五進(jìn)制Q1RDCP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSDCP1Q0QJKQFF00011輸入脈沖輸出十進(jìn)制Q1RDCP0&R02R01S91S92&QJKQFF1QJKQFF2Q2QJKQFF3Q3RDRDRDSDSDCP1Q0QJKQFF074LS290型計(jì)數(shù)器功能表輸入輸出Q2Q3R01S92S91R02Q1Q011011011000000001010R01S92S91R02有任一為“0”有任一為“0”計(jì)數(shù)清零置9輸入計(jì)數(shù)脈沖8421異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十分頻輸出(進(jìn)位輸出)計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)器輸出(2)74LS290的應(yīng)用S91N74LS290S92Q2Q1NUCCR01R02CP0CP1Q0Q3地外引線(xiàn)排列圖17814S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02CP1CP0輸入脈沖十分頻輸出8421異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q1Q2Q3Q0CP12345678910工作波形S92S91Q0Q3Q1Q2R01R02CP1CP0S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02CP1CP0五進(jìn)制輸出計(jì)數(shù)脈沖輸入異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器CP12345Q1Q2Q3工作波形如何構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器反饋置“0”法：當(dāng)滿(mǎn)足一定的條件時(shí)，利用計(jì)數(shù)器的復(fù)位端強(qiáng)迫計(jì)數(shù)器清零,重新開(kāi)始新一輪計(jì)數(shù)。

利用反饋置“0”法可用已有的計(jì)數(shù)器得出小于原進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。

例：用一片74LS290可構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器適當(dāng)改接,利用其清零端進(jìn)行反饋清零，則可得出十以?xún)?nèi)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用一片74LS290構(gòu)成十以?xún)?nèi)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器例：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器六種狀態(tài)二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)(CP)十進(jìn)制數(shù)0123456789100000000100100011010001010110011110001001000001234567890例：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器六種狀態(tài)當(dāng)狀態(tài)0110（6）出現(xiàn)時(shí)，將Q2=1，Q1=1送到復(fù)位端R01和R02，使計(jì)數(shù)器立即清零。狀態(tài)0110僅瞬間存在。74LS290為異步清零的計(jì)數(shù)器反饋置“0”實(shí)現(xiàn)方法:Q3Q2Q1Q0000000010010001101000101011001111000100100001111六進(jìn)制計(jì)數(shù)器S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02CP1CP0計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器清零

當(dāng)出現(xiàn)0110（6）時(shí)，應(yīng)立即使計(jì)數(shù)器清零，重新開(kāi)始新一輪計(jì)數(shù)。例2:六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q3

Q2

Q1

Q0S9(1)

S9(2)

R0(1)

R0(2)CP1

CP0個(gè)位Q3

Q2

Q1

Q0S9(1)

S9(2)

R0(1)

R0(2)CP0CP1十位個(gè)位為十進(jìn)制，十位為六進(jìn)制。個(gè)位的最高位Q3接十位的CP0

，個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)十個(gè)脈沖循環(huán)一次，每當(dāng)?shù)谑畟€(gè)脈沖來(lái)到后Q3由1變?yōu)?，相當(dāng)于一個(gè)下降沿，使十位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。經(jīng)過(guò)六十個(gè)脈沖，個(gè)位和十位計(jì)數(shù)器都恢復(fù)為0000。74LS16074LS160LD(置數(shù)）000000010010001101000101011001111000例:分析圖示邏輯電路的邏輯功能,說(shuō)明其用處。

設(shè)初始狀態(tài)為“000”。RDQJKQQ0FF0QJKQQ1FF1QJKQQ2FF2CP計(jì)數(shù)脈沖解：1.寫(xiě)出各觸發(fā)器

J、K端和CP端的邏輯表達(dá)式

CP0=CP

K0=1

J0=Q2K1=1

J1=1CP1=Q0J2=Q0Q1K2=1CP2=CP

RDQJKQQ0FF0QJKQQ1FF1QJKQQ2FF2CP計(jì)數(shù)脈沖解：當(dāng)初始狀態(tài)為“000”時(shí)，

各觸發(fā)器J、K端和C端的電平為

CP0=CP=0K0=1

J0=Q2=1K1=1

J1=1CP1=Q0=0J2=Q0Q1=0K2=1CP2=CP=0

RDQJKQQ0FF0QJKQQ1FF1QJKQQ2FF2CP計(jì)數(shù)脈沖000011111CPJ2=Q0Q1K2=1J1=K1=1K0=1

J0=Q2Q2Q1Q0011111011111111111011101011111000010012010301141005000由表可知，經(jīng)5個(gè)脈沖循環(huán)一次，為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2.列寫(xiě)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程CP1=Q0由于計(jì)數(shù)脈沖沒(méi)有同時(shí)加到各位觸發(fā)器上，所以為異步計(jì)數(shù)器。異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作波形CP12345Q0Q1Q221.4555定時(shí)器及其應(yīng)用

555定時(shí)器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。555定時(shí)器在工業(yè)控制、定時(shí)、檢測(cè)、報(bào)警等方面有廣泛應(yīng)用。21.4.1555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理1.分壓器：由三個(gè)等值電阻構(gòu)成2.比較器：由電壓比較器C1和C2構(gòu)成3.R-S觸發(fā)器4.放電開(kāi)關(guān)管TVAVB輸出端電壓控制端高電平觸發(fā)端低電平觸發(fā)端放電端復(fù)位端UCC分壓器比較器R-S觸發(fā)器放電管調(diào)轉(zhuǎn)地++C1++C2QQRDSD5k5k5kT24567831<2/3UCC<1/3UCC10>2/3UCC>1/3UCC01<2/3UCC>1/3UCC11>2/3UCC<1/3UCC00RDSDV6V2比較結(jié)果1/3UCC不允許2/3UCC++C1++C2.5K5K5KVAVBUCCRDSD562V6V2<2/3UCC<1/3UCC>2/3UCC>1/3UCC<2/3UCC>1/3UCCQT10保持導(dǎo)通截止保持綜上所述，555功能表為：QQRDSDT輸出RDSD101011QT10保持導(dǎo)通截止保持21.4.2定時(shí)器電路的應(yīng)用

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。在未加觸發(fā)脈沖前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)；在觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)定狀態(tài)，停留一段時(shí)間后，電路又自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)。

暫穩(wěn)定狀態(tài)的長(zhǎng)短，取決于電路的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖無(wú)關(guān)。2.由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用做定時(shí)、整形及延時(shí)。ucR1+UCCuiUCC++C1++C2QQRDSD5K5K5KVAVBT1348(復(fù)位端)uO65272.由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(地)接通電源>2/3UCC01101Q=0導(dǎo)通1穩(wěn)定狀態(tài)2.由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(地)1101Q=1截止暫穩(wěn)狀態(tài)0001<1/3UCCucR1+UCCuiUCC++C1++C2QQRDSD5K5K5KVAVBT1348(復(fù)位端)uO6527ucR1+UCCuiUCC++C1++C2QQRDSD5K5K5KVAVBT1348(復(fù)位端)uO65272.由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(地)>2/3UCC1010Q=1010110穩(wěn)定狀態(tài)Q=0uituCtuOt暫穩(wěn)態(tài)tptp=RCln3=1.1RC2/3UCCQ=1Q=0T截止C充電RD=0SD=1Q=0Q=1因此暫穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)短取決于RC時(shí)間常數(shù)RD=1SD=0+UCC48562713..uCCuiuOR0.01F例1：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成定時(shí)檢測(cè)&uiuBuAuouituBtuotuAttp例2：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成短時(shí)用照明燈48162357uOui+UCCSRCuituottp若S未按下,則ui

=1若S按下,則ui

=0uO按一下按鈕S未按0KT的線(xiàn)圈不通電KT的觸點(diǎn)斷開(kāi)燈滅1通電閉合亮燈亮的時(shí)間為：tp

=1.1RC48162357uOui+UCCCSKTKTD1D2R~1.由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器

多諧振蕩器是一種無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，接通電源后，不需外加觸發(fā)信號(hào)，就能產(chǎn)生矩形波輸出。由于矩形波中含有豐富的諧波，故稱(chēng)為多諧振蕩器。

多諧振蕩器是一種常用的脈沖波形發(fā)生器,觸發(fā)器和時(shí)序電路中的時(shí)鐘脈沖一般是由多諧振蕩器產(chǎn)生的。21.4.2定時(shí)器電路的應(yīng)用UCC++C1++C2QQRDSD..5K5K5KVAVBT13245678(復(fù)位端)(地)uO1.由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器接通電源通電前uC=0011100>2/3UCCRD=1SD=0uCR1R2.+–C充電C放電1<1/3UCC48562713+UCCuOuC.CR1R2tp1tp22/3UCC1/3UCCRD=1SD=0Q=1Q=0

T截止Q=0Q=1

T導(dǎo)通RD=0SD=1tp1=(R1+R2)Cln2=0.7(R1+R2)Ctp2=R2Cln2=0.7R2CT=tp1+tp2=0.7(R1+2R2)C接通電源C充電C放電uCtOuOtO例：多諧振蕩器構(gòu)成水位監(jiān)控報(bào)警電路水位正常情況下，電容C被短接,揚(yáng)聲器不發(fā)音；水位下降到探測(cè)器以下時(shí)，多諧振蕩器開(kāi)始工作，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警。.uC.+UCC4876213CR1R25+1清零0寄存指令并行輸入串行輸出DQ2SDRDd2&F2Q1SDRDd1&F1Q0SDRDd0&F0DDQ3SDRDd3&F3D串行輸入移位脈沖DCP2.并行、串行輸入/串行輸出寄存器寄存器分類(lèi)并行輸入/并行輸出串行輸入/并行輸出并行輸入/串行輸出串行輸入/串行輸出FF3FF1FF0d0d1d2d3Q0Q1Q2Q3FF2dQ0Q1Q2Q3FF3FF1FF0FF2d0d1d2d3Q3FF3FF1FF0FF2Q3dFF3FF1FF0FF2當(dāng)CP=1時(shí)1打開(kāi)觸發(fā)器狀態(tài)由R，S

輸入狀態(tài)決定。11打開(kāi)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻受C控制（CP高電平時(shí)翻轉(zhuǎn)），而觸發(fā)器的狀態(tài)由R，S的狀態(tài)決定。&G1&G2SDRDQQ