第21章觸發(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21.5由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器21.6應(yīng)用舉例21.4時(shí)序邏輯電路的分析本章要求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.學(xué)會(huì)使用本章所介紹的各種集成電路。4.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21.1.2JK觸發(fā)器21.1.3D觸發(fā)器21.1.4觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換21.1.1RS觸發(fā)器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。21.1.1RS觸發(fā)器兩互補(bǔ)輸出端1.基本R－S觸發(fā)器兩輸入端&QQ.G1&.G2SDRD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=01010QQ.G1&.&G2SDRD觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系設(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。QQ.G1&.&G2SDRD01設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)(2)SD=0，RD=1QQ.G1&.&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。QQ.G1&.&G2SDRD11設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)010011保持為“0”態(tài)(3)SD=1，RD=1QQ.G1&.&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。QQ.G1&.&G2SDRD110011111110若G1先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為“0”態(tài)“1”態(tài)(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。QQ.G1&.&G2SDRD10若先翻轉(zhuǎn)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基本RS觸發(fā)器狀態(tài)表2.可控RS觸發(fā)器基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G4SR&G3C.&G1&G2.SDRDQQ時(shí)鐘脈沖當(dāng)C=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&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C

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)C=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（C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&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C當(dāng)C=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&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C1101010(2)S=0,R=1觸發(fā)器置“0”(3)S=1,R=0觸發(fā)器置“1”11.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C1110011110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&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C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)QQSR

CSDRDC高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定跳轉(zhuǎn)例：畫(huà)出可控RS觸發(fā)器的輸出波形RSC不定不定可控R－S狀態(tài)表C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。C克服辦法：采用JK觸發(fā)器或D觸發(fā)器00SR01010

111

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

C

CF主JKRS

CF從QQQSDRD1互補(bǔ)時(shí)鐘控制主、從觸發(fā)器不能同時(shí)翻轉(zhuǎn)2.工作原理01F主打開(kāi)F主狀態(tài)由J、K決定，接收信號(hào)并暫存。F從封鎖F從狀態(tài)保持不變。01CRS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C0110狀態(tài)保持不變。從觸發(fā)器的狀態(tài)取決于主觸發(fā)器，并保持主、從狀態(tài)一致，因此稱(chēng)之為主從觸發(fā)器。F從打開(kāi)F主封鎖0RS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C01C01010010C高電平時(shí)觸發(fā)器接收信號(hào)并暫存（即F主狀態(tài)由J、K決定，F(xiàn)從狀態(tài)保持不變）。要求C高電平期間J、K的狀態(tài)保持不變。C下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)（F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致）。C低電平時(shí),F主封鎖J、K不起作用CRS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

01RS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C010分析JK觸發(fā)器的邏輯功能(1)J=1,K=1設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)110110101001狀態(tài)不變主從狀態(tài)一致?tīng)顟B(tài)不變01RS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C010(1)J=1,K=110設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)為“？”狀態(tài)J=1,K=1時(shí)，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。(1)J=1,K=1跳轉(zhuǎn)01RS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C010(2)J=0，K=1設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)01100101011001設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)為“？”態(tài)01RS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C010(3)J=1，K=0設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)10011010100101設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)為“？”態(tài)RS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C010(4)J=0，K=0設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)保持原態(tài)00010001保持原態(tài)保持原態(tài)RS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C01001結(jié)論：C高電平時(shí)F主狀態(tài)由J、K決定，F(xiàn)從狀態(tài)不變。C下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)（F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致）。3.JK觸發(fā)器的邏輯功能Qn10011100Qn00010101Qn+1QnS'R'01C高電平時(shí)F主狀態(tài)由J、K決定，F(xiàn)從狀態(tài)不變。C下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)（F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致）。J

K

Qn

Qn+100011011JK觸發(fā)器狀態(tài)表01010101J

K

Qn+100Qn

01010111QnJK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)

CQJKSDRDQ例：JK觸發(fā)器工作波形CJKQ下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CD21.1.3D觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)反饋線跳轉(zhuǎn)&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CD21.1.3D觸發(fā)器2.邏輯功能01（1）D

=01觸發(fā)器狀態(tài)不變0當(dāng)C

=0時(shí)110當(dāng)C

=1時(shí)0101觸發(fā)器置“0”封鎖在C

=1期間，觸發(fā)器保持“0”不變&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CD21.1.3D觸發(fā)器2.邏輯功能01（1）D

=10觸發(fā)器狀態(tài)不變1當(dāng)C

=0時(shí)111當(dāng)C

=1時(shí)0110觸發(fā)器置“1”封鎖在C

=1期間，觸發(fā)器保持“1”不變封鎖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)DCQQRDSDC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CDQ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+100Qn

01010111QnJK觸發(fā)器狀態(tài)表D1

CQJKSDRDQ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

CQJKSDRDQT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+100Qn

01010111QnJK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)C，觸發(fā)器就翻轉(zhuǎn)一次。CQD=QD觸發(fā)器狀態(tài)表D

Qn+1

0101

CQQD21.2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21.2.1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RD..QDF0d0Q0.Q.DF1d1Q1.d2Q.DF2Q2QDF3d3Q300001101寄存數(shù)碼1101觸發(fā)器狀態(tài)不變動(dòng)畫(huà)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23410111QQ3Q1Q2RD0000000100101011010110111011QJKF0Q0QJKF2QJKF1QJKF3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動(dòng)畫(huà)1110010110011000輸出再輸入四個(gè)移位脈沖，1011由高位至低位依次從Q3端輸出。串行輸出方式清零D10111QQ3Q1Q2RD10111011QJKF0Q0QJKF2QJKF1QJKF3QQQ5移位脈沖786動(dòng)畫(huà)左移寄存器波形圖12345678C1111011DQ0Q3Q2Q11110待存數(shù)據(jù)1011存入寄存器0111從Q3取出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DC2.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F3F2F1F0d0d1d2d3Q0Q1Q2Q3F3F2F1F0dQ0Q1Q2Q3F3F2F1F0d0d1d2d3Q3Q3F3F2F1F0d3.雙向移位寄存器：既能左移也能右移。DQ2DQ1DQ0>1&11>1&>1&.RDCS左移輸入待輸數(shù)據(jù)由低位至高位依次輸入待輸數(shù)據(jù)由高位至低位依次輸入101右移輸入移位控制端000000&&&&&&010動(dòng)畫(huà)右移串行輸入左移串行輸入U(xiǎn)CCQ0Q1Q2Q3S1S0

C16151413121110913456782D0D1D2D3DSRDSL

RDGNDCT74LS194并行輸入0111100011011直接清零(異步)保持右移(從Q0向右移動(dòng))左移(從Q3向左移動(dòng))并行輸入

RD

CS1

S0功能CT74LS194功能表UCCQ0Q1Q2Q3S1S0

C161514131211109CT74LS19413456782D0D1D2D3DSRDSL

RDGND課后作業(yè)[練習(xí)與思考]P295:21.1.121.1.221.1.4P300:21.2.121.2.2[課外作業(yè)]P332：21.1.521.1.621.1.721.1.821.3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。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)。二進(jìn)制數(shù)

Q2

Q1

Q0

000010012010301141005101611071118000脈沖數(shù)(C)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)。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RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C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)C翻轉(zhuǎn)一次當(dāng)相鄰低位觸發(fā)器由1變0時(shí)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C12345678Q0Q1Q2000100010110001100011111000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C又如何連接？思考1、各觸發(fā)器C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C清零RDQDQQ1F1QDQQ2F2QDQQ3F32.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。二進(jìn)制數(shù)

Q2

Q1

Q0

000010012010301141005101611071118000脈沖數(shù)(C)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F0每來(lái)一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次；F1：當(dāng)Q0=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次；F2：當(dāng)Q0=Q1=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次。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F0每輸入一C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。（只畫(huà)出三位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路）（加法）（減法）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，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)。

最低位觸發(fā)器F0每一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次；F1：當(dāng)Q0=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次；F2：當(dāng)Q0=Q1=1時(shí)，再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖C12345678Q0Q1Q2各觸發(fā)器狀態(tài)的變換和計(jì)數(shù)脈沖同步例: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”。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖解：1.寫(xiě)出各觸發(fā)器

J、K端和C端的邏輯表達(dá)式

C0=C

K0=1

J0=Q2K1=1

J1=1C1=Q0J2=Q0Q1K2=1C2=C

RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C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

C0=C=0K0=1

J0=Q2=1K1=1

J1=1C1=Q0=0J2=Q0Q1=0K2=1C2=C=0

RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖011111CJ2=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C1=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C12345Q0Q1Q221.3.2十進(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。二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)(C)十進(jìn)制數(shù)0123456789100000000100100011010001010110011110001001000001234567890十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表RDQJKQF0QJKQF1C計(jì)數(shù)脈沖QJKQF2QJKQQ3F3Q2Q1Q0十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器Q0Q1Q2Q3C12345678910十進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作波形000001000101002110030010410105011061110700018100190000021.3.3任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器1.CT74LS290(T1290)二-五-十進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0邏輯功能及外引線排列110

10清零0000Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0（1）R01、

R02：置“0”輸入端邏輯功能邏輯功能及外引線排列0置“9”1100Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0（1）S91、

S92：置“9”輸入端邏輯功能1

1邏輯功能及外引線排列Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0計(jì)數(shù)功能0011Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF00011輸入脈沖輸出二進(jìn)制輸入脈沖輸出五進(jìn)制Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF00011輸入脈沖輸出十進(jìn)制CT74LS290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.CT74LS290的應(yīng)用S91NCT74LS290S92Q2Q1NUCCR01R02C0C1Q0Q3地外引線排列圖17814S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0輸入脈沖十分頻輸出8421異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q1Q2Q3Q0C12345678910工作波形S92S91Q0Q3Q1Q2R01R02C1C0S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0五進(jìn)制輸出計(jì)數(shù)脈沖輸入異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器C12345Q1Q2Q3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CT74LS290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，則可得出十以內(nèi)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用一片CT74LS290構(gòu)成十以內(nèi)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器例：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)(C)十進(jìn)制數(shù)0123456789100000000100100011010001010110011110001001000001234567890六種狀態(tài)例：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q3Q2Q1Q000000001001000110100010101100111100010010000六種狀態(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。CT74LS290為異步清零的計(jì)數(shù)器反饋置“0”實(shí)現(xiàn)方法:1111六進(jìn)制計(jì)數(shù)器S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器清零七進(jìn)制計(jì)數(shù)器

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)。當(dāng)出現(xiàn)

0111(7)時(shí)，計(jì)數(shù)器立即清零，重新開(kāi)始新一輪計(jì)數(shù)。S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器清零&.二片CT74LS290可構(gòu)成100以內(nèi)的計(jì)數(shù)器例：二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器二十四分頻輸出.0010(2)0100(4)S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計(jì)數(shù)脈沖S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0十位個(gè)位兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（100進(jìn)制）有兩個(gè)二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，高電平清零CT74LS390外引線排列圖11689UCC1Q21Q11RD1Q01Q3地1C02Q32Q22Q12Q02RD2C02C11C1十位0100(4)個(gè)位0110(6)1Q31Q01Q21Q11RD1C11C0計(jì)數(shù)脈沖2Q32Q02Q22Q12RD2C12C0十位個(gè)位兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（100進(jìn)制）例：用一片TC74LS390構(gòu)成四十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器&D(DOWN)—減法脈沖輸入端U(UP)—加法脈沖輸入端L(LOAD)—置數(shù)端CO—進(jìn)位端BO—借位端C(CLR)—清零端CT74LS192外引線排列圖11689UCCQ2UQ1Q0Q3地D1LBOCCODCT74LS192D0D2D3CT74LS192功能表110

加

計(jì)數(shù)

00D0~D3

置數(shù)1110

保持

110

減計(jì)數(shù)

1

清零

U

DLOADCLR

D0~D3功能

十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器21.3.4環(huán)行計(jì)數(shù)器工作原理：Q1DF1Q2DF2Q3DF3Q0DF0C先將計(jì)數(shù)器置為Q3Q2Q1Q0=1000

而后每來(lái)一個(gè)C，其各觸發(fā)器狀態(tài)依次右移一位。即：1000010000100001環(huán)行計(jì)數(shù)器工作波形C1234Q2Q1Q0Q3環(huán)行計(jì)數(shù)器可作為順序脈沖發(fā)生器。21.3.5環(huán)行分配器QJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2CQ0Q1Q2K0=Q2

J0=Q2

J1=Q0J2=Q1

K1=Q0

K2=Q1環(huán)行分配器工作波形Q2Q1Q0C12345678Q0Q1Q2可產(chǎn)生相移為的順序脈沖。見(jiàn)課本P315例子21.4時(shí)序邏輯電路的分析21.5由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器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。21.5.1555定時(shí)器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

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)。21.5.2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)。(地)uCR1+UCCuiUCC++C1++C2QQRDSD5K5K5KVAVBT1348(復(fù)位端)uO6527接通電源>2/3UCC01101Q=0導(dǎo)通1穩(wěn)定狀態(tài)21.5.2由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(地)uCR1+UCCuiUCC++C1++C2QQRDSD5K5K5KVAVBT1348(復(fù)位端)uO65271101Q=1截止暫穩(wěn)狀態(tài)0<1/3UCC00121.5.2由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(地)ucR1+UCCuiUCC++C1++C2QQRDSD5K5K5KVAVBT1348(復(fù)位端)uO6527>2/3UCC1010Q=1010110穩(wěn)定狀態(tài)Q=021.5.2由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器+UCC48562713...0.01FuCCuiuoRuituCtuOt(>1/3UCC)Q=0Q=1T導(dǎo)通，C通過(guò)T放電,uC

0接通電源RD=0SD=1保持“0”態(tài)RD=1SD=1上升到2/3UCCuit