電工學(xué)下冊(cè)觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路專題市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省賽課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

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存放器21.3計(jì)數(shù)器22.6應(yīng)用舉例22.5555定時(shí)器及其應(yīng)用22.4時(shí)序邏輯電路分析1/122本章要求1.掌握R－S、J－K、D觸發(fā)器邏輯功效及不一樣結(jié)構(gòu)觸發(fā)器動(dòng)作特點(diǎn)。2.掌握存放器、移位存放器、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器邏輯功效，會(huì)分析時(shí)序邏輯電路。3.學(xué)會(huì)使用本章所介紹各種集成電路。4.了解集成定時(shí)器及由它組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器工作原理。第21章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路2/122

電路輸出狀態(tài)不但取決于當(dāng)初輸入信號(hào)，而且與電路原來(lái)狀態(tài)相關(guān)，當(dāng)輸入信號(hào)消失后，電路狀態(tài)仍維持不變。這種含有存貯記憶功效電路稱為時(shí)序邏輯電路。時(shí)序邏輯電路特點(diǎn)：

下面介紹雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它是組成時(shí)序電路基本邏輯單元。3/12221.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器21.1.2主從J－K觸發(fā)器21.1.3維持阻塞D觸發(fā)器21.1.4觸發(fā)器邏輯功效轉(zhuǎn)換21.1.1R－S觸發(fā)器4/12221.1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、能依據(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“0”或“1”態(tài)能保留下來(lái)，即含有記憶功效。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：是一個(gè)含有記憶功效邏輯單元電路，它能儲(chǔ)存一位二進(jìn)制碼。5/12221.1.1R－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&QQ.G1&.G2SDRD正常情況下，兩輸出端狀態(tài)保持相反。通常以Q端邏輯電平表示觸發(fā)器狀態(tài)，即Q=1，Q=0時(shí)，稱為“1”態(tài)；反之為“0”態(tài)。反饋線6/122觸發(fā)器輸出與輸入邏輯關(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=01010QQ.G1&.&G2SDRD7/122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”或稱為復(fù)位。QQ.G1&.&G2SDRD8/12201設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)(2)SD=0，RD=1QQ.G1&.&G2SDRD9/122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”或稱為置位。QQ.G1&.&G2SDRD10/12211設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)010011保持為“0”態(tài)(3)SD=1，RD=1QQ.G1&.&G2SDRD11/122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)狀態(tài)，

即觸發(fā)器具有保持、記憶功效。QQ.G1&.&G2SDRD12/122110011111110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)，因?yàn)榕c非門(mén)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)，不能依據(jù)輸入信號(hào)確定。QQ.G1&.&G2SDRD10若先翻轉(zhuǎn)13/122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后不確定功效低電平有效14/1222.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15/122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16/122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)器翻轉(zhuǎn)時(shí)刻受C控制（C高電平時(shí)翻轉(zhuǎn)），而觸發(fā)器狀態(tài)由R，S狀態(tài)決定。.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C17/122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&G3C18/1221101010(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&G3C19/1221110011110若先翻若先翻Q=1Q=011(4)S=1,R=1當(dāng)初鐘由1變0后觸發(fā)器狀態(tài)不定11.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C20/122可控RS狀態(tài)表00SR01010111不定Qn+1QnQn—時(shí)鐘到來(lái)前觸發(fā)器狀態(tài)Qn+1—時(shí)鐘到來(lái)后觸發(fā)器狀態(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)21/122例：畫(huà)出可控R－S觸發(fā)器輸出波形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+1Qn22/122存在問(wèn)題：時(shí)鐘脈沖不能過(guò)寬，不然出現(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克服方法：采取JK觸發(fā)器或D觸發(fā)器00SR01010

111

不定Qn+1QnQ=SQ=R23/12222.1.2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)24/1222.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

C0125/12210狀態(tài)保持不變。從觸發(fā)器狀態(tài)取決于主觸發(fā)器，并保持主、從狀態(tài)一致，所以稱之為主從觸發(fā)器。F從打開(kāi)F主封鎖0RS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C01C01026/12210010C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

27/12201RS

CF從QQQSDRD1

CF主JKC

C010分析JK觸發(fā)器邏輯功效(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0128/122RS

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)功效。(1)J=1,K=1跳轉(zhuǎn)29/12201RS

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)30/12201RS

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)31/122RS

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)32/122RS

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）。33/1223.JK觸發(fā)器邏輯功效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0101010134/122J

K

Qn+100Qn

01010111QnJK觸發(fā)器狀態(tài)表(保持功效)

(置“0”功效)

(置“1”功效)(計(jì)數(shù)功效)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)

CQJKSDRDQ35/122例：JK觸發(fā)器工作波形CJKQ下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)36/122基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CD21.1.3維持阻塞D觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)反饋線跳轉(zhuǎn)37/122&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CD21.1.3維持阻塞D觸發(fā)器2.邏輯功效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38/122&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CD21.1.3維持阻塞D觸發(fā)器2.邏輯功效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39/122D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狀態(tài)與D狀態(tài)一致；但Q狀態(tài)總比D狀態(tài)改變晚一步，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：40/122例：D觸發(fā)器工作波形圖CDQ上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)41/12221.1.4觸發(fā)器邏輯功效轉(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)42/1222.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(保持功效)(計(jì)數(shù)功效)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43/1223.將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T(mén)′觸發(fā)器觸發(fā)器僅含有計(jì)數(shù)功效即要求來(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

CQQD44/12221.2存放器

存放器是數(shù)字系統(tǒng)慣用邏輯部件，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。按功效分?jǐn)?shù)碼存放器移位存放器45/12221.2.1數(shù)碼存放器僅有存放數(shù)碼功效。清零存放指令通常由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存放數(shù)碼1101觸發(fā)器狀態(tài)不變動(dòng)畫(huà)46/122RDSDd3RDSDd2RDSDd1RDSDd010清零1100存放指令&Q0&Q1&Q2&Q3取數(shù)指令1100并行輸出方式&&&&QQQQ00000011狀態(tài)保持不變1010111147/12221.2.2移位存放器不但能存放數(shù)碼，還有移位功效。所謂移位，就是每來(lái)一個(gè)移位脈沖，存放器中所存放數(shù)據(jù)就向左或向右次序移動(dòng)一位。按移位方式分類(lèi)單向移位存放器雙向移位存放器48/122存放數(shù)碼1.單向移位存放器清零D1移位脈沖23410111QQ3Q1Q2RD0000000100101011010110111011QJKF0Q1QJKF2QJKF1QJKF3數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)，稱左移存放器，輸入方式為串行輸入。QQQ從高位向低位依次輸入動(dòng)畫(huà)49/1221110010110011000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D10111QQ3Q1Q2RD10111011QJKF0Q1QJKF2QJKF1QJKF3QQQ5移位脈沖786動(dòng)畫(huà)50/122左移存放器波形圖12345678C1111011DQ0Q3Q2Q11110待存數(shù)據(jù)1011存入存放器0111從Q3取出51/122四位左移移位存放器狀態(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)右移移位存放器52/1221清零0存放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/串行輸出存放器53/122存放器分類(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F3F2F1F0d0d1d2d3Q0Q1Q2Q3F3F2F1F0dQ0Q1Q2Q3F3F2F1F0d0d1d2d3Q3Q3F3F2F1F0d54/1223.雙向移位存放器：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)55/122右移串行輸入左移串行輸入U(xiǎn)CCQ0Q1Q2Q3S1S0

C16151413121110913456782D0D1D2D3DSRDSL

RDGNDCT74LS194并行輸入56/1220111100011011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功效表UCCQ0Q1Q2Q3S1S0

C161514131211109CT74LS19413456782D0D1D2D3DSRDSL

RDGND57/12221.3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)用一個(gè)邏輯部件，可累計(jì)輸入脈沖個(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)功效)異步計(jì)數(shù)器同時(shí)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)58/12221.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器按二進(jìn)制規(guī)律累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，它也是組成其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)。要組成n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需用n個(gè)含有計(jì)數(shù)功效觸發(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)，其它各位觸發(fā)器有時(shí)需由相鄰低位觸發(fā)器輸出進(jìn)位脈沖來(lái)觸發(fā)，所以各位觸發(fā)器狀態(tài)變換時(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)。59/122二進(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)使相鄰高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。60/1221010當(dāng)J、K=1時(shí)，含有計(jì)數(shù)功效，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)61/122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)時(shí)間有先后，與計(jì)數(shù)脈沖不一樣時(shí)C12345678Q0Q1Q262/122用D觸發(fā)器組成三位二進(jìn)制異步加法器？？2、若組成減法計(jì)數(shù)器C又怎樣連接？思索1、各觸發(fā)器C應(yīng)怎樣連接？各D觸發(fā)器已接成T′觸發(fā)器，即含有計(jì)數(shù)功效C清零RDQDQQ0F0QDQQ0F0QDQQ3F363/1222.同時(shí)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)器是逐層翻轉(zhuǎn)，因而工作速度較慢。同時(shí)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)變換與計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)。同時(shí)計(jì)數(shù)器因?yàn)楦饔|發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)，所以工作速度快。但接線較復(fù)雜。同時(shí)計(jì)數(shù)器組成標(biāo)準(zhǔn):依據(jù)翻轉(zhuǎn)條件,確定觸發(fā)器級(jí)間連接方式—找出J、K輸入端聯(lián)接方式。64/122二進(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。65/122四位二進(jìn)制同時(shí)加法計(jì)數(shù)器級(jí)間連接邏輯關(guān)系觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)條件

J、K端邏輯表示式J、K端邏輯表示式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端邏輯表示式，可得出四位同時(shí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器邏輯電路。（只畫(huà)出三位同時(shí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器邏輯電路）（加法）（減法）66/122三位同時(shí)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67/122C12345678Q0Q1Q2各觸發(fā)器狀態(tài)變換和計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)68/122例:分析圖示邏輯電路邏輯功效,說(shuō)明其用處。

設(shè)初始狀態(tài)為“000”。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖69/122解：1.寫(xiě)出各觸發(fā)器

J、K端和C端邏輯表示式

C0=C

K0=1

J0=Q2K1=1

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

RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖70/122解：當(dāng)初始狀態(tài)為“000”時(shí)，各觸發(fā)器J、K端和C端電平為

C0=C=0K0=1

J0=Q2=1K1=1

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

RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖71/122011111CJ2=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因?yàn)橛?jì)數(shù)脈沖沒(méi)有同時(shí)加到各位觸發(fā)器上，所認(rèn)為異步計(jì)數(shù)器。72/122異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作波形C12345Q0Q1Q273/12221.3.2十進(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)十進(jìn)制數(shù)，所以又稱為二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。四位二進(jìn)制能夠表示十六種狀態(tài)，為了表示十進(jìn)制數(shù)十個(gè)狀態(tài)，需要去掉六種狀態(tài)，詳細(xì)去掉哪六種狀態(tài)，有不一樣安排，這里僅介紹廣泛使用8421編碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74/122二進(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75/122RDQJKQF0QJKQF1C計(jì)數(shù)脈沖QJKQF2QJKQQ3F3Q2Q1Q0十進(jìn)制同時(shí)加法計(jì)數(shù)器76/122Q0Q1Q2Q3C12345678910十進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作波形77/12221.3.3中規(guī)模數(shù)字集成電路計(jì)數(shù)器1.CT74LS290(T1290)二-五-十進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF078/122邏輯功效及外引線排列110

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

R02：置“0”輸入端邏輯功效79/122邏輯功效及外引線排列0置“9”1100Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0（1）S91、

S92：置“9”輸入端邏輯功效

1

1

80/122邏輯功效及外引線排列Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0計(jì)數(shù)功效

0

01181/122Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0

0

011輸入脈沖輸出二進(jìn)制輸入脈沖輸出五進(jìn)制82/122Q1RDC0&R02R01S91S92&QJKQF1QJKQF2Q2QJKQF3Q3RDRDRDSDSDC1Q0QJKQF0

0

011輸入脈沖輸出十進(jìn)制83/122CT74LS290功效表輸入輸出Q2Q3R01S92S91R02Q1Q011011011000000001010R01S92S91R02有任一為“0”有任一為“0”計(jì)數(shù)清零置9

84/122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應(yīng)用S91NCT74LS290S92Q2Q1NUCCR01R02C0C1Q0Q3地外引線排列圖17814S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C085/122輸入脈沖十分頻輸出5421異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q1Q2Q3Q0C12345678910工作波形S92S91Q0Q3Q1Q2R01R02C1C086/122S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0五進(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87/122怎樣組成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器反饋置“0”法：當(dāng)滿足一定條件時(shí)，利用計(jì)數(shù)器復(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”法可用已經(jīng)有計(jì)數(shù)器得出小于原進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

例：用一片CT74LS290可組成十進(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)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。88/122用一片CT74LS290組成十以內(nèi)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)89/122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)器馬上清零。狀態(tài)0110僅瞬間存在。CT74LS290為異步清零計(jì)數(shù)器反饋置“0”實(shí)現(xiàn)方法:90/1221111六進(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)馬上使計(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)器馬上清零，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&.91/122二片CT74LS290可組成100以內(nèi)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）92/122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1C02Q32Q22Q12Q02RD2C02C11C193/122十位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組成四十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器&94/122D(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D1LBOCCODCT74LS192D0D2D395/122CT74LS192功效表

110

加

計(jì)數(shù)

00D0~D3

置數(shù)1110

保持

1

10

減計(jì)數(shù)

1

清零

U

DLOADCLR

D0~D3功能

十進(jìn)制同時(shí)加/減計(jì)數(shù)器96/12221.3.4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：100001000010000197/122環(huán)行計(jì)數(shù)器工作波形C1234Q2Q1Q0Q3環(huán)行計(jì)數(shù)器可作為次序脈沖發(fā)生器。98/12221.3.5環(huán)行分配器QJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2CQ0Q1Q2K0=Q2

J0=Q2

J1=Q0J2=Q1

K1=Q0

K2=Q199/122環(huán)行分配器工作波形Q2Q1Q0C12345678Q0Q1Q2

可產(chǎn)生相移為

次序脈沖。100/12221.4555定時(shí)器及其應(yīng)用555定時(shí)器是一個(gè)將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體電子器件。用它能夠組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等各種電路。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)器結(jié)構(gòu)及工作原理1.分壓器：由三個(gè)等值電阻組成2.比較器：由電壓比較器C1和C2組成3.R-S觸發(fā)器4.放電開(kāi)關(guān)管T101/122VAVB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++C2QQRDSD5K5K5KT24567831102/122<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..5K5K5KVAVBUCCRDSD562103/122V6V2<2/3UCC<1/3UCC>2/3UCC>1/3UCC<2/3UCC>1/3UCCQT10保持導(dǎo)通截止保持總而言之，555功效表為：QQRDSDT輸出RDSD101011QT10保持導(dǎo)通截止保持104/1221.由555定時(shí)器組成多諧振蕩器

多諧振蕩器是一個(gè)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。因?yàn)榫匦尾ㄖ泻胸S富諧波，故稱為多諧振蕩器。

多諧振蕩器是一個(gè)慣用脈沖波形發(fā)生器,觸發(fā)器和時(shí)序電路中時(shí)鐘脈沖普通是由多諧振蕩器產(chǎn)生。21.4.2定時(shí)器電路應(yīng)用105/122UCC++C1++C2QQRDSD...5K5K5KVAVBT13245678(復(fù)位端)(地)uO1.由555定時(shí)器組成多諧振蕩器接通電源通電前uC=0011100>2/3UCCRD=1SD=0..uCR1R2.+–C充電C放電1<1/3UCC106/12248562713+UCCuO.uC..CR1R2tp1tp22/3UCC1/3UCCRD=1SD=0Q=1Q=0T截止Q=0Q=1T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uCtOuOtO107/122.uC.+UCC4876213CR1R25.例：多諧振蕩器組成水位監(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。+108/12221.4.2定時(shí)器電路應(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)