時(shí)序邏輯電路

第六章時(shí)序邏輯電路內(nèi)容提要【熟悉】觸發(fā)器四種電路結(jié)構(gòu)及動(dòng)作特點(diǎn),四種邏輯功能及其邏輯關(guān)系、邏輯符號(hào),邏輯功能的四種描述方法【掌握】時(shí)序電路的特點(diǎn)和一般分析方法【熟悉】寄存器的功能、分類及使用方法,雙向移位寄存器的級(jí)聯(lián)【掌握】計(jì)數(shù)器的功能和分類，級(jí)聯(lián)法、置位法構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器【掌握】555定時(shí)器構(gòu)成三種電路的工作特點(diǎn)、連接方法及主要參數(shù)一．網(wǎng)上導(dǎo)學(xué)二．典型例題三．本章小結(jié)四．習(xí)題答案網(wǎng)上導(dǎo)學(xué)§6.1時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)：任意時(shí)刻的輸出不僅取決于該時(shí)刻的輸入，而且還和電路原來的狀態(tài)有關(guān)，所以時(shí)序電路具有記憶功能。組合邏輯電路 Jx2 ? f —在第五章中，向大家介紹了組合電路。組合電路的特點(diǎn)是其任意時(shí)刻的輸出狀態(tài)僅取決于該時(shí)刻的輸入狀態(tài)。2.時(shí)序電路邏輯功能描述方法在上面給出的時(shí)序電路結(jié)構(gòu)框圖中，包括組合邏輯電路和具有記憶功能的存儲(chǔ)電路。輸出變量y,y,y。。。。y,合稱輸出矢量Y(t)。輸入變量x1,x2,x3。。。。xb,合稱輸入矢量X(t)。同樣，存儲(chǔ)電路的輸入、輸出稱之為矢量P(t)和矢量Q(t)

兩個(gè)離散的時(shí)間瞬間。矢量Y(tn)是X(tn),Q(tn)的函數(shù)，稱輸出方程。矢量P(tn)是X(tn),Q(tn)的函數(shù)，稱驅(qū)動(dòng)方程。矢量Q(tn+1)是P(tn),Q(tn)的函數(shù)，稱狀態(tài)方程。本節(jié)問答題1．什么叫組合邏輯電路？2．什么叫時(shí)序邏輯電路？3．它們?cè)谶壿嫻δ芎碗娐方Y(jié)構(gòu)上各有什么特點(diǎn)？4.在時(shí)序電路中，時(shí)間量tn+1, tn各是怎樣定義的？描述時(shí)序電路功能需要幾個(gè)方程，它們各表示什么含義？§6.2觸發(fā)器在這一節(jié)中，向大家介紹一種最基本的存儲(chǔ)電路觸發(fā)器flip-flop)。觸發(fā)器具有以下基本特點(diǎn)：(1)具有兩個(gè)穩(wěn)定的(0和1)狀態(tài)，能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息；(2)根據(jù)不同的輸入，可將輸出置成0或1狀態(tài)；(3)當(dāng)輸入信號(hào)消失后，被置成的狀態(tài)能保存下來?；綬S觸發(fā)器一.電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)在本書第三章里，我們講了各種門電路，若把兩個(gè)反相器按照a圖的形式連接起來，可以看出，A點(diǎn)和B點(diǎn)信號(hào)是反相的，而A點(diǎn)和C點(diǎn)始終保持同一電平。這樣，可以把A,C視為同一點(diǎn)(下面的b圖和c圖)。在C圖中，A,B兩點(diǎn)始終反相，而且電路狀態(tài)穩(wěn)定，在沒有外界干擾或者觸發(fā)的狀態(tài)下，電路能夠保持穩(wěn)定的輸出。(這一點(diǎn),大家可以稍作分析即可得知）.d圖是c圖的習(xí)慣畫法。將D圖加a■圖 b圖 c圖上觸發(fā)端，就構(gòu)成了基本RS觸發(fā)器。下面a圖示出了基本RS觸發(fā)器的邏輯圖和符號(hào)。它由兩個(gè)與非門交叉耦合組成，有兩輸入端（觸發(fā)端）A和B。基本RS觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)：一個(gè)是Q=1,2=0的1狀態(tài)（Q，2分別表示觸發(fā)器的同相和反相輸出端，如果Q端輸出為1,則稱觸發(fā)器為1狀態(tài)，如果Q端輸出為0，則稱觸發(fā)器為0狀態(tài)），另一個(gè)是Q=0，2=1的0狀態(tài)。正常工作時(shí)，Q和2是一對(duì)互補(bǔ)的輸出狀態(tài)。兩個(gè)輸入端人，B中，使Q=1的輸入端稱置位端（Set），使Q=0的端稱復(fù)位端（Reset），上圖的A端和S非端（S）稱置位端，B端和R非端（R）稱復(fù)位端，上面設(shè)計(jì)的R-S觸發(fā)器用的是與非門，有效觸發(fā)器輸入端所有可能出現(xiàn)的信號(hào)和相應(yīng)的輸出端的狀態(tài)列成一個(gè)表，稱為觸發(fā)器的特性表或菜單，其表如下：（表6.2.1）不允許不允許001111不允許不允許001111110011010101001101不滿足約束條件不滿足約束條件置0置0置1置1保持原態(tài)保持原態(tài)表6.2.1列出了與非門組成的基本RS觸發(fā)器輸入R、S，現(xiàn)態(tài)Qn和次態(tài)Qn+1關(guān)系的菜單。由表可以看出：⑴基本RS觸發(fā)器具有保持功能，（R=1,S=1）；⑵當(dāng)R=0（S=1）時(shí)，觸發(fā)器具有置0功能，將左端稱為復(fù)位端，低電

平有效；⑶當(dāng)M=0(R=1)時(shí)，觸發(fā)器具有置1功能，將E端稱為置位端，低電平有效；⑷由與非門組成的基本RS觸發(fā)器輸入低電平有效。⑸Qn,Qn+i表示前后兩個(gè)離散時(shí)間觸發(fā)器的狀態(tài)，上標(biāo)n和n+1均表示前后兩個(gè)離散的時(shí)間.注意:當(dāng)R,5端均為0時(shí)，由于基本RS觸發(fā)器在觸發(fā)器正常工作時(shí)，不允許出現(xiàn)R和5同時(shí)為0的情況，規(guī)定了約束方程5+R=1(6.2.1).觸發(fā)器正常工作時(shí)，5和R應(yīng)滿足這一約束方程，使其成立。二.基本RS觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)、在輸入信號(hào)的全部作用時(shí)間內(nèi)，都直接控制和改變輸出端的狀態(tài)。例6.2.1對(duì)用與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器，試根據(jù)給定的輸入信號(hào)快行道1道U置1祟止4■定直】波形對(duì)應(yīng)畫出輸出波形。在開始畫波形圖的時(shí)候最好將輸入波形的前后沿均用虛線描出，然后在虛線所分割的每一個(gè)區(qū)間內(nèi)分析相對(duì)應(yīng)的輸出波形?；綬S觸發(fā)器缺點(diǎn)：缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào),抗干擾能力差門控RS觸發(fā)器和D鎖存器在數(shù)字系統(tǒng)中，往往會(huì)含有多個(gè)觸發(fā)器，為了使系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，引入一個(gè)控制信號(hào)。系統(tǒng)的這個(gè)控制信號(hào)通常叫做時(shí)鐘信號(hào)。一.門控RS觸發(fā)器⑴門控RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)(邏輯符號(hào)應(yīng)用國標(biāo)，見書P165 圖 6.2.3)

，G2.3門控RS觸愛器

儲(chǔ)）逆輯圖（b）符號(hào)與非門構(gòu)成的門控RS觸發(fā)器是在基本RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上加上門控電路。右圖是它的邏輯符號(hào)。顯而易見，門控RS觸發(fā)器輸入電平為高電平有效,E為使能信號(hào)。⑵門控RS觸發(fā)器菜單（*號(hào)表示任意狀態(tài)）例：試根據(jù)給出的E，R，S畫出門控RS觸發(fā)器的輸出波形。二.口鎖存器⑴電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)從分析門控RS觸發(fā)器菜單我們可以得知，RS觸發(fā)器正常工作時(shí)其R、5輸入端信號(hào)不允許出現(xiàn)RS均為1的狀態(tài)，為此在R、S之間接一個(gè)反相器，就可以避免這種現(xiàn)象出現(xiàn),此時(shí)用一個(gè)輸入信號(hào)就可以同

時(shí)控制R,S兩個(gè)輸入端，這種改進(jìn)的門控RS觸發(fā)器稱做D鎖存器。其中D是輸入端。E是使能端，右圖是它的邏輯符號(hào)。（應(yīng)以國標(biāo)邏輯符號(hào)為準(zhǔn),見書P166圖6.2.5）㈤ (b)圖㈤ (b)圖635D鎖存?（a）建篝圖（b＞符號(hào)⑵工作原理A.當(dāng)E=0時(shí)：控制門被封鎖，觸發(fā)器保持原態(tài)不變。Qn+kQn（E=0時(shí)）B.當(dāng)E=1時(shí)：控制門開啟，Qn+i=D（E=1時(shí)）由于D鎖存器只有一個(gè)輸入信號(hào)，解決YRS觸發(fā)器輸入信號(hào)間有約束的問題。下面是D鎖存器的菜單。 EDQn+10*Qn100111例6.2.3：試根據(jù)給定的E和D的波形，對(duì)應(yīng)畫出D觸發(fā)器輸出Q的,」~1LL三L1；°_ru i_r^L波形。圖6.2*倒G.3輸入物出遛的三．門控觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)通過對(duì)以上門控RS觸發(fā)器和D鎖存器的分析可以看出：⑴在E的有效期間，輸入信號(hào)控制和改變輸出狀態(tài)；在E處于無效

期間，觸發(fā)器鎖存了￡有效期結(jié)束瞬間的狀態(tài)，并保持不變；

缺點(diǎn)：若輸入信號(hào)在E有效期閑多次變化，則輸出也將隨之多次變化。（我們希望在一個(gè)CP脈沖期間只變化一次）主從型觸發(fā)器

由于門控觸發(fā)器在E有效期間，輸出狀態(tài)會(huì)隨輸入信號(hào)的改變而多次變化。如下圖，門控D觸發(fā)器在E有效期間，Q輸出有多次翻轉(zhuǎn)。有時(shí)為了便于控制，希望每來一個(gè)控制信號(hào)，觸發(fā)器的狀態(tài)最多翻轉(zhuǎn)一次。主從型觸發(fā)器具有這種特點(diǎn)，其控制信號(hào)稱為時(shí)鐘信號(hào)，用CP表示。稱為主觸發(fā)器（左）和從觸發(fā)器（右）。主和從觸發(fā)器分別由兩個(gè)相位相反的時(shí)鐘信號(hào)CP，CT控制。⑵工作原理當(dāng)CP=1時(shí),主觸發(fā)器工作,接收輸入信號(hào),從觸發(fā)器由于CP’=0不工作而保持原態(tài)不變；當(dāng)CP下降沿（由1變?yōu)?）到來時(shí)，主觸發(fā)器不工作,保持下降沿到來時(shí)那一刻的狀態(tài)不變,從觸發(fā)器工作,接收主觸發(fā)器的信號(hào),由于主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變,因而實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)CP脈沖期間輸出狀態(tài)只變化一次。由于輸入是基本RS觸發(fā)器，所以觸發(fā)器的輸入端R和S間仍存在約束。二.主從型JK觸發(fā)器

⑴電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)（⑴電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)（P169）主從型JK觸發(fā)器是在主從型RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上加上適當(dāng)連線構(gòu)成，它將從觸發(fā)器的輸出Q和。分別接回至主觸發(fā)器接收門的輸入端（上圖的紅線和藍(lán)線），輸入信號(hào)命名S1改為J和R1改為K。⑵工作原理分析上述電路可知，當(dāng)J、K分別為0、0,0、1和1、0時(shí),其功能與SR觸發(fā)器相同,分別是保持、置0和置1,這里著重分析當(dāng)J=K=1時(shí)的功能（SR觸發(fā)器此狀態(tài)不允許，有約束方程SR=0），分別分析當(dāng)Q=0和Q=1時(shí)的工作情況。由分析可知，若Qn=0,則Qn+!=1,若Qn=1,則Qn+!=0,因此JK觸發(fā)器當(dāng)J、K均為1時(shí)，電路具有翻轉(zhuǎn)功能,即Qn+!==Q。主從JK觸發(fā)器菜單（CP有效期間）0000保持0011保持0100置00110置01001置11011置11101翻轉(zhuǎn)1110翻轉(zhuǎn)例6.2.4試根據(jù)給定的CP，J，K的波形，畫出主從型JK觸發(fā)器輸出Q的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q=0。Jl~~I J_Le m r圖6.2.10例624輸入輸出波形三.主從型觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)通過以上對(duì)主從型RSJK觸發(fā)器工作原理的分析，可以看出：⑴觸發(fā)器的動(dòng)作分兩步進(jìn)行，在CP=1期間,主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)，從觸發(fā)器即輸出保持原狀態(tài)不變;當(dāng)CP下降沿到來時(shí)，主觸發(fā)器保持，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器保持的CP下降沿到來時(shí)輸出信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)CP期間輸出Q只變化一次。一⑵主觸發(fā)器本身是一個(gè)門控RS觸發(fā)器，所以在CP=1的整個(gè)期間，輸入信號(hào)都將對(duì)主觸發(fā)器起作用。對(duì)于主從JK觸發(fā)器，若在CP=1,輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生多次變化可能導(dǎo)致觸發(fā)器輸出邏輯錯(cuò)誤。邊沿觸發(fā)型觸發(fā)器什么是邊沿觸發(fā)器：前面講過，門控觸發(fā)器在整個(gè)E信號(hào)有效期間均可發(fā)生翻轉(zhuǎn)，這種類型的觸發(fā)器稱為電平觸發(fā)器，電平觸發(fā)器的結(jié)果是在E有效期間允許多次翻轉(zhuǎn)，見上節(jié)。為了增強(qiáng)觸發(fā)器的可靠性和提高抗干擾能力，希望觸發(fā)器的狀態(tài)變化僅僅取決于時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)沿到來時(shí)輸入信號(hào)的狀態(tài)，即電路翻轉(zhuǎn)時(shí)刻僅僅控制在觸發(fā)脈沖的上升或者下降的邊沿，這類觸發(fā)器叫邊沿觸發(fā)型觸發(fā)器。由于邊沿觸發(fā)器在沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)保持不變，而觸發(fā)時(shí)間又非常短，所以，邊沿觸發(fā)器有比較高的可靠性和提高抗干擾能力。電平觸發(fā)下圖為電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)的觸發(fā)信號(hào)波形。

本節(jié)介紹維持一阻塞型觸發(fā)器，它是一種時(shí)鐘上升沿觸發(fā)的邊沿CP觸發(fā)型觸發(fā)器。一．電路結(jié)構(gòu)上圖示出了由六個(gè)與非門構(gòu)成的維持一阻塞型D觸發(fā)器的邏輯圖。其中最右面的兩個(gè)是用與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。D是輸入端。⑴當(dāng)CP=0時(shí)，CP信號(hào)關(guān)閉了下圖之間的兩個(gè)與非門，使其輸出為1,基本RS觸發(fā)器的輸入是低電平觸發(fā)，所以RS觸發(fā)器的輸出保持原態(tài)不變。cp=上升沿⑵當(dāng)CP上升沿到來且口=1時(shí)：各點(diǎn)電平如下，觸發(fā)器置1。⑶當(dāng)CP上升沿到來且口=0時(shí)：各點(diǎn)電平如下，觸發(fā)器置0。-□SdJ 三.具有異步復(fù)位、置位功能和多輸入端的維持阻塞D觸發(fā)器異步復(fù)位是指無論是在CP=1或是在CP=0期間，只要異步復(fù)位端R=0都立即能將觸發(fā)器復(fù)位（觸發(fā)器輸出Q=0）,且當(dāng)R=0信號(hào)撤消后，觸發(fā)器仍能保持"0“狀態(tài)，直到下一個(gè)CP有效的邊沿到來時(shí)為止；同樣q=0具有異步置位（觸發(fā)器輸出Q=1）功能。下圖就是具有異步置位/復(fù)位端的維持阻塞D觸發(fā)器。不稱異步復(fù)位端，*稱異步置位端。四．邊沿觸發(fā)型觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)從以上分析看出，邊沿觸發(fā)型觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于CP觸發(fā)沿到達(dá)時(shí)輸入信號(hào)的邏輯狀態(tài)。為了使觸發(fā)器可靠工作，輸入信號(hào)應(yīng)先于CP觸發(fā)沿一個(gè)時(shí)間建立穩(wěn)定的值，這段時(shí)間稱為建立時(shí)間；并在CP觸發(fā)沿過后，需維持一段時(shí)間再撤除，這段時(shí)間稱為保持時(shí)間。例6.2.6a邊沿觸發(fā)型D觸發(fā)器如下圖所示。分析電路功能并根據(jù)給定的波形。對(duì)應(yīng)畫出輸出Q的波形。設(shè)初態(tài)Q=0。分析電路功能并根Q=0。（下圖標(biāo)識(shí)后例6.2.6b分析電路功能并根Q=0。（下圖標(biāo)識(shí)后例6.2.6b邊沿觸發(fā)型JK觸發(fā)器如下圖所示。據(jù)給定的波形。對(duì)應(yīng)畫出輸出Q的波形。設(shè)初態(tài)沿觸發(fā)有誤,前兩項(xiàng)說明可能不確切）“關(guān)沿觸發(fā)I此處符號(hào)表明是下降沿觸發(fā)例6.2.9觸發(fā)器電路如圖所示，分析電路功能，井根據(jù)給定的輸入波形畫出輸出Q波形畫出輸出Q的波形，設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)均為0。解：圖中FF0是CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器，F(xiàn)F1是A信號(hào)上升沿觸發(fā)的邊沿D觸發(fā)器，RD是異步復(fù)位信號(hào)，低電平有效。相應(yīng)波形如圖所示。（下圖中第三行CP應(yīng)為Q0,第四行CP應(yīng)為Q1）分析：在給定的A信號(hào)的七個(gè)脈沖中，有四個(gè)上升沿使FF1置0,兩個(gè)上升沿使FF1置1。第一個(gè)上升沿沒有用。CP只有兩個(gè)下降沿，因?yàn)镕F0的」％=1,按成翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器，所以CP的下降沿使FF0翻轉(zhuǎn)兩次均是從0到1,FF0的從1到0是異步復(fù)位。不同結(jié)構(gòu)觸發(fā)器動(dòng)作特點(diǎn)2.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法一．觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法

前面我們向大家介紹了各種觸發(fā)器,現(xiàn)在大致給它們分一下類.按觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)分類：有基本RS觸發(fā)器、門控（RS）觸發(fā)器、主從型用.本居 口撐RS D鎖"等 用.本居 口撐RS D鎖"等 1■從小上從JK 維陽D 邊沿JK 邊汨口觸發(fā)器和邊沿型觸發(fā)器。按觸發(fā)器的功能分類：可將觸發(fā)器分成RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器。常用的幾種觸發(fā)器見下圖（下圖中維持-阻塞觸發(fā)器也屬邊沿觸發(fā)器）另外，我們還向大家介紹了表示觸發(fā)器邏輯功能的一些描述方法，如菜單（特性表），波形圖等。本節(jié)還要介紹用特性方程，狀態(tài)圖來表示觸發(fā)器，并且對(duì)他們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行討論。觸發(fā)器電路的現(xiàn)態(tài)指觸發(fā)器在輸入信號(hào)作用前的狀態(tài)。往往用Qn表示；觸發(fā)器電路的次態(tài)指觸發(fā)器在輸入信號(hào)作用（和電路現(xiàn)態(tài)共同作用）后的狀態(tài)，用Qn+1表示。觸發(fā)器的邏輯功能是指電路次態(tài)Qn+1和輸入信號(hào)及現(xiàn)態(tài)Qn之間在穩(wěn)態(tài)下的邏輯關(guān)系，可以用菜單，特性方程,狀態(tài)圖（又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）以及波形圖一等方法來描述。按照邏輯功能的不同，一般把觸發(fā)器分成RS,JK,D和T四種類型。⑴RS觸發(fā)器00Qn 保持0 11 置110 0 置011*不定把符合上面菜單邏輯關(guān)系的觸發(fā)器叫RS觸發(fā)器，它具有置0、置1和保持功能。

根據(jù)菜單，我們可以畫出卡諾圖，化簡(jiǎn)后，即可得到特性方程。根據(jù)菜單，我們可以畫出卡諾圖，化簡(jiǎn)后，即可得到特性方程。特性方程 Qn+1=Sn+RnQnSR=0（約束方程）下面向大家介紹一種新的描述觸發(fā)器邏輯狀態(tài)的方法———狀態(tài)圖。用圓圈分別表示觸發(fā)器的每一個(gè)狀態(tài)，圓圈中間寫上是0還是1狀態(tài)，用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向，箭頭旁的注明表示實(shí)現(xiàn)該狀態(tài)轉(zhuǎn)換相應(yīng)的條件。如RS觸發(fā)器的狀態(tài)圖可以畫成下面的方式：當(dāng)f=i.%當(dāng)f=i.%n時(shí)蒯射率保持.保宣品等1當(dāng)E-La1時(shí)觸發(fā)強(qiáng)復(fù)包:.快態(tài)在口甲以當(dāng)3-［萬，不官工是導(dǎo)為現(xiàn)忠/沈志均先口至=0」格□時(shí)觸發(fā)胃保持.狀愈保持1至=1.即口時(shí)觸發(fā)器置位.狀態(tài)為1斯匕告F=1E寸，不強(qiáng)占用家，，邪左/次左均為I⑵JK觸發(fā)器0 0Qn 保持0 10 置010 1 置11Qn非翻轉(zhuǎn)把符合表中邏輯關(guān)系的觸發(fā)器叫JK觸發(fā)器，它具有置0、置1、保持和計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)功能。Qn"二十甲短11QQn"二十甲短11Q。J=*1=1J=*K=O⑶D觸發(fā)器A=1D=QA=1D=Q把符合表中邏輯關(guān)系的觸發(fā)器叫D觸發(fā)器，它具有置0、置1。⑷T觸發(fā)器：把JK觸發(fā)器兩個(gè)輸入端并接成一個(gè)輸入端，就構(gòu)成了1觸發(fā)器。是它的邏輯符號(hào)。它具有保持和翻轉(zhuǎn)功能。Qn+1=JQn+KQn=JQn+JQn=J十Qn=T十Qn（取1=）=輸入端）0 Qn 保持1 Q0 Qn 保持1 Q 翻轉(zhuǎn)T=LT=1二.觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能的關(guān)系觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能是兩個(gè)不同的概念，結(jié)構(gòu)形式不同的觸發(fā)器，不僅電路組成、工作原理不同，而且它們?cè)跔顟B(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)動(dòng)作特點(diǎn)也不同。基本RS觸發(fā)器，門控RS觸發(fā)器。主從結(jié)構(gòu)觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器都是按結(jié)構(gòu)形式不同而分的觸發(fā)器。按照邏輯功能的不同，一般把觸發(fā)器分成RS,JK,D,T四種類型。同一種電路結(jié)構(gòu)形式可以構(gòu)成不同功能的觸發(fā)器，而同一種邏輯功能的觸發(fā)器又可以用不同的電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。例如：用JK觸發(fā)器完成D觸發(fā)器的功能。解：D觸發(fā)器的特性方程為Qn+尸DJK觸發(fā)器的特性方程為JK觸發(fā)器的特性方程為Qn+尸JnQ+KnQn,當(dāng)Kn二Jn時(shí)，=J，取J=D即得到D觸發(fā)Qn+1=JnQn+KnQn=JnQn+=J，取J=D即得到D觸發(fā)6.2.7觸發(fā)器的選擇與使用一．觸發(fā)器的選擇⑴基本RS觸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，搭接容易，在不需要時(shí)鐘脈沖控制翻轉(zhuǎn)的情況下，多用于電平鎖存，如消除波形抖動(dòng)電路、開關(guān)設(shè)定電路、整形電路，一位數(shù)據(jù)鎖存電路等；⑵門控觸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，存儲(chǔ)信號(hào)有時(shí)鐘控制，適用于多位數(shù)據(jù)鎖存，但不能用于移位寄存器和計(jì)數(shù)器；3.主從結(jié)構(gòu)的JK觸發(fā)器要求在CP=1期間，J,K信號(hào)不要改變，適用于計(jì)數(shù)器，也可用作寄存器、移位寄存器等；⑷邊沿觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于CP觸發(fā)沿到達(dá)瞬間輸人信號(hào)的狀態(tài)，信號(hào)僅要求在建立和保持時(shí)間穩(wěn)定，故輸入信號(hào)在高低電平期間不夠穩(wěn)定或易受干擾的情況下，選用邊沿觸發(fā)器較為合適，適用于寄存器，移位寄存器，計(jì)數(shù)器等。二．觸發(fā)器應(yīng)用舉例⑴構(gòu)成分頻電路所謂分頻器就是通過該電路使得單位時(shí)間內(nèi)脈沖次數(shù)減少,亦即脈沖頻率降低,能夠使頻率降低一半的電路稱之為二分頻器,能夠使頻率降低四分之一的電路稱之為四分頻器，依次類推。例：分析下面電路，判斷其功能。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為0。解：D觸發(fā)器的特性方程是Qn+i=D,當(dāng)把D和Q非連接起來，方程就變成了Qn+1=Qn,具有翻轉(zhuǎn)功能,即每輸入一個(gè)脈沖，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，每翻轉(zhuǎn)兩次，觸發(fā)器的輸出端可以得到一個(gè)完整的矩形波，而觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)兩次所用的前沿脈沖來自CP的兩個(gè)矩形波。所以，一個(gè)T觸發(fā)器完成了二分頻電路，用其輸出再去觸發(fā)另一個(gè)T觸發(fā)器（又是一個(gè)二分頻），這樣，就完成了信號(hào)的四分頻。該觸發(fā)器是前沿觸發(fā)方式。⑵構(gòu)成順序脈沖發(fā)生電路（見書P182-183）'Q1'Q1試問：下圖的分頻器有什么特點(diǎn)?6．3時(shí)序電路的一般分析方法時(shí)序電路的分析就是從邏輯圖求出給定時(shí)序電路的功能，一般用狀態(tài)表（又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)換表）或狀態(tài)圖來表示。在6.1節(jié)中，已經(jīng)介紹了描述時(shí)序電路邏輯功能需用驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程和狀態(tài)方程。驅(qū)動(dòng)方

程就是存儲(chǔ)電路（觸發(fā)器）輸入函數(shù)的表達(dá)式，輸出方程就是時(shí)序電路輸出函數(shù)的表達(dá)式，狀態(tài)方程就是反映觸發(fā)器次態(tài)與現(xiàn)態(tài)及輸入關(guān)系的表達(dá)式，它是將觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程代人特性方程得到的。根據(jù)組成時(shí)序電路的各個(gè)觸發(fā)器在CP信號(hào)作用下是否同時(shí)動(dòng)作將時(shí)序電路分為同步和異步兩種類型：同步時(shí)序電路是指組成時(shí)序電路的各個(gè)觸發(fā)器在同一CP信號(hào)作用下同時(shí)動(dòng)作，而異步時(shí)序電路是指組成時(shí)序電路的各個(gè)觸發(fā)器并不在同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)下動(dòng)作。一．同步時(shí)序電路的一般分析方法將不1端腎照-字他序排列感殂得出結(jié)詒⑴分析方法因?yàn)槭峭綍r(shí)序電路，各個(gè)觸發(fā)器的動(dòng)作受同一個(gè)將不1端腎照-字他序排列感殂得出結(jié)詒⑴分析方法因?yàn)槭峭綍r(shí)序電路，各個(gè)觸發(fā)器的動(dòng)作受同一個(gè)CP的控制，分析過程中不必單獨(dú)考慮每個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘條件。分析同步時(shí)序電路的邏輯功能，一般按以下步驟進(jìn)行：⑵分析舉例：Qn0Q0n十Q1n以現(xiàn)態(tài)為輸入量工法本土稽+量列出狀態(tài)真值表例6.3.2分析下面的邏輯電路,寫出方程式,列出狀態(tài)表,畫出波形圖并說明電路功能.①寫出輸入端的表達(dá)式（稱之為驅(qū)動(dòng)方程）J=K=1J=K=Q②寫出J0K觸發(fā)器的特性方程并將驅(qū)動(dòng)方程代入，化簡(jiǎn)后得到狀態(tài)方程Qn+1=JQn+KnQn=1Qn*+0Qn=0 00 0 0 0 0Qn+1=JQn+KnQn=QnQn+QQn=1 11 1 1 0 1 0 1③即狀態(tài)方程是：

態(tài)狀畫出⑤圖J態(tài)狀畫出⑤圖J⑥說明功能：四進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器例6.3.1分析圖6.3.2電路的邏輯功能，寫出方程式、列出狀態(tài)異或門（書上有誤）表、畫出狀態(tài)圖，說明功能。（下圖有誤，兩個(gè)均為異或門）我們將圖稍微換一下畫法：可以看到，D0是典型的用D觸發(fā)器連接成的T翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器，稍加分析即可得知，D1的Q端事實(shí)上是以反相的方式接到口端，那就是說，D1仍然是用D觸發(fā)器連接成的T翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器，是一個(gè)受控的T觸發(fā)器（欠準(zhǔn)確，應(yīng)為Q1、Q0與X共同決定）。X端為控制信號(hào)輸入。①.X=1時(shí)，我們有如下等效電路：

寫出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方程，狀態(tài)方程，驅(qū)動(dòng)方程：D0=Q0,D1=Q1十Q0十X=Q10Q0應(yīng)等效為反相器)XQ?Q；Q-Q”XQ；Q；00D11Q1i01101100n1(11111(1ni0110011110寫出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方程，狀態(tài)方程，驅(qū)動(dòng)方程：D0=E，D1=Q1?Q0?X=Q1十Q0狀態(tài)方程： Qn+1=Dn=Qn, Qn+1=Dn=Qn十Qn十X=Qn十Qn0 00 1 11 0 1 0X=U戒法計(jì)數(shù)參 加1加法計(jì)數(shù)窿.綜合上面兩種情況，列出狀態(tài)圖。.畫出狀態(tài)圖二．異步時(shí)序電路的一般分析方法冷定電葭量量表入出傕痢新<為為態(tài)冷定電葭量量表入出傕痢新<為為態(tài)1u現(xiàn)iv—以以列用觸發(fā)器構(gòu)成的異步時(shí)序電路其各個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不是源于同一個(gè),因此在分析異步電路時(shí),必須考慮各觸發(fā)器更新時(shí)的觸發(fā)條件.分析步驟如下:異步時(shí)序電路分析步驟與同步時(shí)序電路基本相同,僅多時(shí)鐘方程。例（例6.3.3）分析下面的邏輯電路,寫出方程式,列出狀態(tài)表,畫出波形圖并說明電路功能.異步時(shí)序電路分析步驟與同步時(shí)序電路基本相同,僅多時(shí)鐘方程。例（例6.3.3）分析下面的邏輯電路,寫出方程式,列出狀態(tài)表,畫出波形圖并說明電路功能.解：將接“1”端淡化后，可以看到，這是一個(gè)比較典型的異步觸發(fā)的時(shí)序電路。下面我們按照步驟一步步進(jìn)行分析。①寫出驅(qū)動(dòng)方程，時(shí)鐘方程。J=K=1J=K=1J=K=1CP=CPCP=QCP=Q②寫出J0K觸發(fā)器的特性方程并將驅(qū)動(dòng)方程代入，1化簡(jiǎn)后2得到狀態(tài)方程TOC\o"1-5"\h\zQn+1=JQn+K0Qn=1Qn+0Qn=Qn0 00 0 0 0 0 0Qn+1=JQn+KQn=1Qn+0Qn=Qn1 1_1_ 1 1 1_ 1 二Qn＋1=Qn＋1=2Qn+1=JQn+K2Qn=1Qn+0Qn=Q2n③即狀態(tài)方程是：Qn＋1=Qn＋1=2Qn+1=Qn00

CP2CP1CP0Q；Q；QSQTQ；+]00000i70010100100117011100I-1001017F1011101T不110111r卜7111000下降沿觸發(fā)④列出狀態(tài)真值表⑤畫出狀態(tài)圖⑥說明功能：異步八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（或異步三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器）。⑦分析計(jì)數(shù)器的邏輯功能也可用波形分析法。在電路中，若CP的波形是頻率固定的重復(fù)矩形脈沖，如下圖中的CP。根據(jù)三個(gè)JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程和CP條件可知，F(xiàn)F0觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在CP下降沿到來瞬間，F(xiàn)F1觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在Q0由1變0的瞬間，F(xiàn)F2觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在Q1由1變0的瞬間，可分別畫出Q0,Q1,Q2的波形圖。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是“逢二進(jìn)一”，每當(dāng)本位由1變0時(shí)，向高位進(jìn)位，高位亦應(yīng)翻轉(zhuǎn)。6.4常見的時(shí)序邏輯電路6.4.1寄存器存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)、信息的電路我們稱寄存器。一個(gè)觸發(fā)器可以存儲(chǔ)一位二進(jìn)制代碼，N個(gè)觸發(fā)器組成的寄存器可以存放N位二進(jìn)制代

碼。它常用于數(shù)字系統(tǒng)和數(shù)字計(jì)算機(jī)中。一．電路結(jié)構(gòu)碼。它常用于數(shù)字系統(tǒng)和數(shù)字計(jì)算機(jī)中。圖6.4.1是由D觸發(fā)器組成的四位寄存器的邏輯圖。它有四個(gè)數(shù)碼輸入端口3D2D1D0一個(gè)異步復(fù)位端R（高電平有效），一個(gè)送數(shù)控制端CP。二．工作原理控制端和復(fù)位端均接在一起，所以當(dāng)R端出現(xiàn)高電平時(shí)，所有D觸發(fā)器異步復(fù)位。除去CP和R的連線，我們可以看到，四個(gè)D觸發(fā)器是獨(dú)立的，當(dāng)CP脈沖前沿時(shí)，根據(jù)。+尸D,P188圖6.4.1）三.簡(jiǎn)化等效電路：將所有電路集中在一個(gè)方框內(nèi)，方框外標(biāo)上各個(gè)輸入，輸出及控制電路，就構(gòu)成了簡(jiǎn)化的方框圖,上例簡(jiǎn)化如下。將各個(gè)D端的數(shù)據(jù)存入寄存器。（下圖缺CPP188圖6.4.1）三.簡(jiǎn)化等效電路：將所有電路集中在一個(gè)方框內(nèi)，方框外標(biāo)上各個(gè)輸入，輸出及控制電路，就構(gòu)成了簡(jiǎn)化的方框圖,上例簡(jiǎn)化如下。四位輸出Q3Q2QIQ0CP——時(shí)汗脈沖RD異步■復(fù)位D3D2DIDO四位輸入我們可以利用簡(jiǎn)化等效電路的方法，將一個(gè)復(fù)雜電路看作一個(gè)黑箱，在分析設(shè)計(jì)時(shí)，我們只注意它的輸出和輸入部分，這樣，對(duì)深入了解電路的功能起到良好的作用。移位寄存器分析上面的寄存器我們可以得知，僅在一個(gè)CP脈沖的作用下，就可以將若干位數(shù)據(jù)存入，上面寄存器是四位的，我們可以很方便的將其擴(kuò)成8位，16位乃至更多。這種寄存器的每一位觸發(fā)器是相對(duì)獨(dú)立的，我們稱之為并行寄存器。下面向同學(xué)們介紹一種用移位的方式來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寄存器，稱移位寄存器。它不僅可以用來存儲(chǔ)代碼，還能在移位脈沖作用下將寄存器內(nèi)部的二進(jìn)制數(shù)據(jù)順次向左移動(dòng)或者向右移動(dòng)（左移，右移），也還可用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串、并行轉(zhuǎn)換和處理等。一．單向移位寄存器rr串行輸入】數(shù)據(jù)順次輸入⑴電路結(jié)構(gòu)：將寄存器中各個(gè)觸發(fā)器的輸出依次與后一級(jí)觸發(fā)器的輸入連接，就構(gòu)成了移位寄存器。行輸⑵工作原理初始異步復(fù)位后各個(gè)觸發(fā)器輸出為0。以后每一個(gè)CP,數(shù)據(jù)右移一次，四個(gè)CP后，串行輸入完畢。設(shè)有二進(jìn)制數(shù)據(jù)1101,分析每一個(gè)CP下各Q的輸出?！阿佟睘檩斎霐?shù)的個(gè)位數(shù)。CP個(gè)數(shù)Q0Q1Q2Q31①00020①00

310①04110①（下圖CP、R連線末標(biāo)出）⑶用JK觸發(fā)器構(gòu)成的右移寄存器；從下面的表達(dá)式中我們可以看到，將J,K端反相接在一起，就可以將JK觸發(fā)器當(dāng)做D觸發(fā)器使用。所以，圖（下圖CP、R連線末標(biāo)出）⑶用JK觸發(fā)器構(gòu)成的右移寄存器；從下面的表達(dá)式中我們可以看到，將J,K端反相接在一起，就可以將JK觸發(fā)器當(dāng)做D觸發(fā)器使用。所以，圖6.4.3JK觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器和圖6.4.2的p觸發(fā)器功能是一樣的。Q廣二頁+RQgJ@+Qn）=JJK觸發(fā)器特性方程D觸發(fā)器特性方程比較1相后罌的特性方程也7二口⑷問題？能否用RS觸發(fā)器完成D觸發(fā)器的功能，答案是肯定的。下面向大家介紹一種用RS觸發(fā)器設(shè)計(jì)的寄存器。二．雙向移位寄存器雙向移位寄存器：在移位信號(hào)的作用下，寄存器不但可以使數(shù)據(jù)右移，而且還可以便數(shù)據(jù)左移的寄存器。這種寄存器往往還具有數(shù)據(jù)并行輸入功能。⑴電路結(jié)構(gòu)下圖是雙向移位寄存器73LS194的邏輯圖。該寄存器由四個(gè)RS觸發(fā)器和各自的輸入控制電路組成。CP和R分別是控制脈沖及異步復(fù)位信號(hào)。功能選擇信號(hào)S1，S2以及相應(yīng)的四個(gè)反相器構(gòu)成左移/右移/并行輸入及保持功能選擇。⑵工作原理該雙向移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向（左移或右移）移位和并行輸入。因此，用它可達(dá)到數(shù)據(jù)串行輸入一并行輸出、并行輸入一串行輸出、串行輸入一串行輸出和并行輸入一并行輸出等各種目的。①當(dāng)功能選擇信號(hào)S1=0,S0=0時(shí)，簡(jiǎn)化圖如下：圖中打叉“義”的門表示該門被封，可以看到，左移輸入，右移輸入，并行輸入端全被封。所以電路只能是保持狀態(tài)。②當(dāng)功能選擇信號(hào)S1=1,S0=0時(shí)，簡(jiǎn)化圖如下：可以看到，右移輸入，并行輸入，并行輸出端全被封。所以電路是左移輸入狀態(tài)。并行輸入DO DI D2 D3并行輸出■T并行輸出■T蜂汗入D七?喻屋1x1x15?XlxlxIX艮Ixlxl文71~原屋1x1x15?XlxlxIX艮Ixlxl文71~原氏IX反五修串行輸入Diln并行輸入DO DI D2 D30QO QI Q2 Q3并行輸出③當(dāng)功能選擇信號(hào)S1=0,S=1時(shí)，簡(jiǎn)化圖如下：可以看到，左移輸入，并行輸入，并行輸出端全被封。所以電路是右移輸入狀態(tài)。④當(dāng)功能選擇信號(hào)S1=1,S=1時(shí)，簡(jiǎn)化圖如下：（略）可以看到，左移輸入，右移輸入，并行輸出端全被封。所以電路是并行輸入狀態(tài)。

表6.4.1雙向移位寄存器74LS1M功能表CP即S] (So工作狀態(tài)X0XX置0100保持101右移f110左移111并行輸入74LS194雙向移位寄存器的菜單如表6.4.1所示。例6.4.1試用兩片雙向移位寄存器74LS194構(gòu)成八位雙向移位寄存器。解：每一個(gè)74LS194有左移輸入，右移輸入端各一個(gè)，并入端四個(gè)，并出端四個(gè)，最右最左觸發(fā)器的Q端就是串行左移輸出端和串行右移輸出端。用兩片雙向移位寄存器74LS194構(gòu)成八位雙向移位寄存器時(shí)，接法應(yīng)該如下圖。當(dāng)然，最后完成電路時(shí)應(yīng)該加上控制電路和CP0S1,S0,RD和CP均并接。計(jì)數(shù)器一.計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)和分類能夠累計(jì)輸入脈沖個(gè)數(shù)的數(shù)字電路稱為計(jì)數(shù)器，它含有若干個(gè)觸發(fā)器。并按預(yù)定順序改變各觸發(fā)器的狀態(tài)，是應(yīng)用較廣泛的時(shí)序電路。計(jì)數(shù)器的分類：按照各個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的時(shí)間,可分為同步和異步計(jì)數(shù)器；按照計(jì)數(shù)過程中數(shù)字的增減規(guī)律：可分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器；按照計(jì)數(shù)器的循環(huán)長度：可分為二進(jìn)制和N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。二．同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的特點(diǎn):某一位翻轉(zhuǎn),其后面各位必須全部為1,再耒一個(gè)CP時(shí)翻轉(zhuǎn).用JK觸發(fā)器構(gòu)成的四位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路如圖6.4.7所示，4個(gè)JK觸發(fā)器均接成了T觸發(fā)器。當(dāng)T=0時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)保持,當(dāng)T=1時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。從波形圖中可以看出，Q0為翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器輸出，所以每個(gè)CP下降沿翻轉(zhuǎn)一次，是一個(gè)二分頻電路（也叫除二電路），第二個(gè)觸發(fā)器也是除二電路，第三個(gè)觸發(fā)器事實(shí)上也是除二電路，但它要在Q0,Q1同時(shí)從1到0時(shí)翻轉(zhuǎn)，（比如數(shù)字0011到0100，第1,2兩位從1變到0，第三位從0到1）。依次類推，第四個(gè)觸發(fā)器為除二電路，但它要在Q0,Q1,Q2同時(shí)從1到0時(shí)翻轉(zhuǎn)，（從數(shù)字01n到1000）。下圖形：保留數(shù)字，去掉波形圖，就得到表6.4.2的狀態(tài)表泰6.4,工圖出4.7狀蠡表CPQJQJQ1n/（現(xiàn)盍）_曠電EQJF.Z（次葡輸出CPQJQJQi儂（靦）（次9 輸出000000018LOGOl（X>l01000100W09100]10100200100011flL0101。101]0300H01000U101111000401000101012]1001101050101川10013110]mo06011001110L4monil0701111000015IIH00001_______一四位瑜巳端Q3Q，QIQDC——一進(jìn)位端ylu74LS161Ed鐘 >CF—RDErEIDCBA導(dǎo)英復(fù)位」___? - 1| 園位墻人.端三.中規(guī)模集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介“1.二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS161①置數(shù)控制端LD：當(dāng)LD=0且無復(fù)位信號(hào)時(shí)，可以從輸入端輸入一個(gè)任意數(shù)并保持在芯片中,以后計(jì)數(shù)將從此數(shù)開始,此數(shù)稱為預(yù)置數(shù)。如輸入數(shù)1001，計(jì)數(shù)器將按下面的方式循環(huán)：②工作狀態(tài)控制端EP和ET：當(dāng)無預(yù)置數(shù)且無異步復(fù)位時(shí)，若ET=0，則電路保持原態(tài)且無進(jìn)位，當(dāng)ET=1時(shí)，若EP=0,則電路保持原態(tài)且有進(jìn)位，若EP=1,電路為計(jì)數(shù)狀態(tài)。表6.4.3為74LS161的菜單。

匹位輸出端預(yù)置控制一CCP^iiA——匹位輸出端預(yù)置控制一CCP^iiA——匚P精士一:CPw74LSL91以上_SU，DDCUA法位端ITTTT法位端2.四位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74LS191可逆計(jì)數(shù)器是可以進(jìn)行加法計(jì)數(shù)也可以進(jìn)行減法計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS191的邏輯圖如圖6.4.11所示。的狀態(tài)圖和菜單。圖中U/D為“加/減控制信號(hào)"：當(dāng)U/D=0時(shí)，實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)功能；U/D=1時(shí)，做減法。S為為計(jì)數(shù)允許控制端。下面是74LS191的狀態(tài)圖和菜單。（箭箭狀態(tài)圖:（箭頭應(yīng)可逆）四.同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器⑴電路結(jié)構(gòu)和工作原理

由JK觸發(fā)器構(gòu)成的同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器如圖6.4.13所示。仿照上例將JK畫成T觸發(fā)器的形式：①寫出驅(qū)動(dòng)方程，時(shí)鐘方程。J=K=1J=K=QQJ=K=QQJ=K=QQQ+QQ②寫出J0K觸發(fā)器的特性方程并將驅(qū)動(dòng)方程代入，2化簡(jiǎn)后3得到狀態(tài)方程Qn+1=Qn0 0Qn+1=QnQnQn+QnQnQn1 3 01 3 0 1Qn+1=QnQnQn+Q；Q1nQn102 102_Qn+1=(QnQnQn+QnQn)Qn+QnQnQnQnQnQn210 303 210303

會(huì)6.4.5+進(jìn)制加法計(jì)費(fèi)器狀態(tài)豪序號(hào)｛現(xiàn)態(tài)）Q*…QT+y以e（次態(tài)）輸出‘（7芹t現(xiàn)態(tài)）f次卷）輸出cL。00000001081000100101corn0010091001（xxn12OOJO00110101QID101L03001101000U1011OLLO14010001010121100JO0501010110013U01i aioo]601100111014J1JUIlli07Olli1000015lilt00】。1C=QQ30③列出狀態(tài)真30值表比較一下可以得知，表6.4.5和表6.4.2是一樣的，而后者是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。波形圖如下：1 2 3 4 5 6 7S9 10 1112 13 14 15 16（下圖實(shí)為四位二進(jìn)制波形圖）⑤畫出狀態(tài)圖從狀態(tài)圖中我們可以看到，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的區(qū)別是：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有十六個(gè)有效狀態(tài)，而十進(jìn)制計(jì)數(shù)器只有十個(gè)有效狀態(tài)，上圖中標(biāo)綠色的圓圈就是無效狀態(tài)。正常循環(huán)不包括無效狀態(tài)，但在電路剛加電運(yùn)行時(shí)，電路最初進(jìn)入的狀態(tài)是隨機(jī)的，即有可能進(jìn)入無效狀態(tài)，我們?cè)谝院笤O(shè)計(jì)中，應(yīng)該保證電路不進(jìn)入無效狀態(tài)或者假如進(jìn)入無效狀態(tài)后在很少的幾個(gè)周期后即可進(jìn)入有效循環(huán)，以后的課程里我們繼續(xù)學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。五．中規(guī)模集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介⑴十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS16074LS160的方框圖和菜單同74LS161,見下圖。狀態(tài)表：口位輸出端 乏位/借位端頂置空削YLP輸入_匚P恰士一頂置空削YLP輸入_匚P恰士一>CPm74LS190CP口/ _SU/DDCBA四位輸八端⑵十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS19074LS190的邏輯圖和菜單同74LS191。狀態(tài)表：*11*保持*11*保持* * 0 * 預(yù)置數(shù)t0 1 0 加法計(jì)數(shù)t01 1減法計(jì)數(shù)狀態(tài)圖：（箭頭應(yīng)可逆）六．中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用目前生產(chǎn)的同步計(jì)數(shù)器芯片基本上分為二進(jìn)制和十進(jìn)制兩種。而在實(shí)際的數(shù)字系統(tǒng)中，經(jīng)常需要其它任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，如一百進(jìn)制，六十進(jìn)制，十二進(jìn)制，七進(jìn)制等。我們可以采用計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，置數(shù)法，復(fù)位法（本書略）等方法來設(shè)計(jì)任意進(jìn)制：⑴計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)應(yīng)用:級(jí)聯(lián)法將兩片或兩片以上計(jì)數(shù)器按照一定方法前后串聯(lián)起來就可以構(gòu)成遠(yuǎn)大于單一芯片進(jìn)制的其它進(jìn)制。如用兩片74LS160（十進(jìn)制計(jì)數(shù)器）級(jí)聯(lián)就可以構(gòu)成一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如圖所示。高卜位低卜位高卜位,LK:r1Q3,LK:r1Q3其QIQ0EPet74L31G0⑻ID103Q2QIQ0FP CET74LS1GO工）LDcr EDDiJkPlDU圖中芯片A的工作狀態(tài)控制端EP和ET接高電平，它始終處于計(jì)數(shù)狀態(tài)；A片的進(jìn)位輸出C接到高位片B的EP和ET。只有當(dāng)?shù)臀黄?jì)數(shù)至9（二進(jìn)制1001）時(shí)，C=1,在下一個(gè)CP脈沖到來時(shí)，高位片B行計(jì)數(shù)；低位片處于其它狀態(tài)時(shí)，高位片不動(dòng)作。⑵置數(shù)法構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器:置位法構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)法用于大的進(jìn)位計(jì)數(shù)制，對(duì)于小于單個(gè)芯片允許的計(jì)數(shù)制，我們可采用置數(shù)法構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器，該方法需要計(jì)數(shù)器具有置數(shù)功能。使用置數(shù)法要求：①.滿足公式M>N,其中M是集成計(jì)數(shù)器能夠達(dá)到的最大進(jìn)制值，N是要實(shí)現(xiàn)的進(jìn)制值。②.設(shè)定編碼：一個(gè)M進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器有其固定的二進(jìn)制數(shù)的編碼順序。如十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160的編碼是：0000,0001,0010,0011,0100，0101，0110，0111，1000，1001。如果用74LS160構(gòu)成一個(gè)六進(jìn)制現(xiàn)計(jì)數(shù)器,我們可以選擇0000到0101這六個(gè)狀態(tài)進(jìn)行編碼,也可以用0001到0110這六個(gè)狀態(tài)進(jìn)行編碼，___。即M進(jìn)制計(jì)數(shù)器有M個(gè)狀態(tài)SSS行選擇。0,1,2SN-有M個(gè)狀態(tài)SSS行選擇。0,1,2③.要求電路在設(shè)定的N個(gè)狀態(tài)中間循環(huán)：若用M進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)從某狀態(tài)開始計(jì)數(shù)到另一狀態(tài)結(jié)束的N進(jìn)制計(jì)數(shù)功能，就應(yīng)該設(shè)法使計(jì)數(shù)器計(jì)到預(yù)定狀態(tài)之后,產(chǎn)生一個(gè)置數(shù)信號(hào)并在下一個(gè)時(shí)鐘到來時(shí),計(jì)數(shù)器置成初狀態(tài),然后從初狀態(tài)再重新開始計(jì)數(shù)。例6.4.3試用十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160實(shí)現(xiàn)六進(jìn)制計(jì)數(shù)功能，完成下面的狀態(tài)圖。解：根據(jù)要求,應(yīng)使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到Q3Q2Q1Q0=0111時(shí),異步置數(shù)使QQQQ=0010.我3們21設(shè)0計(jì)了下面的電路:

，pTPEEC當(dāng)計(jì)數(shù)器運(yùn)行到01n時(shí)

內(nèi)部JK觸發(fā)器的輸入端預(yù)置數(shù)控制端LD有效，預(yù)置數(shù)0010進(jìn)入下一個(gè)CP時(shí)Q，pTPEEC當(dāng)計(jì)數(shù)器運(yùn)行到01n時(shí)

內(nèi)部JK觸發(fā)器的輸入端預(yù)置數(shù)控制端LD有效，預(yù)置數(shù)0010進(jìn)入下一個(gè)CP時(shí)Q輸出端出現(xiàn)0010,開始又，，一次循環(huán)。例6.4.4試用四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS161實(shí)現(xiàn)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)功能。完成如下循環(huán)。解：根據(jù)伊^.4.3的分析方法，十二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器連線見圖66.4.24所示。圖品4.25四位環(huán)形計(jì)數(shù)器七.移位寄存器型計(jì)數(shù)器⑴構(gòu)成環(huán)形計(jì)數(shù)器用D觸發(fā)器構(gòu)成的四位環(huán)形計(jì)數(shù)器，如圖6.4.25所示。由圖可以寫出觸發(fā)器的狀態(tài)方程：電路中有四個(gè)觸發(fā)器，它可以有十六種狀態(tài)，共組成六個(gè)循環(huán)，

只有其中一個(gè)是有效循環(huán)，其它均為無效循環(huán)，相應(yīng)的十二個(gè)狀態(tài)稱為無效狀態(tài)。假如由于某種原因，觸發(fā)器的狀態(tài)誤進(jìn)入十二種無效狀態(tài)中的任意一個(gè)，寄存器將在各自的循環(huán)中改變狀態(tài)。不會(huì)進(jìn)入有效循環(huán)。該電路稱為不能自啟動(dòng)。（比如電路進(jìn)入1100狀態(tài)，就會(huì)在1100—0110-00n—1001中循環(huán)下去，不會(huì)進(jìn)入1000—0100—0010—0001的有效循環(huán)）。設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器，應(yīng)該當(dāng)電路由于某種原因進(jìn)入無效狀態(tài)時(shí)，都能在CP脈沖的作用下，自動(dòng)進(jìn)入有效循環(huán)。我們將圖6.4.25電路加上了反饋邏輯電路,使得計(jì)數(shù)器完成了自啟動(dòng),見圖6.4.27.狀態(tài)圖如下:

⑵構(gòu)成扭環(huán)形計(jì)數(shù)器將環(huán)型計(jì)數(shù)器的最后一級(jí)輸出Q端改成Q非端，即構(gòu)成扭環(huán)計(jì)數(shù)器（約翰遜計(jì)數(shù)器）,用D觸發(fā)器構(gòu)成的四位扭環(huán)形計(jì)數(shù)器見圖6.4.29所示。由圖可以寫出觸發(fā)器的狀態(tài)方程：由狀態(tài)圖可以看出，該計(jì)數(shù)器不能自啟動(dòng)。圖6.4.31示出了能自啟動(dòng)的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，圖6.4.32是它的狀態(tài)圖。在常見的時(shí)序電路一節(jié)里,向大家介紹了寄存器,觸發(fā)器,計(jì)數(shù)器的分析方法,及常用集成芯片的應(yīng)用。6.5脈沖波形的產(chǎn)主和整形從觸發(fā)器和時(shí)序電路的討論可以看出，要使電路正常。協(xié)調(diào)地工作，必須給一個(gè)一定頻率和幅度的時(shí)鐘脈沖。在數(shù)字電路中，大量使用的是矩形脈沖。獲取矩形脈沖的方法有兩種：一是利用多諧振蕩器直接產(chǎn)生所需要的矩形脈沖，另一種是把已有的其它形式的波形經(jīng)過整形電路轉(zhuǎn)換成所需要的矩形脈沖。概述一．矩形脈沖的性能參數(shù)圖6.5.1是一個(gè)矩形波脈沖，為了定量描述其性能，這里介紹幾個(gè)參數(shù)：⑴脈沖周期T：指在周期性重復(fù)的脈沖信號(hào)中，兩個(gè)相鄰脈沖對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。上升時(shí)間下降時(shí)間上升時(shí)間下降時(shí)間⑵振蕩頻率上指單位時(shí)間內(nèi)脈沖信號(hào)的重復(fù)次數(shù)，用f表示。周期T和頻率￡互為倒數(shù)。⑶脈沖幅度U：是指脈沖信號(hào)的高電平和低電平之差。⑷脈沖寬度tM對(duì)正脈沖而言，脈沖寬度是指脈沖信號(hào)從前沿的0.5U起，到脈沖信號(hào)后沿的0.5U止的時(shí)間段，稱為“平均脈寬”。⑸上升時(shí)間t:上升時(shí)間是指從脈沖信號(hào)上升沿的0.1U起，上升到0.9U止的時(shí)間段。f:時(shí)間段。．單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器⑹下降時(shí)間t：指從脈沖信號(hào)下降沿的0.9U起，下降到f:時(shí)間段。．單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器我們?cè)诜治鲇|發(fā)器時(shí)曾經(jīng)舉過這樣一個(gè)例子，兩個(gè)反相器頭尾相連可以構(gòu)成一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電路，加上觸發(fā)端稱之為RS觸發(fā)器，見下右圖，如果我們把兩個(gè)反相器的耦合方式改一下，形成左圖的方式。（下面右圖第一個(gè)門電路應(yīng)為或非門）分析此電路，正常狀態(tài)（稱穩(wěn)態(tài)）時(shí)，3端必為低電平，則1端為高電平，2端為低電平，電容上電壓=0，在沒有外界影響的情況下，電路保持此狀態(tài)不變。當(dāng)觸發(fā)端出現(xiàn)低電平時(shí)，2端為高電平，由于電容上電壓不能突變，所以3端為高電平，1端為0，這種暫時(shí)狀態(tài)保持一端時(shí)間后，由于電容C不斷充電，使得3端電壓逐漸降低，當(dāng)3端電壓低到小于門電路的開啟電壓時(shí)，電路翻轉(zhuǎn)，回到穩(wěn)態(tài)。這種電路稱單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路）的工作性能有如下的顯著特點(diǎn)：⑴它具有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)不同的工作狀態(tài)。⑵在外加觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)維持一定時(shí)間后，再自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。⑶暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間的長短取決于電路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度無關(guān)。單穩(wěn)態(tài)的這種工作特性具有廣泛的用途。例如可用于整形，把寬度和幅度不規(guī)則的脈沖變換為固定寬度和固定幅度的脈沖。也可以用于定時(shí)，即給出固定時(shí)間寬度的信號(hào)。此外，還可以用于延時(shí)，給出比觸發(fā)脈沖滯后一定時(shí)間的輸出信號(hào)，等等。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以用門電路或集成電路。無論用哪一類器件，都需要外接電阻和電容，用RC電路的充放電過程來決定暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間的長短。緇出脈沖單穩(wěn)態(tài)輸出波形如下：停留在暫穩(wěn)態(tài)的時(shí)間即為輸出脈沖寅度t，它是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要參數(shù)。 w三．多諧振蕩器

多詣?wù)袷幤髂茏孕挟a(chǎn)生矩形脈沖的輸出，是脈沖產(chǎn)生（形成）電路，多諧振蕩器沒有外加輸入信號(hào)，電路本身就可周而復(fù)始地振蕩，振蕩周期T是多諧振蕩器的主要參數(shù)。四．施密特觸發(fā)器我們?nèi)匀挥梅聪嗥鞔畛闪松厦娴碾娐?，設(shè)反相器的開啟（閥值）電壓為UT，電源電壓為UD，輸入端人為三角波，試看上面電路的輸出是什么樣子。⑴當(dāng)A=0時(shí)，Y=0。當(dāng)A=1時(shí)，Y=1。⑵當(dāng)A從低電平開始上升時(shí)，必須滿足公式：UA*R2/（R1+R2）>UT，電路方能夠翻轉(zhuǎn)，輸出Y=1,A繼續(xù)上升，丫保持1不變。設(shè)翻轉(zhuǎn)時(shí)的輸入電壓（轉(zhuǎn)折電壓）為UT+。⑶當(dāng)A從高電平下降時(shí)，必須滿足公式：UD-（UD-UA）*R2/（R1+R2）<UT，電路方能夠翻轉(zhuǎn)，輸出Y=0，A繼續(xù)下降，丫保持0不變。設(shè)翻轉(zhuǎn)時(shí)的輸入電壓（轉(zhuǎn)折電壓）為UT-。經(jīng)過簡(jiǎn)單運(yùn)算即可得知：UT+>（1+R1R2）*UTUT-<（1-R1R2）*UT從電壓傳輸特性可以看出：施密特觸發(fā)器輸出只有高低兩種電平，當(dāng)輸入電壓從小到大和從大到小變化時(shí)，輸出電平發(fā)生跳變所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值是不同的，把施密特觸發(fā)器具有的這種特性叫滯回特性。UT-和UT+稱為閾值電汪，兩者之差稱為回差電壓，用4UT表示。6.5.2555定時(shí)器及其組成的脈沖產(chǎn)生和整形電路一．一．555定時(shí)器及其功能555定時(shí)器555定時(shí)器是一種多用途的單片集成電路，利用它可以方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等。1．555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)

555定時(shí)器由三部分組成：①電阻分壓器和電壓比較器電阻分壓器是由三個(gè)等值的電阻R(5KQ)串聯(lián)構(gòu)成，為電壓比較器C1和C2提供參考電壓。電壓比較器是一個(gè)開環(huán)工作的運(yùn)算放大器，其電壓增益趨于無窮大，所以，其輸入端的一個(gè)非常小的電壓，輸出端就可以產(chǎn)生一個(gè)接近電源電壓的高電平信號(hào)或者是接近于0電壓的低電平信號(hào)。圖中，當(dāng)TM電壓稍大于U*2/3,uc1即輸出低電平，當(dāng)TM電壓稍小于U*2/3,uc1即輸出高點(diǎn)平，TR端亦具有同樣的情②基本Rs觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器由兩個(gè)與非門組成，比較器C1和2的輸出是RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入。③放電三極管放電三極管形成放電開關(guān)，當(dāng)其基極電位為邏輯0時(shí)，該管截止;基極電位為邏輯1時(shí)，該管導(dǎo)通。2．555定時(shí)器功能端簡(jiǎn)介II-(TR)555集成定時(shí)器有八個(gè)引腳，其功能分別為：II-(TR)555集成定時(shí)器有八個(gè)引腳，其功能分別為：(52輸入端應(yīng)為TR)接正電源；①Ucc(8)：電源端，②及$(1)：接地端;③TH(6)：閾值端，④TR(2)：觸發(fā)端，它是C1的輸入端。它是C2的輸入端.⑤Rd(4)：異步復(fù)位端。⑤Rd(4)：異步復(fù)位端。⑥Td⑺：放電端。⑦CO(5)：控制電壓端。當(dāng)接外加電壓時(shí)，可改變“閾值”和“觸發(fā)”端的比較電平。⑧OUT(3)：輸出端。輸 入怖出%心的狀態(tài)00 導(dǎo)通1>-y門口； >j%0導(dǎo)通,1<-y"a； 4-y%L戡止不變不變555的功能裊3.工作原理(分四種狀態(tài)分析)二．用555定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)：將TH(6腳)和/TR(2腳)相連作為信號(hào)輸入端即可構(gòu)成施密特觸發(fā)器，圖6.5.6(a)。2．工作原理①當(dāng)Ui由0上升至WUcc*1/3時(shí)，Uc1=1,Uc2=0,觸發(fā)器低電平置位，Q=U0=1。②當(dāng)Ui上升，在Ucc*1/3至Ucc*2/3之間，Uc1=1,Uc2=1,觸發(fā)器保持，Q=U0=1。③當(dāng)UiNUcc*2/3時(shí)，Uc1=1,Uc2=0,觸發(fā)器低電平復(fù)位，Q=U0二0。④當(dāng)Ui由Ucc*下降至WUcc*1/3時(shí)，Uc1=1,Uc2=0,觸發(fā)器低電平置位，Q=U0二1。若輸入電壓的波形是個(gè)三角波，則對(duì)應(yīng)的輸出波形如圖6.5.6所U口Ut2Utl若輸入電壓的波形是個(gè)三角波，則對(duì)應(yīng)的輸出波形如圖6.5.6所U口Ut2Utl示，它是反相輸出的施密特觸發(fā)器。3．電路特點(diǎn):施密特觸發(fā)器具有滯回特性，即輸出電壓由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓Ui和由低電平跳變?yōu)楦唠娖剿鶎?duì)應(yīng)的輸入電壓Ui是不同的。4．施密特觸發(fā)器的應(yīng)用

①用于波形變換和整形上圖分別示出了不同的輸入信號(hào)送到圖6.5.7反相輸出的施密特觸發(fā)器的輸入端所得到的輸出矩形脈沖?？梢钥闯觯篈.實(shí)現(xiàn)了波形轉(zhuǎn)B.實(shí)現(xiàn)了波形整形，將不規(guī)則的只要將閾值電壓①用于波形變換和整形上圖分別示出了不同的輸入信號(hào)送到圖6.5.7反相輸出的施密特觸發(fā)器的輸入端所得到的輸出矩形脈沖?？梢钥闯觯篈.實(shí)現(xiàn)了波形轉(zhuǎn)B.實(shí)現(xiàn)了波形整形，將不規(guī)則的只要將閾值電壓Ut1和Ut2調(diào)，換，將非矩形的波形變成了矩形波，波形變成了比較規(guī)則的波形。②用于脈沖鑒幅若需要保留一定幅值的脈沖信號(hào)到合適的值即可。③用于接口電路:在接口電路，施密特觸發(fā)器用于將輸入脈沖整形。比如數(shù)字頻率計(jì)，將輸入的不規(guī)則周期信號(hào)經(jīng)過施密特電路整形后變成邊沿陡峭的矩形波送入門電路和計(jì)數(shù)器，見下圖。三．用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1．電路結(jié)構(gòu)用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖所示，它是靠Ui下降沿觸發(fā)的。2．工作原理①當(dāng)Ui=1,即沒有觸發(fā)脈沖到來時(shí)，無論在接通電演后的瞬間基本RS觸發(fā)器是1狀態(tài)還是0狀態(tài)，電路都將自動(dòng)穩(wěn)定在Q=Uo=0的狀態(tài)。A.假定接同電源后RS觸發(fā)器Q=0,則三極管Td導(dǎo)通，電容上電壓Uc=0,兩個(gè)比較器輸出均為1則RS觸發(fā)器為保持狀態(tài)，Q=0的狀態(tài)將保持下去。B.反之，接同電源后RS觸發(fā)器Q=0,則三極管Td導(dǎo)通，因而電源電壓Ucc便通過電阻向電容C充電。隨著充電電壓升高，當(dāng)升至電容電壓NUcc*2/3時(shí)，RS觸發(fā)器被置0,則三極管導(dǎo)通，電容C經(jīng)Td的集電極回路迅速放電，使RS觸發(fā)器回到Q=0的狀態(tài)。由此可知，電路在接通電源后，肯定進(jìn)入Q=0的狀態(tài)。②當(dāng)Ui下降沿到來時(shí)，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)工作，Uc2=0,RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，Q=1,三極管Td截止，電路進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)，此時(shí)，Ucc經(jīng)R向C充電，使Uc上升。③當(dāng)Uc充到三Ucc*2/3時(shí)，RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，Q=0,Td導(dǎo)通放電，電路回到穩(wěn)定狀態(tài)。電容C的充，放電回路示意圖和輸入輸出波形如圖所示。3.脈沖寬度TW的估算：TW=1.1*R*C4．單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用

①用于定時(shí)控制設(shè)輸入一段模擬信號(hào)，要求從t1開始，t2結(jié)束，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下隼樵林發(fā)情■號(hào)后皿建伸自■淘料第財(cái)tvr號(hào)電路：隼樵林發(fā)情■號(hào)后皿建伸自■淘料第財(cái)tvr號(hào)電路：分析電路，可畫出各點(diǎn)的電壓波形。模擬開關(guān)受單穩(wěn)電路的控制：當(dāng)單穩(wěn)電路輸出為低電平時(shí)，開關(guān)打開，輸出無信號(hào)，當(dāng)單穩(wěn)電路輸出高電平時(shí)，開關(guān)閉合，輸入信號(hào)可以輸出。Tw=t2-t1,選擇單穩(wěn)電路的RC組件就可以設(shè)定時(shí)間。分析上圖，畫出輸出電壓的波形，可以看出該電路實(shí)現(xiàn)了延時(shí)和脈沖形成的功能。單穩(wěn)態(tài)電路1起延時(shí)作用，延遲時(shí)間為公式亞，單穩(wěn)態(tài)電路2可形成輸入脈寬。四．用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器1．用施密特觸發(fā)器組成的多諧振蕩器：我們嘗試著分析下面給定的電路，設(shè)電容上的初始電壓為0，則接通電源后Ui=0,Uo=1,于是高電平通過電阻向電容C充電，隨著充電過程的進(jìn)行，Ui逐漸升高，當(dāng)Ui升至UT+時(shí)，電路翻轉(zhuǎn)，輸出Q=Uo=0,電容C放電，當(dāng)Uc降至UT-時(shí)，電路再次翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，C又開始充電，這樣，Ui在UT+和UT-之間往復(fù)變化，輸出不斷高低高低變換，形成振蕩。

仍能輸出周期變化的結(jié)果，這個(gè)電路在沒有外界觸發(fā)的情況下，仍能輸出周期變化的結(jié)果，這個(gè)電路在沒有外界觸發(fā)的情況下，矩形波，我們稱能夠自行產(chǎn)生矩形波輸出的器件為多諧振蕩器。下面，用555定時(shí)器構(gòu)成施密特電路，再用施密特電路加上RC充放電電路來設(shè)計(jì)多諧振蕩器。用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖所示。3．輸出波形圖振蕩周期T=T1+T2=0.69（R1+2*R2）*C6.5.3由門電路構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路到多諧振蕩器的演變過程我們把兩個(gè)反相器頭尾相連接成了一個(gè)正反饋電路，它有兩種穩(wěn)定狀態(tài)，稱之為雙穩(wěn)態(tài)電路，若加上觸發(fā)端就構(gòu)成了RS觸發(fā)器。

如果我們把兩個(gè)反相器的耦合方式改一下，并且命名一個(gè)輸入端A和輸出端Y，在輸入端串接一個(gè)電阻，就構(gòu)成了施密特觸發(fā)器。施密特電路較雙穩(wěn)態(tài)電路多了兩個(gè)電阻，所以施密特電路仍保持了雙穩(wěn)電路的雙穩(wěn)特性，但也由于電阻的存在，使得輸入產(chǎn)生了回差，這是施密特電路獨(dú)有的特性，如果把雙穩(wěn)電路的一條耦合支路加上RC組件，就構(gòu)成了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。有一個(gè)穩(wěn)態(tài)，一個(gè)暫態(tài)，暫態(tài)時(shí)間的長短由RC組件參數(shù)確定。（下圖有誤，第一個(gè)門電路應(yīng)為或非門）如果把單穩(wěn)態(tài)電路的另一條耦合支路也加上RC組件，形成下面的電路（與書上略有不同,書上R是與門電路并聯(lián)）。假設(shè)在通電的瞬間，由于某種外界原因，使2端電壓有微小的正跳變，就會(huì)引起雪崩式的正反饋過程，2,3端迅速變?yōu)楦唠娖健?,4端迅速變?yōu)榈碗娖剑娙萆厦骐妷翰荒芡蛔儯?，電路進(jìn)入第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)階段，C1開始充電，3端電壓逐漸降低，當(dāng)3端電壓低于反相器的開啟電壓時(shí)，電路發(fā)生翻轉(zhuǎn)，又是一個(gè)正反饋過程，使4端為高電平，2端為低電平，C1放電，C2開始充電，又使1端電壓逐漸降低，以至重復(fù)上述過程。這樣2，4端始終是高低高低來回翻轉(zhuǎn)，輸出一個(gè)隨時(shí)間變化的矩形波。我們稱這種電路叫多諧振蕩器。觸發(fā)端穩(wěn)態(tài)RC作用雙穩(wěn)態(tài)電路兩個(gè)兩個(gè)無無保持狀態(tài)，保存數(shù)據(jù)施密特一個(gè)兩個(gè)有無波形變換，整形單穩(wěn)電路一個(gè)一個(gè)有有定時(shí)，延時(shí)多諧振蕩器（無穩(wěn)電路）沒有沒有有有信號(hào)源本章小結(jié)一．觸發(fā)器1.教學(xué)要求⑴重點(diǎn)掌握的內(nèi)容①觸發(fā)器的特點(diǎn)，現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的概念。觸發(fā)器邏輯功能的表示方法，包括：特性表、特性方程、狀態(tài)圖和波形圖等。②觸發(fā)器的四種結(jié)構(gòu)形式：基本RS觸發(fā)器、門控RS觸發(fā)器、主從RS觸發(fā)器和CMOS邊沿觸發(fā)器的組成、工作原理和它們?cè)跔顟B(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)不同的動(dòng)作特點(diǎn)。③觸發(fā)器在邏輯功能上的四種主要類型:RS觸發(fā)器,JK,D,T觸發(fā)器。它們各自的功能特點(diǎn)和邏輯功能的表示形式。⑵一般掌握的內(nèi)容①觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)形式（動(dòng)作特點(diǎn)）和邏輯功能（次態(tài)與現(xiàn)態(tài)）的關(guān)系。四種結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器邏輯功能的分析方法，它們對(duì)輸入信號(hào)的不同要求，RS觸發(fā)器不定狀態(tài)產(chǎn)生的原因。②主從JK觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器的電路組成，工作原理和工作特點(diǎn)。③常用的集成電路觸發(fā)器邏輯符號(hào)、功能特點(diǎn)以及異步置位和復(fù)位端的作用，它們的選擇與使用。⑶一般了解的內(nèi)容觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性，輸入信號(hào)的建立時(shí)間和保持時(shí)間、傳輸延遲時(shí)間以及最高時(shí)鐘頻率的概念。2.觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換特點(diǎn)及功能表6.2.7示出了四種結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的特點(diǎn)?！鲋饕壿嫻δ茴愋汀龌綬S■RSD■RSDJKT■DJKT狀態(tài)轉(zhuǎn)換功能特點(diǎn)電平觸發(fā)，輸入信號(hào)直接控制輸出Q的狀態(tài)。輸電平觸發(fā)，在輸入控制端D的有效期間完成基狀態(tài)翻轉(zhuǎn)分兩步進(jìn)行：CP=1時(shí)，主觸發(fā)器接受觸發(fā)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換發(fā)生在CP的前后沿的瞬間，入信號(hào)之間有約束。本RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換功能。輸入信號(hào)，CP下降沿時(shí)，將主觸發(fā)器的最后的信號(hào)傳給從觸發(fā)器。其次態(tài)僅決定于CP前后沿到達(dá)瞬間輸入信號(hào)的狀態(tài)。觸發(fā)器按功能可分成RS觸發(fā)器，D觸發(fā)器，JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器。下表示出了四種功能觸發(fā)器的菜單。RSQn+1說明JKQn+1說明00Qn+1保持00Qn保持011置1010置1100置0101置011不允許不定狀態(tài)11Qn非計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)DQn+1說明TQn+1說明00置00Qn保持11置11Qn非計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)同一電路結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能，同一邏輯功能可以用不同結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)。不同結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器具有不同的觸發(fā)條件及動(dòng)作特點(diǎn)，在選用觸發(fā)器時(shí)，不僅需要知道它的邏輯功能，還必須了解它的結(jié)構(gòu)類型。3．重點(diǎn)和難點(diǎn)的分析⑴觸發(fā)器電路的基本特點(diǎn)觸發(fā)器是能夠記憶一位二值信號(hào)的基本邏輯單元。它具有以下特點(diǎn):①電路有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，以便記憶0和1兩種信號(hào).②在輸入信號(hào)作用下，電路能置成1或置為0。③輸入信號(hào)消失后，電路能保持更新后的狀態(tài)。⑵觸發(fā)器邏輯功能的表示方法觸發(fā)器和其他邏輯電路一樣，可以用真值表、函數(shù)表達(dá)式、時(shí)序圖等方法表示其邏輯功能。不過，因?yàn)樗妮敵觯ù螒B(tài)）不僅取決于輸入信號(hào)，而且和輸入信號(hào)作用前電路的狀態(tài)（現(xiàn)態(tài)）有關(guān)。因此，觸發(fā)器的邏輯菜單示方法比門電路要復(fù)雜一些。它的真值表、表達(dá)式需要將現(xiàn)態(tài)作為變量處理，并和輸入信號(hào)一起決定著次態(tài)。為了表明這一特點(diǎn)，觸發(fā)器的上述兩種表示方法分別稱為菜單和特性方程,有時(shí)還用狀態(tài)圖和波形圖來形象地表示它的邏輯功能。例：下圖是由或非門和與門組成的門控RS觸發(fā)器，試用幾種表示方法表示其邏輯功能，并根據(jù)CP,A，B的波形畫出Q和Q非的波形。⑶觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理按照結(jié)構(gòu)型式不同觸發(fā)器可分為：①基本RS觸發(fā)器輸入信號(hào)R，S能直接改變輸出Q的狀態(tài)，所以稱輸入直接控制觸發(fā)器，為保證電路的正常工作，輸入信號(hào)之間存在著約束條件，②門控RS觸發(fā)器在輸入端加上控制門，在控制脈沖作用下，電路工作狀態(tài)同基本RS觸發(fā)器。③主從RS觸發(fā)器由兩級(jí)基本觸發(fā)器串接而成，所以，時(shí)鐘CP的變化使得電路翻轉(zhuǎn)分兩步走，CP=1時(shí)，主觸發(fā)器按照基本RS工作，CP下降沿的瞬間，從觸發(fā)器工作（仍是基本RS），此時(shí)主RS的狀態(tài)傳遞到從RS。所以在整個(gè)CP間，輸出僅保持一個(gè)狀態(tài)?！富綞S觸發(fā)器觸發(fā)器V m小心司步觸花器I 「電平觸發(fā)器｛主從結(jié)構(gòu)觸發(fā)器L」處觸發(fā)常彳I上沿觸發(fā)器注意，在CP=1的期間內(nèi)，輸入信號(hào)能直接影響主RS的狀態(tài)。以上幾種觸發(fā)器為電平觸發(fā)，在CP的整個(gè)期間內(nèi)，電路的狀態(tài)能夠發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)，這是電平觸發(fā)電路的最顯著的特點(diǎn)。④邊沿觸發(fā)器觸發(fā)器狀態(tài)的更新只發(fā)生在CP的前沿或者后沿那個(gè)瞬間，CP的其它時(shí)刻電路均保持原態(tài)不變，邊沿觸發(fā)器的特點(diǎn)是在一個(gè)CP脈沖下電路僅能翻轉(zhuǎn)一次。在畫電路波形的時(shí)候，電平觸發(fā)器輸出波形是所有輸入信號(hào)和現(xiàn)態(tài)迭加的結(jié)果，邊沿觸發(fā)器僅須注意CP的前后沿時(shí)的輸入信號(hào)和現(xiàn)態(tài)。二．時(shí)序邏輯電路常見的時(shí)序邏輯電路有寄存器、移位寄存器，計(jì)數(shù)器和順序脈沖發(fā)生器等。根據(jù)組成時(shí)序電路中各個(gè)觸發(fā)器動(dòng)作變化與CP的關(guān)系，可分為同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路。寄存器屬較簡(jiǎn)單的時(shí)序電路，有送數(shù)控制端和數(shù)據(jù)輸入端，用于寄存二進(jìn)制代碼；移位寄存器有串行輸入、輸出端、并行輸出端和移位脈沖端，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位等功能；計(jì)數(shù)器的主要作用一是對(duì)輸入脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行累計(jì)計(jì)數(shù)，二是對(duì)輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行分頻等。計(jì)數(shù)器按計(jì)數(shù)方式可分為加法計(jì)數(shù)器。減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器，按計(jì)數(shù)長度（循環(huán)模數(shù)）可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和N進(jìn)制計(jì)數(shù)器；常用的集成計(jì)數(shù)器芯片多為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，用它可方便地組成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。級(jí)聯(lián)法可擴(kuò)展計(jì)數(shù)器的位數(shù)，置數(shù)法適用于從任意數(shù)開始計(jì)數(shù)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。寄存器。移位寄存器、計(jì)數(shù)器和順序脈沖發(fā)生器等時(shí)序電路部件可由觸發(fā)器和門電路組成，也有專用TTL型和CMOS型中規(guī)模集成電路芯片。本章用前者側(cè)重于介紹部件的原理和分析方法，用后者側(cè)重于介紹部件的功能和應(yīng)用。三．脈沖整形電路在數(shù)字系統(tǒng)中，常需要一定幅度和寬度的矩形脈沖。獲得矩形脈沖的方法通常有兩種，一是由脈沖振蕩器直接產(chǎn)生，二是用脈沖整形電路將非矩形脈沖變換成符合要求的矩形脈沖。施密特觸發(fā)器是一種脈沖整形電路，它的電壓傳輸特性是一條具有滯回特性的曲線，即觸發(fā)器輸出由低電平變?yōu)楦唠娖胶陀筛唠娖阶優(yōu)榈碗娖剿鶎?duì)應(yīng)的閾值電壓是不同的。施密特觸發(fā)器可對(duì)輸入波形進(jìn)行變換和整形?；夭铍妷?UT和閾值電壓UT1和UT2是其主要參數(shù)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種脈沖整形電路，多用于脈沖波形的整形、延時(shí)和定時(shí)。它有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)換靠外觸發(fā)脈沖的作用，暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間后自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間的長短由定時(shí)組件R,C決定，與觸發(fā)脈沖無關(guān)，脈沖寬度和恢復(fù)時(shí)間是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要參數(shù)。多諧振蕩器是一種脈沖產(chǎn)生電路，它不需要外加輸入信號(hào)，而使電路能夠周而復(fù)始地振蕩，電路必須接成正反饋；多諧振蕩器沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間的長短取決于定時(shí)組件RC的充放電時(shí)間。振蕩周期T是多諧振蕩器的主要參數(shù)。555定時(shí)器是一種多用途的單片集成電路，利用它可以方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等。脈沖產(chǎn)生和整形電路也可由門電路外接電阻，電容等元器件組成。習(xí)題、答案思考題.試分別寫出基本RS觸發(fā)器，門控D鎖存器，邊沿JK觸發(fā)器的特性方程，列出真值表，畫出邏輯符號(hào)和狀態(tài)圖。.觸發(fā)器有哪幾種常見的電路結(jié)構(gòu)形式，簡(jiǎn)述它們各自的動(dòng)作特點(diǎn)。.試說明觸發(fā)器邏輯功能和電路結(jié)構(gòu)的關(guān)系。.RS觸發(fā)器約束方程的含義。.試說明異步控制信號(hào)在觸發(fā)器電路中的異步復(fù)位。置位功能。.試說明時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)、與組合電路的區(qū)別。.什么叫同步時(shí)序電路，什么叫異步時(shí)序電路？.試說明同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路的分析步驟。.什么叫計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)，什么叫無效狀態(tài)？10.什么叫能自啟動(dòng)的時(shí)序電路，什么叫不能自啟動(dòng)的時(shí)序電路？11.用二個(gè)、四個(gè)。八個(gè)觸發(fā)器組成的同步計(jì)數(shù)器電路，其計(jì)數(shù)進(jìn)制w可分別達(dá)到多少？12.用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器芯片構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器常用的方法有哪幾種，它們各有什么特點(diǎn)？13.試說明施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。多諧振蕩器的工作特點(diǎn)，并說明每種電路的主要用途。14．試說明施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。多諧振蕩器各有幾個(gè)暫穩(wěn)態(tài)和能自動(dòng)保持的穩(wěn)定狀態(tài)。填空題.用JK觸發(fā)器接成T觸發(fā)器，正確接法是將輸入端JK方接高電平.要使JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)Qn+1二五n的功能，應(yīng)使J=1 ,K二—1.JK觸發(fā)器具有置0,置1,保持和翻轉(zhuǎn)功能。.D觸發(fā)器具有 和 功能。.僅具有置1和置0功能的觸發(fā)器稱為觸發(fā)器。.TTL型觸發(fā)器正常工作時(shí)，異步置位?d，復(fù)位端RD.的正確接法是.要使觸發(fā)器異步置位，應(yīng)使MD= ,R~= ；要使觸發(fā)器異步復(fù)位，應(yīng)使應(yīng)使M=D,RD= ^.時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)是輸出不僅取決于當(dāng)時(shí) 的狀態(tài)，而且還與電路的狀態(tài)有關(guān)，因此，電路中必須包含有電路。.用4個(gè)觸發(fā)器組成的計(jì)數(shù)器最多可有 個(gè)有效狀態(tài)，它稱為 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。若要構(gòu)成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，最少用個(gè)觸發(fā)器，有 個(gè)無效狀態(tài)。.按數(shù)碼的存取方式，寄存器可分為寄存器和寄存器。.移位寄存器可分為寄存器，寄存器和寄存器。.四位雙向移位寄存器74LS194的菜單見表6.4.1。要實(shí)現(xiàn)保持功能，應(yīng)使 ，當(dāng)S=0,S=1,R=1時(shí)，電路實(shí)現(xiàn)功能 .按各個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換與CP的關(guān)系，計(jì)數(shù)器可分為 計(jì)數(shù)器和 計(jì)數(shù)器。.按狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律，計(jì)數(shù)器可分為計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)器。.按計(jì)數(shù)長度，計(jì)數(shù)器可分為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)器。.四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS191的菜單見表6.4.4°U/D為加減計(jì)數(shù)的控制端，當(dāng)其值為—時(shí)，作加法計(jì)數(shù)，—為預(yù)置數(shù)控制端，有效。.用四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161構(gòu)成從0至（M—1）的M進(jìn)制計(jì)數(shù)器（M<16），若采用置數(shù)法，控制門（與非門）的輸入應(yīng)按計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)（M或M-1）,（74LS161的功能參見表6.4.3）,TOC\o"1-5"\h\z同步輸入端口DDD的狀態(tài)應(yīng)為 。.施密特觸發(fā)器是一種脈沖 電路，用于脈沖波形的和 。.施密特觸發(fā)器具有 ，電路的參數(shù)有 ，和 。20。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種脈沖電路，多用于脈沖波形的,和 ，它的主要參數(shù)有和。.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器從穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)換靠 的作用，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間后返回穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間的長短由定時(shí)組件決定，與無關(guān)。.多諧振蕩器是一種電路，它有兩個(gè)，暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間的長短決定于時(shí)間組件 RC的 時(shí)間，它的主要參數(shù)是。練習(xí)*(6-1)一.在圖P6.2.1所示的基本RS觸發(fā)器中，若R、M的波形如圖P6.1(a)和(b),試分別畫出對(duì)應(yīng)的Q、Q的波形。R3R3觸度器功能表RSQU0蕓止U I 勤1 Q 置！1 1 保痔解：基本RS觸發(fā)器電路如下。根據(jù)RS觸發(fā)器菜單，用低電平表示0、用高電平表示1,即可畫出波形圖。應(yīng)當(dāng)注意：1.當(dāng)M、R均為0時(shí)，是觸發(fā)器非正常工作，此時(shí)輸出均為1。X下圖(a)(b)第一段錯(cuò)，(a)Q、Q均為1,(b)中r開始波形與書上有出入,Q有誤2.當(dāng)非正常工作結(jié)束后,出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)險(xiǎn)象,結(jié)果狀態(tài)不定,出現(xiàn)圖中用灰色表示的方塊。二.在圖6.2.1所示的基本RS觸發(fā)器電路中，若5、r的波形如圖6.2所示，試對(duì)應(yīng)畫出輸出Q和Q端的波形。

解：基本RS觸發(fā)器電路如下。根據(jù)RS觸發(fā)器菜單，用低電平表示0、用高電平表示1,即可畫出波形圖。應(yīng)當(dāng)注意：1.當(dāng)M、R均為0時(shí)，是觸發(fā)器非正常工作，此時(shí)輸出均為1。2.當(dāng)非正常工作結(jié)束后，若S、r同時(shí)變?yōu)?,則出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)險(xiǎn)象，結(jié)果狀態(tài)不定，圖中用灰色的方塊表示。X上圖中應(yīng)為F、R三.在圖6.2.3所示的門控RS觸發(fā)器電路中，若輸入S、R和E的波形如圖6.3(a)和(b),試分別畫出對(duì)應(yīng)的輸出Q和。端的波形，設(shè)& 1-Q0 觸發(fā)器初始狀態(tài)為0。解：門控RS觸發(fā)器電路如下。門控RS觸發(fā)器功能相對(duì)于RS觸發(fā)器，多了一個(gè)同步信號(hào)E。在同步信號(hào)E有效期間，電路的功能同基本RS觸發(fā)器，用低電平表示0、用高電平表示1,即可畫出波形圖。fu--??--[]一!_rn__i-_1i i__s?應(yīng)當(dāng)注意：1.在同步信號(hào)E有效期間用S、R的輸入信號(hào)決定輸出端Q、2。2.當(dāng)S、R均為1時(shí)，是觸發(fā)器非正常工作，此時(shí)輸出Q、2均為1。3.當(dāng)非正常工作結(jié)束后，若S、R同時(shí)變?yōu)?,則出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)險(xiǎn)象，結(jié)果狀態(tài)不定，圖中用灰色的方塊表示。X上圖中2的起始（E=0時(shí)）應(yīng)為1,E的2、3、4脈沖對(duì)應(yīng)輸出波形禁止防扣 射保持禁上隨機(jī)均不對(duì)，X下圖中當(dāng)E=0時(shí)，應(yīng)保持，開始一段波形有誤.四.在圖6.2.5所示的D鎖存器電路中，若輸入D、E的波形如圖P6.4（a）和（b）所示，試分別對(duì)應(yīng)畫出輸出Q和2端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。D鎖存器取消了同步SR觸發(fā)器的約束條件，在同步信號(hào)E有效期間，按照Qn+i=D的特性方程，用低電平表示0、用高電平表示1,即可畫出波形圖。應(yīng)當(dāng)注意：在同步信號(hào)E有效期間D的輸入可以引起輸出端Q的多次翻轉(zhuǎn)。*（6-2）五.試分析圖P6.5（a）和（b）所示電路的邏輯功能，并根據(jù)給定的A、B、CP波形分別對(duì)應(yīng)畫出輸出Q端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。X上圖（加前面兩個(gè)門電路書上是或非門而不是與非門，故輸出波形出入較大（CP=1約束，CP=0,輸入控制輸出）.解：1.列出電路（a）的真值表，從表中可以看出，電路為門控RS觸發(fā)器。其中，S二A、R二B。CPABQnQn＋10 * * * Qn0 0 * Qn0 1 * 01 0 * 1111*不允許按照給定波形畫出電路的輸出波形。.列出電路（b）的真值表，從表中可以看出，電路為D鎖存器。其中，D二A。CPAQn＋10*Qn100按照給定波形畫出電路的輸出波形。六.