電工學(xué),電子技術(shù),電工學(xué)電子技術(shù)第21章.ppt

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1、煙臺(tái)大學(xué)機(jī)電學(xué)院第21章觸發(fā)器flip-flop和時(shí)序邏輯電路sequentiallogiccircuit21.1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21.5應(yīng)用舉例本章要求1.掌握RS、JK、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

2、電路原來的狀態(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flip-flop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，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。21.1.1R－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

3、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)，稱為“1”態(tài)；反之為“0”態(tài)。反饋線RD(ResetDirect)-直接置“0”端(復(fù)位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)兩輸入端&QQ.G1&.G2SDRD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=010101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。01設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉(zhuǎn)為“

4、1”態(tài)(2)SD=0，RD=1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。11設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)010011保持為“0”態(tài)(3)SD=1，RD=1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)器保持原來的狀態(tài)，即觸發(fā)器具有保持、記憶功能。110011111110若G1先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為“0”態(tài)1態(tài)(4)SD=0，RD=010若先翻轉(zhuǎn)當(dāng)信號(hào)SD=RD=0同時(shí)變?yōu)?時(shí),由于與非門的翻轉(zhuǎn)時(shí)間不可能完全相同，觸發(fā)器

5、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)SDRDQ100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RS觸發(fā)器導(dǎo)引電路時(shí)鐘脈沖當(dāng)CP=0時(shí)011R，S輸入狀態(tài)不起作用。觸發(fā)器狀態(tài)不變11SD，RD用于預(yù)置觸發(fā)器的初始狀態(tài)，工作過程中應(yīng)處于高電平，對(duì)電路工作狀態(tài)無影響。被封鎖被封鎖當(dāng)CP=1時(shí)打開觸發(fā)器狀態(tài)由R，S輸入狀態(tài)決定。11打開觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)

6、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。01當(dāng)CP=1時(shí)0打開(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011101010(2)S=0,R=1觸發(fā)器置“0”(3)S=1,R=0觸發(fā)器置“1”11011110011110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若先翻可控RS狀態(tài)表00SR01010111不定Qn+1QnQn—時(shí)鐘到來前觸發(fā)器的狀態(tài)Qn+1—時(shí)鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)動(dòng)作特點(diǎn)：CP高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定跳轉(zhuǎn)例：畫出

7、可控RS觸發(fā)器的輸出波形不定不定可控RS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存在問題：時(shí)鐘脈沖不能過寬，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。CPCP克服辦法：采用JK觸發(fā)器或D觸發(fā)器00SR01010111不定Qn+1Qn21.1.2JK觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)CPCP1互補(bǔ)時(shí)鐘控制主、從觸發(fā)器不能同時(shí)翻轉(zhuǎn)2.工作原理主觸發(fā)器打開主觸發(fā)器狀態(tài)由J、K決定，接收信號(hào)并暫存。從觸發(fā)器封鎖從觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。01CP0110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

8、保持主、從狀態(tài)一致，因此稱之為主從觸發(fā)器。從觸發(fā)器打開主觸發(fā)器封鎖0C01010CP高電平時(shí)觸發(fā)器接收信號(hào)并暫存。要求CP高電平期間J、K狀態(tài)保持不變。CP下降沿時(shí)()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。CP低電平時(shí)J、K不起作用。動(dòng)作特點(diǎn)：1001001CP010分析J