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《電工電子技術(shù)教學(xué)課件作者榮紅梅項(xiàng)目1224進(jìn)制計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路的設(shè)計(jì).ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、項(xiàng)目1224進(jìn)制計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路的設(shè)計(jì)12.1集成觸發(fā)器12.2寄存器12.3計(jì)數(shù)器返回12.1集成觸發(fā)器在數(shù)字電路中不但需要對(duì)二進(jìn)值信號(hào)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，而且還經(jīng)常需要將這些信號(hào)和運(yùn)算結(jié)果暫時(shí)保存起來(lái)。為此，需要使用具有記憶功能的基本邏輯單元。把能夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)值信號(hào)的基本電路叫觸發(fā)器，又稱為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本單元電路。觸發(fā)器具有記憶功能，能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)碼。觸發(fā)器有3個(gè)基本特性。（1）有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，可分別表示二進(jìn)制數(shù)碼0和1，無(wú)外觸發(fā)時(shí)可維持穩(wěn)態(tài)。（2）外觸發(fā)下，兩個(gè)穩(wěn)態(tài)可相互轉(zhuǎn)換（
2、稱翻轉(zhuǎn)）。（3）有兩個(gè)互補(bǔ)輸出端。下一頁(yè)返回12.1集成觸發(fā)器12.1.1基本RS觸發(fā)器與非門實(shí)現(xiàn)的基本RS觸發(fā)器。基本RS觸發(fā)器是各種觸發(fā)器中電路結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，同時(shí)，也是構(gòu)成其他復(fù)雜觸發(fā)器電路的一個(gè)組成部分。1．電路組成及邏輯符號(hào)基本RS觸發(fā)器可由兩個(gè)與非門交叉而組成。圖12-2分別是它的電路組成和邏輯符號(hào)。2．功能分析當(dāng)S=1，R=0時(shí)，Q=0、Q=1，觸發(fā)器處于0狀態(tài)，這種情況稱為觸發(fā)器置0或復(fù)位。上一頁(yè)下一頁(yè)返回12.1集成觸發(fā)器當(dāng)S=0，R=1時(shí)，Q=1、Q=0，觸發(fā)器處于1狀態(tài)，這種情況稱為觸發(fā)器置1或置位
3、。當(dāng)S=R=1時(shí)，各自的輸出狀態(tài)保持不變，即說(shuō)明觸發(fā)器有記憶功能。當(dāng)S=R=0時(shí)，顯然Q=Q=1，這既不是定義的1狀態(tài)，也不是定義的0狀態(tài)，并且與觸發(fā)器的兩個(gè)輸出端應(yīng)該相反的要求矛盾，而且同時(shí)去除輸入信號(hào)，無(wú)法判定觸發(fā)器恢復(fù)為0狀態(tài)還是1狀態(tài)，故叫做不定狀態(tài)。在實(shí)際使用中，應(yīng)避免這種狀態(tài)發(fā)生。因此在正常工作時(shí)，輸入信號(hào)應(yīng)遵守約束條件S+R=1，即不允許輸入S=R=0的信號(hào)。把以上所講的邏輯關(guān)系列成表12-1所示功能表。上一頁(yè)下一頁(yè)返回12.1集成觸發(fā)器3．狀態(tài)轉(zhuǎn)換表（特性表）現(xiàn)態(tài)：指觸發(fā)器輸入信號(hào)變化前的狀態(tài)，用Qn表示。
4、次態(tài)：指觸發(fā)器輸入信號(hào)變化后的狀態(tài)，用Qn+1表示。特性表：次態(tài)Qn+1與輸入信號(hào)和現(xiàn)態(tài)Qn之間關(guān)系的轉(zhuǎn)換表，如表12-2所示。4．基本RS觸發(fā)器的時(shí)序圖（設(shè)初態(tài)為0）圖12-3所示為基本RS觸發(fā)器時(shí)序圖，通常用虛線或陰影表示觸發(fā)器處于不定狀態(tài)。5．特性方程如果將表12-1給出的特性表示為邏輯函數(shù)，則可得到特性方程，即上一頁(yè)下一頁(yè)返回12.1集成觸發(fā)器12.1.2同步RS觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)方式（動(dòng)作特點(diǎn)）是邏輯電平直接觸發(fā)即輸入信號(hào)直接控制。在實(shí)際工作中，要求觸發(fā)器按統(tǒng)一的節(jié)拍進(jìn)行狀態(tài)更新。同步觸發(fā)器（時(shí)鐘觸發(fā)器或
5、鐘控觸發(fā)器）便是具有時(shí)鐘脈沖CP控制的觸發(fā)器。該觸發(fā)器狀態(tài)的改變與時(shí)鐘脈沖同步。CP是控制時(shí)序電路工作節(jié)奏的固定頻率的脈沖信號(hào)，一般是矩形波。同步觸發(fā)器的狀態(tài)更新時(shí)刻受CP輸入控制。觸發(fā)器更新為何種狀態(tài)由觸發(fā)輸入信號(hào)決定.1．電路組成及邏輯符號(hào)同步RS觸發(fā)器的電路組成及邏輯符號(hào)如圖12-4所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回12.1集成觸發(fā)器2．功能分析在CP=0期間，G3、G4被封鎖，觸發(fā)器狀態(tài)不變。在CP=1期間，由R和S端信號(hào)決定觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。結(jié)論：觸發(fā)器的動(dòng)作時(shí)間是由時(shí)鐘脈沖CP控制的。只有CP=1時(shí)（高電平有效），觸發(fā)器的
6、狀態(tài)才由輸入信號(hào)R和S來(lái)決定。類似于基本RS觸發(fā)器的分析，得到關(guān)于同步RS觸發(fā)器的功能表，如表12-3所示。3．工作波形工作波形又稱為時(shí)序圖，設(shè)初態(tài)為0，如圖12-5所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回12.1集成觸發(fā)器4．特性方程描述觸發(fā)器邏輯功能的邏輯函數(shù)表達(dá)式稱為特性方程。由特性表可得特性方程為12.1.3JK觸發(fā)器JK觸發(fā)器是一種多功能觸發(fā)器，在實(shí)際中應(yīng)用很廣泛。JK觸發(fā)器是在RS觸發(fā)器基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)，在使用中沒有約束條件。1．電路組成及邏輯符號(hào)JK觸發(fā)器的電路組成和邏輯符號(hào)如圖12-6所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回12.1集成觸發(fā)器2
7、．功能分析（1）當(dāng)CP=0時(shí)，G3和G4被封鎖，都輸出1，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。當(dāng)CP=1時(shí)，G3和G4解除封鎖，輸入J、K端的信號(hào)可控制觸發(fā)器的狀態(tài)。當(dāng)J=K=0時(shí)。G3和G4都輸出1，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，即（2）當(dāng)J=1、K=0時(shí)。如觸發(fā)器為的0狀態(tài)，則在CP=1時(shí)，G3輸入全1，輸出0，G1輸出Qn+1=1。（3）當(dāng)J=0、K=1時(shí)，用同樣的分析方法可知，在CP由0變?yōu)?后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)到0狀態(tài)，即翻轉(zhuǎn)到和J相同的0狀態(tài)。（4）當(dāng)J=1、K=1時(shí)，在CP由0變?yōu)?后，觸發(fā)器的狀態(tài)由Q和Q端的反饋信號(hào)決定。?上一頁(yè)下一
8、頁(yè)返回12.1集成觸發(fā)器3．狀態(tài)轉(zhuǎn)換表通過(guò)功能分析可以得到JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表12-5所示。4．特性方程由JK觸發(fā)器的特性表，得到JK觸發(fā)器的特性方程為5．狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖12-7所示。6．時(shí)序圖以CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器為例，如圖12-8所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回12.1集成觸
