电工简明教程第三版14
63页1、第 14 章 触发器和时序逻辑电路,数字电路按照功能的不同分为两类:组合逻辑电路;时序逻辑电路。,时序逻辑电路的特点:它的输出状态不仅决定于当时的输入状态,而且还与电路的原来状态有关,也就是时序逻辑电路具有记忆功能。,组合逻辑电路的特点:只由逻辑门电路组成,它的输出变量状态完全由当时的输入变量的组合状态来决定,而与电路的原来状态无关,它不具有记忆功能。,触发器是时序逻辑电路的基本单元。,第 14 章 触发器和时序逻辑电路,14.1 双稳态触发器,14.2 寄存器,14.3 计数器,14.4 由 555 计时器组成的单稳态触发器和无稳态触发器,*14.5 举例应用,14.1 双稳态触发器,其有两个稳定的工作状态,分类: a. 按逻辑功能,b. 按其结构,RS 触发器、 JK 触发器、D 触发器,主从型触发器、维持阻塞型触发器,特点:,具有记忆功能,14.1.1 RS 触发器,(1) 基本 RS 触发器,基本 RS 触发器由两个与非门交叉连接而成,使其具有记忆功能。,它有两个输出端 Q 和 ,两者的逻辑状态应相反。,有两个稳定状态:,平时固定接高电位,处于 1 态。,加负脉冲后,触发器的状
2、态发生翻转。,加触发负脉冲时 Q 端的波形图,为了分析方便,设: Qn 为原来的状态,称为原态 ; Qn+1 为加触发信号后的状态,称为 新态或 次态。,G1,G2,由逻辑图可求出基本 RS 触发器的逻辑式,也可简记为,以下分四种情况分析其状态转换和逻辑功能。,当 端加负脉冲时,不论触发器的初始状态是 1 态,还是 0 态,均有,即将触发器置 0 或保持 0 态。当负脉冲除去后触发器的状态保持不变,实现记忆功能。,即置 0 端有信号,状态转换过程图解,即置 1 端有信号,即将触发器置 1 或保持 1 态。当负脉冲除去后触发器的状态保持不变,实现记忆功能。,当 端加负脉冲时,不论触发器的初始状态是 1 态,还是 0 态,均有,状态转换过程图解,这种情况,,即将触发器保持原状态不变。,这种输入状态下,当负脉冲除去后,将由各种偶然因素决定触发器的最终状态,因而禁止出现。,(2) 可控RS 触发器,时钟脉冲 CP 是一种控制命令,通过导引电路实现对输入端 R和 S 的控制,即当 CP = 0 时,不论 R 和 S 端的电平如何变化, G3 门和 G4 门的输出均为 1,基本触发器保持原状态不变
3、。,只有当时钟脉冲来到后,即 CP = 1 时,触发器才按 R 、S 端的输入状态 来决定其输出状态。,和 是直接置 0 和直接置 1 端 ,就是不经过时钟脉冲的控制可以对基本 触发器置 0 或置 1 ,一般用于强迫置位。在工作过程中它们处于 1 态。,可控RS 触发器的逻辑式,可分四种情况分析 CP = 1 时触发器的状态转换和逻辑功能,见下表。,可见当输入信号 R 和 S 的状态相反时,时钟脉冲来到后,输出 Q 端的状态总是与 S 端相同。,可控RS 触发器的工作波形图,(初态 Q = 0),因为 RS 触发器的输入信号组合存在着禁用组合,所以为了克服这种现象引出了JK 触发器、D 触发器。,14.1.2 JK 触发器,非门的作用是使两个触发器的时钟脉冲信号反相。,它由两个可控RS 触发器串联组成。J 和 K 是信号输入端, 它们分别与 和Q 构成与逻辑关系,成为主触发器的 S 端和 R 端,即,逻辑功能分析,(1) J = 1,K = 1,设触发器的初始状态为 0。这时主触发器的,当时钟脉冲来到后(CP = 1),Q 端由 0 1,使从触发器的 S = 1,R = 0,当 CP
4、从 1 下跳 为 0 时,非门输出为 1,从触发器也翻转为 1 态,从触发器与主触发器的状态是一致的。,反之,设触发器的初始状态为 1,同样可分析出,主、从触发器都翻转为 0。,JK 触发器计数波形图,设触发器的初始状态为 0。当 CP = 1 时,由于主触发器的 S = 0,R = 0,Q 端的状态仍为 0,保持不变。当 CP 下跳时,由于从触发器的 S = 0,R = 0,也保持 0 态不变。,(2)J = 0,K = 0,如果初始状态为 1,同样可分析出,一个时钟脉冲来到后,将保持 1 态不变。即,(3)J = 1,K = 0,可分析出不管触发器原来处于什么状态,一个时钟脉冲来到后,输出一定是 1 态。,(4)J = 0,K = 1,可分析出不管触发器原来处于什么状态,一个时钟脉冲来到后,输出一定是 0 态。,主从型触发器具有在CP 从 1 下跳为 0 时翻转的特点,也就是具有在时钟脉冲下降沿触发的特点。,JK 触发器波形图,14.1.3 D 触发器,总之,输出端 Q 的状态和该脉冲来到之前输入端 D 的状态一致。即,可以将 JK 触发器转换为D 触发器,如右图所示。,当 D =
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