第12章时序逻辑电路(电工学)

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1、第第 12 章章 时序逻辑电路时序逻辑电路 现态：现态：触发器接收输入信号之前的状态。触发器接收输入信号之前的状态。nQ 次态：次态：触发器接收输入信号之后的状态。触发器接收输入信号之后的状态。1 nQ Qn+1 Qn Qn+1Qn逻辑状态相反逻辑状态相反 触发器的状态：触发器的状态： Q = 1 1Q = 0 0Q = 1 1Q = 0 0 Q 端的状态为端的状态为 触发器的状态。触发器的状态。复位状态复位状态置位状态置位状态QQRS &12&0 01 10 01 10 01 10 01 11 11 10 10 11 01 00 00 0QnQn+1SR0 01 1QnQQRS &12&1

2、11 1保持原态保持原态0 00 00 01 10 01 10 01 10 01 11 11 10 10 11 01 00 00 0QnQn+1SRQn0 0QQRS &12&1 01 0置置 0 00 10 11 11 10 01 10 01 10 01 10 01 11 11 10 10 11 01 00 00 0QnQn+1SRQn0 01 1QQRS &12&0 10 1置置 1 11 01 01 11 10 01 10 01 10 01 10 01 11 11 10 10 11 01 00 00 0QnQn+1SRQn0 01 1 不定不定 QQRS &12&0 00 0不定不定1

3、11 1触发器的触发器的不定状态不定状态有两种含义：有两种含义： 1 1）Q= = Q =1=1时，触发器既不是时，触发器既不是0 0状态，也不是状态，也不是1 1状态；状态；2 2）R、S 同时从同时从0 0回到回到1 1时，触发器的新状态不能预先确定。时，触发器的新状态不能预先确定。R S Qn+10 00 0 不定不定0 1 00 1 01 0 11 0 11 11 1 Qn R 和和 S 端部各加一个端部各加一个 小圆圈，表示输入小圆圈，表示输入 信号为低电平有效。信号为低电平有效。QQRSR S Qn+10 0 0 0 Qn0 1 10 1 11 0 01 0 01 1 1 1 不定

4、不定R 和和 S 端部不加一个小端部不加一个小 圆圈，表示输入信号为圆圈，表示输入信号为 高电平有效。高电平有效。QQSRRSQQ 1 1 2 1 指挥各触发器动作的信号。指挥各触发器动作的信号。QQ RDSDSRCPSR1 & & 2 3 4 触发器的工作状态不仅受输入端触发器的工作状态不仅受输入端 (R、S)控制，而控制，而且还受且还受时钟脉冲时钟脉冲(CP) 的控制。的控制。CP (Clock Pulse):等周等周期、等幅的脉冲串。期、等幅的脉冲串。(1) CP = 0 时时导引门导引门 3、4 被封锁。被封锁。触发器保持原态：触发器保持原态： Qn+1 = Qn(2) CP = 1

5、1 时时导引门导引门 3、4 打开，打开， 接收接收 R、S 的信号。的信号。 电平触发方式电平触发方式CP 1 1 接受信号，并立即输出相应信号：高电平触发接受信号，并立即输出相应信号：高电平触发高电平触发高电平触发 SDQQ1S C1 1R RDSRCP低电平触发低电平触发 SDQQ1S C1 1R RDSRCPCP 0 0 接受信号，并立即输出相应信号：低电平触发接受信号，并立即输出相应信号：低电平触发CPRSQnQn+1 功功 能能 0 Qn Qn+1= Qn 保持保持 1 0 0 00 Qn+1= Qn 保持保持 1 0 0 11 1 0 1 01Qn+1= 1 置置1 1 0 1

6、11 1 1 0 00Qn+1= 0 置置0 1 1 0 10 1 1 1 0不定不定 1 1 1 1 Q n+1= S + RQ n0 RS（约束条件）（约束条件） 例例1 已知高电平触发已知高电平触发 RS 触发器，触发器，R 和和 S 端的输入端的输入 波形如图所示，而且已知触发器原为波形如图所示，而且已知触发器原为 0 0 态态，求输出端，求输出端 Q 的波形。的波形。RSCP1234Q多次翻转多次翻转解解维持阻塞型维持阻塞型&DSRAB置置0 0维持线维持线置置1 1维持线维持线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP 特点：特点： 在在 CP =

7、 1 和和CP = 0期间，即期间，即使输入信号变化，使输入信号变化，输出状态不会改输出状态不会改变变，只有只有CP由由0改变为改变为1(脉冲上脉冲上升沿升沿)，输出状态，输出状态才会改变才会改变，并且并且输出状态由输入输出状态由输入信号决定。信号决定。 16(1) 当当CP = 0 0 时时 S = R = 1门门 5 和门和门 6 打开，打开，可接受输入信号可接受输入信号DB=DA=D门门 3 和门和门 4 关闭关闭 &DSRAB置置0 0维持线维持线置置1 1维持线维持线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP0 0 17&DSRAB置置0 0维持线维

8、持线置置1 1维持线维持线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CPD1 1(2) 当当CP 由由 0 0变变1 1 时时 门门 3 和门和门 4 打开打开 则则 Q = D S = DR = DD = = D= D D18&DSRAB置置0 0维持线维持线置置1 1维持线维持线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP(3) 当当 CP = 1 1 时时 输入信号被封锁输入信号被封锁门门 3 和门和门 4 始终始终打开，打开，S 和和 R 的的状态是互补的。状态是互补的。如果：如果： R = D = 0 0门门 6 被关闭！

9、被关闭！ D 的变化不能传的变化不能传递到递到 S、R 端。端。1 10 01 10 00 01 119&DSRAB置置0 0维持线维持线置置1 1维持线维持线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP1 10 01 10 0如果如果 S = D = 0 0门门 4 和门和门 5 同时同时被关闭！被关闭！ D 的变化不能传的变化不能传递到递到 S、R 端。端。 1 10 01 10 0状态表状态表0 01 1DQn+10 01 1CPQQRDSD1DC1DCPRDSD1D C1 DCPQQ 在跳变沿触发。在跳变沿触发。(a) 上升沿触发上升沿触发(b)(b)下

10、降沿触发下降沿触发 Q n+1=D例例3 已知上升沿触发已知上升沿触发 D 触发器触发器 D 端的输入信号波形，端的输入信号波形， 而且而且 触原为触原为 0 0 态，求输出端态，求输出端 Q 的波形。的波形。 1 2 3 4QCPDD 的变化对的变化对 Q 无影响无影响解解J KQn+10 00 00 10 11 01 01 11 1Qn0 0 1 1 Qn Q n+1=JQn + KQ n触发方式触发方式边沿触发边沿触发主从触发主从触发边沿触发边沿触发T Qn+10 01 1QnQn Q n+1=TQn + TQ n=T + QnT触发器具有触发器具有保持保持和和翻转翻转功能功能1TC1

11、TCPQQ逻辑符号逻辑符号Qn Qn+10 01 110 Q n+1=QnT触发器具有触发器具有翻翻转转功能功能1TC1 TCPQQ逻辑符号逻辑符号 不同逻辑功能的触发器可相互转换，但是逻辑功能不同逻辑功能的触发器可相互转换，但是逻辑功能改变改变,触发方式不变。触发方式不变。 T CPQQ1K1JC11CPQQ1K1JC1T=1CP1DC1QQCP1DC1QQ寄存器寄存器: :是数字系统中用来是数字系统中用来存储代码或数据存储代码或数据的逻辑部件。的逻辑部件。它的主要组成部分是触发器。它的主要组成部分是触发器。 一个触发器能存储一个触发器能存储1 1位二进制代码，存储位二进制代码，存储 n 位