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第6章 时序逻辑电路
6.1 时序逻辑电路的特点(P167)
| 输入变量
x1……xa |
组合逻辑电路 | 输出变量
y1……yb 输出方程 |
| - | ||
| q1……qe
特性方程 状态方程 |
存储电路 | 激励信号
p1……pd 驱动方程 |
6.2.1 基本 RS 触发器(169)
1.电路结构及逻辑符号
逻辑图
| 置位 0 1 | S Q |
|
1 0 |
Q |
| 复位 1 0 | Q R |
|
0 1 |
Q |
逻辑符号
|
置位 S ○ 复位 R ○ |
S
R |
Q
○ Q |
2.工作原理
| R S | Q Q | 说明 |
| 0 0 | 1 1 | 不允许 约束方程 R + S =1 |
| 0 1 | 0 1 | 置 0 |
| 1 0 | 1 0 | 置 1 |
| 1 1 | 不变 | 保持 |
例 6.2.1 根据 R S 波形画出 Q Q 波形。
| S | 1 | 0 | 1 |
| - | - | - | - |
| R | 1 | 1 | 0 |
| - | - | - | - |
| Q | 1 | 1 | 0 |
| - | - | - | - |
| Q | 0 | 0 | 1 |
6.2.2 门控 RS 触发器和 D 锁存器
1.门控 RS 触发器(171)
1)电路结构及逻辑符号
逻辑图
| 置 1 使能信号 |
S E |
|
S Q |
|
Q |
| 使能信号 置0 |
E R |
|
Q R |
|
Q |
逻辑符号
| S
E R |
1S C1 1R |
Q
○ Q |
2)工作原理
| E | S R | Q Q | 说明 |
| 0 | 任意 | 不变 | 保持 |
| 1 | 0 0 | 不变 | 保持 |
| 0 1 | 0 1 | 置 0 | |
| 1 0 | 1 0 | 置 1 | |
| 1 1 | 不变 | 不允许 约束方程 R·S =0(E=1时) |
例 6.2.2 根据 E R S 波形画出 Q Q 波形。
| E | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| R | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| S | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| Q | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| Q | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
2. D 锁存器(172)
1)电路结构及逻辑符号
逻辑图
| 使能信号 |
D E |
|
D Q |
|
Q |
| 使能信号 |
E D |
|
Q D |
|
Q |
逻辑符号
| D
E |
1D C1 |
Q
○ Q |
2)工作原理
| E | D | Q | 说明 |
| 0 | 任意 | 不变 | 保持 |
| 1 | 0 | 0 | 置 0 |
| 1 | 1 | 置 1 |
例 6.2.3 根据 E D 波形画出 Q 波形。
| E | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| D | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| Q | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
6.2.3 主从型触发器
1.主从型 RS 触发器(174)
1)电路结构及逻辑符号
逻辑图
| S CP |
|
S Q' |
|
Q' | S' CP' |
|
S Q |
|
Q |
| CP R |
|
Q' R |
|
Q' | CP' R' |
|
Q R |
|
Q |
| 主触发器 | 从触发器 | ||||||||
逻辑符号
| S
CP R |
1S ┓ C1 1R ┓ |
Q
○ Q |
2)工作原理
| CP | Sn Rn | Qn+1 | 说明 |
| 1 | 0 0 | Qn | 保持 |
| 0 1 | 0 | 置 0 | |
| 1 0 | 1 | 置 1 | |
| 1 1 | 不定 | 不允许 |
2.主从型 JK 触发器(175)
1)电路结构及逻辑符号
逻辑图
| Q J CP |
|
S Q' |
|
Q' | S' CP' |
|
S Q |
|
Q |
| CP K Q |
|
Q' R |
|
Q' | CP' R' |
|
Q R |
|
Q |
逻辑符号
| J
CP K |
1S ┓ C1 1R ┓ |
Q
○ Q |
2)工作原理
| CP | Jn Kn | Qn+1 | 说明 |
| 1 | 0 0 | Qn | 保持 |
| 0 1 | 0 | 置 0 | |
| 1 0 | 1 | 置 1 | |
| 1 1 |
Qn |
计数翻转 |
例 6.2.4 主从型 JK 触发器,
根据 CP J K 波形画出 Q 波形。(P176)
| CP | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| - | - | - | - | - | - | - | - |
| J | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - | - |
| K | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - | - |
| Q | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
3.主从型触发器的动作特点(P176)
CP = 1 时,主触发器接收输入信号。
CP下降沿时,从型触发器接收主触发器状态。
6.2.4 边沿触发型触发器(P177)
2.工作原理
置 0,置 1 的阻塞线和维持线保证 CP = 1 期间,
D 信号不改变触发器状态,CP 正边沿触发。
3.具有异步复位、置位功能和多输入端的
维持阻塞 D 触发器(P179)
异步复位、置位:CP=0 或 CP=1 期间,RD、SD 能复位、置位。
逻辑符号
| D1 D2 |
& 1D | Q |
|
SD○ |
S |
○ Q |
边沿 D 触发器功能表
| CP | RD SD | Dn | Qn+1 |
| x | 0 1 | x | 0 |
| 1 0 | x | 1 | |
| ↑ | 1 1 | 0 | 0 |
| 1 1 |
1 |
1 |
|
| x | 0 0 |
x |
不允许 |
负边沿 JK 触发器逻辑符号
| RD○ J |
R |
Q |
| CP○ | >C1 | |
|
K SD○ |
1K |
○ Q |
例 6.2.6 边沿 D 触发器,
根据 CP A B 波形画出 Q 波形。(P180)
CP 上升沿触发,D 触发器
| A
CP |
1D >C1 |
Q1
○ |
CP 下降沿触发,JK 触发器
| A CP○ B |
1J |
Q2
○ |
| CP | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| A | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| B | 1 | 1 | ||||
| - | - | - | - | - | - | - |
| Q1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| Q2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
6.2.6 触发器的逻辑功能及其描述方法
1.RS 触发器(P186)
1)功能表
| Rn Sn | Qn+1 | 说明 |
| 0 0 | Qn | 保持 |
| 0 1 | 1 | 置 1 |
| 1 0 | 0 | 置 0 |
| 1 1 | 不允许 | 不定状态 |
2)特性方程
| RnSn | |||||
| Qn | 0 | 1 | x | 0 | |
| 1 | 1 | x | 0 | ||
Qn+1 = Sn + RnQn
RS = 0(约束方程)
3)状态图
|
R=0 S=1 |
||||||
| R=x S=0 |
---→ |
0 | ---→
←--- |
1 |
---→ |
R=0 S=x |
| R=1 S=0 |
2.JK 触发器(P186)
1)功能表
| Jn Kn | Qn+1 | 说明 |
| 0 0 | Qn | 保持 |
| 0 1 | 0 | 置 0 |
| 1 0 | 1 | 置 1 |
| 1 1 | Qn | 计数翻转 |
2)特性方程
| JnKn | |||||
| Qn | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 1 | ||
Qn+1 = JnQn + KnQn
3)状态图
| J=1 K=x |
||||||
| J=0 K=x |
---→ |
0 | ---→
←--- |
1 |
---→ |
J=x K=0 |
| J=x K=1 |
3.D 触发器(P187)
1)功能表
| Dn | Qn+1 | 说明 |
| 0 | 0 | 置 0 |
| 1 | 1 | 置 1 |
2)特性方程
Qn+1 = Dn
3)状态图
| D=1 | ||||||
| D=0 |
---→ |
0 | ---→
←--- |
1 |
---→ |
D=1 |
| D=0 |
4.T 触发器(P187)
1)功能表
| Tn | Qn+1 | 说明 |
| 0 | Qn | 保持 |
| 1 | Qn | 计数翻转 |
2)特性方程
Qn+1 = TnQn + TnQn
3)状态图
| T=1 | ||||||
| T=0 |
---→ |
0 | ---→
←--- |
1 |
---→ |
T=0 |
| T=1 |
6.2.7 触发器的选择与使用
2.触发器应用举例(P189)
1)构成分频电路
CP 上升沿触发,D 触发器
| Q0
CP |
1D >C1 |
○ Q0 Q0 |
Q1
Q0 |
1D >C1 |
○ Q1 Q1 |
| CP | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| Q0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| - | - | - | - | - | - | - |
| Q1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |