[工學(xué)]第七章 時(shí)序邏輯電路

1、第 7 章 時(shí)序邏輯電路,7.1　基本雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,7.2　鐘控雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,7.3　寄存器,7.4　計(jì)數(shù)器,教學(xué)基本要求,分析與思考題,練習(xí)題,返回主頁(yè),◆ 含有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯電路稱為時(shí)序邏輯電 路，簡(jiǎn)稱時(shí)序電路。,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,◆ 觸發(fā)器：具有記憶能力的基本單元電路。 ◆ 觸發(fā)器分類： ● 按邏輯功能分類： R - S 觸發(fā)器、J - K 觸發(fā)器、

2、 D 觸發(fā)器、T 觸發(fā)器…… ● 按觸發(fā)方式分類： 電平觸發(fā)、主從觸發(fā)、邊沿觸發(fā)…… ● 按輸出狀態(tài)分類： 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。,基本R-S觸發(fā)器,7.1 基本雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,邏輯狀態(tài)相反,觸發(fā)器的狀態(tài)：,Q = 0,,Q = 1,,◆ 規(guī)定: Q 端的狀態(tài)為觸發(fā)器的狀態(tài)。,圖 12.1.1 與非門組成的基本觸發(fā)器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié)

3、,返 回,一、輸入為低電平有效的基本RS觸發(fā)器,1 1,,,,1 0,0 1,1 10 11 00 0,01010101,→0,→1,0,1 0,0 1,1,Qn,→1,→0,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,→1,1

4、 0,,,,0 1,1 0,→0,0,0,1 0,0 1,→1,0,→1,1 1,→0,0,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,→1,→0,,,,1,1,0 1,1 0,1 1,0 1,→1,1,0,

5、0 1,1 0,→1,→0,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,0 0,1,1,,,,破壞了邏輯狀態(tài)！,不定,0 1,1 0,→1 →1,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,低電平有效!,直接置0 端直接復(fù)位端,直接置1 端直接置位端,,,,,,,R S

6、Qn+1,,,,1 1 Qn0 1 01 0 10 0 不定,真值表,Set,Reset,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,,,不定狀態(tài),不定狀態(tài),不定狀態(tài),邏輯符號(hào),,,,,,,,,,Q,,初始狀態(tài),,,,,,,[補(bǔ)充例題 1] 根據(jù)輸入波形畫出輸出波形。,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,7.2 鐘控雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,(一) RS 觸發(fā)器,(1) 電路結(jié)構(gòu)：,時(shí)鐘脈沖,

7、圖 12.2.1 R - S 觸發(fā)器電路,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,(2) 邏輯功能,(a) CP = 0 時(shí):,0,導(dǎo)引門 3、4 被封鎖。,觸發(fā)器保持原態(tài)： Qn+1 = Qn,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,,,1,(b) CP = 1 時(shí):,導(dǎo)引門 3、4 打開(kāi)，接收 R、S 的信號(hào)。,0 0,1 1,Qn,,,1

8、 0,0 1,1 0,1,,0 1,1 0,0 1,0,,1 1,0 0,1 1,不定,高電平有效!,設(shè)置初態(tài)為1,設(shè)置初態(tài)為0,下一頁(yè),上一頁(yè),下一

9、節(jié),返 回,上一節(jié),(3) 觸發(fā)方式,,在 CP 脈沖有效期間,▲CP 高電平有效：▲CP 低電平有效：,(a)高電平觸發(fā),(b)低電平觸發(fā),高電平觸發(fā),低電平觸發(fā),真值表,0 0 Qn0 1 11 0 01 1 不定,圖 12.2.2 電平觸發(fā) R－S 觸發(fā)器的邏輯符號(hào),下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,,[例 1] 已知高電平觸發(fā) R－S 觸發(fā)器的 C

10、P、R、S 波形，且 Qn＝0，畫出其 Q 端的輸出波形。,,,,CP,,,,,,,,Q,,,,,空翻,圖 1 例1 的波形,[解],下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),（二）JK 觸發(fā)器,(1) 電路結(jié)構(gòu),主觸發(fā)器,主觸發(fā)器：,R = K Qn,從觸發(fā)器,圖 2 J－K 觸發(fā)器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),主觸發(fā)器打開(kāi),從觸發(fā)器關(guān)閉,1,0,主觸發(fā)器關(guān)閉,從觸發(fā)器打開(kāi),= Q’,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,

11、上一節(jié),1,0 0,(2) 邏輯功能,,Qn,,0 1,0 1,0 0,0 1,0 1,1 0,0,0 1,1,0,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),1,1 0,0 1,1 0,1 0,,1 0,0,,,,,CP,,,,,,,,,SD,,主觸發(fā)器,J,K,,,,,

12、,,,RD,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,S C R,,,,,,,,Q,Q,,S C R,,,,,,從觸發(fā)器,Q’ Q’,,(2) 邏輯功能,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),0 0,,1 0,1 0,1,(2) 邏輯功能,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,1 1,1,0 1,1 0,

13、0,1 0,1 0,(2) 邏輯功能,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,1 1,1 0,1,0 1,0 1,0,0 1,(2) 邏輯功能,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),● 后沿主從觸發(fā)● 前沿主從觸發(fā),(3) 觸發(fā)方式● CP = 1（或 0）時(shí)主觸發(fā)器 接收信號(hào)，從觸發(fā)器關(guān)閉；● CP = 0（或 1）時(shí)主觸發(fā)器 關(guān)閉，

14、從觸發(fā)器接收主觸發(fā) 器的信號(hào)； —— 主從觸發(fā)。,真值表,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),前沿處，主觸發(fā)器接收信號(hào),后沿處，從觸發(fā)器接收信號(hào),,,(a) 后沿主從觸發(fā),(b) 前沿主從觸發(fā),,前沿處，從觸發(fā)器接收信號(hào),后沿處，主觸發(fā)器接收信號(hào),圖 5 主從觸發(fā) J－K 觸發(fā)器的邏輯符號(hào),下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),[例2] 已知后沿主從觸發(fā) J－K 觸發(fā)器的 CP、J、

15、K 波形，且 Qn＝0 ，畫出觸發(fā)器的 Q 端波形。,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,[補(bǔ)充例題 2] 已知 CP 的波形，且 J = 1，K = 1，Qn＝0 。畫出觸發(fā)器的 Q 端波形。,,Q,0,翻轉(zhuǎn)時(shí)刻？,計(jì)數(shù)狀態(tài),●累加 1●分頻：,f i = 1000 Hz f o = 500 Hz,f i,f o,÷2,,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),置0維持線,置1維持線,置0阻塞線,置1阻

16、塞線,（三）D 觸發(fā)器,(1) 電路結(jié)構(gòu),圖 7 D 觸發(fā)器電路,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,,,(2) 邏輯功能:(1) 當(dāng)CP = 0 時(shí):,0,S = R = 1,門 5 和門 6 打開(kāi)，可接受輸入信號(hào)D,A=D,D =,1,1,門 3 和門 4 關(guān)閉，,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,,,D,1 1,0,(2) 當(dāng)CP 由 0變1 時(shí)，

17、 門 3 和門 4 打開(kāi)，,(3) 當(dāng)CP = 1 時(shí)， 輸入信號(hào)被封鎖。,則 Q = D,R = D,D =,= D,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,(3) 當(dāng)CP = 1 時(shí) 輸入信號(hào)被封鎖,門 3 和門 4 始終打開(kāi)，S 和 R 的狀態(tài)是互補(bǔ)的。如果： R = D = 0,門6 被關(guān)閉！ D 的變化不能傳遞到 S、R 端。,1

18、 1,1,0,=1,0=,1,1= =0,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,1,0,1=,0,如果,門 4 和門 5 同時(shí)被關(guān)閉！ D 的變化不能傳遞到 S、R 端。,0= =1,,1 1,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),真值表,01,01

19、,(a)上升沿觸發(fā),(b)下升沿觸發(fā),,,(3) 觸發(fā)方式 在跳變沿觸發(fā)。,圖 8 邊沿觸發(fā) D 觸發(fā)器的邏輯符號(hào),下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,[例3] 已知上升沿觸發(fā) D 觸發(fā)器 D 端的輸入信號(hào)波形，且 Qn＝0 ，畫出觸發(fā)器的 Q 端波形。,,1 2 3 4,,,,Q,,,D 的變化對(duì)Q 無(wú)影響,[解],圖 9 例 3 的波形

20、,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),（四）T 觸發(fā)器（觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換）,(1) 將主從型 J－K 觸 發(fā)器改接成 T 觸發(fā)器,J = K =,,0,1,—— Qn+1 = Qn,01,Qn,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),(a) 改接方法,(b) 邏輯符號(hào),圖 10 J－K 觸發(fā)器改為 T 觸發(fā)器,主從觸發(fā) T 觸發(fā)器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),(2) 將維持阻塞型 D 觸發(fā)器改接成

21、T 觸發(fā)器,邊沿觸發(fā) T 觸發(fā)器,(a) 改接方法,(b) 邏輯符號(hào),圖 10 D 觸發(fā)器改為 T 觸發(fā)器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),[例4] 四人搶答電路。四人參加比賽，每人一個(gè)按鈕，其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈亮。并且，其它按鈕再按下時(shí)不起作用。,[解] 采用 74LS175 集成芯片。,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),時(shí)鐘,清零,公用清零,公用時(shí)鐘,74LS175 片腳圖,DIP16,下一

22、頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,0 0 0 0,與門打開(kāi),發(fā)光二極管不亮,1,賽前先清零,圖 12例 4 的電路,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),0 0 0 0,1,,,,關(guān)閉,1,1,0,,1,0,按其它按鈕不起作用,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),7.3 寄 存 器,◆ 寄存器,數(shù)碼寄存器移位寄存器,,串行,并行,◆ 按存取數(shù)碼的方式,,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返

23、回,上一節(jié),A4 A3 A2 A1,O4 O3 O2 O1,（一）數(shù)碼寄存器,預(yù)先清零,0 0 0 0,清零指令,

24、0,0,1,0 0 0 0,圖 1數(shù)碼寄存器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),0 0 0 0,0 0 0 0,寄存數(shù)碼,取出數(shù)碼,并行輸入并行輸出,取出指令,寄存指令,1 1

25、0 1,0,1 1 0 1,1 1 0 1,0,0,（一）數(shù)碼寄存器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),（二）移位寄存器,◆ 按移位方向的不同,右移位寄存器左移位寄存器雙向移位寄存器,,1 1 0 1,× 1 0 1 1,,1 1 0 1,1

26、 1 0 1,0 0 0 0,1 1 0 1,,1 0 0 0 1 1 1 1,1 1 0 1 0 0 0 0,＋ 1 1 0 1,,→ 0 1 1 0 1 0 0 0,1 0 0 1 1 1 0 0 0,→0 1 0 0 1 1 1 0 0,→ 0 0 1 0 0 1 1 1 0,＋ 1 1 0 1,,1 0

27、0 0 1 1 1 1 0,→ 0 1 0 0 0 1 1 1 1,1,右移一位,1,0,1,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),數(shù)碼存入端,數(shù)碼取出端,四位右移寄存器,1 1 0 1,1,0,1,1,0 0 0 0,1 0 0 0,0

28、 1 0 0,1 0 1 0,1 1 0 1,圖 2 移位寄存器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),1 0 0 0,0 1 0 0,1 1 0 1,◆ 取數(shù): 令D4 = 0，再輸入4 個(gè)

29、移位CP 脈沖, 1101 將從低位到高位由 Q1 端輸出?！舸休斎?， 串行輸出。,1 1 0 1→ D4,0 0 0 0,1 0 1 0,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),7.4 計(jì) 數(shù) 器,◆ 按計(jì)數(shù)方式： 加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器、可逆計(jì)數(shù)器?！?按觸發(fā)方式： 同步計(jì)數(shù)器、異步計(jì)數(shù)器。◆ 按進(jìn)位制： 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、 任意進(jìn)制計(jì)數(shù)

30、器（一）二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1,1 1

31、 1 10 0 0 0,0123456789,1516,…,……,二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)：● 累加 1；● 累加 15 個(gè)脈沖需要 4 個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器?！?n 個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能累加 (2n－1) 個(gè)脈沖。,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),=1=1,T,0 0 0

32、 0 (0),0 0 1 0 (2),0 1 0 0 (4),0 1 1 0 (6),1

33、 0 0 0 (8),0 0 0 1 (1),0 0 1 1 (3),0 1

34、 0 1 (5),0 1 1 1 (7),圖 12.4.1 二進(jìn)制計(jì)數(shù)電路,異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),Q0Q1Q2Q3,,,,1 4 7 10

35、 13 15 16,,1100,1110,0101,1111,0000,十六分頻,四分頻,八分頻,二分頻,二進(jìn)制計(jì)數(shù)電路的波形,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),0123456789…1516,0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0

36、 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1……1 1 1 10 0 0 0,1 1 1 11 1 1 01 1 0 11 1 0 01 0 1 11 0

37、 1 01 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 0……0 0 0 10 0 0 0,加法計(jì)數(shù),減法計(jì)數(shù),下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),（二）十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0

38、 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1,BCD碼,0123456789進(jìn)位,0 0 0 0,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),J0＝K0＝1,1,J2＝K2＝Q1Q0J3＝Q2Q1Q0，K3＝Q0,同步十進(jìn)制加法

39、計(jì)數(shù)器,0 0 0 0,K1＝Q0,0 1 1 1,1 1 1 1 1 1,1

40、0 0 0,0 0 0 0 0 0,1 0 0 1,0 1 0 0 0 1,0

41、 0 0 0,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),10,清零,計(jì)數(shù),1,0,EN,十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的波形,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),補(bǔ)充內(nèi)容：任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器,100 進(jìn)制計(jì)數(shù)器,1 0 0 1,0 0 0 0,,,,,0 0 0 1,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),試設(shè)計(jì)一個(gè)

42、 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,[補(bǔ)充例題 3],0 1 1 0,0 0 0 0,,,進(jìn)位,0 0 0 0,,※ 練習(xí)題：試設(shè)計(jì)一個(gè) 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),Q2 Q1 Q0,1,1,K0 = 1,J1 = 1 K1= 1,J2 = Q1Q0K2 = 1,[補(bǔ)充例題 4] 分析電路的邏輯功能。,下

43、一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),012345,0 0 0,111111,1,0,1,0 0,1,0,0,1,0,1,0,1,1,0,1,1,0,0,1,0,0,0,0,0,◆ 結(jié)論： 五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。,K0 = 1J1 = 1 K1= 1J2 = Q1Q0K2 = 1,1 11 11 11 11 11 1,111111,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一

44、節(jié),1 1 1,1 1 11 1 0 1 0 11 0 00 1 10 1 00 0 10 0 01 1 1,J0 = K0 = 1,◆ 結(jié)論：減法計(jì)數(shù)器。,[補(bǔ)充例題 4] 分析電路的邏輯功能。,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,,,,,,,,1

45、 0 0 0 0,0 1 0 0 0,0 0 1 0 0,補(bǔ)充內(nèi)容：環(huán)形計(jì)數(shù)器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,,,,,Q4Q3Q2Q1Q0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0

46、 0 1 0 0,0 0 0 1 0,0 0 0 0 1,,,,補(bǔ)充內(nèi)容：環(huán)形計(jì)數(shù)器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),,,,,,,,,0 0 0 0

47、 1,1 0 0 0 0,0 1 0 0 0,補(bǔ)充內(nèi)容：環(huán)形計(jì)數(shù)器,下一頁(yè),上一頁(yè),下一節(jié),返 回,上一節(jié),下一頁(yè),返 回,分析與思考,12.1(1)　為什么說(shuō)門電路沒(méi)有記憶功能，而觸發(fā)器有記憶功能?,12.1(2)　試分析由或非門組成的基本 R-S 觸發(fā)器的邏輯功能，列出其真值表，

48、并與由與非門組成的基本 R-S 觸發(fā)器作一比較。,12.2(1)　鐘控觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)形式、邏輯功能及觸發(fā)方式三者之間有什么關(guān)系?邏輯功能相同的觸發(fā)器，觸發(fā)方式是否相同？,12.2(3)　試比較電平觸發(fā)、主從觸發(fā)和邊沿觸發(fā)的特點(diǎn)。,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,12.5 (1)　555 集成定時(shí)器能否在 的情況下工作？,12.4 (1)　n 位的二進(jìn)

49、制加法計(jì)數(shù)器，能計(jì)數(shù)的最大十進(jìn)制數(shù)是多少？如果要計(jì)數(shù)的十進(jìn)制數(shù)是 100，需要幾位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器？,12.4 (2)　異步計(jì)數(shù)器和同步計(jì)數(shù)器有何不同？二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器有何不同？,12.5 (2)　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器各有什么特點(diǎn)？它們產(chǎn)生的方波有何不同？,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,分析與思考解答,12.1 (1)　為什么說(shuō)門電路沒(méi)有記憶功能,而觸發(fā)器有記憶功能?,[答] 由于門電路的輸出電平的高低僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入,

50、與以前的輸入狀態(tài)無(wú)關(guān),所以說(shuō)是一種無(wú)記憶功能的邏輯部件,而觸發(fā)器則不同,其輸出電平的高低不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入,還與以前的輸入狀態(tài)有關(guān),因而它是一種有記憶功能的邏輯部件。,下一題,返回分析與思考題集,12.1 (2)　試分析由或非門組成的基本 R-S 觸發(fā)器的邏輯功能，列出其真值表，并與由與非門組成的基本 R-S 觸發(fā)器作一比較。,[答] 為便于比較，今將由與非門組成的和或非門組成的基本 R-S 觸發(fā)器的電路、邏輯符號(hào)和真值表分別畫于

51、圖(a) 和(b)中。,下一題,上一題,返回分析與思考題集,12.2 (1)　鐘控觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)形式、邏輯功能及觸發(fā)方式三者之間有什么關(guān)系？邏輯功能相同的觸發(fā)器，觸發(fā)方式是否相同？,[答] 電路結(jié)構(gòu)不同，邏輯功能和觸發(fā)方式便可能不同。但同一種邏輯功能的觸發(fā)器，可以采用不同的電路結(jié)構(gòu)，便有不同的觸發(fā)方式。因此，邏輯功能相同的觸發(fā)器，觸發(fā)方式不一定相同。,下一題,上一題,返回分析與思考題集,12.2 (3)　試比較電平觸發(fā)、主從觸發(fā)

52、和邊沿觸發(fā)的特點(diǎn)。,[答] 電平觸發(fā)是在 CP 脈沖為規(guī)定的電平時(shí)（例如CP = 1 時(shí)），觸發(fā)器都能接收輸入信號(hào)并立即輸出相應(yīng)的狀態(tài)。 主從觸發(fā)是在 CP 脈沖為規(guī)定的電平時(shí)（例如 CP = 1 時(shí)），接收輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)延時(shí)，當(dāng) CP 跳變時(shí)（例如 CP 的后沿到來(lái)時(shí)）才輸出相應(yīng)的狀態(tài)。 邊沿觸發(fā)是在 CP 跳變（例如由 0 跳變?yōu)?1 ，即上升沿到來(lái)）時(shí)，接收輸入信號(hào)并立即輸出相應(yīng)的狀態(tài)。

53、,下一題,上一題,返回分析與思考題集,[答] 該數(shù)碼寄存器清零與否都不會(huì)影響數(shù)碼的存入，故可以不必預(yù)先清零。,12.3 (1)　圖示數(shù)碼寄存器存入數(shù)碼時(shí)是否須預(yù)先清零？,下一題,上一題,返回分析與思考題集,12.3 (2)　試將圖示右移位寄存器改為左移位寄存器。,[答] 將上圖中左邊的觸發(fā)器改由右邊的觸發(fā)器控制，待存數(shù)碼從高位數(shù)到低位數(shù)依次送到輸入端，在移位脈沖作用下，寄存器內(nèi)存放的數(shù)碼均從低位向高位移一位，于是則改為左移寄存器。,

54、下一題,上一題,返回分析與思考題集,12.4 (1)　n 位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，能計(jì)數(shù)的最大十進(jìn)制數(shù)是多少？如果要計(jì)數(shù)的十進(jìn)制數(shù)是 100 ，需要幾位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器？,[答] n 位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，能計(jì)數(shù)的最大十進(jìn)制數(shù)是 2n－1 。 如果要計(jì)數(shù)的十進(jìn)制數(shù)是 100 ，需要 7 位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。,,下一題,上一題,返回分析與思考題集,12.4 (2)　異步計(jì)數(shù)器和同步計(jì)數(shù)器有何不同？二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

55、和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器有何不同？,[答] 異步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的 CP 脈沖不是同時(shí)加到各個(gè)觸發(fā)器上，而只是加到最低位的觸發(fā)器上，其他觸發(fā)器的時(shí)鐘控制端是與相鄰的低位觸發(fā)器的輸出端相聯(lián)的，各觸發(fā)器的動(dòng)作有先有后。而同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖CP是同時(shí)加到各個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端，各觸發(fā)器同時(shí)動(dòng)作。,二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是以“逢二進(jìn)一”累計(jì)計(jì)數(shù)，例如以四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器為例可以累計(jì) 0～15，所以當(dāng)?shù)?16 個(gè) CP 到來(lái)時(shí)，已超出計(jì)數(shù)范圍，這時(shí)計(jì)數(shù)器

56、應(yīng)回到 0000。 n位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器可以累計(jì) 0～（2n－1）個(gè)數(shù)，當(dāng)?shù)?2n 個(gè) CP 到來(lái)時(shí)，已超出計(jì)數(shù)范圍，這時(shí)計(jì)數(shù)器應(yīng)回到 0000。而十進(jìn)制計(jì)數(shù)器是以“逢十進(jìn)一”累計(jì)計(jì)數(shù)， 只是十進(jìn)制的每一位數(shù)都用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。由于十進(jìn)制數(shù)的每一位都只有 0～9 十個(gè)數(shù)字。因此采用四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)累計(jì)十進(jìn)制數(shù)的每一位數(shù)時(shí)，只需取用0000～1001，剩余的1010～1111 六個(gè)數(shù)要舍去不用，也就是說(shuō)當(dāng)計(jì)數(shù)到 9，即四個(gè)觸發(fā)器的狀

57、態(tài)為1001 ，再來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器不能像二進(jìn)制計(jì)數(shù)器那樣翻轉(zhuǎn)成 1010 ，而必須返回到 0000 ，同時(shí)向高一位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)位。,下一題,上一題,返回分析與思考題集,練 習(xí) 題,下一頁(yè),返 回,,,12.2.1　已知圖示電路中各輸入端的波形如圖所示, 工作前各觸發(fā)器先置 0 , 求 Q1、Q2 和 Q3 的波形。,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,12.2.2　在圖示電路中若輸入端的波形如圖所示, 工作前各觸發(fā)器先置 1 ,

58、 求 Q1、Q2 和 Q3 的波形。,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,12.2.3 在圖示電路中, 已知各觸發(fā)器輸入端的波形如圖所示,工作前各觸發(fā)器先置 0 , 求 Q1 和 Q2 的波形。,12.2.4　在圖示電路中,已知輸入端 D 和 CP 的波形如圖所示, 各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為 0 , 求 Q1 和 Q2 的波形。,,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,12.3.1

59、 分析圖示電路寄存數(shù)碼的原理和過(guò)程, 說(shuō)明它是數(shù)碼寄存器還是移位寄存器。,,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,12.3.3　圖示寄存器采用串行輸入、輸入數(shù)碼為1001，但輸出方式有兩種，既可串行輸出亦可并行輸出。試分析：（1）該寄存器是右移寄存器還是左移寄存器？（2）畫出前四個(gè) CP 時(shí) Q4、Q3、Q2 和 Q1 的波形；（3）說(shuō)明串行輸出和并行輸出的方法。,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,12.4.1 如圖為由兩

60、個(gè) J－K 觸發(fā)器組成的時(shí)序邏輯電路，設(shè)開(kāi)始時(shí) Q1＝0， Q2＝0 。（1）寫出兩個(gè)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件、畫出 Q2、Q1的波形圖；（2）說(shuō)明它是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器，是加法計(jì)數(shù)器還是減法計(jì)數(shù)器？是同步計(jì)數(shù)器還是異步計(jì)數(shù)器？,12.4.2　計(jì)數(shù)器電路如圖。（1）分析各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件、畫出 Q3、Q2、Q1的波形；（2）判斷是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器，是加法計(jì)數(shù)器還是減法計(jì)數(shù)器？是同步計(jì)數(shù)器還是異步計(jì)數(shù)器？（3）如果CP的頻率為 2 000 Hz， Q3、

61、Q2、Q1 輸出的脈沖頻率是多少？,,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,12.4.3　圖為兩個(gè)異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器, 試分析哪個(gè)是加法計(jì)數(shù)器? 哪個(gè)是減法計(jì)數(shù)器？并分析它們的級(jí)間連接方式有何不同。,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,12.4.4 圖為一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(1) 寫出各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件, 畫出 Q4、Q3、Q2 和 Q1 的波形; (2) 判斷是加法計(jì)數(shù)器還是減法計(jì)數(shù)器? 是異步計(jì)數(shù)器還是同步計(jì)數(shù)器?,,下一頁(yè),上一頁(yè),

62、返 回,12.5.1 如圖為自動(dòng)控制燈電路，當(dāng)用手觸摸金屬片J 時(shí)，小電珠能亮 10 s 左右，作為晚上看表或走廊的瞬時(shí)照明，試說(shuō)明其工作原理。,,12.5.2 如圖為一個(gè)電子門鈴電路，SB 為門鈴按鈕，試分析其工作原理。,,,下一頁(yè),上一頁(yè),返 回,12.5.3 在圖示的多諧振蕩器中，如果 UDD = 9 V，R1 ＝10 k?， R2 ＝2 k?， C＝470 pF。試求電路的振蕩周期，振蕩頻率和方波的占空比；如果不改變振

63、蕩頻率，而要改變脈沖寬度，應(yīng)該怎么辦？,,上一頁(yè),返 回,練 習(xí) 題 解 答,下一題,返回練習(xí)題集,解：,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,解: 波形如圖。,12.2.1　已知圖示電路中各輸入端的波形如圖所示, 工作前各觸發(fā)器先置 0 , 求 Q1、Q2 和 Q3 的波形。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,解: 波形如圖。,12.2.2　在圖示電路中若輸入端的波形如圖所示, 工作前各觸發(fā)器先置 1 , 求 Q1、Q2 和 Q3

64、的波形。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,解: 波形如圖。,12.2.3 在圖示電路中, 已知各觸發(fā)器輸入端的波形如圖所示,工作前各觸發(fā)器先置 0 , 求 Q1 和 Q2 的波形。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,解: 波形如圖。,12.2.4　在圖示電路中, 已知輸入端 D 和 CP 的波形如圖所示, 各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為 0 , 求 Q1 和 Q2 的波形。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,解: 波形如圖。,下一題,

65、上一題,返回練習(xí)題集,12.2.6 圖示各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為 0, 求 Q 的波形。,解: 波形如圖。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,12.2.7 圖示各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為 1 ，求 Q 的波形。,解: 波形如圖。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,解: 波形如圖。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,解：待存數(shù)碼加到 A4、A3、A2、A1 端，在 CP (寄存指令) 到來(lái)時(shí)，由于D 觸發(fā)器在 D = 0 時(shí)，Q = 0， D

66、= 1 時(shí)，Q = 1，因而待存數(shù)碼被寄存到 Q4、Q3、Q2、Q1 端?？梢?jiàn)，該電路是并行輸入、并行輸出的數(shù)碼寄存器。,12.3.1 分析圖示電路寄存數(shù)碼的原理和過(guò)程, 說(shuō)明它是數(shù)碼寄存器還是移位寄存器。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,12.3.2 圖示電路是右移寄存器還是左移寄存器？設(shè)待存數(shù)碼為 1001，畫出 Q4、Q3、Q2 和 Q1 的波形，列出狀態(tài)表。,解: 波形如圖。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,解: 為左

67、移寄存器。,12.3.3 圖示寄存器采用串行輸入、輸入數(shù)碼為1001，但輸出方式有兩種，既可串行輸出，亦可并行輸出。試分析：（1）該寄存器是右移寄存器還是左移寄存器？（2）畫出前四個(gè) CP 時(shí) Q4、Q3、Q2 和 Q1 的波形；（3）說(shuō)明串行輸出和并行輸出的方法。,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,12.3.4 下圖為一個(gè)雙向移位寄存器，其移位方向由 X 端控制。試判斷 X = 0 和 X = 1 時(shí)寄存器的移位方向。,下一題,上

68、一題,返回練習(xí)題集,為三進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。,12.4.1 如圖為由兩個(gè) J－K 觸發(fā)器組成的時(shí)序邏輯電路，設(shè)開(kāi)始時(shí) Q1＝0， Q2＝0 。（1）寫出兩個(gè)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件、畫出 Q2、Q1 的波形圖；（2）說(shuō)明它是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器，是加法計(jì)數(shù)器還是減法計(jì)數(shù)器？是同步計(jì)數(shù)器還是異步計(jì)數(shù)器？,下一題,上一題,返回練習(xí)題集,12.4.2 計(jì)數(shù)器電路如圖。(1) 分析各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件、畫出 Q3、Q2、Q1 的波形；(2) 判斷是幾進(jìn)制