电工电子技术数电第21章课件

, , , , , ,大连交通大学电气信息学院,*,21,触发器和时序逻辑电路,21.1,双稳态,触发器,21.2,寄存器,21.3,计数,器,21.4,时序逻辑电路的分析,1,大连交通大学电气信息学院,21.1,双稳态触发器,触发器的分类：,按功能分,：,有,R-S,触发器、,D,型触发器、,JK,触发器、,T,型等；,按触发方式划分：,有电平触发方式、主从触发方式和边沿触发方式,;,按结构分：,钟控型、主从型、维持阻塞型,.,2,大连交通大学电气信息学院,21.1.1 RS,触发器,逻辑状态相反,输出端,输入端,触发器的状态：,Q,=,1,Q,=,0,规定,:,Q,端的状态为,触发器的状态。,Q,=,0,Q,=,1,Q,Q,2 &,& 1,R,D,S,D,一,.,基本,RS,触发器,置位状态,复位状态,3,大连交通大学电气信息学院,1,R,D,S,D,Q,n,Q,n,+1,1 1,0 1,1 0,0 0,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1,Q,n,1,0,Q,Q,R,D,S,D,1,1,2 &,& 1,1.,逻辑功能分析,1,0,0,1,1,0,4,大连交通大学电气信息学院,1,R,D,S,D,Q,n,Q,n,+1,0,1,0,0,R,D,S,D,1,0,Q,Q,2 &,& 1,1.,逻辑功能分析,0,1,1 1,0 1,1 0,0 0,0,1,0,1,0,1,0,1,Q,n,1,0,5,大连交通大学电气信息学院,1,R,D,S,D,Q,n,Q,n,+1,0,0,0,0,1,1,R,D,S,D,0,Q,Q,2 &,& 1,1.,逻辑功能分析,1,0,1,0,1 1,0 1,1 0,0 0,0,1,0,1,0,1,0,1,Q,n,1,1,0,6,大连交通大学电气信息学院,0,R,D,S,D,Q,n,Q,n,+1,1,1,1,0,R,D,S,D,1,1,Q,Q,2 &,& 1,1.,逻辑功能分析,0,1,1,1,1 1,0 1,1 0,0 0,0,1,0,1,0,1,0,1,Q,n,0,0,0,7,大连交通大学电气信息学院,0,R,D,S,D,Q,n,Q,n,+1,1,0,1,1,1,1,R,D,S,D,0,1,Q,Q,2 &,& 1,1.,逻辑功能分析,1,0,1,1 1,0 1,1 0,0 0,0,1,0,1,0,1,0,1,Q,n,0,0,8,大连交通大学电气信息学院,0,R,D,S,D,Q,n,Q,n,+1,1,1,0,R,D,S,D,1,0,Q,Q,2 &,& 1,1.,逻辑功能分析,0,1,1,1,1 1,0 1,1 0,0 0,0,1,0,1,0,1,0,1,Q,n,0,1,Q,n,+1,=,Q,n,+1,9,大连交通大学电气信息学院,0,R,D,S,D,Q,n,Q,n,+1,1,1,1,R,D,S,D,0,0,Q,Q,2 &,& 1,1.,逻辑功能分析,1,0,1,1,1 1,0 1,1 0,0 0,0,1,0,1,0,1,0,1,Q,n,0,1,禁用,破坏了逻辑状态！,Q,n,+1,=,Q,n,+1,10,大连交通大学电气信息学院,R,D,S,D,Q,Q,2 &,& 1,低电平有效,!,直接置,0,端,直接复位端,直接置,1,端,直接置位端,真值表,Set,Reset,2.,真值表,R,D,S,D,1 1,Q,n,0 1,0,1 0,1,0 0,禁用,Q,n,+1,1 0,0 1,11,大连交通大学电气信息学院,低电平有效,!,真值表,3.,逻辑符号,R,D,S,D,1 1,Q,n,0 1,0,1 0,1,0 0,不定,Q,n,+1,逻辑符号,S,D,R,D,Q Q,12,大连交通大学电气信息学院,1,1,0,1,1,0,0,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,1,1,1,例,4.1,根据输入波形画输出波形。设,Q,n,=,1,。,1,初始状态,0,Q,Q,翻转,禁用状态,禁用状态,不定状态,不定,不定,R,D,S,D,解：,13,大连交通大学电气信息学院,1.,电路结构,时钟脉冲,4 &,& 3,S,R,CP,Q,Q,2 &,& 1,S,D,R,D,二,.,可控,RS,触发器,14,大连交通大学电气信息学院,2.,逻辑功能分析,(1),CP,=,0,时,0,1,1,导引门,3,、,4,被封锁。,触发器保持原态：,Q,n,+1,=,Q,n,4 &,& 3,S,R,CP,Q,Q,2 &,& 1,R,S,15,大连交通大学电气信息学院,2.,逻辑功能分析,(1),CP,=,0,时,Q,n,+1,=,Q,n,1,R,S,4 &,& 3,S,R,CP,Q,Q,2 &,& 1,(2),CP,=,1,时,导引门,3,、,4,打开，,接收,R,、,S,的信号。,R S,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,0,0,1,1,保持原态,16,大连交通大学电气信息学院,2.,逻辑功能分析,(1),CP,=,0,时,Q,n,+1,=,Q,n,1,R,S,4 &,& 3,S,R,CP,Q,Q,2 &,& 1,(2),CP,=,1,时,导引门,3,、,4,打开，,接收,R,、,S,的信号。,R S,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,1,1,0,0,1,置,1,17,大连交通大学电气信息学院,2.,逻辑功能分析,(1),CP,=,0,时,Q,n,+1,=,Q,n,1,R,S,4 &,& 3,S,R,CP,Q,Q,2 &,& 1,(2),CP,=,1,时,导引门,3,、,4,打开，,接收,R,、,S,的信号。,R S,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,1,0,0,1,1,0,置,0,18,大连交通大学电气信息学院,2.,逻辑功能分析,(1),CP,=,0,时,Q,n,+1,=,Q,n,1,R,S,4 &,& 3,S,R,CP,Q,Q,2 &,& 1,(2),CP,=,1,时,导引门,3,、,4,打开，,接收,R,、,S,的信号。,R S,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,1,0,不定,1,1,0,0,Q,=,Q,19,大连交通大学电气信息学院,3.,触发方式,高电平触发：,CP,高电平期间接受输入信号。,低电平触发：,CP,低电平期间接受输入信号。,S,D,S CP R R,D,Q Q,S C R,高电平触发,真值表,R S,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,1,0,不定,S,D,S CP R R,D,Q Q,S C R,低电平触发,高电平有效。,高电平触发。,电平触发,20,大连交通大学电气信息学院,例,4.2,已知高电平触发,R,S,触发器的,CP,、,R,和,S,的波形，且,Q,n,0,，,画出其,Q,端的波形。,R,S,CP,1 2 3 4,Q,空翻,翻转了一次以上,解：,Q,n,21,大连交通大学电气信息学院,21.1.2 JK,触发器,主触发器,S C R,一、触发器的构成,J,CP,K,Q,Q,S C R,从触发器,R,D,S,D,主触发器：,S,=,J Q,n,R,=,K Q,n,22,大连交通大学电气信息学院,主触发器,S C R,J,CP,K,Q,Q,S C R,从触发器,R,D,S,D,主触发器打开,从触发器关闭,1,Q Q,0,主触发器关闭,从触发器打开,=,Q,二、逻辑功能分析,1.,工作方式,2.,逻辑功能,主、从触发器初态相同。,23,大连交通大学电气信息学院,主触发器,S C R,J,CP,K,Q,Q,S C R,从触发器,R,D,S,D,Q Q,二、逻辑功能分析,1.,工作方式,2.,逻辑功能,主、从触发器初态相同。,J K,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,0,0,0,0,保持原态,保持原态,1,0,24,大连交通大学电气信息学院,主触发器,S C R,J,CP,K,Q,Q,S C R,从触发器,R,D,S,D,1,Q Q,0,二、逻辑功能分析,J K,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,0,1,0,1,0,1,0,0,1.,工作方式,2.,逻辑功能,主、从触发器初态相同。,保持,0,保持,0,0 1,0 1,25,大连交通大学电气信息学院,主触发器,S C R,J,CP,K,Q,Q,S C R,从触发器,R,D,S,D,1,Q Q,0,二、逻辑功能分析,J K,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,0,0,1,1,0,1,0,0,1,1.,工作方式,2.,逻辑功能,主、从触发器初态相同。,翻转为,0,0 1,翻转为,0,0 1,26,大连交通大学电气信息学院,主触发器,S C R,J,CP,K,Q,Q,S C R,从触发器,R,D,S,D,1,Q Q,0,二、逻辑功能分析,J K,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,0,1,0,0,1,0,1,1,0,1.,工作方式,2.,逻辑功能,主、从触发器初态相同。,翻转为,1,1 0,翻转为,1,1 0,27,大连交通大学电气信息学院,主触发器,S C R,J,CP,K,Q,Q,S C R,从触发器,R,D,S,D,Q Q,二、逻辑功能分析,J K,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,0,1,1,0,1,0,1,0,0,0,1.,工作方式,2.,逻辑功能,主、从触发器初态相同。,1,保持,1,1 0,0,保持,1,1 0,28,大连交通大学电气信息学院,主触发器,S C R,J,CP,K,Q,Q,S C R,从触发器,R,D,S,D,1,Q Q,0,二、逻辑功能分析,J K,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,1.,工作方式,2.,逻辑功能,主、从触发器初态相同。,翻转为,1,1 0,翻转为,1,1 0,29,大连交通大学电气信息学院,主触发器,S C R,J,CP,K,Q,Q,S C R,从触发器,R,D,S,D,1,Q Q,0,二、逻辑功能分析,J K,0 0,0 1,1 0,1 1,Q,n,+1,Q,n,0,1,1,1,1,0,1,0,0,1,1.,工作方式,2.,逻辑功能,主、从触发器初态相同。,翻转为,0,0 1,翻转为,0,0 1,Q,n,真值表,30,大连交通大学电气信息学院,三、触发方式,后沿主从触发,前沿主从触发,S,D,J CP K R,D,Q Q,J K,C,S,D,J CP K R,D,Q Q,J K,C,CP,前沿主触发,器接收信号,后沿从触发,器接收信号,CP,后沿主触发,器接收信号,前沿从触发,器接收信号,下降沿触发,主从触发,31,大连交通大学电气信息学院,Q,n,例,4.3,已知主从触发,J,K,触发器的,CP,、,J,、,K,波形，且,Q,n,0,，,画出触发器,Q,端,的波形。,Q,J,K,1,1,0,1,CP,1 2 3 4,1,0,0,0,解：,32,大连交通大学电气信息学院,例,4.4,已知主从触发,J,K,触发器的,输入,J,=,1,，,K,=,1,，,初态,Q,n,0,。,试根据,CP,的波形画出触发器,Q,端的波形。,0,f,i,f,o,CP,1 2 3 4 5 6 7 8,Q,解：,33,大连交通大学电气信息学院,21.1.3 D,触发器,一、触发器的构成,Q,Q,2 &,& 1,4 &,& 3,CP,D,6 &,& 5,置,0,阻塞线,置,1,阻塞线,置,0,维,持,线,置,1,维,持,线,S,D,R,D,34,大连交通大学电气信息学院,二、逻辑功能分析,设,1.,当,CP,=,0,时,(1),门,3,和门,4,关闭,Q,3,=,Q,4,=,1,(2),门,5,和门,6,打开,Q,3,4 &,& 3,CP,D,6 &,& 5,置,0,阻塞线,置,1,阻塞线,Q,4,Q,5,Q,6,置,0,维,持,线,置,1,维,持,线,0,1,1,S,D,=,R,D,=,1,保持原态,1,1,Q,6,=,D,Q,5,=,D,Q,Q,2 &,& 1,S,D,R,D,35,大连交通大学电气信息学院,二、逻辑功能分析,设,2.,当,CP,由,0,变,1,时,门,3,和门,4,打开,Q = D,3.,当,CP,=,1,时,Q,3,4 &,& 3,CP,D,6 &,& 5,置,0,阻塞线,置,1,阻塞线,Q,4,Q,5,Q,6,置,0,维,持,线,置,1,维,持,线,0,1,1,S,D,=,R,D,=,1,1,1,D,D,1,D,D,D,D,Q,Q,2 &,& 1,S,D,R,D,36,大连交通大学电气信息学院,二、逻辑功能分析,设,2.,当,CP,由,0,变,1,时,门,3,和门,4,打开,Q = D,3.,当,CP,=,1,时,(1),如果,Q = D =,0,Q,3,4 &,& 3,CP,D,6 &,& 5,置,0,阻塞线,置,1,阻塞线,Q,4,Q,5,Q,6,置,0,维,持,线,置,1,维,持,线,1,0,S,D,=,R,D,=,1,D,D,1,D,D,D,D,0,1,0,门,6,关闭，,D,信号被封锁。,门,3,关闭，,阻止,Q,端置,1,。,1,0,Q,Q,2 &,& 1,S,D,R,D,37,大连交通大学电气信息学院,置,0,阻塞线,二、逻辑功能分析,设,2.,当,CP,由,0,变,1,时,门,3,和门,4,打开,Q = D,3.,当,CP,=,1,时,(1),如果,Q = D =,0,(2),如果,Q = D =,1,Q,3,4 &,& 3,CP,D,6 &,& 5,置,1,阻塞线,Q,4,Q,5,Q,6,置,0,维,持,线,置,1,维,持,线,0,1,S,D,=,R,D,=,1,D,D,1,D,D,D,D,1,0,1,门,4,和门,5,关闭，,D,信号被封锁，,阻止,Q,端置,0,。,1,Q,Q,2 &,& 1,S,D,R,D,38,大连交通大学电气信息学院,真值表,0,1,D,Q,n,+1,0,1,4.,逻辑功能,Q,Q,2 &,& 1,S,D,4 &,& 3,CP,D,6 &,& 5,R,D,置,0,阻塞线,置,1,阻塞线,置,0,维,持,线,置,1,维,持,线,39,大连交通大学电气信息学院,三、触发方式,上升沿触发,下降沿触发,S,D,S CP R,D,Q Q,D,C,S,D,S CP R,D,Q Q,D,C,CP,上升沿触发,CP,下升沿触发,边沿触发,40,大连交通大学电气信息学院,Q,n,例,4.5,已知上升沿触发,D,触发器,D,端的,输入信号波形，且,Q,n,0,，,画出触发器的,Q,端,波形。,Q,D,的变化对,Q,无影响,CP,1 2 3 4,D,解：,41,大连交通大学电气信息学院,21.1.4,触发器逻辑功能的转换,1.,将,JK,触发器转换为,D,触发器,S,D,CP R,D,Q Q,J K,C,1,D,42,大连交通大学电气信息学院,S,D,CP R,D,Q Q,J K,C,T,2.,将,JK,触发器转换为,T,触发器,43,大连交通大学电气信息学院,3.,将,D,触发器转换为,T,触发器,S,D,CP R,D,Q Q,D,C,44,大连交通大学电气信息学院,21.2,寄存器,数码寄存器,移位寄存器,寄存器,是用来,存放数码和指令等的主要部件。,存放（取出）数码的方式：,串行方式与并行方式,45,大连交通大学电气信息学院,21.2.1,数码寄存器,取出指令,数码取出端,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,&,&,&,&,R,D,R,D,R,D,R,D,D,3,S C R,FF,3,Q,3,FF,2,Q,2,FF,1,Q,1,FF,0,Q,0,S C R,S C R,S C R,D,2,D,1,D,0,1,1,1,1,数码存入端,清零指令,寄存指令,由可控,RS,触发器组成的四位数码寄存器,46,大连交通大学电气信息学院,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,&,&,&,&,R,D,R,D,R,D,R,D,D,3,S C R,FF,3,Q,4,FF,2,Q,3,FF,1,Q,2,FF,0,Q,1,S C R,S C R,S C R,D,2,D,1,D,0,1,1,1,1,清零指令,0,0,0,0,1,1,0,1,寄存指令,由可控,RS,触发器组成的四位数码寄存器,47,大连交通大学电气信息学院,取出指令,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,&,&,&,&,R,D,R,D,R,D,R,D,D,3,S C R,FF,3,Q,4,FF,2,Q,3,FF,1,Q,2,FF,0,Q,1,S C R,S C R,S C R,D,2,D,1,D,0,1,1,1,1,1,1,0,1,由可控,RS,触发器组成的四位数码寄存器,48,大连交通大学电气信息学院,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,&,&,&,&,Q,Q,D,Q,Q,D,Q,Q,D,Q,Q,D,A,0,A,1,A,2,A,3,CLR,取出脉冲,接收脉冲,( CP ),1.,清零,2.,发寄存脉冲,3.,发取出脉冲,1,1,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,1,1,由,D,触发器组成的四位数码寄存器,49,大连交通大学电气信息学院,数码,存入端,数码,取出端,移位,CP,Q,4,D,D,C,R,D,R,D,D,C,D,C,D,C,R,D,R,D,Q,3,Q,2,Q,1,D,3,D,2,D,1,清零,21.2.2,移位寄存器,50,大连交通大学电气信息学院,移位,清零,D,C,D,C,D,C,D,C,R,D,R,D,R,D,R,D,Q,4,Q,3,Q,2,Q,1,D,4,D,3,D,2,D,1,CP,Q,4,Q,3,Q,2,Q,1,D,4,D,3,D,2,D,1,CP,清零,0 0 0 0,0,待存数码为,1101,1 0 0 0,1,1 0 0 0,0 1 0 0,0 1 0 0,1 0 1 0,1 0 1 0,1 1 0 1,1 1 0 1,0 1 1 0,0 1 1 0,0 0 1 1,0 0 1 1,0 0 0 1,0 0 0 1,0 0 0 0,0 0 0 0,2,3,4,5,6,7,8,存数,按,CP,节拍从低位,到高位依次串行,送到,D4,端,取数,令,D4=0,，,输入,4,个,移位,CP,脉冲。,1101,将从低位到,高位由,Q1,端输出,CP,2,3,4,5,6,7,8,1,D,4,Q,4,Q,3,Q,2,Q,1,串 行 输 入,串 行 输 出,串 行 输 入,并 行 输 出,51,大连交通大学电气信息学院,21.3,计数器,按计数方式,加法计数器、减法计数器、可逆计数器。,按触发方式,同步计数器、异步计数器。,按进位制,二进制计数器、十进制计数器、,任意进制计数器。,计数器的分类,计数器,是用来累计脉冲数目的，,还可以用作分频、定时和数学运算。,52,大连交通大学电气信息学院,21.3.1,二进制计数器,一、二,进制加法计数器,按二进制加法累加,1,。,累加,15,个脉冲需要,4,个双稳态触发器。,n,个双稳态触发器能,累加,(2,n,1),个脉冲。,0,0,0,0,0 0 0 1,0 0 1 0,0 0 1 1,0 1 0 0,0 1 0 1,0 1 1 0,0 1 1 1,1 0 0 0,1 0 0 1,CP,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,15,1,1,1,1,16,0,0,0,0,. ,53,大连交通大学电气信息学院,1.,异步二进制加法计数器,F,3,F,2,F,1,F,0,Q,0,Q,0,Q,1,Q,1,Q,2,Q,2,Q,3,Q,3,J,C,CP,R,D,K,J,C,K,J,C,K,J,C,K,54,大连交通大学电气信息学院,J,0,K,0,1,J,1,K,1,Q,0,J,2,K,2,Q,1,Q,0,J,3,K,3,=,Q,2,Q,1,Q,0,CP,R,D,Q,3,K,J,C,Q,2,K,J,Q,1,K,J,Q,0,K,J,F,0,C,C,C,F,1,F,2,F,3,2.,同步二进制加法计数器,55,大连交通大学电气信息学院,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,0,0,1,0,CP,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16,0,0,0,1,1,1,1,1,二进制加法计数器的波形（时序图）,f,1,f=?,f=?,56,大连交通大学电气信息学院,二、二进制减法计数器,1,1,1,1,1 1 1 0,1 1 0 1,1 1 0 0,1 0 1 1,1 0 1 0,1 0 0 1,1 0 0 0,0 1 1 1,0 1 1 0,CP,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,15,0,0,0,0,16,1,1,1,1,. ,57,大连交通大学电气信息学院,F,3,F,2,F,1,F,0,Q,0,Q,0,Q,1,Q,1,Q,2,Q,2,Q,3,Q,3,CP,s,D,J,C,K,J,C,K,J,C,K,J,C,K,1.,异步二进制减法计数器,58,大连交通大学电气信息学院,2.,同步二进制减法计数器,CP,S,D,K,J,C,K,J,K,J,K,J,F,0,C,C,C,F,1,F,2,F,3,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,59,大连交通大学电气信息学院,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,0,0,1,0,CP,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16,0,0,0,1,二进制减法计数器的波形（时序图）,60,大连交通大学电气信息学院,21.3.2,十进制计数器,十进制数,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,进位,0,0,0,0,0 0 0 1,0 0 1 0,0 0 1 1,0 1 0 0,0 1 0 1,0 1 1 0,0 1 1 1,1 0 0 0,1 0 0 1,0 0 0 0,CP,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,61,大连交通大学电气信息学院,1.,异步十进制加法计数器,F,3,F,2,F,1,F,0,Q,0,Q,0,Q,1,Q,1,Q,2,Q,2,Q,3,Q,3,J,C,CP,R,D,K,J,C,K,J,C,K,J,C,K,J,0,K,0,1,J,1,Q,3,，,K,1,1,J,2,K,2,1,J,3,Q,2,Q,1,，,K,3,1,62,大连交通大学电气信息学院,2.,同步十进制加法计数器,J,0,K,0,1,J,1,Q,3,Q,0,，,K,1,Q,0,J,2,K,2,Q,1,Q,0,J,3,Q,2,Q,1,Q,0,，,K,3,Q,0,CP,R,D,Q,3,K,J,C,Q,2,K,J,C,Q,1,K,J,C,Q,0,K,J,C,63,大连交通大学电气信息学院,CP,2,3,4,5,6,7,8,1,9,10,Q,1,Q,2,Q,3,Q,4,十进制加法计数器的波形,64,大连交通大学电气信息学院,21.4,时序逻辑电路的分析,1,、异步计数器的分析,异步计数器的特点：,在异步计数器内部，有的触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟脉冲，,因此各个触发器状态变换的时间先后不一，故被称为“ 异步计数器 ”。,65,大连交通大学电气信息学院,例：三位二进制,异步,加法计数器。,1,2,3,4,5,6,7,8,Q,0,D,0,Q,1,D,1,Q,2,D,2,Q,0,Q,1,Q,2,CP,计数脉冲,三位二进制异步加法计数器,66,大连交通大学电气信息学院,2,、同步计数器的分析,同步计数器的特点：,在同步计数器内部，各个触发器都受同一时钟脉冲,输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为 “ 同步计数器 ”。,例：三位二进制,同步,加法计数器。,三位二进制同步加法计数器,Q,2,Q,2,J,2,K,2,Q,1,Q,1,J,1,K,1,Q,0,Q,0,J,0,K,0,&,计数脉冲,CP,67,大连交通大学电气信息学院,分析步骤,:,1,）,.,先列写控制端的逻辑表达式：,J,2,= K,2,= Q,1,Q,0,J,1,= K,1,= Q,0,J,0,= K,0,= 1,Q,0,：,来一个,CP,，,它就翻转一次；,Q,1,：当,Q,0,1,时，它可翻转一次；,Q,2,：,只有当,Q,1,Q,0,1,时，它才能翻转一次。,三位二进制同步加法计数器,Q,2,Q,2,J,2,K,2,Q,1,Q,1,J,1,K,1,Q,0,Q,0,J,0,K,0,&,计数脉冲,CP,68,大连交通大学电气信息学院,控 制 端 计数器状态,2,）,.,再列写状态转换表，分析其状态转换过程。,J,2,K,2,J,1,K,1,J,0,K,0,1 Q,2,Q,1,Q,0,Q,1,Q,0,Q,0,CP,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,2,0,1,0,1,0,0,3,1,1,0,1,1,1,4 0 0 1 1 0 0,6 0 0 1 1 1 0,5 0 1 1 1 0 1,7 1 1 1 1 1 1,8 0 0 1 0 0 0,69,大连交通大学电气信息学院,CP,Q,0,Q,1,Q,2,3,）,.,还可以用波形图显示状态转换表。,70,大连交通大学电气信息学院,Q,2,Q,2,J,2,K,2,Q,1,Q,1,J,1,K,1,Q,0,Q,0,J,0,K,0,计数脉冲,CP,1.,写出控制端的逻辑表达式。,J,2,=,Q,1,Q,0,，,K,2,1,J,1,= K,1,1,J,0,= Q,2,，,K,0,1,例,4.7,：列逻辑状态表分析功能,分析：,71,大连交通大学电气信息学院,2.,再列写状态转换表，分析其状态转换过程,：,1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1,2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0,3 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1,4 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0,5 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0,CP Q,2,Q,1,Q,0,J,2,= K,2,= J,1,= K,1,= J,0,= K,0,= Q,2,Q,1,Q,0,Q,1,Q,0,1,1,1,原状态 控 制 端 下状态,1,Q,2,Q,2,Q,2,J,2,K,2,Q,1,Q,1,J,1,K,1,Q,0,Q,0,J,0,K,0,计数脉冲,CP,所分析的电路为,异步五进制加法计数器,。,72,大连交通大学电气信息学院,例,4.8,画波形图分析图示电路的逻辑功能，说明其用途。设初始状态为“,000”,。,1,J,1,=,K,1,=,Q,0,J,2,=,Q,1,Q,0,K,2,=,1,K,Q,0,J,C,K,Q,1,J,C,K,Q,2,J,C,1,CP,R,D,J,0,=,Q,2,K,0,=,1,同步,5,进制加法计数器,73,大连交通大学电气信息学院,课堂练习,4.1,n,位的二进制加法计数器，能计数的最大十进制数是多少？如果要计数的十进制数是,100,，需要几位二进制加法计数器，如果用,JK,触发器组成，则需要几个,JK,触发器？,答,:,n,位的二进制加法计数器，能计数的最大十进制数是,2,n,1,。,如果要计数的十进制数是,100,，需要,7,位的二进制加法计数器，需,7,个,JK,触发器。,74,大连交通大学电气信息学院,4.2,试比较电平触发、主从触发和边沿触发的特点。,答,:,电平触发,是在,CP,脉冲为规定的电平时（例如,CP,=1,时），触发器都能接收输入信号并立即输出相应的状态。,主从触发,是在,CP,脉冲为规定的电平时（例如,CP,=1,时），接收输入信号，经过延时，当,CP,跳变时,（例如,CP,的后沿到来时）才输出相应的状态。,边沿触发,是在,CP,跳变（例如,由,0,跳变为,1,，即上升沿到来,）时，接收输入信号并立即输出相应的状态。,75,大连交通大学电气信息学院,4.3,已知图示电路中各输入端的波形如图所示,工作前各触发器先置,0,求,Q,1,、,Q,2,和,Q,3,的波形。,CP,A,1,A,2,解,:,波形如图,.,Q,1,Q,2,Q,3,R,D,CP,A,1,A,2,C,S,R,C,J,K,C,D,Q,1,Q,2,Q,3,Q,1,Q,2,Q,3,76,大连交通大学电气信息学院,4.4,在图示电路中若输入端的波形如图所示,工作前各触发器先置,1,求,Q,1,、,Q,2,和,Q,3,的波形。,R,D,CP,A,1,A,2,C,S,R,C,J,K,C,D,Q,1,Q,2,Q,3,Q,1,Q,2,Q,3,CP,A,1,A,2,解,:,波形如图,.,Q,1,Q,2,Q,3,77,大连交通大学电气信息学院,4.5,图示各触发器的初始状,态均为,0,求,Q,的波形。,CP,Q,1,Q,2,Q,4,Q,3,Q,6,Q,5,CP,Q,1,1,C,J,K,CP,Q,2,1,C,J,K,CP,Q,3,1,C,J,K,CP,Q,4,1,C,J,K,CP,Q,5,1,C,J,K,CP,Q,6,C,J,K,78,大连交通大学电气信息学院,A,C,Q,Q,K,J,&,&,B,4.6,图示为用,J-K,触发器组成的双相时钟电路。若,CP,端加上时钟脉冲信号，在输出端可得到相位互相错开的时钟信号,A,和,B,，,试画出,Q,、,和,A,、,B,的波形。,Q,CP,Q,A,Q,B,79,大连交通大学电气信息学院,解,:,为左移寄存器,。,4.7,图示寄存器采用串行输入、输入数码为,1001,，但输出方式有两种，既可串行输出，亦可并行输出。试分析：,（,1,）该寄存器是右移寄存器,还是左移寄存器？（,2,）画出前四个,CP,时,Q,4,、,Q,3,、,Q,2,和,Q,1,的波形；（,3,）说明串行输出和并行输出的方法。,CP,Q,4,D,C,D,C,D,C,D,C,Q,3,Q,2,Q,1,R,D,D,1,CP,Q,4,Q,3,Q,2,Q,1,串行输入,串行输出,并行输出,串行输入,80,大连交通大学电气信息学院,CP,Q,2,Q,1,解,:,Q,1,：,J,=,Q,2,K=1,。,Q,2,：,J,=,Q,1,K=1,为,三进制同步加法计数器,4.8,如图为由两个,J,K,触发器组成的时序逻辑电路，设开始时,Q,1,0,，,Q,2,0,。（,1,）,写出两个触发器的驱动方程、画出,Q,2,、,Q,1,的波形图；（,2,）说明它是几进制计数器，是加法计数器还是减法计数器？是同步计数器还是异步计数器？,高电平,C,J,K,C,J,K,CP,(,计数脉冲,),R,D,(,清零,),Q,1,Q,2,81,大连交通大学电气信息学院,4.9,图为两个异步二进制计数器,试分析哪个是加法计数器,?,哪个是减法计数器？并分析它们的级间连接方式有何不同,.,CP,R,D,D,1,C,Q,1,D,2,C,Q,2,D,3,C,Q,3,Q,1,Q,2,Q,3,CP,R,D,D,1,C,Q,1,D,2,C,Q,2,D,3,C,Q,3,Q,1,Q,2,Q,3,(a),(b),CP,Q,2,Q,1,Q,3,(a),Q,2,Q,1,Q,3,(b),82,大连交通大学电气信息学院,