大学电工电子,画时序电路波形图的波形。求过程?

第九章 时序逻辑电路 第一节 触发器 第一节 触发器 触发器的基本概念 触发器是具有记忆功能、能存储数字信息的最常用的一种基本单元电路 触发器具有两个稳定状态,一個是0状态另一个是1状态。当没有外界信号作用时触发器触发器能保持原来的状态不变。 触发器的翻转:在一定的外界信号作用下触发器可以从一个稳态翻转为另一个稳态,而且当外界信号消失后能将新建立的状态保持下来,此即为记忆功能 几种类型的触发器 1.基本RS触發器 基本RS触发器是最简单、最基本的触发器,通常由两个逻辑门电路交叉相连而成图9-1和图9-2分别为其逻辑图和逻辑符号。Q表示触发器的状態 几种类型的触发器 基本RS触发器的真值表如下: 几种类型的触发器 2.同步RS触发器 时钟脉冲CP:决定各个触发器翻转时刻的控制信号,像时钟一样.楿应的输入端称为时钟脉冲输入端 同步RS触发器电路的逻辑图如图9-3a所示,其符号如图9-3b所示 几种类型的触发器 同步RS触发器的真值表见表9-2。 幾种类型的触发器 例9-1 同步RS触发器的R、S及CP的波形如图9-4所示试画出触发器的状态波形图(设初始状态为0)。 几种类型的触发器 3.集成JK触发器 同步RS触發器在CP高电平期间若RS的状态连续变化则触发器的状态会产生翻转两次以上的现象,称为空翻下面介绍常用的JK触发器,这种触发器是无涳翻触发器 (1) 触发器的触发方式 电平触发方式 边沿触发方式 主从触发 几种类型的触发器 (2) 集成JK触发器的逻辑功能 J=0、K=0,在CP的下降沿时触发器嘚状态保持不变。 J=0、K=1在CP的下降沿时,触发器被“置0” J=1、K=0,在CP的下降沿时触发器被“置1”。 J=1、K=1在CP的下降沿时,触发器翻转一次 几種类型的触发器 4.集成D触发器 常用的集成D触发器的触发方式是上升沿触发,集成D触发器的符号如图9-7所示 集成D触发器的逻辑功能见表9-4。 寄存器 寄存器的基本概念 1.寄存器的概念 寄存器是一种非常重要的时序电路波形图部件它能将一些数码或指令存放起来,以便随时调用它由具有存储功能的触发器构成。一个触发器能存放1位二进制数码如要存储 n位二进制数码就需要n个触发器。 寄存器的基本概念 2.存放数码和取絀数码的方式 寄存器存放数码的方式有并行和串行两种并行方式是指数码从各对应输入端同时输入到寄存器中;串行方式是指数码从一個输入端逐位输入到寄存器中。 寄存器取出数码的方式也有并行和串行两种并行方式是指存储数码从各对应输出端同时取出;串行方式昰指存储数码从一个输出端逐位输出。 3.寄存器的分类 按寄存器按功能不同可分为:数码寄存器和移位寄存器 几种类型的寄存器 1.数码寄存器 数码寄存器的功能是暂存数据。 电路组成如图8-9所示4个D触发器构成4位数码寄存器,4个触发器的输入端D3D2D1D0作为寄存器的数码输入端4个触发器的时钟CP接在一起作为送数脉冲控制端。 几种类型的寄存器 2.移位寄存器 移位寄存器具有存储数码和数码移位两种功能数码移位是指寄存器中所存数码在脉冲 CP作用下能依次左移或右移。根据数码移动情况的不同寄存器可分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。 计数器 计数器的概念 1.计数器的功能 计数器是典型的时序逻辑电路它的基本功能是记忆输入脉冲的个数,还可以用于数字 系统的分频、定时、延时、控制等 2.计数器的分类 计数器按计数容量可分为二进制、十进制、任意进制计数器;按各触发器的时钟控制时间可分为异步计数器和同步計数器;按计数过程中数是增加还是减少可分为加法、减法和可逆计数器。 几种类型的计数器 1.二进制计数器 二进制计数器是计数器中最基夲的电路它是指计数容量为2的计数器,n是指触发器的个数二进制计数器包含两种类型,即同步二进制计数器和异步二进制计数器 (1)同步二进制计数器 同步二进制计数器就是将输入计数脉冲同时加到各触发器的时钟输入端,使各触发器在计数脉冲到来时同时触发 几種类型的计数器 几种类型的计数器 几种类型的计数器 2.十进制计数器 十进制数计数器有10个状态,组成它需要4个触发器十进制计数器是用BCD码來表示计数的状态。BCD码有多种其中最常用的是8421BCD码。 集成计数器的简介 74LSl60~74LSl63为同步计数器具有清零、置数、计数、保持的功能。74LSl60—74LSl63功能比較如表9-10所示引脚功能基本相同。 数字显示器件与译码器 数字显示器件 数码的显示方式一般有三种: 字形重迭式:把不同字形的电极重迭起來要显示某字,只须在相应的电极加上规定的电压使其发亮即可如辉光数码管等。 分段显示:数码是由若干发光的笔

时序逻辑电路的分析方法

时序逻輯电路的分析是指已知时序逻辑,通过分析确定其逻辑功能首先由已知逻辑电路图写出触发器的驱动方程、时钟方程及电路的输出方程;然后把驱动方程代入触发器的特性方程求出电路的状态方程;进而由状态方程列写状态转换表,或画出时序图(也可做状态转换图);最后通过对状态转换规律的分析确定电路的逻辑功能。

上述分析方法具有通用性它既适用于同步时序逻辑电路,又适用于异步时序邏辑电路;既可用于分析计数器电路又可用于分析寄存器电路。

异步时序逻辑电路的设计

脉异步時序电路波形图的设计步骤基本上与同步时序电路波形图的设计步骤一样但须特别考虑:

⑴ 输入信号 x 及触发器的时钟信号 CLK 取值为:

0—无脉沖 1—有脉冲

⑵ 采用简化的状态表和状态图。

⑶ 在确定控制函数时不仅要确定各触发器的控制输入信号,而且还需确定各触发器的时钟信號

?时钟信号 CLK 应是现态 Qn及输入 x 的函数.

?各触发器的输入控制信号 X应尽量使其仅为现态Qn 的函数,

这样使其具有保证电路正常工作所需的建立和保持时间

⑷ 状态不变时,令 CLK = 0这样触发器的数据端变量就可认为是无关最小项d ,这有利于函数的化简

例1 用D触发器设计一个“x1 – x1 – x2 ”序列檢测器

⑴ 建立原始状态图和状态表如图1所示。

从原始状态表中可明显看到A、D等效 AD合并后可得到最小化状态表。

⑷ 确定控制函数及输出函数

因此修改输出函数表达式:

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