第十一章 时序逻辑电路(课件）-《电工电子技术》同步教学（机械工业版）

第十一章 时序逻辑电路 学习目的： 1．掌握与非门结构基本RS触发器的电路结构、逻辑功能和工作特点。 2．掌握触发器的0态、1态、置0、置1、触发方式、初态、次态和空翻概念。 3．掌握RS触发器、D触发器、JK触发器的逻辑功能及其描述方法。 4．了解基本触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器的使用。 5．了解时序逻辑电路的组成及分类。 6．掌握典型集成计数器的使用方法和相互的区别。 第十一章 时序逻辑电路 触发器 1 时序逻辑电路 2 第一节 触发器 一、触发器的特点及分类 二、基本RS触发器 三、同步触发器 四、主从触发器 五、边沿D触发器 一、触发器的特点及分类 1. 触发器的特点 a．具有两个能自行保持的稳定状态0和1，用来表示二值信息逻辑0和逻辑1。触发器有两个互补的输出端，分别用 和 表示。规定 端的状态为触发器的状态，即当 、 时，为触发器的0状态；即当 、 时，为触发器的1状态。 b．在外加信号的作用下（称为触发）可以由一种状态转换成另一种状态（称为翻转）。即可以由0状态翻转成1状态，或由1状态翻转成0状态。当输入信号撤除时，触发器可以维持原状态不变，即具有记忆功能。 根据电路结构的不同，触发器可分为基本触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器等。 根据逻辑功能的不同，触发器可分为RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等。这几种触发器都有TTL电路组成或CMOS电路组成的集成电路产品。其中应用最广泛的当数JK触发器和D触发器。不过，深刻理解RS触发器对全面掌握触发器的工作方式或动作特点是至关重要的。事实上，JK触发器和D触发器是RS触发器的改进型，其中JK触发器保留了两个数据输入端，而D触发器只保留了一个数据输入端。T触发器则是一种简化了的JK触发器。 2. 触发器的分类 二、基本RS触发器 1. 电路结构与工作原理 电路结构 将两个与非门通过反馈线交叉耦合连接，就组成一个基本RS触发器，如图11-1（a）所示。电路的两个输入端分别为 和 低电平有效，图11-1（b）中以小圆圈表示，其中 为置0端（复位端）， 为置1端（置位端）。 图11-1 基本RS触发器 工作原理 由于基本RS触发器具有两个输入端，所以对它的分析分为以下四种情况。 （1） 、 。这种情况下两个与非门的输出端 和 全为1，不符合触发器的逻辑关系，且在输入低电平信号同时消失后，触发器的状态为0还是1不确定。因此，把这种不允许出现 和 同时输入低电平信号，称为约束条件，即要求输入信号 遵守的约束条件。 （2） 、 。由于 ，不论 为0还是1，都有 ；再由 、 可得 ，即不论触发器原来处于什么状态都将变成0状态，触发器被置0。 （3） 、 。由于 ， 不论为0还是1，都有 ；再由 、 可得 。即不论触发器原来处于什么状态都将变成1状态，触发器被置1。 （4） 、 。根据与非门的逻辑功能推出触发器的原来状态不变，即触发器具有保持功能。 2. 逻辑功能及描述方法 状态转换真值表 将触发器的初态是指触发器在输入信号变化前的状态，用表示；触发器在输入信号变化后的状态称为次态，用 表示。触发器的次态与其初态及输入信号之间的关系列成真值表，即为触发器状态转换真值表。表16-1为基本RS触发器状态转换真值表，置0端 和 置1端低电平有效； 为禁用状态。 特征方程 根据表11-1可以得到基本RS触发器的次态逻辑表达式，即 上式为基本RS触发器的特征方程，又称为状态方程。 表11-1基本RS触发器状态转换真值表 3. 基本RS触发器的应用 机械开关的触点从一个位置拨向另一个位置时，由于开关触点的弹性作用，开关不会立即停下来，而要抖动几下才能稳定下来。为了消除开关的抖动，可以使用基本RS触发器与机械开关构成的消除抖动电路，如图11-2所示。 当开关打到R端时， 、 ，触发器置0，由于开关的抖动， 还会回到1，此时触发器的两个输入均为高电平，电路保持原状态不变。同理可推开关打到S端时的