专题十二 时序逻辑电路概述和寄存器（讲义）-《电子线路》（高教版第二版）高考备考讲练测（安徽省）

电子线路专题复习讲练测 专题十二 时序逻辑电路概述和寄存器 【考纲要求】 知识与技能要点 考试条目 考试水平 A B C D 时序逻辑电路概述 1.时序电路的特点 √ 2.时序电路的组成 √ 3.时序电路的分类 √ 寄存器 数码寄存器的定义、逻辑图 √ 【课时安排】 2课时 【知识梳理】 考点一 时序逻辑电路概述 一、时序电路的特点 电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关，而且与电路原有状态有关。 触发器是一种功能最简单的时序逻辑电路。 二、时序电路的组成 1. 时序逻辑电路一般包含组合逻辑电路、存储电路和反馈电路。 其中： 反馈电路可以将存储电路的输出状态反馈到组合逻辑电路的输入端，与输入信号共同决定整个电路的输出； 存储电路则是将组合逻辑电路的输出状态作为输入信号存储到存储器件中。 存储器件是时序逻辑电路的重要组成部分，常用的存储器件主要有触发器、延迟线和磁性器件等。 如图所示为触发器构成的时序逻辑电路结构框图。 触发器构成的时序逻辑电路结构框图 2．时序逻辑电路的状态表和状态图 状态转换表和状态转换图：为了清晰地了解时序逻辑电路的逻辑功能和工作情况。 1）状态转换表 状态转换表类似于组合逻辑电路的真值表，它是将时序逻辑电路的输入变量、现态变量、次态变量和输出变量写入表格而形成的，因此也称为状态转换真值表。 2）状态转换图 状态转换图是用来描述时序逻辑电路的输入变量、现态变量、次态变量和输出变量之间关系的图形。如图所示为状态转换图示例。图中的圆圈代表时序逻辑电路的状态，带箭头的线表示电路的状态转移关系，线的侧旁是指引起状态转移的输入条件和相应的输出值。 状态转换图示例 三、时序电路的分类 （1）根据电路状态转换情况的不同，时序逻辑电路可分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。 （2）根据电路中输出变量是否和输入变量直接相关，时序逻辑电路可分为米里型电路和莫尔型电路。 考点二 寄存器 一、数码寄存器的定义、逻辑图 1. 数码寄存器是存储二进制数码的时序逻辑电路组件，具有接收和寄存二进制数码的逻辑功能。 前面介绍的各种集成触发器，就是一种可以存储1位二进制数的寄存器，因此用n个触发器就可以存储n位二进制数。 2. 如图所示为D触发器组成的4位集成寄存器74LSl75的电路结构。 4位集成寄存器74LSl75的电路结构 如图所示为4位集成寄存器74LSl75的引脚图，其中RD是异步清零控制端，D0~D3是并行数据输入端，CP为时钟脉冲端，Q0~Q3是并行数据输出端，~是反码数据输出端。 4位集成寄存器74LSl75的引脚图 该电路的数码接收过程：将需要存储的4位二进制数码送到数据输入端D0~D3，在CP端送一个时钟脉冲，脉冲上升沿作用后，4位数码并行地出现在4个触发器Q端。 【真题练讲】 1. （2023年湖南高考真题）时序逻辑电路与组合逻辑电路的根本区别是（ ） A. 有无记忆功能  B. 输入输出关系  C. 是否含触发器  D. 有无时钟控制 【答案】A 【解析】时序电路具有存储历史状态的记忆功能，组合电路输出仅取决于当前输入。 2. （2021年山东高考真题）数码寄存器采用______触发器构成。（ ） A. RS  B. JK  C. D  D. T 【答案】C 【解析】D触发器结构简单，适合数据暂存。 3.（2023年江苏高考真题）数码寄存器的核心元件是（ ） A. 编码器 B. 译码器 C. 触发器 D. 比较器 【答案】C 【解析】数码寄存器由触发器链构成，每个触发器存储1位二进制数据。 4.（2022年广东高考真题）异步时序电路的特点是（ ） A. 所有触发器同时翻转 B. 状态变化依赖统一时钟 C. 存在传输延迟累积 D. 功耗低于同步电路 【答案】C 【解析】异步电路无全局时钟，触发器状态逐级传递，延迟可能导致竞争冒险。 5.（2022年浙江高考真题）数码寄存器74LS173的CLK引脚作用是（ ） A. 数据清零 B. 同步时钟控制 C. 输出使能 D. 移位控制 【答案】B 【解析】CLK为上升沿触发同步寄存器，所有操作需时钟边沿配合。 6.（2021年广东高考真题）Moore型时序电路的输出取决于（ ） A. 仅当前输入 B. 仅当前状态 C. 当前状态+输入 D. 时钟频率 【答案】B 【解析】Moore型输出只与触发器当前状态有关，与即时输入无关。 7.（2024年江苏高考真题）判断题：时序电路必须包含时钟信号。 【答案】√ 【解析】同步时序电路依赖时钟，异步时序电路可不统一时钟，但仍需触发信号。 8.（2022年福建高考真题）4位二进制数码寄存器需要______个触发器。 【答案】4 【解析】1位对应1个触发器。 【限时练习】 1. 数码寄存器在CP______沿接收数据。（填“上升”或“下降”） 【答案】上升 【解析】D触发器通常在CP上升沿锁存数据。 2. 数码寄存器中，数据存储发生在（ ） A. 时钟上升沿 B. 任意时刻 C. 复位信号有效时 D. 使能信号低电平 【答案】A 【解析】D触发器在时钟边沿（通常上升沿）锁存输入数据。 3. 数码寄存器中，每个触发器存储（　）。 A. 1位二进制数  B. 2位二进制数 C. 3位二进制数 D. 4位二进制数 【答案】A 【解析】1个触发器存储1位，n位寄存器需n个触发器。 4. 时序电路中，触发器的状态更新发生在（　）。 A. 时钟上升沿  B. 输入信号变化时  C. 取决于电路类型 【答案】C 【解析】同步电路在时钟边沿更新，异步电路在输入变化时更新。 5. 判断题：数码寄存器只能在时钟上升沿存储数据。（ ） 【答案】× 【解析】：下降沿触发的寄存器（如74HC173）在时钟下降沿存储数据，取决于触发器类型。 6. 寄存器存储数据时，触发器工作模式为（ ） A. 透明传输 B. 边沿触发 C. 电平触发 D. 随机触发 【答案】B 【解析】数码寄存器依赖触发器边沿触发特性实现数据锁存。 7. 判断题：寄存器存储8位二进制数需8个触发器。（ ） 【答案】√ 【解析】1位二进制数需1个触发器。 8.简述同步时序电路的工作特点。 【答案】① 所有触发器共用同一时钟；② 状态更新同步；③ 抗干扰能力强。 9.分析题：为什么数码寄存器需要“使能端”？ 【答案】控制数据写入时刻，避免误操作。 10. 由与非门构成的基本SR锁存器如图所示，已知输入端 、的电压波形，试画出与之对应的Q和的波形。 【解析】 【内容小结】 学科网（北京）股份有限公司 $$