電工與電子技術(shù)第9章

1、9.1 9.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器9.2 9.2 寄存器寄存器9.3 9.3 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器9.4 5559.4 555定時(shí)器及其應(yīng)用定時(shí)器及其應(yīng)用第第9 9章章 觸發(fā)器及其應(yīng)用觸發(fā)器及其應(yīng)用時(shí)序電路的特點(diǎn)：時(shí)序電路的特點(diǎn)：具有記憶功能。具有記憶功能。在數(shù)字電路中，凡是任一時(shí)刻的穩(wěn)定輸出不僅在數(shù)字電路中，凡是任一時(shí)刻的穩(wěn)定輸出不僅決定于該時(shí)刻的輸入，而且決定于該時(shí)刻的輸入，而且還和電路原來的狀態(tài)有還和電路原來的狀態(tài)有關(guān)關(guān)者，都叫做時(shí)序邏輯電路，簡(jiǎn)稱者，都叫做時(shí)序邏輯電路，簡(jiǎn)稱時(shí)序電路時(shí)序電路。組合邏輯電路組合邏輯電路存儲(chǔ)功能存儲(chǔ)功能.XYZW序序時(shí)序電路的基本單元：時(shí)序電路的基本單元：觸發(fā)

2、器觸發(fā)器。教學(xué)要求教學(xué)要求 ：2. 2. 會(huì)使用移位寄存器組件會(huì)使用移位寄存器組件 ；3. 3. 會(huì)會(huì)分析分析和設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器電路。和設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器電路。1. 1. 熟練掌握各類觸發(fā)器熟練掌握各類觸發(fā)器觸發(fā)器的分類：觸發(fā)器的分類：按功能分按功能分：有有R-S觸發(fā)器、觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、型觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、觸發(fā)器、T型等；型等；按觸發(fā)方式劃分：按觸發(fā)方式劃分：有電平觸發(fā)方式、主從有電平觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式和邊沿觸發(fā)方式觸發(fā)方式和邊沿觸發(fā)方式 。9.19.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)器的特點(diǎn)：觸發(fā)器的特點(diǎn)：有記憶功能的邏輯部件。輸出狀態(tài)有記憶功能的邏輯部件。輸出狀態(tài)不僅與現(xiàn)時(shí)的輸入有關(guān)，還與原來的

3、輸出狀態(tài)有關(guān)。不僅與現(xiàn)時(shí)的輸入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)。觸發(fā)器的功能：觸發(fā)器的功能：形象地說，形象地說， 它具有它具有“一觸即發(fā)一觸即發(fā)”的功的功能。在輸入信號(hào)的作用下，它能夠從一種狀態(tài)能。在輸入信號(hào)的作用下，它能夠從一種狀態(tài) ( 0 或或 1 )轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài) ( 1 或或 0 )。兩個(gè)輸入端兩個(gè)輸入端1 1、基本、基本RS 觸發(fā)器觸發(fā)器&a&bQQDRDS反饋反饋兩個(gè)輸出端兩個(gè)輸出端反饋反饋正是由于正是由于引入反饋，引入反饋，才使電路具有才使電路具有記憶功能記憶功能 ! !輸入輸入 時(shí)時(shí)1, 0DDSR若原狀態(tài)若原狀態(tài)：1Q0Q 11001010輸出仍

4、保持：輸出仍保持：1Q0Q 若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：0Q1Q 01111010輸出變?yōu)椋狠敵鲎優(yōu)椋?Q0Q 置置“0”0”！&a&bQQDRDS&a&bQQDRDS若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：1Q0Q 10101001輸出變?yōu)椋狠敵鲎優(yōu)椋?Q1Q &a&bQQDRDS若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：0Q1Q 00110101輸出保持：輸出保持：0Q1Q &a&bQQDRDS置置“1”1” ！輸入輸入 , 時(shí)時(shí)1DR0DS輸入輸入 時(shí)時(shí)若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：10111001輸出保持原狀態(tài)：輸出保持原狀態(tài)：0Q1Q 0Q1Q 若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：1Q0Q 01

5、110110輸出保持原狀態(tài)：輸出保持原狀態(tài)：1Q0Q 保持！保持！1, 1DDSR&a&bQQDRDS&a&bQQDRDS0011輸出：全是輸出：全是1基本觸發(fā)器的功能表基本觸發(fā)器的功能表復(fù)位端復(fù)位端置位端置位端QDRDSQ邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)輸入輸入 時(shí)時(shí)0, 0DDSR&a&bQQDRDS注意：注意：當(dāng)當(dāng) 同時(shí)由同時(shí)由0 0變?yōu)樽優(yōu)? 1時(shí)，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)闀r(shí)，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)? 0，另一個(gè)不得翻轉(zhuǎn)。因此，該另一個(gè)不得翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀態(tài)。狀態(tài)為不定狀態(tài)。DDSR ,Q保持原狀態(tài)保持原狀態(tài)0 11 0不定狀態(tài)不定狀態(tài)1 10 11 0

6、0 0 QDDSR小結(jié)小結(jié)1、觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)器件，只要令、觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)器件，只要令 ，觸發(fā)器即保持原態(tài)。穩(wěn)態(tài)情況下，兩輸出互觸發(fā)器即保持原態(tài)。穩(wěn)態(tài)情況下，兩輸出互補(bǔ)。一般定義補(bǔ)。一般定義Q為觸發(fā)器的狀態(tài)。為觸發(fā)器的狀態(tài)。1DDSR2、在控制端加入負(fù)脈沖，可以使觸發(fā)器狀態(tài)、在控制端加入負(fù)脈沖，可以使觸發(fā)器狀態(tài)變化。變化。 端加入負(fù)脈沖，使端加入負(fù)脈沖，使Q=1， 稱為稱為“置位置位”或或“置置1”端。端。 加入負(fù)脈沖，使加入負(fù)脈沖，使Q=0，稱為稱為“復(fù)位復(fù)位”或或“清清0”端。端。DRDSDSDR2 2、可控、可控RS觸發(fā)器觸發(fā)器RDSDcdRSCP時(shí)鐘時(shí)鐘CP的作用的作用直接清零端直接清零

7、端直接置位端直接置位端輸出端輸出端輸入端輸入端注意：注意：QQRDSDab基本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器QQRDSDabRDSDcdRSCP平時(shí)常平時(shí)常為為 1平時(shí)常平時(shí)常為為 1直接清零端直接清零端直接置位端直接置位端直接清零端、置位端的處理：直接清零端、置位端的處理：CP=0時(shí)時(shí)011觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器保持原態(tài)CP=1時(shí)時(shí)&a&bQQDRDS&c&dRSCP111RS&a&bQQDRDS&c&dRSCP11RS觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表CP R S Q 0 保保持持 1 0 0 保保持持 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1

8、 1 1 1 不不確確定定 Q簡(jiǎn)化的功能表簡(jiǎn)化的功能表R S Qn+1 0 0 Qn 0 1 1 1 0 0 1 1 不不確確定定 Qn+1 -下一狀態(tài)（下一狀態(tài)（CP過后）過后）Qn -原狀態(tài)原狀態(tài)RDSDRSCQQ邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)簡(jiǎn)化的功能表簡(jiǎn)化的功能表R S Qn+1 0 0 Qn 0 1 1 1 0 0 1 1 不不確確定定 由它的功能表可見：在由它的功能表可見：在R、S不相等時(shí)，不相等時(shí)，Q 服從于服從于 S ! 這是一個(gè)值得重視的規(guī)律，有必要進(jìn)這是一個(gè)值得重視的規(guī)律，有必要進(jìn)一步歸納和進(jìn)行形象化的表達(dá)。一步歸納和進(jìn)行形象化的表達(dá)。R、S不相等不相等時(shí)，時(shí)，信息傳送路徑信息傳送路徑的

9、形象化表達(dá)的形象化表達(dá) ：cdCPQQabRS1QQRSCCP 該電路的該電路的信息傳送規(guī)律信息傳送規(guī)律在今后的學(xué)習(xí)過程中，將在今后的學(xué)習(xí)過程中，將會(huì)會(huì)多次使用多次使用。例：畫出例：畫出RS觸發(fā)器的輸出波形觸發(fā)器的輸出波形 。假設(shè)。假設(shè)Q的初始狀態(tài)的初始狀態(tài)為為 0 0。CPRSQQSet使輸出全為使輸出全為1CP撤去后撤去后狀態(tài)不定狀態(tài)不定Reset可控可控R-S 觸發(fā)器的小結(jié)觸發(fā)器的小結(jié)1. 1. 當(dāng)當(dāng)CP = 0 時(shí)時(shí), ,無論無論R、S 為為何種取值組合，輸出端均何種取值組合，輸出端均“保持原態(tài)保持原態(tài)”； 2.2.只有當(dāng)只有當(dāng)CP=1 時(shí)時(shí), ,將將c門和門和d門打開，控制端門打開，

10、控制端R、S的取的取值組合才會(huì)在輸出端有所反值組合才會(huì)在輸出端有所反映，即有所謂映，即有所謂“功能表功能表”。 QQRDSDabcdRSCPQQRDSDRSC邏輯邏輯符號(hào)符號(hào) 這根紅顏色的線還表這根紅顏色的線還表示一重含義：示一重含義：“高電平有高電平有效效”，即，即 “ “ 只有在時(shí)鐘只有在時(shí)鐘 CPCP1 1 時(shí)，它才表現(xiàn)出應(yīng)時(shí)，它才表現(xiàn)出應(yīng)有的邏輯功能；如果有的邏輯功能；如果CPCP0 0，輸出端，輸出端 Q Q 則保持原狀則保持原狀態(tài)態(tài)”。邏輯邏輯符號(hào)符號(hào) 這根綠顏色的線也表這根綠顏色的線也表示一重含義：示一重含義：“低電平有低電平有效效”，即，即 “ “ 只有在時(shí)鐘只有在時(shí)鐘 CPC

11、P0 0 時(shí)，它才表現(xiàn)出應(yīng)時(shí)，它才表現(xiàn)出應(yīng)有的邏輯功能；如果有的邏輯功能；如果CPCP1 1，輸出端，輸出端 Q Q 則保持原狀則保持原狀態(tài)態(tài)”。QQRDSDRSC計(jì)數(shù)式計(jì)數(shù)式RS 觸發(fā)器觸發(fā)器邏輯功能：邏輯功能：每來一個(gè)時(shí)鐘每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，輸出的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)脈沖，輸出的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，也叫計(jì)數(shù)器。一次，也叫計(jì)數(shù)器。RSQQRSCCPQQcdCPQQab工作原理：工作原理：cdCPQQabCP = 0 時(shí)時(shí)顯然，顯然， 當(dāng)時(shí)鐘當(dāng)時(shí)鐘 CP = = 0 時(shí)，觸發(fā)器必然處于保時(shí)，觸發(fā)器必然處于保持狀態(tài)持狀態(tài)。歸納：歸納： 在在CP 1 1期間，期間，下狀態(tài)下狀態(tài)Q n+1必然對(duì)其原必然對(duì)其原狀態(tài)作

12、一次否定狀態(tài)作一次否定 ! !CP =1 時(shí)時(shí) S Qn R Qn1= Qn= Qn Qn Qn QnQ n+1Q n+1Qn該觸發(fā)器的功能就是每該觸發(fā)器的功能就是每來一個(gè)脈沖翻轉(zhuǎn)一次來一個(gè)脈沖翻轉(zhuǎn)一次 。RScdCPQQab若若Qn=0，則，則Qn+1=1若若Qn=1，則，則Qn+1=0計(jì)數(shù)式計(jì)數(shù)式RS觸發(fā)器存在的問題：觸發(fā)器存在的問題：計(jì)數(shù)脈沖必須嚴(yán)密配合，計(jì)數(shù)脈沖必須嚴(yán)密配合，CP脈沖不能太長(zhǎng)，否則觸發(fā)器將產(chǎn)生空翻現(xiàn)象脈沖不能太長(zhǎng)，否則觸發(fā)器將產(chǎn)生空翻現(xiàn)象( (CP=1=1期間，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)若干次期間，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)若干次) ) 。1 0100 101010111RScdCPQQab11

13、0RScdCPQQab10 1小結(jié)：小結(jié)：R1、S1之值向上傳送之值向上傳送一級(jí)，抵達(dá)一級(jí)，抵達(dá)Q ；主從觸發(fā)方式計(jì)數(shù)觸發(fā)器的工作原理主從觸發(fā)方式計(jì)數(shù)觸發(fā)器的工作原理 F主主 被打開，進(jìn)入工作狀態(tài)。被打開，進(jìn)入工作狀態(tài)。 F從從 被封鎖，輸出端保持原狀被封鎖，輸出端保持原狀態(tài)不變。態(tài)不變。CP = 1 時(shí)時(shí)，QQR2S2CCPQQQQR1S1CCPF主主F從從QQR2S2CCPQQQQR1S1CCPF主主F從從0 F主主 被封鎖，輸出端被封鎖，輸出端保持原狀態(tài)不變。保持原狀態(tài)不變。1 F從從 被打開，進(jìn)入工被打開，進(jìn)入工作狀態(tài)。作狀態(tài)。小結(jié)小結(jié)：R1、S1又又向上傳送一向上傳送一級(jí)，抵達(dá)級(jí)，抵

14、達(dá) Q端端 。注意：注意：輸出端輸出端Q的變化發(fā)生的變化發(fā)生在在 CP 從從 1變?yōu)樽優(yōu)?0 后后 ! !CP = 0 時(shí)時(shí)，綜合上述分析，綜合上述分析，主從觸發(fā)器一個(gè)主從觸發(fā)器一個(gè)CP 只能翻轉(zhuǎn)一次。只能翻轉(zhuǎn)一次。前沿處，輸前沿處，輸出交叉反饋出交叉反饋到到F主主。后沿處，輸后沿處，輸出傳遞到出傳遞到F從從翻轉(zhuǎn)完成。翻轉(zhuǎn)完成。CPCP邊沿邊沿處翻轉(zhuǎn)處翻轉(zhuǎn)CP負(fù)沿負(fù)沿處翻轉(zhuǎn)處翻轉(zhuǎn)邏輯符號(hào)：邏輯符號(hào)：時(shí)序圖：時(shí)序圖：QCPRDSDCQQT 觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器加入觸發(fā)器加入了控制端了控制端T。R2S2CF從從QQR1S1CF主主QQCPQQCPTT=0時(shí)時(shí)CP不起不起作用，作用，T=1時(shí)與時(shí)與主

15、從觸發(fā)器相主從觸發(fā)器相同。同。R1 = TQS1 = TQ&CPTR1S1R2S2CF從從QQR1S1CF主主QQCPQQCPT = 0 時(shí)：時(shí)：將將F主主封封鎖，輸出端鎖，輸出端維持原維持原態(tài)態(tài) 。T = 1 時(shí)：時(shí)：右圖電右圖電路即為主從觸發(fā)器，路即為主從觸發(fā)器，當(dāng)當(dāng)CP到來時(shí)，輸?shù)絹頃r(shí)，輸出端將出端將正常翻轉(zhuǎn)正常翻轉(zhuǎn) 。 T 0 1 nQnQ1nQ 功能表功能表時(shí)序圖：時(shí)序圖：CPQTRDSDCQQT邏輯符號(hào)邏輯符號(hào):3 3、JK觸發(fā)器觸發(fā)器QQR2S2CF從從QQR1S1CF主主CPQQCPKJJK觸發(fā)器的功能觸發(fā)器的功能最完善，有兩個(gè)最完善，有兩個(gè)控制端控制端J、K。JK觸發(fā)

16、器的工作原理：觸發(fā)器的工作原理：=0=0被封鎖被封鎖保持原態(tài)保持原態(tài)J=K=0時(shí)：時(shí)：R2S2CF從從QQR1S1CF主主CPQQCPKJ相當(dāng)于相當(dāng)于T觸觸發(fā)器發(fā)器T=0=1=1相當(dāng)于相當(dāng)于T觸觸發(fā)器發(fā)器T=1R2S2CF從從QQR1S1CF主主CPQQCPKJJ=K=1時(shí)：時(shí)：=0=1 Qn=0時(shí)時(shí)01Qn+1=11J=1，K=0時(shí)：時(shí)：R2S2CF從從QQR1S1CF主主CPQQCPKJ=0=1 Qn=1時(shí)時(shí)1000F主主被封被封保持原態(tài)保持原態(tài)Qn+1 =1R2S2CF從從QQR1S1CF主主CPQQCPKJJ=1，K=0時(shí)：時(shí)：=1=0Qn+1=0同樣原理：同樣原理：J=0，K=1時(shí)：

17、時(shí)：R2S2CF從從QQR1S1CF主主CPQQCPKJJ K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 nQ功能表功能表JK觸發(fā)器的功能小結(jié)：觸發(fā)器的功能小結(jié)：1. 當(dāng)當(dāng)J=0、K=0時(shí)，具有保持功能；時(shí)，具有保持功能；2. 當(dāng)當(dāng)J=1、K=1時(shí)，具有翻轉(zhuǎn)功能；時(shí)，具有翻轉(zhuǎn)功能；3. .當(dāng)當(dāng)J=0、K=1時(shí)，具有復(fù)位功能；時(shí)，具有復(fù)位功能；4. 當(dāng)當(dāng)J=1、K=0時(shí)，具有置位功能。時(shí)，具有置位功能。邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)RDSDCQQKJ例例1 1：畫出主從：畫出主從 JK 觸發(fā)器輸出端波形圖。觸發(fā)器輸出端波形圖。J K Q n+1 0 0 Qn1 1 Qn0 1 0 1 0 1 C

18、PJKQJK QQCPQ2JK QQCPQ1CP例例2 2：假設(shè)初始狀態(tài)：假設(shè)初始狀態(tài)Q n = 0，畫出，畫出Q1和和Q2 的波形圖。的波形圖。Q1Q2RDSDCQQKJ常用常用“專業(yè)術(shù)語專業(yè)術(shù)語”介紹介紹數(shù)據(jù)鎖定：數(shù)據(jù)鎖定：觸發(fā)器的輸出狀態(tài)固定不變，這就稱作觸發(fā)器的輸出狀態(tài)固定不變，這就稱作“數(shù)據(jù)鎖定數(shù)據(jù)鎖定”。它相當(dāng)于。它相當(dāng)于“保持保持”功能。功能。清除：清除：在在 RD = 0 時(shí)使得時(shí)使得 Q n+1 0。 預(yù)置：預(yù)置：在在 SD = 0 時(shí)使得時(shí)使得 Q n+11。 主從主從JK 觸發(fā)器的小結(jié)觸發(fā)器的小結(jié)1. 熟練掌握熟練掌握J(rèn)K觸發(fā)器邏輯符觸發(fā)器邏輯符號(hào)的全部含義。號(hào)的全部含義

19、。2. 2. 熟練掌握并正確運(yùn)用熟練掌握并正確運(yùn)用JK觸觸發(fā)器的功能表。發(fā)器的功能表。QQKJCSDRDQQKJCSDRD4 4、觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換、觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換例如：例如：JK觸發(fā)器觸發(fā)器1. 1. 當(dāng)當(dāng)J=0、K=0時(shí)，具有保持功能；時(shí)，具有保持功能；2. 2. 當(dāng)當(dāng)J=1、K=1時(shí)，具有翻轉(zhuǎn)功能；時(shí)，具有翻轉(zhuǎn)功能；3. 3. 當(dāng)當(dāng)J=0、K=1時(shí)，具有復(fù)位功能；時(shí)，具有復(fù)位功能；4. 4. 當(dāng)當(dāng)J=1、K=0時(shí)，具有置位功能。時(shí)，具有置位功能。因此，因此，JK觸發(fā)器可以轉(zhuǎn)換成其他多種觸發(fā)器觸發(fā)器可以轉(zhuǎn)換成其他多種觸發(fā)器。（1 1）JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器觸發(fā)器CQQ

20、KJD CP D Q n+1 0 0 1 1 （2 2）JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器觸發(fā)器CQQKJTCP T Q n+1 0 保持保持 1 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) 1 1、數(shù)碼寄存器、數(shù)碼寄存器Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取數(shù)取數(shù)脈沖脈沖接收接收脈沖脈沖( CP )四位數(shù)碼寄存器四位數(shù)碼寄存器9.2 9.2 寄存器寄存器寄存器是計(jì)算機(jī)的主要部件之一，它用來暫時(shí)存放數(shù)寄存器是計(jì)算機(jī)的主要部件之一，它用來暫時(shí)存放數(shù)據(jù)或指令據(jù)或指令。 工作原理：工作原理：Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取數(shù)取數(shù)脈沖脈沖接收接收脈沖脈沖(

21、 CP )1.清零清零2.發(fā)接收脈沖發(fā)接收脈沖3.發(fā)取數(shù)脈沖發(fā)取數(shù)脈沖11101011000010111 2 3 45 6 7109814 13 12 111516171819201Q 1D 2D 2Q 3Q 3D 4D 4Q GND輸出輸出控制控制時(shí)鐘時(shí)鐘VCC5D6D7D8D5Q6Q7Q8Q7 4 L S 3 7 4低電平低電平有效有效正邊沿正邊沿觸發(fā)觸發(fā)八八D寄存器寄存器 2 2、移位寄存器、移位寄存器 所謂所謂“移位移位”，就是將寄存器所存各位，就是將寄存器所存各位 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，在每個(gè)移位脈沖的作用下，向左或向右移動(dòng)一位。在每個(gè)移位脈沖的作用下，向左或向右移動(dòng)一位。根據(jù)移位方向根據(jù)移位

22、方向，常把它分成三種：，常把它分成三種：寄存器寄存器左移左移(a)寄存器寄存器右移右移(b)寄存器寄存器雙向雙向移位移位(c)根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸根據(jù)移位數(shù)據(jù)的輸入輸出方式，入輸出方式，又又可將它分為四種：可將它分為四種：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入并出串串行輸行輸入入串串行輸行輸出出串串行輸行輸入入并并行輸行輸出出并并行輸行輸入入串串行輸行輸出出并并行輸行輸入入并并行輸行輸出出：SDQQQQQQQQ&A0A1A2A3RDCLRLOAD移位移位脈沖脈沖CP0串行串行輸出輸出數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 預(yù)預(yù) 置置

23、 3210存數(shù)存數(shù)脈沖脈沖清零清零脈沖脈沖四位并入四位并入 - 串出的左移寄存器串出的左移寄存器初始狀態(tài)：初始狀態(tài)： 設(shè)設(shè)A3A2A1A0 1011在存數(shù)脈沖作用下在存數(shù)脈沖作用下， Q3Q2Q1Q0 1011 。D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q2下面將重點(diǎn)下面將重點(diǎn)討論藍(lán)顏色討論藍(lán)顏色電路電路移位移位寄存器寄存器的工的工作原理。作原理。QQQQQQQQ移位移位脈沖脈沖CP0串行串行輸出輸出3210D1D0D2D3D0 0D1 Q0D2 Q1D3 Q2QQ DQQ DQQ DQQ D移位移位脈沖脈沖CP0串行串行輸出輸出32101 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0

24、1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0設(shè)初態(tài)設(shè)初態(tài) Q3Q2Q1Q0 1011用波形圖表示如下：用波形圖表示如下：Q3Q2Q1Q0CP11010011001100000000000101231、計(jì)數(shù)器的功能和分類、計(jì)數(shù)器的功能和分類1 1）計(jì)數(shù)器的作用）計(jì)數(shù)器的作用記憶輸入脈沖的個(gè)數(shù)；用于定時(shí)、分頻、產(chǎn)生節(jié)記憶輸入脈沖的個(gè)數(shù)；用于定時(shí)、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等等。拍脈沖及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等等。2 2）計(jì)數(shù)器的分類）計(jì)數(shù)器的分類按工作方式分：按工作方式分：同步計(jì)數(shù)器和異

25、步計(jì)數(shù)器。同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。按功能分：按功能分：加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。按計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量按計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量( (或稱模數(shù)或稱模數(shù)) )來分：來分：各種不同的計(jì)各種不同的計(jì)數(shù)器，如二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、二十進(jìn)制數(shù)器，如二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等等。計(jì)數(shù)器等等。9.3 9.3 計(jì)數(shù)器的分析計(jì)數(shù)器的分析 2 2、異步計(jì)數(shù)器的分析、異步計(jì)數(shù)器的分析異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：異步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：在異步計(jì)數(shù)器內(nèi)部，有的觸發(fā)在異步計(jì)數(shù)器內(nèi)部，有的觸發(fā)器直接受輸入計(jì)數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器則是把其器直接受輸入計(jì)數(shù)脈沖控制，有的觸發(fā)器則是把其它

26、觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為自己的時(shí)鐘脈沖，它觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為自己的時(shí)鐘脈沖，因此各因此各個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)變換的時(shí)間先后不一，故被稱為個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)變換的時(shí)間先后不一，故被稱為“ “ 異步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器 ” ”。Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器例：三位二進(jìn)制例：三位二進(jìn)制異步異步加法計(jì)數(shù)器。加法計(jì)數(shù)器。Q0Q1Q2 QQ210 0 010101010100 010 1011 0 11 1000 0010 1Q2D2Q1D1Q0D0Q2Q1Q0CP計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器三位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器123456782Q1

27、Q0Q2Q1Q001122,QDQDQD3 3、同步計(jì)數(shù)器的分析、同步計(jì)數(shù)器的分析同步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：同步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：在同步計(jì)數(shù)器內(nèi)部，各個(gè)觸發(fā)在同步計(jì)數(shù)器內(nèi)部，各個(gè)觸發(fā)器都受同一時(shí)鐘脈沖器都受同一時(shí)鐘脈沖輸入計(jì)數(shù)脈沖的控制，因輸入計(jì)數(shù)脈沖的控制，因此，它們狀態(tài)的更新幾乎是同時(shí)的，故被稱為此，它們狀態(tài)的更新幾乎是同時(shí)的，故被稱為 “ “ 同步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器 ” ”。例：三位二進(jìn)制例：三位二進(jìn)制同步同步加法計(jì)數(shù)器。加法計(jì)數(shù)器。三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖CP分析步驟分析步驟: :1.1.先列寫控制端的

28、邏輯表達(dá)式：先列寫控制端的邏輯表達(dá)式：J2 = K2 = Q1Q0J1 = K1 = Q0J0 = K0 = 1Q0： 來一個(gè)來一個(gè)CP，它就翻轉(zhuǎn)一次；，它就翻轉(zhuǎn)一次；Q1：當(dāng)：當(dāng)Q01時(shí)，它可翻轉(zhuǎn)一次；時(shí)，它可翻轉(zhuǎn)一次；Q2：只有當(dāng)：只有當(dāng)Q1Q011時(shí)，它才能翻轉(zhuǎn)一次。時(shí)，它才能翻轉(zhuǎn)一次。三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖CP2.2.再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。 2 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0

29、 0 1 3 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 6 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 7 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0CP Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J01 K01 Q2 Q1 Q0 Q1Q0Q1Q0Q0Q0 原狀態(tài)原狀態(tài) 控控 制制 端端 下狀態(tài)下狀態(tài), ,CPQ0Q1Q23.3.還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。Q0的輸出的波形的頻率是的輸出的波形的頻

30、率是CP的的1/2。Q1的輸出的波形的頻率是的輸出的波形的頻率是CP的的1/4。Q2的輸出的波形的頻率是的輸出的波形的頻率是CP的的1/8。二分頻二分頻四分頻四分頻八分頻八分頻任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖CP1.1.寫出控制端的邏輯表達(dá)式。寫出控制端的邏輯表達(dá)式。J2 = Q1Q0 ， K2 1 J1 = K1 1 J0 = Q2 ， K0 1 例：例：分析步驟：分析步驟：2.2.再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換再列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)表，分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程換過程： 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 2 0 0

31、1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 3 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0CP Q2 Q1 Q0 J2 = K2 = J1 = K1 = J0 = K0 = Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原狀態(tài)原狀態(tài) 控控 制制 端端 下狀態(tài)下狀態(tài), 1Q2Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖脈沖CP所分析的電路為所分析的電路為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。另有三種狀態(tài)另有三種狀態(tài)111、110、101不在計(jì)數(shù)循環(huán)內(nèi)，不在計(jì)數(shù)循環(huán)內(nèi)，如果這些狀態(tài)經(jīng)

32、若干個(gè)時(shí)鐘脈沖能夠進(jìn)入計(jì)數(shù)循如果這些狀態(tài)經(jīng)若干個(gè)時(shí)鐘脈沖能夠進(jìn)入計(jì)數(shù)循環(huán)，稱為能夠環(huán)，稱為能夠自行啟動(dòng)自行啟動(dòng)。4.4.檢驗(yàn)其能否自動(dòng)啟動(dòng)檢驗(yàn)其能否自動(dòng)啟動(dòng) ？CP Q2 Q1 Q0 J2 = K2 = J1 = K1 = J0 = K0 = Q2 Q1 Q0 Q1Q0 1 1 1 原狀態(tài)原狀態(tài) 控控 制制 端端 下狀態(tài)下狀態(tài), 1Q2 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0結(jié)論：結(jié)論： 經(jīng)檢驗(yàn)，可以自動(dòng)啟動(dòng)。經(jīng)檢驗(yàn)，可以自動(dòng)啟動(dòng)。3.3.還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換表還可以用波形圖顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)

33、換表( ( 略略 ) )0 0 01 0 00 1 10 0 10 1 01 011 1 01 1 15.5.畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖Q2 Q1 Q04 4、計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)、計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 利用觸發(fā)器設(shè)計(jì)某計(jì)數(shù)電路利用觸發(fā)器設(shè)計(jì)某計(jì)數(shù)電路 例：例：數(shù)字控制裝置中常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有數(shù)字控制裝置中常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有 A、B、C 三個(gè)繞組。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要求三個(gè)繞組以三個(gè)繞組。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要求三個(gè)繞組以 AAB B BC C CA再回到再回到A的順序循環(huán)的順序循環(huán)通電，試設(shè)計(jì)一個(gè)電路實(shí)現(xiàn)之。通電，試設(shè)計(jì)一個(gè)電路實(shí)現(xiàn)之。設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟( (分分7 7步步) )如下：如下：(1)(1)根據(jù)任務(wù)要求，確定計(jì)數(shù)器的模數(shù)和所需的根據(jù)任務(wù)要求，確定計(jì)數(shù)器的模數(shù)和所需的觸發(fā)器個(gè)數(shù)。觸發(fā)器個(gè)數(shù)。本任務(wù)所需計(jì)數(shù)器的模數(shù)為本任務(wù)所需計(jì)數(shù)器的模數(shù)為