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1、2023/2/2211 1、时序逻辑电路与锁存器、触发器：、时序逻辑电路与锁存器、触发器：时序逻辑电路时序逻辑电路:概概 述述锁存器和触发器锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元 。结构特征结构特征:由组合逻辑电路和存储电路组成由组合逻辑电路和存储电路组成,电路中存在反馈。电路中存在反馈。工作特征：工作特征：时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。第1页/共25页2023/2/2222、锁存器与触发器、锁
2、存器与触发器共同点：共同点：具有具有0 和和1两个稳定状态，一旦状态被确定，就能自行两个稳定状态，一旦状态被确定，就能自行保持。一个锁存器或触发器能存储一位二进制码。保持。一个锁存器或触发器能存储一位二进制码。不同点：不同点：锁存器锁存器-对脉冲电平敏感的对脉冲电平敏感的存储存储电路，在特定输入脉冲电平作用下电路，在特定输入脉冲电平作用下改变状态。改变状态。触发器触发器-对脉冲边沿敏感对脉冲边沿敏感的存储电的存储电路，在时钟脉冲的上升沿或下降沿路，在时钟脉冲的上升沿或下降沿的变化瞬间改变状态。的变化瞬间改变状态。CP CP 第2页/共25页2023/2/2235.1 双稳态存储单元电路双稳态存
3、储单元电路 双稳态的概念双稳态的概念第3页/共25页2023/2/224反馈反馈5.1.2 双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路 Q端的状态定义为电路输出状态。端的状态定义为电路输出状态。电路有两个互补的输出端电路有两个互补的输出端1.电路结构电路结构 第4页/共25页2023/2/2252、数字逻辑分析、数字逻辑分析电路具有记忆电路具有记忆1 1位二进制数据的功能。位二进制数据的功能。如如 Q=1如如 Q=01001101100第5页/共25页2023/2/226R为置为置0端（或复位端）端（或复位端）S为置为置1端（或置位端）端（或置位端）1状态：状态：Q1、Q 0 0状态：状态：Q0、Q
4、 15.2.1 SR 锁存器锁存器5.2 锁存器锁存器1.1.基本基本SR 锁存器锁存器初态：初态：R、S信号作用前信号作用前Q端的端的状态，状态，初态初态用用Q n表示。表示。次态：次态：R、S信号作用后信号作用后Q端的端的状态，状态，次态次态用用Q n+1表示。表示。反馈反馈输入端输入端输出端输出端由两个或非门组成由两个或非门组成第6页/共25页2023/2/227(1)工作原理工作原理R=0、S=0状态不变状态不变0 00 0若初态若初态 Q n=11 10 01 1若初态若初态 Q n=00 01 10 00 00 0 1 1 Q Q R G1 G2 1 1 S 1 1 Q Q R G
5、1 G2 1 1 S 第7页/共25页2023/2/228无论初态无论初态Q n为为0或或1，锁存器的次态均为，锁存器的次态均为1态。态。信号消失信号消失后新的状态将被记忆下来。后新的状态将被记忆下来。若若初态初态 Q n=10 01 10 01 11 1若初态若初态 Q n=00 01 10 01 10 0R=0、S=1置置1第8页/共25页2023/2/229无论初态无论初态Q n为为0或或1，锁存器的次态为，锁存器的次态为0态。态。信号消失后信号消失后新的状态将被记忆下来。新的状态将被记忆下来。若若初态初态 Q n=10 01 11 10 00 0若初态若初态 Q n=01 10 00
6、00 01 1R=1、S=0置置0第9页/共25页2023/2/22100 00 0S=1、R=1无论初态无论初态Q n为为0或或1，锁存器的次态，锁存器的次态 、都为都为0 。状态不确定状态不确定约束条件约束条件:SR=0当当S、R 同时回到同时回到0时，由于两个与非时，由于两个与非门的延迟时间无法确定，使得锁存器门的延迟时间无法确定，使得锁存器最终稳定状态也不能确定。最终稳定状态也不能确定。锁存器的输出既不是锁存器的输出既不是0态，也不是态，也不是1态态1 11 1 S 1 Q Q 1 R G1 G2 第10页/共25页2023/2/2211SR0000001101000110100110
7、11110不定不定111不定不定RSRS=0=0保持保持置置0 0置置1 1不定不定（2 2）状态转换表（特性表）状态转换表（特性表）次态次态Qn+1与输入信号和现态与输入信号和现态Qn之间关系的真值表。之间关系的真值表。第11页/共25页2023/2/2212（3 3）特性方程）特性方程用逻辑函数来表示基本用逻辑函数来表示基本SR锁存器次态锁存器次态Qn+1与与输入信号和现态输入信号和现态Qn之间的关系之间的关系SR0001010111（约束条件）简化功能表简化功能表第12页/共25页2023/2/2213(4)(4)状态转换图状态转换图用用两个圆圈两个圆圈分别表示基本分别表示基本SR锁存器
8、的两个锁存器的两个稳定的状态：稳定的状态：0状态，状态，1状态；状态；箭头箭头表示输入信号下状态转移的方向；表示输入信号下状态转移的方向；箭头旁的标注箭头旁的标注表示状态转换时的条件。表示状态转换时的条件。01R=0,S=1R=0,S=R=1,S=0R=,S=0第13页/共25页2023/2/2214（5）工作波形工作波形第14页/共25页2023/2/2215用与非门构成的基本用与非门构成的基本SR锁存器锁存器、c.国标逻辑符号国标逻辑符号a.电路图电路图b.b.功能表功能表 不定不定不定不定0010100101不变不变11不变不变Qn+1（约束条件）d.d.特性方程特性方程第15页/共25
9、页2023/2/2216SRS接BS 接接A悬空时间S接A振动 S悬空时间接 B振动SR例：例：运用基本运用基本SR锁存器消除机械开关抖动锁存器消除机械开关抖动第16页/共25页2023/2/22172.逻辑门控逻辑门控SR锁存器锁存器 电路结构电路结构 国标逻辑符号国标逻辑符号简单简单SR锁存器锁存器使能信号控制门电路使能信号控制门电路第17页/共25页2023/2/2218 S=0 S=0，R=0R=0：Q Qn+1n+1=Q=Qn n S=1 S=1，R=0R=0：Q Qn+1n+1=1=1 S=0 S=0，R=1R=1：Q Qn+1n+1=0=0 S=1 S=1，R=1R=1：Q Qn
10、+1n+1=E=1E=1：E=0E=0：状态保持不变状态保持不变0 1&状态发生变化状态发生变化 工作原理工作原理（逻辑门控（逻辑门控SR锁存器）锁存器）Q3=S Q4=RQ3=0 Q4=0第18页/共25页2023/2/2219RS RS 触发器次态卡诺图触发器次态卡诺图1)1)逻辑功能表逻辑功能表 （E=1E=1）SRQnQn+1 说说 明明000001状态不变状态不变001101置置 0 0110001置置 1 1111101状态不定状态不定 2)2)特性方程特性方程（E=1）（约束条件）逻辑功能逻辑功能（逻辑门控SR锁存器）111第19页/共25页2023/2/2220 SRQn+1
11、00Qn 01 0 10 1 11 逻辑门控逻辑门控SRSR锁存器真值表锁存器真值表在在E E为低电平期间，锁存器的状态不变。为低电平期间，锁存器的状态不变。在在E E为高电平期间，为高电平期间，R R、S S 信号影响锁存器的状态。信号影响锁存器的状态。工作波形工作波形（逻辑门控SR锁存器）第20页/共25页2023/2/22215.2.2 D 锁存器锁存器1.逻辑门控逻辑门控D锁存器锁存器国标逻辑符号国标逻辑符号逻辑电路图逻辑电路图第21页/共25页2023/2/2222=SS=0 R=1D=0Qn+1=0 （置（置0）D=1Qn+1=1 （置（置1）E=0不变不变E=1=DS=1 R=0D锁存器的功能表锁存器的功能表置置10111置置01001保持保持不变不变不不变变0功能功能Qn+1DEQn+1逻辑逻辑功能功能当E=1时，特性方程:第22页/共25页2023/2/22232.传输门控传输门控D锁存器锁存器 (c)E=0时时(b)E=1时时(a)电路结构电路结构TG2导通，导通，TG1断开断开 TG1导通，导通，TG2断开断开Qn+1=DQn+1=Qn第23页/共25页2023/2/2224作业：作业：P237 P237 第24页/共25页2023/2/2225感谢您的观看！第25页/共25页