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1、电子技术电子技术第第12章章 时序逻辑电路时序逻辑电路 12.1 基本双稳态触发器基本双稳态触发器 12.2钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器 12.3寄存器寄存器 12.4计数器计数器 12.5集成定时器集成定时器 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页 12.6应用实例应用实例第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社2双稳态触发器：双稳态触发器：双稳态触发器：双稳态触发器：由门电路加上适当的反馈而构成的一种新由门电路加上适当的反馈而构成的一种新的逻辑部件。的逻辑部件。双稳态触发器与门电路区别：双稳态触发器与门电路区别：
2、双稳态触发器与门电路区别：双稳态触发器与门电路区别：双稳态触发器输出电平的高低不仅取决于双稳态触发器输出电平的高低不仅取决于当时的输入，还与以前的输出状态有关，是有当时的输入，还与以前的输出状态有关，是有记忆功能的逻辑部件。记忆功能的逻辑部件。12.1 基本双稳态触发器基本双稳态触发器 第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社3逻辑状态相反逻辑状态相反 触发器的状态：触发器的状态：Q=1Q=0Q=1Q=0规定规定规定规定:Q 端的状态为端的状态为 触发器的状态。触发器的状态。一、输入为低电平有效的基本一、输入为低电平有效的基本
3、 RS 触发器触发器复位状态复位状态置位状态置位状态1.1.电路电路电路电路QQRS&12&第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社4010101011 10 11 00 0QnQn+1SR012.2.逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能QnQQRS&12&1 1保持原态保持原态第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社500 ：直接置：直接置 0 端端 直接复位端直接复位端R010101011 10 11 00 0QnQn+1SRQn0QQRS&12&1 0置置
4、00 1第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社611 ：直接置：直接置 1 端端 直接置位端直接置位端S010101011 10 11 00 0QnQn+1SRQn01QQRS&12&0 1置置 11 0第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社711负脉冲有效负脉冲有效010101011 10 11 00 0QnQn+1SRQn01 不定不定 QQRS&12&0 0不定不定1 1第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路
5、高等教育出版社高等教育出版社8R S Qn+10 0 不定不定0 1 01 0 11 1 Qn3.3.真值表真值表真值表真值表4.4.逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号 R 和和 S 端部各加一个端部各加一个 小圆圈，表示输入小圆圈，表示输入 信号为低电平有效。信号为低电平有效。QQRS第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社9二、输入为高电平有效的基本二、输入为高电平有效的基本 RS 触发器触发器1.1.电路电路电路电路R S Qn+10 0 Qn0 1 11 0 01 1 不定不定2.2.真值表真值表真值表真值表3.3.逻辑
6、符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号 R 和和 S 端部不加一个小端部不加一个小 圆圈，表示输入信号为圆圈，表示输入信号为 高电平有效。高电平有效。QQRSRSQQ 1 1 2 1 第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社10一、一、RS 触发器触发器1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构 四门钟控型电路结构四门钟控型电路结构 门门 1、2 组成基本组成基本 RS触发器，门触发器，门 3、4 组成组成 导引电路。导引电路。12.2 钟控双稳态触发器钟控双稳态触发器 时钟脉冲：时钟脉冲：时钟脉冲：时钟脉冲：指挥各触发器动作的信号。指挥
7、各触发器动作的信号。钟控触发器钟控触发器钟控触发器钟控触发器：又称同步触发器。：又称同步触发器。按逻辑功能分类：按逻辑功能分类：按逻辑功能分类：按逻辑功能分类：RS 触发器、触发器、JK 触发器、触发器、D 触发器、触发器、T 触发器。触发器。QQ RDSDSRCPSR1&2 3 4 第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社112.2.逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能(1)CP=0 时时01 1导引门导引门 3、4 被封锁。被封锁。触发器保持原态：触发器保持原态：Qn+1=Qn设置初态为设置初态为 1设置初态为设置初态为 0Q
8、Q RDSDSRCPSR1&2 3 4 第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社12QQ RDSDSRCPSR1&2 3 4 1(2)CP=1 时时导引门导引门 3、4 打开，打开，接收接收 R、S 的信号。的信号。R SQn+10 00 11 01 10 01 1Qn 保持原态保持原态第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社13QQ RDSDSRCPSR1&2 3 4 1(2)CP=1 时时导引门导引门 3、4 打开，打开，接收接收 R、S 的信号。的信号。
9、R SQn+10 00 11 01 11 00 1Qn 1 01第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社14QQ RDSDSRCPSR1&2 3 4 1(2)CP=1 时时导引门导引门 3、4 打开，打开，接收接收 R、S 的信号。的信号。R SQn+10 00 11 01 10 11 0Qn 0 110第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社151(2)CP=1 时时导引门导引门 3、4 打开，打开，接收接收 R、S 的信号。的信号。R SQn+10 00
10、11 01 11 10 0Qn 1 110不定不定QQ RDSDSRCPSR1&2 3 4 第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社163.3.触发方式触发方式触发方式触发方式 电平触发方式电平触发方式CP 1 接受信号，并立即输出相应信号：高电平触发接受信号，并立即输出相应信号：高电平触发CP 0 接受信号，并立即输出相应信号：低电平触发接受信号，并立即输出相应信号：低电平触发高电平触发高电平触发 SDQQ1S C1 1R RDSRCP低电平触发低电平触发 SDQQ1S C1 1R RDSRCP第第第第12121212章章章
11、章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社17 例例 12.2.1 已知高电平触发已知高电平触发 RS 触发器，触发器，R 和和 S 端端的输入的输入 波形如图所示，而且已知触发器原为波形如图所示，而且已知触发器原为 0 态态，求输，求输出端出端 Q 的波形。的波形。RSCP1234Q多次翻转多次翻转解解第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社18二、二、JK 触发器触发器1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构S=J QnR=K Qn 主从型电路结构主从型电路结构 从触发器的输出状态从触发
12、器的输出状态由主触发器的状态决定由主触发器的状态决定 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器 CP：0 1 主触发器打开主触发器打开 接受信号接受信号 从触发器关闭从触发器关闭 输出状态输出状态 不变不变 CP：1 0 主触发器关闭主触发器关闭 不接受信号不接受信号 从触发器打开从触发器打开 输出相应状态输出相应状态第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社192.2.逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP
13、 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器10 00 0 保持不变保持不变S=J QnR=K Qn第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社202.2.逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器0 10 10 1 0 1S=J QnR=K Qn第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社212.2.逻辑功能逻辑功能逻辑功
14、能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器0 11 01 0 1 0S=J QnR=K Qn1 第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社222.2.逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器0 11 11 0 原态：原态：0 1S=J QnR=K Qn1 新态：新态：1 0第第第第121212
15、12章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社232.2.逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能J KQn+10 00 11 01 1Qn Q Q 主触发器主触发器JKRDCP 1S C1 1RSDQQ1S C1 1R 从触发器从触发器0 11 10 1 原态：原态：1 0S=J QnR=K Qn1 Qn 新态：新态：0 1第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社24J KQn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Qn真值表真值表 JK 触发器具有功能：触发器具有功能：记忆记忆 置数置
16、数(置置 0 和置和置 1)计数计数 3.3.触发方式触发方式触发方式触发方式(1)CP=1(或或 0)时主触发器接收信号，从触发器关闭。时主触发器接收信号，从触发器关闭。(2)CP=0(或或 1)时主触发器关闭，从触发器接收主触时主触发器关闭，从触发器接收主触 发器发器的的信号信号。主从触发。主从触发。第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社25SDQQ1K1JC1 RDJKCP(a)(a)后沿主从触发后沿主从触发 (b)(b)前沿主从触发前沿主从触发 后沿主从触发后沿主从触发 前沿主从触发前沿主从触发 SDQQ1K 1JC
17、1 RDJKCP第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社26 触发器输出的状态，由触发器输出的状态，由 CP 前沿所对应的前沿所对应的 J 和和 K 决定。决定。触发器输出相应状态的时间却在触发器输出相应状态的时间却在 CP 后沿到来时。后沿到来时。在在 CP 有效期间输入信号不应变化，不发生一次翻转现象。有效期间输入信号不应变化，不发生一次翻转现象。例例12.2.2 已知后沿主从触发已知后沿主从触发 的的 JK 触发器，触发器，J 和和 K 端的输入信号波形如图所示，而且已知触发器原端的输入信号波形如图所示，而且已知触发器原
18、 为为 0 态，求输出端态，求输出端 Q 的波形。的波形。1 2 3 4CP 解解 JQK 注意：注意：第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社27三、三、D 触发器触发器1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构维持阻塞型维持阻塞型输出电路输出电路导引电路导引电路输入电路输入电路&DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP 特点：特点：在在 CP=1 期期间，即使输入信间，即使输入信号变化，输出状号变化，输出状态不会改变，只态不会改变，只有
19、等下一个有等下一个 CP1，输出状态，输出状态由输入信号决定。由输入信号决定。第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社282.2.逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能 (1)当当CP=0 时时 S=R=1门门 5 和门和门 6 打开，打开，可接受输入信号可接受输入信号DB=DA=D门门 3 和门和门 4 关闭关闭&DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP0 第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教
20、育出版社高等教育出版社29&DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CPD1(2)当当CP 由由 0变变1 时时 门门 3 和门和门 4 打开打开 则则 Q=D S=DR=DD=D=D D第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社30&DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP(3)当当 CP =1 时时 输入信号被封锁输入信号被封锁门门 3 和门和门 4
21、始终始终打开，打开，S 和和 R 的的状态是互补的。状态是互补的。如果：如果：R=D=0门门 6 被关闭！被关闭！D 的变化不能传的变化不能传递到递到 S、R 端。端。101001第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社31&DSRAB置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线置置0 0阻塞线阻塞线置置1 1阻塞线阻塞线&SDRDQQ123456&CP1010如果如果 S=D=0门门 4 和门和门 5 同时同时被关闭！被关闭！D 的变化不能传的变化不能传递到递到 S、R 端。端。1010第第第第12121212章章章章时时时
22、时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社32真值表真值表01DQn+101CPQQRDSD1DC1DCPRDSD1D C1 DCPQQ3.3.触发方式触发方式触发方式触发方式 在跳变沿触发。在跳变沿触发。(a)上升沿触发上升沿触发(b)(b)下升沿触发下升沿触发第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社33 例例12.2.3 已知上升沿触发已知上升沿触发 D 触发器触发器 D 端的输入端的输入 信号波形，而且信号波形，而且 触原为触原为 0 态，求输出端态，求输出端 Q 的波形。的波形。1 2 3
23、4QCPDD 的变化对的变化对 Q 无影响无影响解解第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社34四、四、T 触发器触发器真值表真值表真值表真值表T Qn+101Qn 相同逻辑功能的触发器，电路结构不同，相同逻辑功能的触发器，电路结构不同，触发方式就不同。触发方式就不同。不同逻辑功能的触发器可相互转换，但是不同逻辑功能的触发器可相互转换，但是 逻辑功能改变逻辑功能改变,触发方式不变。触发方式不变。Qn第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社35(1)(1)将主从
24、型将主从型将主从型将主从型 JK JK 触发器改接成触发器改接成触发器改接成触发器改接成 T T 触发器触发器触发器触发器TJ=K=01 Qn+1=Qn Qn+1=Qn逻辑符号逻辑符号主从主从触发触发 T 触触发器发器SD1TC1 RDTCPQQCPQQ1K1JC1SDRD第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社36(2)(2)将维持阻塞型将维持阻塞型将维持阻塞型将维持阻塞型 D D 触发器改接成触发器改接成触发器改接成触发器改接成 T T 触发器触发器触发器触发器边沿边沿触发触发 T 触触发器发器(a)改接方法改接方法(b)
25、逻辑符号逻辑符号 RDSD1T C1 TCPQQT=1CPSDRD1DC1QQ第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社37 例例12.2.4 是供四组人员参加智力竞赛的抢答电是供四组人员参加智力竞赛的抢答电路。其中采用了四个路。其中采用了四个D 触发器的集成电路，试分析电触发器的集成电路，试分析电路的工作过程。路的工作过程。解解 比赛之前，先闭合电源开关，使触发器与电源接比赛之前，先闭合电源开关，使触发器与电源接通。然后给通。然后给 RD 加上清零负脉冲，使四个加上清零负脉冲，使四个 D 触发器都预触发器都预置在置在 0 态。
26、这时，作指示灯用的发光二极管态。这时，作指示灯用的发光二极管 D 都不都不亮，或非门的输入皆为亮，或非门的输入皆为 0，输出为，输出为 1，与门被打开，时，与门被打开，时钟脉冲进入钟脉冲进入 CP 端。端。四位参赛者分别手控按钮四位参赛者分别手控按钮 SB1 SB4，都不按按，都不按按钮，则四个钮，则四个 D 触发器输入皆为触发器输入皆为 0，输出端，输出端 Q 为为 0。抢答。抢答时，谁先按下按钮，他所属的时，谁先按下按钮，他所属的 D 触发器输入为触发器输入为 1，输出，输出Q 为为 1，相应的指示灯亮。同时，或非门因一个输入为，相应的指示灯亮。同时，或非门因一个输入为 1，其输出为，其输
27、出为 0，与非门关闭，输出始终为，与非门关闭，输出始终为 0，时钟脉，时钟脉冲不能进入冲不能进入 CP 端，其他人再按下按钮不起作用。端，其他人再按下按钮不起作用。第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社38+UCC清零清零 1D 2D 3D 4D UCCCP 1Q 2Q 3Q 4QRDR4&时钟脉冲时钟脉冲10 0 0 0发光二极管不亮发光二极管不亮1第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社390 0 0 0 111 010+UCC清零清零 1D 2D 3D
28、 4D UCCCP 1Q 2Q 3Q 4QRDR4&时钟脉冲时钟脉冲1按其他按钮按其他按钮不起作用不起作用第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社40A4 A3 A2 A1O4 O3 O2 O1一、数码寄存器一、数码寄存器预先清零预先清零0 0 0 0清零清零指令指令0010 0 0 0&11110 0 0 0Q4Q3Q2Q1RDRDRDRD1S C1 1RFF4FF3FF21S C1 1R1S C1 1RFF11S C1 1R12.3 寄寄 存存 器器第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路
29、路路路高等教育出版社高等教育出版社410 0 0 00 0 0 0寄存数码寄存数码取出数码取出数码1 1 0 11 1 0 11 1 0 1并行输入并行输入 并行输出并行输出寄存寄存指令指令取出取出指令指令A4 A3 A2 A1O4 O3 O2 O1&1111Q4Q3Q2Q1RDRDRDRD1S C1 1RFF4FF3FF21S C1 1R1S 1C 1RFF11S C1 1R第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社42二、移位寄存器二、移位寄存器 按移位方向的不同按移位方向的不同右移位寄存器右移位寄存器左移位寄存器左移位寄存
30、器双向移位寄存器双向移位寄存器数码数码取出端取出端数码存入端数码存入端移位移位1 1 0 10 0 0 01 0 0 00 1 0 01 0 1 01 1 0 1CPQ4 Q3 Q2 Q1D41DC1 RD RD1DC1 1D C1 1D C1 RD RDD3D2D1清零清零第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社43CPD4Q4 Q3 Q2 Q1存取过程存取过程00 0 0 0清零清零111 0 0 0存入存入 1 位位200 1 0 0存入存入 2 位位311 0 1 0存入存入 3 位位411 1 0 0存入存入 4 位
31、位500 1 1 0取出取出 1 位位600 0 1 1取出取出 2 位位700 0 0 1取出取出 3 位位800 0 0 0取出取出 4 位位移位寄存器状态表移位寄存器状态表移位寄存器状态表移位寄存器状态表 串行输入串行输入 串行输出串行输出第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社44Q1CP1 2 3 4 5 6 7 8Q2Q3Q4D 移位寄存器的波形图：移位寄存器的波形图：第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社4512.4 计计 数数 器器 按计数方
32、式按计数方式 加法计数器、减法计数器、可逆计数器。加法计数器、减法计数器、可逆计数器。按触发方式按触发方式 同步计数器、异步计数器。同步计数器、异步计数器。按进位制按进位制 二进制计数器、十进制计数器、二进制计数器、十进制计数器、任意进制计数器。任意进制计数器。一、二进制计数器一、二进制计数器第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社46 1 0 0 0 (8)0 1 1 1 (7)异步二进制加法计数器异步二进制加法计数器Q41TC1Q4FF4Q31TC1Q3FF3Q11TC1Q1FF2Q11TC1Q1FF1CPRD=1=1T第
33、第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社47Q1Q2Q3Q41 4 7 10 13 15 16 CP 十六分频十六分频 四分频四分频 八分频八分频 二分频二分频 二进制加法计数器波形图：二进制加法计数器波形图：第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社48CPQ4 Q3 Q2 Q1Q4 Q3 Q2 Q1012678915160 0 0 00 0 0 10 0 1 0 0 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 1 1 10 0 0 01 1 1 1
34、1 1 1 01 1 0 1 1 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 0 0 10 0 0 0移位寄存器状态表移位寄存器状态表移位寄存器状态表移位寄存器状态表第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社49二、十进制计数器二、十进制计数器0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1CP Q3 Q2 Q1 Q0012345678910 十进制数十进制数0123456789进位进位0 0 0 0十十进进制制计计数数器器状
35、状态态表表 第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社50J1K11J2Q4Q1，J3K3Q2Q1J4Q3Q2Q1，K4Q1K2Q11CPQ41K1J C1 1K1JC1Q31K 1J C1 Q21K 1J C1 Q1RD第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社51Q0Q1Q2Q31 2 3 4 5 6 7 8 9 10CP 十进制加法计数器波形图：十进制加法计数器波形图：第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出
36、版社高等教育出版社52 一、一、555集成定时器集成定时器12.5 集成定时器集成定时器 电源端电源端 放电端放电端 GND 低电平低电平 触发端触发端 高电平高电平 触发端触发端 电压电压 控制端控制端 复位端复位端 输出端输出端 UDD D TH COG TL uo RD8 7 6 5 5551 2 3 4第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社5388RSQQ+UDDTHCOTLDMOSuO8745321RD+RRR6+UDD13 UDD23 U6 23UDD 时时：R=0 Q=0 Q=1 MOS 管导通管导通 U2 1
37、3UDD时时：S=0Q=1 Q=0MOS 管截止管截止第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社54U6U2 R S Q QMOS管管0 1 0 11 0 1 01 1 保持保持 导通导通 截止截止 保持保持555 集成定时器状态表集成定时器状态表23UDD23UDD23UDD13UDD13UDD13UDD第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社55T oC R1 U6、U2 uO=0 例例12.5.1 如图所示是利用如图所示是利用 集成定时器组成的温度控制电路
38、。集成定时器组成的温度控制电路。试分析该电路的工作原理。试分析该电路的工作原理。U6 23UDD13UDD、U2 切断加热器切断加热器T oC R1 U6、U2 uO=1 U6 23UDD13UDD、U2 接通加热器。接通加热器。8 41 562 3 7 R1 R2 R3 555+UDDuo0.01F解解第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社56二、单稳态触发器二、单稳态触发器 特点：特点：特点：特点：在外来触发信号在外来触发信号的作用下，能够由稳的作用下，能够由稳态翻转成另一暂稳状态翻转成另一暂稳状态，暂稳状态维持一态，暂
39、稳状态维持一 定时间后，又会自动定时间后，又会自动 返回到稳态。返回到稳态。只有一个稳态的触发器。只有一个稳态的触发器。8 41 53 uOuI +UDDRC 555627第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社57 无输入信号时：无输入信号时：uI=1 设设 Q=1Q=0 Q=1，MOS 管导通管导通 7 端接通端接通，C 放电放电 U623UDD 设设 Q=0 Q 维持维持 0 态态。Q=0MOS管截止管截止，7 端断开端断开23UDD U6 电容电容 C 充电充电 uC=u6 Q=0 Q=1，MOS 管导通管导通 7 端
40、接地端接地，C 不能充电不能充电，触发器的稳态为触发器的稳态为:uO=Q=08 41 53 uOuI +UDDRC 555627第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社58(1)t=0 t1时，时，uI 未输入：未输入：uO=0(2)t=t1 t2时，输入触发脉冲时，输入触发脉冲 uI：u2=ui 13 UDD uO=1 C充电充电:uC=u6 (3)t t2 时时，uI 消失消失，u2=uI 13UDDC 继续充电继续充电：uC=u6 ，uO=Q=1OtuIOtuCOtuOt1t223UDD23UDD u6=uC=8 41
41、53 uOuI +UDDRC 555627第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社59t3(4)t t3 时时,uO=Q=023UDDu6=uC Q=1，MOS 管导通管导通 C 放电放电 U6 23UDD uO=Q=0暂稳态暂稳态tWtW=t t ln3=1.1RC8 41 53 uOuI +UDDRC 555627t1t223UDDOtuIOtuCOtuO第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社60时间时间uiuCu6=uCu2=uiRSuCQMOS状态状
42、态0t1高电平高电平01 1 保持保持0导通导通稳态稳态t1低电平低电平01 01截止截止跳变跳变t1t2低电平低电平充电充电1 01截止截止暂态暂态t2 t3高电平高电平充电充电0 1 保持保持1截止截止暂稳暂稳t3高电平高电平0 10导通导通跳变跳变t3 后后高电平高电平放电放电1 1 保持保持0导通导通稳态稳态单稳态触发器状态表单稳态触发器状态表31UDD31UDD31UDD31UDD32UDD32UDD32UDD32UDD32UDD31UDD31UDD32UDD32UDD第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社61 例
43、例12.5.2 洗相曝光定时电路。它是在集成定时器洗相曝光定时电路。它是在集成定时器 组成的单稳态触发器的输出端接一继电器组成的单稳态触发器的输出端接一继电器 KA 的线圈，的线圈，并用继电器的动合和动断触点控制曝光用的红灯和白灯。并用继电器的动合和动断触点控制曝光用的红灯和白灯。控制信号由按钮控制信号由按钮 SB 发出。图中二极管发出。图中二极管 D1 起隔离作用，起隔离作用，D2 起防止继电器线圈断电时产生过高的电动势损坏集成起防止继电器线圈断电时产生过高的电动势损坏集成 定时器。试说明该电路的工作原理。定时器。试说明该电路的工作原理。解解 由集成定时器组成的单稳态触发器的工作原由集成定时
44、器组成的单稳态触发器的工作原 理可知，不按按钮理可知，不按按钮 SB，2 端为高电平，输出端为高电平，输出 uO0，继电器继电器 KA 线圈不通电，动合触点断开，白灯灭，动线圈不通电，动合触点断开，白灯灭，动 断触点闭合，红灯亮。断触点闭合，红灯亮。第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社62 按下按下 SB 后立即放开，后立即放开，2 端输入负脉冲，端输入负脉冲，3 端输出端输出矩形脉冲，矩形脉冲，KA 线圈通电，它的动断触点断开，红灯线圈通电，它的动断触点断开，红灯灭，它的动合触点闭合，白灯亮，开始曝光。当输出灭，它的动合
45、触点闭合，白灯亮，开始曝光。当输出的矩形脉冲结束，的矩形脉冲结束，KA 线圈又断电，白灯灭，红灯线圈又断电，白灯灭，红灯亮，曝光结束。改变亮，曝光结束。改变 RC 即可改变曝光的时间。即可改变曝光的时间。uoKAD2D1KAKA白白红红 R2SB8 41 53 uI +UDDR1C555627第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社63三、无稳态触发器三、无稳态触发器 产生方波的电路，又称多谐振荡器。产生方波的电路，又称多谐振荡器。uCOt23UDDOtuOt1t2t313UDDtW2tW1T8 41 53uO+UDDR1C
46、555627R2第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社64时间时间uCR S uCQ MOS状态状态0uC 01 01截止截止开始开始0 t1充电充电,1 01截止截止过渡过渡t1 t2充电充电,uC1 1 保持保持1截止截止暂态暂态t20 10导通导通跳变跳变t2 t3放电放电,uC1 1 保持保持0导通导通暂稳暂稳t31 01截止截止跳变跳变多谐振荡器状态表多谐振荡器状态表13UDD13UDD23UDD23UDD 13UDD23UDD 13UDD第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路
47、路路高等教育出版社高等教育出版社65充电时间：充电时间：tW10.7(R1+R2)C放电时间：放电时间：tW2 0.7 R2 C振荡周期振荡周期 T:T=tW1+tW2 =0.7(R1+2R2)C占空比：占空比：uCOt23UDDOtuOt1t2t313UDDtW2tW1TkPDR =tW1 TR1R12R2第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社66 例例12.5.3 下图是一个简易电子琴电路，试说明下图是一个简易电子琴电路，试说明 其工作原理。其工作原理。8 41 53762 555uO+UDDR28 R27 R26 R2
48、5 R24 R23 R22 R21S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 0.01F+R1C1C2 解解 由集成定时器组成的多谐振荡器的工作原理可由集成定时器组成的多谐振荡器的工作原理可知，按下不同的琴键知，按下不同的琴键(S1S8)，便接入了不同的电阻，便接入了不同的电阻(R21R28)。也就改变了输出方波的频率，使外接的喇叭。也就改变了输出方波的频率，使外接的喇叭发出不同的音调发出不同的音调。第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社6712.6 应用实例应用实例一、数字钟一、数字钟1.1.数字钟系统的组成数字钟系统
49、的组成数字钟系统的组成数字钟系统的组成 信号源信号源计时电路计时电路时间标准信号时间标准信号 译码显示电路译码显示电路 分频电路分频电路信信 号号秒秒较时电路较时电路报时电路报时电路第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社68门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器（二十四进制）（二十四进制）分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计数器分计数器（六十进制）（六十进制）秒显示器秒显示器 秒译码器秒译码
50、器 秒计数器秒计数器（六十进制）（六十进制）门门正常正常 计时时计时时 60 个秒脉冲个秒脉冲出一个进位脉冲出一个进位脉冲 60 个分脉冲个分脉冲出一个进位脉冲出一个进位脉冲 2.2.数字钟的工作原理数字钟的工作原理数字钟的工作原理数字钟的工作原理 第第第第12121212章章章章时时时时序序序序逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路高等教育出版社高等教育出版社69门门 触发器触发器 触发器触发器 SB1SB21Hz 石英晶体石英晶体 振荡器振荡器 整形电路整形电路 分频器分频器 时显示器时显示器 时译码器时译码器 时计数器时计数器（二十四进制）（二十四进制）分显示器分显示器 分译码器分译码器 分计