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1、电工电子技术基础电工电子技术基础及技能训练及技能训练主编主编 王欣王欣 王兆霞王兆霞全国高职高专院校规划教材精品与示范系列 单元单元9 9 触发器与时序逻辑电路基础触发器与时序逻辑电路基础触发器输出有两种可能的状态：触发器输出有两种可能的状态：0、1输出状态不只与现时的输入有关，还输出状态不只与现时的输入有关，还与原来的输出状态有关与原来的输出状态有关触发器是有记忆功能的逻辑部件触发器是有记忆功能的逻辑部件按功能分类：按功能分类：R-S触发器、触发器、D型触发器、型触发器、JK触发器、触发器、T型触发器等型触发器等按稳定状态分类：双稳态触发器、单按稳定状态分类：双稳态触发器、单稳态稳态触发器、
2、无稳态触发器触发器、无稳态触发器触发器按其稳定工作状态可分为双稳态触发器、单触发器按其稳定工作状态可分为双稳态触发器、单稳态触发器和无稳态触发器（多谐振荡器）等。稳态触发器和无稳态触发器（多谐振荡器）等。双稳态触发器又可分为双稳态触发器又可分为RS触发器、触发器、JK触发器和触发器和D触触发器等发器等 9.19.1触发器的分类与功能触发器的分类与功能&a&b反馈反馈两个输入端两个输入端两个输出端两个输出端RS触发器触发器1.基本基本RS触发器触发器&a&b原状态原状态11001010输出仍保持输出仍保持输入输入 =0(1 0 1),=1时时&a&b原状态原状态01111010输出变为输出变为输
3、入输入 =0(1 0 1),=1时时原状态原状态10101011输出变为输出变为&a&b输入输入 =1,=0(1 0 1)时时原状态原状态00110101输出保持输出保持&a&b输入输入 =1,=0(1 0 1)时时原状态原状态10111001输出保持原状态输出保持原状态&a&b输入输入 =1,=1时时原状态原状态01110110输出保持原状态输出保持原状态&a&b输入输入 =1,=1时时0011输出全是输出全是1但当但当RD=SD=0同时变为同时变为1时，翻转快时，翻转快的门输出变为的门输出变为0，另一个不得翻转。，另一个不得翻转。&a&b输入输入 =0(1 0 1),=0(1 0 1)时时
4、 基本触发器的功能表基本触发器的功能表 Q 1 1 保持原状态保持原状态 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 同时变为同时变为1后不确定后不确定 基本触发器的特点总结：基本触发器的特点总结：（1 1）有两个互补的输出端，有两个稳定的状态。）有两个互补的输出端，有两个稳定的状态。（2 2）有复位（）有复位（Q=0Q=0）、置位（）、置位（Q=1Q=1）、保持原状态三种功能）、保持原状态三种功能（3 3）由于反馈线的存在，无论是复位还是置位，有效信号）由于反馈线的存在，无论是复位还是置位，有效信号只需要作用很短的一段时间，即只需要作用很短的一段时间，即“一触即发一触即发”。2.可控可控 RS触
5、发器触发器(同步同步RS触发器触发器)&c&d&a&bC时钟信号时钟信号直接直接置置0、置、置1R、S为输入控制端为输入控制端&c&d&a&bCC=0时时011触发器保持原态触发器保持原态C=1时时1&c&d&a&bCRS触发器的功能表触发器的功能表简化的功能表简化的功能表Qn+1-下一状态下一状态 （一个时钟脉冲过后的状态）（一个时钟脉冲过后的状态）Qn-原状态原状态逻辑符号逻辑符号RSCQ例：画出例：画出RS触发器的输出波形触发器的输出波形。CPRSQSetReset使输出全为使输出全为1CP撤去后撤去后状态不定状态不定HoldJK触发器触发器JK触发器有触发器有两个输入控两个输入控制端制
6、端J、K，它它的功能最的功能最完善完善R2S2CF从从R1S1CF主主KJCP1JK触发器触发器的功能的功能=0=0被封锁被封锁保持原态保持原态J=K=0时：时：KJR2S2CF从从R1S1CF主主CP1JK触发器触发器的功能的功能=1=1J=K=1时：时：KJR2S2CF从从R1S1CF主主CP1状态翻转状态翻转JK触发器触发器的功能的功能=0=1 Qn=0时时01Qn+1=11J=1，K=0时：时：分两种情况分两种情况（Q=0,Q=1）KJR2S2CF从从R1S1CF主主CP1JK触发器触发器的功能的功能=0=1 Qn=1时时1000F主主被封被封保持原态保持原态Qn+1=1KJR2S2C
7、F从从R1S1CF主主CP1JK触发器触发器的功能的功能=1=0Qn+1=0同样原理：同样原理：J=0，K=1时：时：KJR2S2CF从从R1S1CF主主CP1功能表功能表逻辑符号逻辑符号CQKJ时序图时序图CPKJQJQ 保持保持T1.JK触发器转换成触发器转换成D触发器触发器CQKJD CP触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换功能表功能表逻辑符号逻辑符号D CQCPDQ例：画出例：画出D触发器的输出波形。触发器的输出波形。2.JK触发器转换成触发器转换成T触发器触发器CQKJTCP功能表功能表RDSDCQT逻辑符号逻辑符号时序图时序图CPQT3.D触发器转换成触发器转换成T触发器触发器
8、CQDCPCPDQt1t2D在在CP=1期间有干扰，便产生了错误的输出。因此，期间有干扰，便产生了错误的输出。因此，主从触发器不允许在主从触发器不允许在CP=1期间有干扰，否则可能产生误期间有干扰，否则可能产生误动作。动作。触发器的触发方式触发器的触发方式1.主从触发方式主从触发方式 2.边沿触发方式边沿触发方式为了免除为了免除CP=1期间输入控制电平不许期间输入控制电平不许改变的限制，可采用改变的限制，可采用边沿触发边沿触发方式。其特方式。其特点是：触发器只在时钟跳转时发生翻转，点是：触发器只在时钟跳转时发生翻转，而在而在CP=1或或CP=0期间，输入端的任何变期间，输入端的任何变化都不影响
9、输出。化都不影响输出。如果翻转发生在上升沿就叫如果翻转发生在上升沿就叫“上升沿触上升沿触发发”或或“正边沿触发正边沿触发”。如果翻转发生在。如果翻转发生在下降沿就叫下降沿就叫“下降沿触发下降沿触发”或或“负边缘触负边缘触发发”。&e&f&c&d&a&bDCP设原态设原态Q=0并设并设D=11CP=0期间，期间，c、d被锁，被锁，输出为输出为1。00110维持维持阻塞阻塞D触发器触发器1c=1、d=1反馈到反馈到a、b的输入，的输入，a、b输出输出为为0、1。001111010&e&f&c&d&a&bDCPCP正沿到达正沿到达时时c、d开启，开启，使使c=1，d=0。11110110Q翻转为翻转
10、为101&e&f&c&d&a&bDCPCP正沿过正沿过后，后，d=0将将c封锁封锁,并使并使b=1，维持，维持d=0。11001因此以后因此以后CP=1期期间间D的变的变化不影响化不影响输出。输出。001&e&f&c&d&a&bDCP其它情况，请自己分析。其它情况，请自己分析。边沿触发的边沿触发的D触发器功能表触发器功能表正沿触发正沿触发逻辑符号逻辑符号CQCQ负沿触发负沿触发正沿触发正沿触发1、在应用触发器时，要特别注意触发、在应用触发器时，要特别注意触发形式，否则很容易造成整个数字系形式，否则很容易造成整个数字系统工作不正常。统工作不正常。2、边沿触发抗干扰能力强，且不存在、边沿触发抗干扰
11、能力强，且不存在空翻，应用较广泛。空翻，应用较广泛。触发器小结触发器小结数码寄存器数码寄存器寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放数据或指令。存放数据或指令。四位数码寄存器四位数码寄存器Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3取数取数脉冲脉冲接收接收脉冲脉冲(CP)9.29.2常用寄存器及功能常用寄存器及功能A0-A3：待存数据：待存数据Q0-Q3：输出数据输出数据 工作过程：工作过程：接收脉冲到达后，将待存数据送接收脉冲到达后，将待存数据送至各至各D触发器触发器，取数脉冲加入后将所存数据取数脉冲加入后将所存数据送出。送出。Q3Q
12、2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3取数取数脉冲脉冲接收接收脉冲脉冲(CP)移位寄存器移位寄存器 所谓所谓“移位移位”，就是将寄存器所存各，就是将寄存器所存各位位 数据，在每个移位脉冲的作用下，向左数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常把它或向右移动一位。根据移位方向，常把它分成分成左移寄存器左移寄存器、右移寄存器右移寄存器 和和 双向移位双向移位寄存器寄存器三种：三种：寄存器寄存器左移左移(a)寄存器寄存器右移右移(b)寄存器寄存器双向双向移位移位(c)QQDQQDQQDQQD&A0A1A2A3SDRDCLRLOAD移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输
13、出输出数数 据据 预预 置置 3210存数存数脉冲脉冲清零清零脉冲脉冲SD四位并入四位并入-串出的左移串出的左移寄存器寄存器 设设A3A2A1A0 1011，在存数脉冲作用在存数脉冲作用下，并行输入数据，使下，并行输入数据，使 Q3Q2Q1Q0 1011 。QQDQQDQQDQQD1移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210D0 0 0D1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 21 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
14、1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态并入初态 Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2D1Q0D0移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1左移过程左移过程用波形图表示如下：用波形图表示如下：1 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0
15、 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态并入初态Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2Q1Q0CPCP1 11 10 01 10 00 01 11 10 00 01 11 10 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 0Q3Q2D1Q0D0移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1四位串入四位串入 -串出的串出的左移左移寄存器：寄存器：D0 LD1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D
16、3 Q Q2 2 “L L”即即需左移的需左移的输入数据输入数据.串行串行输入输入LQ3Q2D1Q0D0移位移位脉冲脉冲CP串行串行输出输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1数据由数据由Q3串行输出串行输出D1 Q Q2 2D2 Q Q3 3D3 R RD0 Q Q1 1四位串入四位串入-串出的串出的右移右移寄存器：寄存器：QDQQ3DQDQD移位移位脉冲脉冲CP串行串行输出输出Q1Q2Q0串行串行输入输入R “R R”即即需右移的需右移的输入数据输入数据数据由数据由Q0串行输出串行输出构成原理：既能左移又能右移。构成原理：既能左移又能右移。给移位寄存器设置一个控制端如给移位寄存器设置一个控制端如S
17、 S，令，令S S0 0 时时左移；左移；S S1 1时右移即可。时右移即可。集成组件集成组件74LS194就是这样的多功能移位寄存器。就是这样的多功能移位寄存器。双向移位双向移位寄存器寄存器D0 L LD1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 2左移左移D1 Q Q2 2D2 Q Q3 3D3 R RD0 Q Q1 1右移右移D0=SL SQ1 D2=SQ1 SQ3 D3=SQ2 SR D1=SQ0 SQ2 双向移双向移VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS19
18、4右移右移串行串行输入输入左移左移串行串行输入输入并行输入并行输入工作方式工作方式控制控制VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194011110 00 11 01 1直接清零直接清零保保 持持右移右移(从从QA向右移动向右移动)左移左移(从从QD向左移动向左移动)并入并入 CLRCPS1 S0功功 能能1.计数器的计数器的功能功能 记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。节拍脉冲及进行数字运算等等。2.计
19、数器的计数器的分类分类同步计数器和异步计数器。同步计数器和异步计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。有时也用计数器的计数循环规律有时也用计数器的计数循环规律(或称模数或称模数)来区来区分各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制分各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器等等。计数器、二十进制计数器等等。9.39.3计数器的分类与功能计数器的分类与功能二进制计数器二进制计数器 （1）二进制异步加法计数器（）二进制异步加法计数器（4位）位）在异步计数器中，有的触发器直接受在异步计数器中，有的触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器则是把
20、输入计数脉冲控制，有的触发器则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟其它触发器的输出信号作为自己的时钟脉冲，因此各个触发器状态变换的时间脉冲，因此各个触发器状态变换的时间先后不一，故被称为先后不一，故被称为“异步计数器异步计数器”。Q0D0Q1D1Q2D2Q0Q1Q2CP计数计数脉冲脉冲Q2Q1Q0 010 0 010101010100 010 1011 0 11 1000 0010 1结论：结论：1.各触发器间时钟不一致，各触发器间时钟不一致，所以称异步计数器；所以称异步计数器；2.Q2Q1Q0各位间为二进制关系；各位间为二进制关系；3.计数从计数从000开始到开始到111结束，然结束，然
21、后循环，所以称加法计数。后循环，所以称加法计数。（或上叫上行计数）（或上叫上行计数）例：三位二进制例：三位二进制异步异步加法计数器加法计数器 每当每当Q2由由1变变0，FF3向相反的状态翻转一次。向相反的状态翻转一次。每来一个每来一个CP的下降沿时，的下降沿时，FF0向相反的状态翻转一次；向相反的状态翻转一次；每当每当Q0由由1变变0，FF1向相反的状态翻转一次；向相反的状态翻转一次；每当每当Q1由由1变变0，FF2向相反的状态翻转一次；向相反的状态翻转一次；例：四位二进制例：四位二进制异步异步加法计数器加法计数器电路的时序波形图和状态图。电路的时序波形图和状态图。(2)同步二进制加法计数器同
22、步二进制加法计数器 在同步计数器中，各个触发器都受同一输入计在同步计数器中，各个触发器都受同一输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为的，故被称为“同步计数器同步计数器”。例：例：三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲CPQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0&计数脉冲计数脉冲三位二进制同步加法计数器三位二进制同步加法计数器CP分析步骤分析步骤:1.先列写控制端的逻辑表达式：先列写控制端的逻辑表达式：J2=K2=Q1 Q0J1=K1=Q0J0=
23、K0=1Q0：来一个来一个CP，翻转一次；，翻转一次；Q1：当：当Q01时，可随时，可随CP翻转；翻转；Q2：只有当：只有当Q1Q011时，才能随时，才能随CP翻转。翻转。2.列写状态表，分析其状态转换过程。列写状态表，分析其状态转换过程。1 0 0 1 0 0 0 0 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1 CP Q2 Q1 Q0 8 0 0 0 J2=K2=Q1 Q0J1=K1=Q0J0=K0=1CPQ0Q1Q23.用波形图显示状态转换关系用波形图显示状态转换关系注意注意：各触发器均在：各触发器均在CP的下降沿翻转。的下降沿翻转。FF
24、0 0：每来一个：每来一个CP，向相反的状态翻转一次。向相反的状态翻转一次。J0 0=K0 0=1=1FF1 1：当：当Q0 0=1=1时，来一个时，来一个CP，向相反的状态翻转一次。向相反的状态翻转一次。J1 1=K1 1=Q0 0FF2 2：当：当Q0 0Q1 1=1=1时，时，来一个来一个CP，向相反的状态翻转一次。向相反的状态翻转一次。J2 2=K2 2=Q0 0Q1 1FF3 3：当当Q0 0Q1 1Q2 2=1=1时，时，来一个来一个CP，向相反的状态翻转一次。向相反的状态翻转一次。J3 3=K3 3=Q0 0Q1 1Q2 2例：四位二进制同步加法计数器例：四位二进制同步加法计数器
25、计数脉冲计数脉冲序号序号电电 路路 状状 态态等效十进等效十进制数制数Q3 Q2 Q1 Q00123456789101112131415160 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 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 0 001234567891011121314150J0 0=K0 0=1=1J1 1=K1 1=Q0 0J2 2=K2 2=Q0 0Q1 1J3 3=K3 3=Q0 0Q1 1Q2 2例例:二进制异步减法计数器二进制异步减法计
26、数器 工作原理：工作原理：D触发器也都接成触发器也都接成T触发器。触发器。由由于于是是上上升升沿沿触触发发，则则应应将将低低位位触触发发器器的的Q端端与与相相邻邻高高位位触触发发器器的时钟脉冲输入端相连，即从的时钟脉冲输入端相连，即从Q端取借位信号。端取借位信号。时序波形图和状态图时序波形图和状态图1.1.同步十进制加法计数器同步十进制加法计数器（1）写出驱动方程：）写出驱动方程：十进制计数器十进制计数器状态转换表状态转换表现现 态态次次 态态Q3 n Q2 n Q1 n Q0 n Q3 n+1 Q2 n+1 Q1 n+1 Q0 n+1 0 0 0 010000 0 0 10 0 1 00 0
27、 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1010011000010000010100110111000011001状态图和时序图状态图和时序图电路能否自启动电路能否自启动 由由于于电电路路中中有有4个个触触发发器器，它它们们的的状状态态组组合合共共有有16种种。而而在在计计数数器器中中只只用用了了10种，称为有效状态。其余种，称为有效状态。其余6种状态称为无效状态。种状态称为无效状态。当当由由于于某某种种原原因因，使使计计数数器器进进入入无无效效状状态态时时，如如果果能能在在时时钟钟信信号号作作用用下，最终进入有效状态，我们就称该电路具有下，最
28、终进入有效状态，我们就称该电路具有自启动自启动能力能力。可见，该计数器能够自启动。可见，该计数器能够自启动。2.异步十进制加法计数器异步十进制加法计数器CP2 2=Q1 1（当（当Q1 1由由1010时，时，Q2 2可能改变状态）可能改变状态）CP0 0=CP （时钟脉冲源的下降沿触发）（时钟脉冲源的下降沿触发）CP1 1=Q0 0 （当（当Q0 0由由1010时，时，Q1 1可能改变状态可能改变状态)CP3 3=Q0 0（当（当Q0 0由由1010时，时，Q3 3可能改变状态可能改变状态)各触发器的驱动方程各触发器的驱动方程 状态转换表状态转换表现现 态态次次 态态时钟脉冲时钟脉冲Q3 n
29、Q2 n Q1 n Q0Q3 n+1 Q2 n+1 Q1 n+1 Q0 n+1 CP3 CP2 CP1 CP00 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 11000010011000010000010100110111000011001000000000000000001CP2 2=Q1 1 CP0 0=CP CP1 1=Q0 0 CP3 3=Q0 0任意进制计数器的分析任意进制计数器的分析Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲CPJ2=Q1 Q0 ，K2 1 J1=K1 1
30、 J0=Q2 ，K0 1 J2=Q1 Q0 ，K2 1 J1=K1 1 J0=Q2 ，K0 1 CP2 2=CP=CPCP0 0=CP CP1 1=Q0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 0 0 0 CP Q2 Q1 Q0Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数计数脉冲脉冲CP结论：结论：（1）电路计数循环由）电路计数循环由000到到100，所为，所为五进制加法五进制加法计数器计数器。（2）各触发器间）各触发器间CP不一致，所以为不一致，所以为异步计数。异步计数。3.还可以用波形图显示状态转换表还可以用波形图显示状态转换表(略略
31、)集成计数器集成计数器二进制计数器的时钟输入端为二进制计数器的时钟输入端为CP1 1，输出端为，输出端为Q0 0；五进制计数器的时钟输入端为五进制计数器的时钟输入端为CP2 2，输出端为，输出端为Q1 1、Q2 2、Q3 3。74LS29074LS290包含一个独立的包含一个独立的1 1位二进制计数器和一个独立的异步五进制计数器。位二进制计数器和一个独立的异步五进制计数器。如果将如果将Q0 0与与CP2 2相连，相连，CP1 1作时钟脉冲输入端，作时钟脉冲输入端，Q0 0Q3 3作输出端，则为作输出端，则为十进制计数器。十进制计数器。异步清零。异步清零。计数。计数。异步置数（置异步置数（置9
32、9）。）。单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器简称单稳。单稳态触发器简称单稳。它的突出特点是它的突出特点是:输出端只有一个稳定状态输出端只有一个稳定状态,另一个另一个状态则是暂稳态状态则是暂稳态.加入触发信号后加入触发信号后,它可以由稳定状态转入它可以由稳定状态转入暂稳态暂稳态,但是但是,经过一定时间以后经过一定时间以后,它又会它又会自动返回自动返回原来的原来的 稳定状态。稳定状态。稳定状态稳定状态稳定状态稳定状态暂稳态暂稳态由外界触发由外界触发自动返回自动返回学习的重点学习的重点:为什么为什么会自动返回会自动返回?需需多少时间多少时间?9.49.4 555555定时器及其应用定时器及其应用5
33、55定时器组成的单稳态触发器定时器组成的单稳态触发器 555定时器是将模拟电路和数字电路集成于定时器是将模拟电路和数字电路集成于 一体的一体的电子器件。它使用方便电子器件。它使用方便,带负载能力较强带负载能力较强,目前得到了非目前得到了非常广泛的应用。常广泛的应用。1.555定时器的工作原理定时器的工作原理 555定时器的内部电路包括以下几部分定时器的内部电路包括以下几部分:一个由三一个由三个相等电阻组成的分压器个相等电阻组成的分压器;两个电压比较器两个电压比较器:A1、A2;一个一个 RS 触发器触发器;一个反相器和一个晶体管一个反相器和一个晶体管T等等。具体。具体的的 结构见后图。结构见后
34、图。12345678555VCCD TH COGND TRUoRD电电源源放放电电阈阈值值电控电控压制压制地地触触发发输输出出复复位位电源电压范围电源电压范围:4.5V 18V管脚图管脚图VCCTHCOTRQQ-+-A1A2DTuo87645321RRR2.单稳态触发器单稳态触发器0t0t0tuiuCTuo2VCC/3TWuoQQ+-+A1A2VCCTRRuiRTCTCRS若若S打开打开,则则 ui =1;若若S合上合上,则则 ui =0。若若S打开打开,则则 ui =1;若若S合上合上,则则 ui =0。接通电源后，设接通电源后，设按钮按钮 S 处于打开处于打开状态状态,电容已充电电容已充电
35、至稳态。至稳态。此时此时uo=0,555内的晶内的晶体管体管T导通导通,电容电容 CT 被短路被短路,TH VCC/3 。Uo保持保持0状状态。态。uoQQ+-+A1A2VCCTRRuiRTCTCRS若若S打开打开,则则 ui =1;若若S合上合上,则则 ui =0。0tuiuo=0,555内的管内的管T导导通通,电容电容 CT 被短路。被短路。0tuCT2VCC/30tuouoQQ+-+A1A2VCCTRRuiRTCTCRS0tuiS按下时按下时,TR VCC/3,已有已有 TH 2VCC/3,且按钮已且按钮已 松开，松开，TR VCC/3,则则uo=0;555内的内的晶体管晶体管T也由截止
36、变成导也由截止变成导通通,电容电容CT 迅速放电而变迅速放电而变成成 0V。0tui0tuCT2VCC/30tuouoQQ+-+A1A2VCCTRRuiRTCTCRS0tui0tuCT2VCC/30tuo 由以上过程可以看出由以上过程可以看出:按钮每按动一次按钮每按动一次,uo 便输便输出一个正脉冲出一个正脉冲,其宽度其宽度 TW 由由 RT CT 决定决定。TW=1.1RTCTTWuoQQ+-+A1A2VCCTRRuiRTCTCRS单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用 单稳的应用多种多样单稳的应用多种多样,如如:整形、延时控整形、延时控制、定时顺序控制等等。制、定时顺序控制等等。例如例如“延
37、时控制延时控制”利用单稳可以取得延时作用利用单稳可以取得延时作用,延延长的时间可以通过长的时间可以通过 R、C调节。调节。多谐振荡器多谐振荡器uC0tVCC/32VCC/30tuo波形波形uoQQ+-+A1A2VCCTRRuCR1CRR2 设电容设电容C C 原先未充电原先未充电,故故 TH=TR VCC/3,此此时时 uo=1,=1,555内的晶体管内的晶体管 T T 截止截止 ,电源通过电源通过 R1 和和 R2 对电容对电容 C 充电。充电。uC0tVCC/32VCC/30tuo 在在 uC 没有充电到没有充电到 2VCC/3 之前之前,uo 保持保持 1 不不变。变。uoQQ+-+A1
38、A2VCCTRRuCR1CRR2uC0tVCC/32VCC/30tuouC一旦充至一旦充至2VCC/3，则，则 TH=TR=2VCC/3、uo由由1翻转翻转为为 0。同时。同时555内的晶体管内的晶体管 T 导通导通,电容电容 C 经经 R2、T放放电电,一直至一直至VCC/3，使得，使得uo 回到回到 1,进入循环进入循环.t1t2t3 在在 uC 没有充电到没有充电到 2VCC/3 之前之前,uo 保持保持 1 不变。不变。uoQQ+-+A1A2VCCTRRuCR1CRR20tuouC0tVCC/32VCC/3T1T2输出方波的输出方波的周期周期 T的计算的计算:T=T1 +T2 =0.7
39、(R1+2R2)C uoQQ+-+A1A2VCCTRRuCR1CRR20tuouC0tVCC/32VCC/3T1T2如何改变方波的占空比？如何改变方波的占空比？改变充放电回路的时间常数即可。改变充放电回路的时间常数即可。充电时间常数充电时间常数：（：（R1+R2）C 放电时间常数：放电时间常数：R2C48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC技能训练：技能训练：2 2例例1:1:已知维持已知维持阻塞阻塞D D触发器的输入波形触发器的输入波形,画出输出波形图。画出输出波形图。解：解：在波形图时，应注意以下两点：在波形图时，应注意以下两点：（1 1）触发器的触发翻转发生在）触发器的触
40、发翻转发生在CPCP的上升沿的上升沿（2 2）判断触发器次态的依据是）判断触发器次态的依据是CPCP上升沿前一瞬间输入端上升沿前一瞬间输入端D D的状态的状态例例2:2:设主从设主从JKJK触发器的初始状态为触发器的初始状态为0 0，CPCP、J J、K K信号如图信号如图所示，试画出触发器所示，试画出触发器Q Q端的波形。端的波形。JKCPQ解：解：在波形图时，应注意以下两点：在波形图时，应注意以下两点：（1 1）触发器的触发翻转发生在）触发器的触发翻转发生在CPCP的下降沿的下降沿（2 2）判断触发器次态的依据是）判断触发器次态的依据是CPCP下降沿前一瞬间输入端的状态下降沿前一瞬间输入端
41、的状态例例3:3:电路如图所示，设各触发器的初态为电路如图所示，设各触发器的初态为0 0，画出，画出Q Q的波形。的波形。又：J=1 得：Q n+1=1解解:Qn+1J K功能功能QnJK触发器触发器功能表功能表 0 1 0 1输出状态输出状态同同J J状态状态0001 1 0 1 0输出状态输出状态同同J J状态状态11011 11 101100 00 0保持保持0101Qn=QnCPQn+1 K=Qn 得：CPQn+1例例4 4:试分析下图所示时序逻辑电路试分析下图所示时序逻辑电路.解解:(1):(1)列出输入控制逻辑表达式列出输入控制逻辑表达式(2)(2)输出状态为输出状态为 Q Q1
42、1n n Q Q0 0n n Q Q1 1n+1n+1 Q Q0 0n+1n+1 0 00 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 10 1 1 0 1 0 0 0 0 0(3)(3)画出状态表画出状态表,状态图和波形图状态图和波形图 F22K2JSR1DF1SR1Q1Q2CRDSDD=1RDDC例例5:5:试画出试画出Q Q1 1和和Q Q2 2的波形。设触发器的初始状态均为的波形。设触发器的初始状态均为1.(22.1.7)1.(22.1.7)解解:本题电路中设有本题电路中设有R RD D、S SD D端。端。S SD D=1=1，R RD D作用是在触发器工作用是在触发器工作之前使它清零作
43、之前使它清零.Q.Q1 1对应的对应的是上升沿触发的是上升沿触发的D D触发器，触发器，Q Q2 2对应的是下降沿触发的对应的是下降沿触发的JKJK触发器。触发器。K=1 例例6:6:分析下图所示电路。说明是几进制计数器。分析下图所示电路。说明是几进制计数器。解解:(1):(1)控制端的逻辑表达式为控制端的逻辑表达式为 2.2.列写状态表列写状态表3.3.用波形图显示状态转换关系用波形图显示状态转换关系4.4.是同步五进制计数器。是同步五进制计数器。1 0 11 0 10 0 00 0 01 1 11 1 10 1 10 1 11 1 01 1 00 0 00 0 0Q Q2 2 Q Q1 1
44、 Q Q0 00 01 12 23 34 45 5CPCP例例7:7:试利用试利用74LS29074LS290的异步清零功能设计一个七进制计数器的异步清零功能设计一个七进制计数器解解：由由于于七七进进制制计计数数器器的的状状态态数数已已超超过过5 5而而小小于于1010，所所以以可可用用一一片片74LS29074LS290，并并且且应应将将Q Q0 0与与CPCP2 2相相连连，使使其其构构成成8 8十十进进制制计计数数器器。它它将将在在0000000010011001十十个个状状态态之之间间循循环环，而而七七进进制制计计数数器器只只要要其其中中0000000001100110七七个个状状态态
45、，所所以以，可可以以利利用用输输出出状状态态0111(0111(此此状状态态一一闪闪即即逝逝，不不作作为为有有效效状状态态)来反馈清零。来反馈清零。例例88试画出下图所示试画出下图所示Q Q1 1,Q,Q2 2的波形的波形.设初始状态为设初始状态为0.0.解解:JKJK触发器在下降沿触发，触发器在下降沿触发，D D触发器在上升沿触发。触发器在上升沿触发。Q0Q1CP 例例99图图所所示示是是一一个个可可以以产产生生几几种种脉脉冲冲波波形形的的信信号号发发生生器器,试试画画出出Y Y1 1，Y Y2 2,Y,Y3 3的波形。设触发器的初始状态为的波形。设触发器的初始状态为0.0.解解:又又 例例
46、1010用反馈置用反馈置”9 9”法将法将CT74LS290CT74LS290计数器改接成七进制计数器计数器改接成七进制计数器.解解:设设初初始始状状态态为为00000000。计计数数器器计计到到7 7时时，输输出出为为01110111，有有三三个个1 1，若若用用反反馈馈置置”0 0”法法，需需要要有有三三输输入入端端的的与与非非门门才才能能实实现现。若若用用反反馈馈置置“9 9”法法，可可将将Q2Q2接接S9(1),QlS9(1),Ql接接 S9(2)S9(2)，Q0Q0接接 C1C1，R0(1)R0(1)和和R0(2)R0(2)接接“地地”，计计数数脉脉冲冲由由C0C0端端输输入入，就就
47、接接成成了了七七进进制制计计数数器器，当当计计数数到到6 6时时,Q2Q1=11,Q2Q1=11，即即将将计计数数器器置置“9 9”，即即置置成成10011001，而而01100110这这一一状状态态为为时时短短暂暂，转转瞬瞬即即逝逝。再再来来一一个个计计数数脉脉冲冲，即即由由10011001回回到到00000000。状态表如下状态表如下 例例1111逻逻辑辑电电路路如如图图所所示示。设设Q QA A=1=1，红红灯灯亮亮；Q QB B=1=1，绿绿灯灯亮亮；Qc=lQc=l，黄黄灯灯亮亮。试试分分析析该该电电路路，说说明明三三组组彩彩灯灯点点亮亮的的顺顺序序。在在初初始状态，三个触发器的始状
48、态，三个触发器的Q Q端均为端均为“0 0”.此电路可用于晚会对彩灯采光此电路可用于晚会对彩灯采光.解解:由由状状态态表表可可知知，此此三三组组彩彩灯灯点点亮亮的的顺顺序序为为：红红灯灯亮亮-绿灯亮绿灯亮-黄灯亮黄灯亮-全亮全亮-全灭全灭-状态表状态表22.3.922.3.9分析以下电路功能分析以下电路功能.设初始状态为设初始状态为“000000”。解解:由状态表知发光二极管作亮由状态表知发光二极管作亮3s3s、暗、暗2s2s的循环的循环 例例1212一一简简易易触触摸摸开开关关电电路路,当当手手摸摸金金属属片片时时,发发光光二二极极管管亮亮,经经过过一一定定时时间间,发发光光二二极极管管熄熄
49、灭灭。(1)(1)试试说说明明其其工工作作原原理理;(2);(2)发发光光二二极极管管能能亮亮多多长时间长时间?解解:(1)(1)是是单单稳稳态态触触发发器器，触触发发脉脉冲冲由由2 2端端输输入入。当当触触发发脉脉冲冲未未输输入入 时时，uiui为为 1 1，2 2端端 电电 位位 高高 于于1/3Ucc1/3Ucc，输输出出电电压压uouo为为0 0，电电路路处处于于稳稳定定状状态态，发发光光二二极极管管LEDLED不不亮亮。当当手手摸摸金金属属片片时时，相相当当于于2 2端端输输入入一一个个负负脉脉冲冲，2 2端端电电位位低低于于1/3Ucc1/3Ucc。为为1 1，电电路路进进入入暂暂稳稳态态，LEDLED亮亮。电电源源对对电电容容C C充充电电，当当UccUcc略略高高于于2/3Ucc2/3Ucc时时,uo,uo为为0,0,电电路又处于稳态路又处于稳态.(2)(2)发光二极管亮的时间为发光二极管亮的时间为