第三章 时序逻辑
时序逻辑电路的概念
时序逻辑电路的概念时序逻辑电路是一种数字电路，其特点是输出不仅取决于当前的输入，还与之前的输入状态有关。
在时序逻辑电路中，存储器是核心元件，用于存储之前的状态信息。
根据存储器的工作方式，时序逻辑电路可分为反馈型和计数型两种基本类型。
一、时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路是一种具有记忆功能的电路，其输出不仅取决于当前的输入，还与之前的输入状态有关。
这种电路通常由组合逻辑电路和存储器两部分组成。
组合逻辑电路用于实现逻辑功能，而存储器则用于存储之前的输入状态。
时序逻辑电路的特点包括以下几个方面：状态寄存器：时序逻辑电路中包含一个或多个状态寄存器，用于存储当前的状态信息。
状态寄存器能够将当前的输入状态转化为输出状态，同时将输出状态反馈回组合逻辑电路的输入端。
记忆功能：时序逻辑电路具有记忆功能，能够对之前的输入状态进行保存。
这种记忆功能可以用于实现各种复杂的逻辑功能，如计数器、序列检测器等。
反馈回路：时序逻辑电路中存在反馈回路，即将输出状态反馈回组合逻辑电路的输入端。
这种反馈机制使得时序逻辑电路具有动态特性，能够根据之前的输入状态和当前的输入状态产生不同的输出状态。
逻辑门：时序逻辑电路中的组合逻辑部分通常由各种逻辑门组成，如与门、或门、非门等。
这些逻辑门用于实现不同的逻辑功能，如运算、比较、控制等。
二、时序逻辑电路的类型根据存储器的工作方式，时序逻辑电路可分为反馈型和计数型两种基本类型。
反馈型时序逻辑电路：在反馈型时序逻辑电路中，输出状态会反馈回组合逻辑电路的输入端，并通过与当前输入进行运算产生新的输出状态。
这种类型的时序逻辑电路通常用于实现各种控制功能，如定时器、振荡器等。
计数型时序逻辑电路：在计数型时序逻辑电路中，输出状态会随着时间的变化而自动更新。
这种类型的时序逻辑电路通常用于实现计数器、分频器、序列检测器等应用。
三、时序逻辑电路的设计方法设计时序逻辑电路的方法包括以下步骤：定义输入和输出：首先确定时序逻辑电路的输入和输出信号，包括时钟信号、数据输入信号、控制信号等。
数字电子技术》电子教案
《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述数字电路的基本概念数字电路的特点数字电路的应用领域1.2 数字逻辑基础逻辑门逻辑函数逻辑代数1.3 数字电路的表示方法逻辑电路图真值表卡诺图第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的应用2.2 常见的组合逻辑电路编码器译码器多路选择器算术逻辑单元2.3 组合逻辑电路的设计方法最小化方法卡诺图化简法逻辑函数的优化第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路的定义时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的应用3.2 常见的时序逻辑电路触发器计数器寄存器移位寄存器3.3 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的建模状态编码的设计时序逻辑电路的仿真第四章：数字电路的设计与仿真4.1 数字电路设计流程需求分析逻辑设计电路实现测试与验证4.2 数字电路仿真技术数字电路仿真原理常用仿真工具仿真举例4.3 数字电路的测试与维护数字电路测试方法故障诊断与定位数字电路的维护与优化第五章：数字系统的应用5.1 数字系统概述数字系统的定义数字系统的特点数字系统的应用领域5.2 数字系统的设计方法数字系统设计流程数字系统模块划分数字系统的设计工具5.3 数字系统的应用实例数字控制系统数字通信系统数字音频处理系统第六章：数字集成电路6.1 数字集成电路概述数字集成电路的分类数字集成电路的优点数字集成电路的应用6.2 集成电路的制造工艺晶圆制造集成电路布局布线集成电路的封装与测试6.3 常见数字集成电路MOSFETCMOS逻辑门集成电路的封装类型第七章：数字信号处理器（DSP）7.1 数字信号处理器概述数字信号处理器的定义数字信号处理器的特点数字信号处理器的应用7.2 数字信号处理器的结构与工作原理中央处理单元（CPU）存储器输入/输出接口7.3 数字信号处理器的编程与开发编程语言开发工具与环境编程举例第八章：数字系统的可靠性8.1 数字系统的可靠性概述数字系统可靠性的重要性影响数字系统可靠性的因素数字系统可靠性评估方法8.2 数字系统的容错技术冗余设计容错算法故障检测与恢复8.3 数字系统的可靠性测试与验证可靠性测试方法可靠性测试指标可靠性验证实例第九章：数字电子技术的创新与应用9.1 数字电子技术的创新新型数字电路技术数字电子技术的研究热点数字电子技术的未来发展趋势9.2 数字电子技术的应用领域物联网生物医学工程9.3 数字电子技术的产业现状与展望数字电子技术产业概述我国数字电子技术产业发展现状数字电子技术的市场前景第十章：综合实践项目10.1 综合实践项目概述项目目的与意义项目内容与要求项目评价与反馈10.2 综合实践项目案例数字频率计的设计与实现数字音调发生器的设计与实现数字控制系统的设计与实现10.3 项目实施与指导项目实施流程项目指导与支持项目成果展示与讨论重点和难点解析1. 数字电路基础：理解数字电路的基本概念、特点及应用领域，掌握逻辑门、逻辑函数和逻辑代数的基础知识，熟悉数字电路的表示方法。
数字电子课程设计
数字电子课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电子技术的基本概念，如逻辑门、触发器、计数器等。
2. 培养学生运用数字电子技术解决实际问题的能力，如设计简单的数字电路。
3. 使学生了解数字电子技术在日常生活和科技发展中的应用。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能够正确使用数字电子实验仪器和设备。
2. 提高学生运用所学知识进行数字电路设计与分析的能力，形成严谨的科学态度。
3. 培养学生团队合作能力，学会与他人共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电子技术的兴趣和好奇心，激发创新精神。
2. 引导学生树立正确的科技观，认识到数字电子技术对社会发展的积极作用。
3. 培养学生勇于面对挑战，克服困难的意志品质，增强自信心。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论联系实际，强调学生动手能力的培养。
学生特点：高年级学生，已具备一定的数字电子技术基础，具有较强的学习能力和实践欲望。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动参与，培养实际操作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保课程目标的实现。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字逻辑基础：逻辑门电路、逻辑函数及其化简、逻辑门电路的应用。
- 教材章节：第一章 数字逻辑基础2. 组合逻辑电路：编码器、译码器、数据选择器、数据比较器等。
- 教材章节：第二章 组合逻辑电路3. 时序逻辑电路：触发器、计数器、寄存器等。
- 教材章节：第三章 时序逻辑电路4. 数字电路设计方法：Verilog HDL语言基础、数字电路设计流程。
- 教材章节：第四章 数字电路设计方法5. 数字电路仿真与测试：Multisim软件的使用、仿真实验、测试与调试。
- 教材章节：第五章 数字电路仿真与测试6. 实践项目：设计并实现一个简单的数字时钟、数字温度计等。
- 教材章节：第六章 实践项目教学内容安排与进度：1. 数字逻辑基础（2课时）2. 组合逻辑电路（2课时）3. 时序逻辑电路（2课时）4. 数字电路设计方法（2课时）5. 数字电路仿真与测试（2课时）6. 实践项目（4课时）在教学过程中，将结合教材内容，按照以上安排进行教学，确保学生能够系统地掌握数字电子技术知识，为实践项目打下坚实基础。
数字逻辑课后答案 第三章
第三章 时序逻辑1.写出触发器的次态方程，并根据已给波形画出输出 Q 的波形。
解：2. 说明由RS 触发器组成的防抖动电路的工作原理，画出对应输入输出波形解：3. 已知JK 信号如图，请画出负边沿JK 触发器的输出波形（设触发器的初态为0）1)(1=+++=+c b a Qa cb Q nn4. 写出下图所示个触发器次态方程，指出CP 脉冲到来时，触发器置“1”的条件。
解：（1），若使触发器置“1”，则A 、B 取值相异。
（2），若使触发器置“1”，则A 、B 、C 、D 取值为奇数个1。
5.写出各触发器的次态方程，并按所给的CP 信号，画出各触发器的输出波形（设初态为0）解：6. 设计实现8位数据的串行→并行转换器。
B A B A D +=DC B A K J ⊕⊕⊕==Q AQ B Q D Q C Q E Q F Q7. 分析下图所示同步计数电路解：先写出激励方程，然后求得状态方程状态图如下：该计数器是五进制计数器，可以自启动。
8. 作出状态转移表和状态图，确定其输出序列。
解：求得状态方程如下故输出序列为：000119. 用D 触发器构成按循环码(000→001→011→111→101→100→000)规律工作的六进制同步计数器解：先列出真值表，然后求得激励方程PS NS 输出N0 0 0 0 0 1 00 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1化简得：逻辑电路图如下：n Q 2n Q 1n Q 012+n Q 11+n Q 10+n Q n n n nn n n n n n nnQ Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Z 121002*********+==+==+++nnn nnn nnnn QQ Q D QQ Q D QQ Q Q D 121211121122+====+==+++10. 用D 触发器设计3位二进制加法计数器，并画出波形图。
数字电子课程设计
数字电子课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电子技术的基本原理，包括逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的工作原理。
2. 培养学生运用数字电子技术进行电路分析与设计的能力，能正确解读数字电路图。
3. 使学生了解数字电子技术在现实生活中的应用，如计算机、手机等。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行数字电路搭建、调试和故障排除的能力。
2. 提高学生的团队协作能力，学会在团队中共同分析和解决实际问题。
3. 培养学生运用计算机辅助设计（CAD）软件进行数字电路设计和仿真的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电子技术的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 培养学生的创新意识和实践能力，敢于面对挑战，勇于解决问题。
3. 培养学生的责任心，认识到数字电子技术对社会发展的作用，树立正确的价值观。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。
2. 学生特点：学生为高中生，具备一定的物理和数学基础，对新鲜事物充满好奇，但可能缺乏实践经验。
3. 教学要求：结合课本知识，注重实践操作，以学生为主体，教师为主导，充分调动学生的积极性。
二、教学内容1. 数字逻辑基础：逻辑门电路、逻辑函数及其化简、逻辑代数基本定理。
教材章节：第一章 数字逻辑基础2. 组合逻辑电路：编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等。
教材章节：第二章 组合逻辑电路3. 时序逻辑电路：触发器、计数器、寄存器、移位寄存器等。
教材章节：第三章 时序逻辑电路4. 数字电路设计方法：同步电路与异步电路设计、状态机设计。
教材章节：第四章 数字电路设计方法5. 数字电路仿真：运用CAD软件进行电路设计与仿真。
教材章节：第五章 数字电路仿真6. 实践操作：数字电路搭建、调试与故障排除。
教材章节：第六章 实践操作教学内容安排与进度：第一周：数字逻辑基础，学习逻辑门电路和逻辑函数。
电子技术应用《数电》教案
电子技术应用《数电》教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述了解数字电路的定义、特点和应用领域熟悉数字电路与模拟电路的区别1.2 数制和码制学习二进制、八进制、十六进制的表示方法掌握不同码制（如ASCII码、BCD码）的转换方法1.3 逻辑门学习与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门电路掌握逻辑门的功能和真值表第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述了解组合逻辑电路的定义和特点熟悉组合逻辑电路的分类和应用2.2 常用组合逻辑电路学习译码器、编码器、多路选择器、多路分配器等电路掌握组合逻辑电路的设计方法2.3 组合逻辑电路的设计实例设计一个4x1多路选择器设计一个全加器第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述了解时序逻辑电路的定义和特点熟悉时序逻辑电路的分类和应用3.2 触发器学习SR触发器、JK触发器、T触发器、CTR触发器等电路掌握触发器的真值表、时序图和功能3.3 时序逻辑电路的设计实例设计一个2位同步计数器设计一个顺序检测器第四章：数字电路仿真4.1 数字电路仿真概述了解数字电路仿真的定义和意义熟悉数字电路仿真工具的使用4.2 常用数字电路仿真工具学习Multisim、Proteus等仿真工具的基本操作掌握仿真工具中元器件的选型和连接方法4.3 数字电路仿真实例利用仿真工具验证组合逻辑电路的功能利用仿真工具验证时序逻辑电路的功能第五章：数字电路实验5.1 数字电路实验概述了解数字电路实验的目的和意义熟悉数字电路实验步骤和注意事项5.2 数字电路实验器材和仪器学习数字电路实验所需的器材和仪器使用方法掌握实验器材和仪器的连接和调试方法5.3 数字电路实验实例完成一个组合逻辑电路的实验完成一个时序逻辑电路的实验第六章：数字电路测试与维护6.1 数字电路测试概述理解数字电路测试的目的和方法熟悉测试用例的设计和测试过程6.2 数字电路测试方法学习静态测试和动态测试两种方法掌握测试电路的搭建和测试结果的分析6.3 数字电路维护与故障排除了解数字电路维护的基本原则学习故障排除的步骤和方法第七章：数字系统设计流程7.1 数字系统设计概述理解数字系统设计的基本流程熟悉各个设计阶段的任务和目标7.2 需求分析与规格说明学习如何进行需求分析掌握编写数字系统规格说明书的方法7.3 数字系统设计实现学习数字系统设计的具体步骤掌握硬件描述语言（如Verilog）的使用第八章：数字信号处理器（DSP）8.1 DSP概述理解DSP的定义、特点和应用熟悉DSP与其他处理器的比较8.2 DSP的结构与工作原理学习DSP的内部结构和工作流程掌握DSP的指令集和编程方法8.3 DSP应用实例学习DSP在音频处理、图像处理等领域的应用设计一个简单的DSP应用系统第九章：数字电路与系统的安全与保护9.1 数字电路与系统的安全了解数字电路与系统的安全问题学习加密算法和数字签名技术9.2 硬件安全措施学习物理不可克隆功能（PUF）和硬件安全模块（HSM）掌握安全启动和安全存储的实现方法9.3 系统保护与版权保护了解系统保护的重要性学习数字版权管理（DRM）和软件保护的方法第十章：未来数字电路技术的发展趋势10.1 新兴数字电路技术了解量子计算、神经形态计算等新兴技术学习这些技术对传统数字电路的影响10.2 数字电路设计的未来趋势分析数字电路设计的发展方向探讨可持续发展和环保在数字电路设计中的作用10.3 教育与培训强调终身学习在数字电路技术发展中的重要性探讨在线教育和虚拟实验室在数字电路教学中的应用重点和难点解析一、数字电路基础：理解不同数制和码制之间的转换，以及逻辑门的功能和真值表。
数字逻辑(科学出版社 第五版)课后习题答案
（1）
化简得F=
(2)
化简得F=
（3）F(A,B,C,D)=∑m(0,1,2,5,6,7,8,9,13,14)
化简得F=
(4) F(A,B,C,D)=∑m(0,13,14,15)+∑ (1,2,3,9,10,11)
化简得F=
11.利用与非门实现下列函数，并画出逻辑图。
（1）F= =
12.用适当门电路，设计16位串行加法器，要求进位琏速度最快，计算一次加法时间。
解：全加器真值表如下
Ai
Bi
Ci-1
Si
Ci+1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
可以写出以下表达式
要使进位琏速度最快，应使用“与或非”门。具体连接图如下。
若“与或非”门延迟时间为t1，“非门”延迟时间为t2，则完成一次16位加法运算所需时间为：
G的卡诺图
化简得：
第三章时序逻辑
1.写出触发器的次态方程，并根据已给波形画出输出Q的波形。
解：
2.说明由RS触发器组成的防抖动电路的工作原理，画出对应输入输出波形
解：
3.已知JK信号如图，请画出负边沿JK触发器的输出波形（设触发器的初态为0）
4.写出下图所示个触发器次态方程，指出CP脉冲到来时，触发器置“1”的条件。
数字设计：原理与实践第五版习题答案
数字设计：原理与实践第五版习题答案第一章：数字系统基础1. 哪些数学符号代表布尔逻辑运算？分别代表哪些逻辑操作？布尔逻辑运算包括与（AND）、或（OR）、非（NOT）、异或（XOR）等运算。
它们的对应数学符号表示如下：•与（AND）：$\\cdot$ 或 $\\land$•或（OR）：+或 $\\lor$•非（NOT）：$\\overline{A}$ 或eee•异或（XOR）：$\\oplus$2. 简述数字系统的信号表示和信号处理单元。
数字系统的信号表示使用离散量来表示连续或离散的信号，其中离散量指代具有离散数值的量。
信号处理单元是指对输入信号进行处理和操作的硬件模块，用于实现特定的功能或执行特定的任务。
3. 什么是布尔函数？它可以用哪些方法表示？布尔函数是指以布尔逻辑运算为基础，将一个或多个布尔变量映射为单一布尔值的函数。
布尔函数可以用真值表、逻辑表达式和逻辑图等方法表示。
4. 简述数字系统的设计方法。
数字系统的设计方法包括以下几个步骤：1.确定问题的需求和约束条件。
2.将问题抽象为逻辑功能的实现。
3.设计逻辑电路并进行仿真验证。
4.实现电路设计并进行实验验证。
5.优化电路设计并进行性能评估。
6.完成设计文档和报告。
第二章：组合逻辑电路设计1. 什么是组合逻辑电路？简述其基本特征。
组合逻辑电路是指将组合逻辑块进行组合形成的电路，其输出仅依赖于当前的输入。
它的基本特征包括：•输入输出之间无时序关系。
•只有组合逻辑块，没有存储元件。
•输出仅取决于当前输入。
2. 简述逻辑门的功能和特点。
逻辑门是实现布尔逻辑运算的基本构件，其功能和特点如下：•与门（AND）：多个输入信号全部为高时，输出高；否则输出低。
•或门（OR）：多个输入信号有一个为高时，输出高；否则输出低。
•非门（NOT）：输入信号为高时，输出低；否则输出高。
•异或门（XOR）：多个输入信号中奇数个为高时，输出高；否则输出低。
3. 什么是选择器和解码器？选择器是一种组合逻辑电路，根据选择信号将一组输入信号中的某一个作为输出。
时序逻辑电路的定义
时序逻辑电路的定义时序逻辑电路是一种基于时钟信号进行操作的电路，它根据输入信号的状态变化和时钟信号的边沿触发，在特定的时刻产生相应的输出信号。
时序逻辑电路在数字系统设计中起着重要的作用，它能够实现复杂的计算、存储和控制功能。
本文将从时序逻辑电路的基本概念、设计原则和应用范围等方面进行详细介绍。
一、时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路由触发器、计数器、状态机等基本元件组成。
触发器是最基本的时序逻辑电路元件，它能够存储一个比特的信息，并在时钟信号的作用下按照一定的规则进行状态转换。
计数器是一种特殊的触发器，它能够根据时钟信号的边沿触发，在每个时钟周期内对计数器的值进行加一或减一的操作。
状态机是由一组触发器和组合逻辑电路组成的复杂时序逻辑电路，它能够根据输入信号的变化和时钟信号的触发，在不同的状态之间进行切换，并产生相应的输出信号。
二、时序逻辑电路的设计原则时序逻辑电路的设计需要遵循以下原则：1. 合理选择触发器类型：触发器有很多种类型，如D触发器、JK 触发器、T触发器等。
在选择触发器类型时，需要考虑电路的功能需求、时钟频率和面积等因素，并综合考虑时序逻辑电路的性能和成本等因素。
2. 确定时钟信号：时序逻辑电路的运行是基于时钟信号的，因此选择合适的时钟信号是非常重要的。
时钟信号的频率和占空比需要根据电路的工作频率和响应时间进行合理的设计，以确保电路的稳定性和可靠性。
3. 确定状态转换规则：状态转换规则是时序逻辑电路的关键，它决定了电路在不同状态之间如何切换，并产生相应的输出信号。
在确定状态转换规则时，需要考虑输入信号的变化和时钟信号的触发，以确保电路能够正确地响应输入信号的变化。
4. 进行时序分析和优化：时序逻辑电路的设计需要进行时序分析和优化，以确保电路的正确性和性能。
时序分析主要包括时序约束分析和时序验证，通过对电路的传输延迟、时钟频率和时序关系等进行分析，以确保电路的稳定性和可靠性。
时序优化主要包括时钟树优化、时序合并和时序缩减等，通过对电路的布局、时钟分配和时序逻辑优化，以提高电路的性能和可靠性。
第三章 主机遥控系统的逻辑与控制回路
第三章主机遥控系统的逻辑与控制回路主机遥控是指离开机旁在驾驶台（BR）或集中控制室（ECR）对主机进行远距离操纵的一种控制方式。
我们把用于完成主机的这种遥控操作的控制系统称为主机遥控系统。
它是由组合逻辑回路、时序逻辑回路、反馈控制回路和各种安全保护回路组成的复杂系统。
主机遥控系统不仅大大地减轻了机舱工作人员的劳动强度，而且可以减少误操作，改善船舶的操纵性能，提高主机运转的可靠性和经济性，乃至船舶航行的安全性。
主机遥控系统是机舱自动化的重要组成部分，也是实现无人机舱的必备条件之一。
在设有主机遥控系统的船上，操纵主机的位置通常有三个，即机旁、集控室和驾驶台。
其中，机旁操纵是最基本的操纵方式，它确保当遥控系统出现故障时仍可以在机旁进行临时的应急操作，以保证航行的安全。
因此，在机旁总是设有“机旁（手动，应急）——遥控（自动）”转换阀。
在正常情况下，该阀应处于“遥控（自动）”位置，这时就可在集控室或驾驶台对主机进行遥控操作了。
主机的遥控操作分为集控室遥控和驾驶台遥控，其操作部位的切换由设在集控室操纵台上的“集控——驾控”转换装置实现。
船舶柴油主机的基本操纵，例如起动，换向，停油和制动等都是借助空气动力来进行的。
要实现主机的这些基本操纵，就必须为主机均配备各种气动伺服机构和相应的逻辑阀件及气路系统，称为气动操纵系统．．．．．．。
对于目前常见的主机遥控系统，其机旁操纵和集控室遥控均是通过气动操纵系统实现的。
此时，驾驶员通过传令车钟将车令发到机舱，轮机员根据车令对主机进行手动操纵，逐渐使主机达到车令所要求的状态。
因此，集控室遥控实际上只是手动．．遥控．．。
驾驶台遥控一般是在气动操纵系统的基础上增加必要的组合逻辑和时序逻辑模块，使这些逻辑模块能直接接收驾驶台发出的车令，并按照主机的正确操纵规程发出各种控制命令，通过接口电磁阀与气路接口，进而对主机进行自动遥控．．．．。
而这些逻辑模块的实现可以是气动的，也可以是电动的，而电动的又可以是有触电式，无触电式和微机控制的。
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3.2.2 D触发器 D触发器以SR触发器为基础，区别在于：增加了一个非门 ,变为单输入端D。
S和R不会同时为高，避免了SR触发器不稳定问题。
【例5】图3.14(a)所示为D触发器的数据输入波形，画出输出的波形图。
实际上不用把CK变成“窄脉冲”，也能做出 边沿触发器。方法如下：
把2个电平型的D触发器连起来， 构成“主-从”边沿触发器
Qn 1 D D(Q n Qn ) DQ n DQn
与JK触发器的特性方程比较，得：
J D K D
1J Q Q
电 路 图
D 1 CP
C1 1K
D触发器→JK触发器?
写出JK触发器的特性方程，使之形式与D触发器的特性方程 一致：
Q
1
JQ KQ
n
n
与D触发器的特性方程比较，得：
CP J K Q Q
【例6】图所示为芯片74HC112负沿JK触发器的输入波形， 请画出输出端的波形图。
课堂练习3.7
1．触发器具有记忆作用是因为它的结构上 有 。 2．一个触发器可以存储 位二进制数据。
3. 若将D触发器的D端连在 Q 端上，经100个脉冲作用 后，它的次态Q(t+100)=0, 则现态Q(t)应为 。 A. Q(t) =0 B. Q(t) =1 C. 与现态Q(t)无关
如果A=10，Xi=1，F=0.01，请画出Xo的变化曲 线，并指出Xo最后稳定在什么值。 例如：T=0时刻，Xi=1，Xf=0, Xd=1,Xo0=10; T=1时刻，Xi=1，Xf=0.1, Xd=0.9,Xo1=9; ......
第一个控制系统：1788年，瓦特设计离心式调速 器，用于控制蒸汽机速度。利用了负反馈的原理
7．把JK触发器转换成D触发器，则J、K和D的关系应 为 。 A. J=K=D B. J=D，K= D C. J= D ，K=D D. J=D，K=0
8．JK触发器转换得到D触发器的转换电路是
D
1 CP
。
Q1 Q1
1J C1 1K
Q1 Q1
D
1
1J
CP
C1 1K
A.
B.
JK触发器→D触发器
写出D触发器的特性方程，并进行变换，使之形式与JK触发 器的特性方程一致：
• • • • 3.1.1 锁存器的基本特性 3.1.2 基本SR锁存器 3.1.3 门控SR锁存器 3.1.4 门控D锁存器
电路图与逻辑符号 R，S ：输入； Q，
Q
：输出
由与非门构成的基本SR锁存器的电路及符号
以下几页很关键！
输入S、R共有4种可能的情况，下面逐一讨论。 输出确定的情况：
课堂作业3.4
• 默写：门控SR锁存器的状态方程。 • 画：门控SR锁存器的状态图。
继续改进： 解决SR锁存器存在“不稳”态的问 题。 这就是D锁存器。
状态方程：Qn+1=D SR锁存器的S和R的取值受到约束，即不能同 时为1。 这里D锁存器解决了这个问题。 但奇怪的是：D触发器好像什么都没做？ 图3.8。
4. JK触发器的特征方程是
。
5. JK触发器，若Qn = 1，则当 时 Qn+1 = 1。 A. J=K=1 B. J=K=0 C. J=1, K=0 D. J=0, K=1 6．SR触发器，若Qn=1，则当 时Qn+1 =1。 A. S=R=1 B. S=R=0 C. S=1, R=0 D. S=0, R=1
SR触发器与门控SR锁存器不同：它有一个窄脉冲转换器。 其功能是对应时钟脉冲的上升沿而产生一个持续时间很 短的窄脉冲，称尖锋脉冲。
正沿SR触发器操作原理图
存在问题：与门控锁存器一样，当S和R同时为高时，如果时钟 脉冲出现，会使触发器输出现不稳定情况。 SR触发器：S＝１， R＝１不允许。
【例4】 SR触发器的输入波形如图所示，画出Q和Q的工作波形（假 定触发器现态为0）。
0
1
1
0
1
1
1
0
(2)原状态S=1, R=0，输出Q=0； 新状态S=1, R=1，输出Q=0。 如果考虑原状态到新状态的连续变化，那么“输入S=1, R=1，输出Q=0”的情况是确定的。不可能出现输出Q=1。 因 此“状态保持不变”。
1
0
0
1
1
0
1
1
因此虽然输入S=1, R=1，输出可能有两种情况：Q=0 或Q=1，表面看起来这是不可控制的， 但是如果考虑从原状态到新状态的连续变化，那么 只能出现Q=0或Q=1其中之一，不会都出现。 S=1, R=1的情况称为“状态保持”。
1
?
1
?
课堂作业3.2
• 重复刚才的分析过程，写出基本SR锁存器的变 化情况。即分析输入和输出的对应情况。
真值表 R S 0 1 1 0 0 0 1 1
Q Q 0 1 1 0 不稳（Ф ） 保持
R：置零或复位端（低电平置零，逻辑符号上用小圆圈表示） S：置1或置位端（低电平置１） Q：触发器原端或1端
离心式调速器中有二颗重 球，其旋转速度和蒸汽机相 同。 （1）蒸汽机的速度提高时， 重球因离心力移到调速器的 外侧，因此会带动机构，关 闭蒸汽机进气阀门，降低蒸 汽机速度。 当蒸汽机速度过低时，重 球会移到调速器的内侧，会 再开启蒸汽机进气阀门，增 加蒸汽机速度。
1788年： 博尔顿& 瓦特引擎
3.1 锁存器
0 0
1
1
CP=0时，状态不变。
1 0
1
0
0
1
1
CP=1时， J=K=0，状态不变。
1 1 0
1
0
1
0
1
0
CP=1时， J=1，K=0，置1态。
0 1 1
1
0
0
1
0 1
CP=1时， J=0，K=1，置0态。
1 1 0
0
1
0 1
0
1
1 0
CP=1时， J=K=1，翻转。
0 1 1 1
0
1
1
真值表
CP 0 1 1 1 1 1 1 1 1 J × 0 0 0 0 1 1 1 1 K × 0 0 1 1 0 0 1 1 Qn × 0 1 0 1 0 1 0 1 Q n+1 Q
n
功能
Q n 1 Q n 保持
0 1 0 0 1 1 1 0
Q n 1 Q n 保持
Q
n 1
JK=00时不变 JK=01时置0 JK=10时置1 JK=11时翻转
3.2.3 JK触发器 JK触发器功能同SR触发器类似，也是双输入，JK触发 器主要改进：解决SR触发器不稳定问题。
正沿JK触发器
工作原理： 数据在时钟有效边沿之前的提前到达，当有效边沿之后， 完成相应操作。 JK都为1时的情况：窄脉冲使JK触发器状态反转。当J ＝１，K＝１时，对每一个连续的时钟脉冲，触发器 可改变成相反状态或计数状态，称为交替操作。
1 0
0
1
0
1
1
0
输入S=1、R=1 ，而输出Q有2种情况？ 可以接受吗？
1 1
1
0
1
0
1
1
下面考虑状态的变化
(1)原状态S=0, R=1，输出Q=1； 新状态S=1, R=1，输出Q=1。 如果考虑原状态到新状态的连续变化，那么“输入S=1, R=1，输出Q=1”的情况是确定的。不可能出现输出Q=0。 因 此“状态保持不变”。
输入S=0, R=0，输出Q=1，是确定的。但是 书上说是“不稳”，为什么？
0 1
0
1
如果“输入S=0, R=0，输出Q=1”是原状态， 新状态是“输入S=1, R=1”，此时输出Q＝？
0 1
0
1
此时输出Q=0或Q=1 都是可能的，因此是 不可控制的。 称“输入S=0, R=0” 为“不稳”，禁止它 出现。
若 RS＝10，触发器就会翻转成为1状态。
②当触发器处在1状态，即Qn=1时，若输入信号RS ＝10或 11，触发器仍为1状态； 若 RS＝01，触发器就会翻转成为0状态。
课堂作业3.3
• 默写：基本SR锁存器的状态方程。 • 画：基本SR锁存器的状态图。
S 和R 同时为0 Q, Q同为1
Q ：触发器非端或0端
功能真值表及特征方程
状态转换真值表：输入信号与原态、 次态之间的关系 Qn+1的卡诺图
Qn ：原状态或现态（输入） Qn+1：新状态或次态（输出）
功能真值表 R 0 0 0 0 1 1 1 1 S 0 0 1 1 0 0 1 1 Qn 0 1 0 1 0 1 0 1 Qn+1 Ф Ф 0 0 1 1 0 1 状态方程
（３）触发器的翻转延迟时间。触发器的翻转延迟时间tp：时钟信 号幅度50％到触发器Q端输出信号幅度50％的时间间隔。
3.3 寄存器和移位寄存器
3.3.1 寄存器
由若干个正沿D触发器构成的一次能存储多位二进制代码的时序逻辑 电路，叫寄存器。输出采用三态门控制，因而适合于挂接在数据总线 上。D锁存器也可构成寄存器，常用的寄存器大多由D触发器构成。 两者区别： D触发器构成的寄存器：时钟信号 采用边沿方式工作，更可靠。 D锁存器构成的寄：时钟信号采用 电位方式工作，易受干扰。
0 置0
Q n 1 1 置 1 Q n 1 Q n 翻转
特征方程
Q
n1
J Q KQ
n
n
CP=1期间有效
课堂作业3.6
• 根据表3.6，画出卡诺图，推出JK触发器的 特征方程。 • 根据表3.6，画出JK触发器的状态转换图。
状 态 图
JK=1×
0×
0 ×1