7版 21章 时序逻辑电路
数字电子技术之时序逻辑电路介绍课件
时序逻辑电路的特点
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
存储功能：能够存储 输入信号的状态，并 在一定条件下输出相 应的信号
反馈机制：通过反馈 机制实现对输入信号 的响应和输出信号的 控制
定时功能：能够实现 对输入信号的定时控 制，并在一定条件下 输出相应的信号
设计思路：使用D 触发器构成计数器， 每个D触发器输出 连接到下一个D触 发器的输入
设计步骤：
确定触发器的个数 和类型
设计触发器的连接 方式
编写触发器的逻辑 方程
设计电路的仿真和 测试
设计结果：实现一 个4位二进制计数器， 能够正常计数并输 出正确的计数值
谢谢
设计原则
01
正确性：保证 电路的功能正 确，满足设计 要求
02
简洁性：尽量 减少电路的复 杂度，降低成 本
03
可靠性：保证 电路在各种情 况下都能正常 工作
04
灵活性：便于 修改和扩展， 适应不同的需 求
05
性能优化：提 高电路的速度、 功耗和面积等 性能指标
设计实例
设计要求：实现一 个4位二进制计数 器
04
状态图分析步骤：绘制状态图、分析状态转换、确定输出信号
05
状态图分析优点：直观、易于理解和分析复杂电路
状态表分析法
状态表：描 述时序逻辑 电路状态的 表格
状态转换： 状态表列出 了电路在各 种输入条件 下的状态转 换关系
状态方程： 描述状态转 换关系的数 学方程
状态图：用 图形方式表 示状态转换 关系的方法
组合逻辑电路与时序 逻辑电路的区别：组 合逻辑电路只对当前 的输入信号进行响应， 而时序逻辑电路对过 去的输入信号和当前 的输入信号进行响应。
第21章 触发器和时序逻辑电路
第二十一章 触发器和时序逻辑电路
第二节 JK触发器
CC4027是国产CMOS型集成边沿JK触发器，CP输入端 没有小圆圈表示触发器改变状态的时刻是在CP的上升沿(正跳 变)；异步输入端(直接置位、复位端)SD、RD为高电平有效。 特别注意：CMOS触发器的输入端不能悬空，必须通过电 阻接电源置为l。
第二十一章 触发器和时序逻辑电路
第三节 D触发器
• 例6-2 由一片双D触发器CC4013组成的移相电路如图所示， 可输出两个频率相同，相位差900的脉冲信号，已知CP波 形，试画出Q1和Q2端的波形，设F1和F2的初态为0。
0 1 0 1
Q1 Q2
0
1
第二十一章 触发器和时序逻辑电路
第四节 T触发器及各种触发器逻辑功能的相互转换 一、T触发器 T触发器是一种受控制的计数式触发器，也称为受控翻转触发器。
第二十一章 触发器和时序逻辑电路
本章提要 触发器是具有记忆功能、能存储数字信息的最常用的 一种基本单元电路。其特点：电路在某一时刻的输出 状态，不仅取决于当时输入信号的状态，而且与电路 的原始状态有关。当输入信号消失后，输入信号对电 路的影响将以新的输出状态保持在输出端。本章主要 讨论以下几个问题： 1. RS、JK、D、T、T′触发器的逻辑功能及各种触发器逻 辑功能的相互转换； 2. 寄存器、计数器的工作原理；
第一节 RS触发器
计数式触发器的空翻现象。
第二十一章 触发器和时序逻辑电路
第二节 JK触发器
结构及逻辑符号
第二十一章 触发器和时序逻辑电路
第二节 JK触发器
JK触发器的状态方程
Q n 1 JQ n KQ n
CP
真值表： J 0 0 1 K 0 1 0 Qn+1 Qn 0 1 Qn
时序逻辑电路ppt课件PPT学习教案
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（2）顺序负脉冲
第24页/共114页
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5.2 二进制计数器
5.2.1 异步二进制计数器 5.2.2 同步二进制计数器
第25页/共114页
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5.2 二进制计数器
计数器：用以统计输入时钟脉冲CP个数的电路。 计数器的分类：
1．按计数进制分 二进制计数器：按二进制数运算规律进行计数的 电路称作二进制计数器。 十进制计数器：按十进制数运算规律进行计数的 电路称作十进制计数器。 任意进制计数器：二进制计数器和十进制计数器 之外的其它进制计数器统称为任意进制计数器。
出 Q1 Q2
Q3
0
1
0000
1
1
1000
2
0
1100
3
1
0110
4
0
1011
5
0
0101
6
0
0010
7
0
0001
8
0
0000
第13页/共114页
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14
④ 时序图
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并行图5输-5出 4位右移位寄存器时序图
第14页/共114页
串行输出
15
（2）左移位寄存器
串行 输入
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图5-4 4位右移位寄存器
第12页/共114页
同步时序 逻辑电路
13
② 工作过程
指③逐位状将依态数次表码输11入01）右。移串行输入给寄存器（串行输入是
在接收数表码5-前2 ，4从位右输移入位端寄输存入器状一态个表负脉冲把各触
发器置为0状态（称为清零）。
时序逻辑电路 PPT学习教案
2. 寄存器的分析： 由边沿触发器组成的4位寄存器74LS175
CP上升沿到来时， Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0 其它时间， Qn+1= Qn
CR 为异步清零端
第23页/共142页
24
74LS175 功能表
输入 CR CP D0 D1 D2 D3
输出 Q0 Q1 Q2 Q3
时序电路的分析： 找出电路的状态和输出状态在 输入变量和时钟信号的作用下 的变化规律，即已知逻辑图说 明其逻辑功能。
步骤 ： 1、写方程：根第8页据/共142逻页 辑电路图写
出各触发器的
9
2、求状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特 性方程，得到各触发器的状态方程(即次态方 程）
3、列状态转换表：依次设初态，求次态，列出 状态转换真值表（画出状态转换图或时序图 ）
7
3、按输出信号的特点分类：（即组合电路的繁简 程度）
（1）Mealy（米里）型：输出信号取决于存储电 路与输入变量
（2）Moore（摩尔）型：输出仅仅取决于存储电 路的状态
注：有些电路没有组合逻辑电路；有些电路没有 输入信号。
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8
6.2 时序逻辑电路的分析方法
6.2.1 同步时序逻辑电路分析方法
51
小结：异步二进制计数器如由T’触发器组成， 其各级触发器的的时钟选择规律为：
CP0=CP
加法，下降沿触发
触发
触发
加法 减法
Qi1 CPi Qi1 CPi
Qi1 CPi Qi1 CPi
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52
（2）异步十进制加法计数器
原理： 在4位二进制异步加法计数器上修改而成， 要跳过10101111这六个状态。
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电工学（吉培荣著）课后答案下载电工学（吉培荣著）课后答案下载本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
本书是根据当前教学改革形势，在第六版的基础上作了精选、改写、调整、补充而修订编写的。
全书分上、下两册出版。
上册是电工技术部分;下册是电子技术部分。
各章均附有习题。
另编有配套立体化教材(见第七版序言)。
本书可作为高等学校工科非电类专业上述两门课程的教材，也可供社会读者阅读。
本书(第七版)由哈尔滨工程大学张保郁教授审阅。
本书第三版于1987年获全国优秀教材奖，第四版于1997年获国家级教学成果二等奖和国家级科学技术进步三等奖，第五版于获全国普通高等学校优秀教材二等奖，第六版于获国家级教学成果二等奖，并于获第七届全国高校出版社优秀畅销书一等奖，此外还被评为“高等教育百门精品课程教材建设计划”精品项目。
电工学（吉培荣著）：内容简介第1章电路的基本概念与基本定律1.1电路的作用与组成部分1.2电路模型1.3电压和电流的参考方向1.4欧姆定律1.5电源有载工作、开路与短路1.5.1电源有载工作1.5.2电源开路1.5.3电源短路1.6基尔霍夫定律1.6.1基尔霍夫电流定律1.6.2基尔霍夫电压定律1.7电路中电位的概念及计算习题第2章电路的分析方法2.1电阻串并联连接的等效变换2.1.1电阻的串联2.1.2电阻的并联2.2电阻星形联结与三角形联结的等效变换 2.3电源的两种模型及其等效变换2.3.1电压源模型2.3.2电流源模型2.3.3电源两种模型之间的等效变换2.4支路电流法2.5结点电压法2.6叠加定理2.7戴维宁定理与诺顿定理2.7.1戴维宁定理2.7.2诺顿定理2.8受控电源电路的分析2.9非线性电阻电路的分析习题第3章电路的暂态分析第4章正弦交流电路第5章三相电路第6章磁路与铁心线圈电路第7章交流电动机第8章直流电动机第9章控制电机第10章继电接触器控制系统第11章可编程控制器及其应用第12章工业企业供电与安全用电第13章电工测量附录部分习题答案中英文名词对照参考文献第14章半导体器件14.1半导体的导电特性14.1.1本征半导体14.1.2N型半导体和P型半导体 14.2PN结及其单向导电性14.3二极管14.3.1基本结构14.3.2伏安特性14.3.3主要参数14.4稳压二极管14.5双极型晶体管14.5.1基本结构14.5.2电流分配和放大原理14.5.3特性曲线14.5.4主要参数14.6光电器件14.6.1发光二极管14.6.2光电二极管14.6.3光电晶体管习题第15章基本放大电路15.1共发射极放大电路的组成15.2放大电路的`静态分析15.2.1用放大电路的直流通路确定静态值 15.2.2用图解法确定静态值15.3放大电路的动态分析15.3.1微变等效电路法15.3.2图解法15.4静态工作点的稳定15.5放大电路的频率特性15.6射极输出器15.6.1静态分析15.6.2动态分析15.7差分放大电路15.7.1静态分析15.7.2动态分析15.7.3共模抑制比15.8互补对称功率放大电路15.8.1对功率放大电路的基本要求15.8.2互补对称放大电路15.8.3集成功率放大电路15.9场效晶体管及其放大电路15.9.1绝缘栅场效晶体管15.9.2场效晶体管放大电路习题第16章集成运算放大器16.1集成运算放大器的简单介绍16.1.1集成运算放大器的特点16.1.2电路的简单说明16.1.3主要参数16.1.4理想运算放大器及其分析依据 16.2运算放大器在信号运算方面的应用 16.2.1比例运算16.2.2加法运算16.2.3减法运算16.2.4积分运算16.2.5微分运算16.3运算放大器在信号处理方面的应用 16.3.1有源滤波器16.3.2采样保持电路16.3.3电压比较器16.4运算放大器在波形产生方面的应用 16.4.1矩形波发生器16.4.2三角波发生器……第17章电子电路中的反馈第18章直流稳压电源第19章电力电子技术第20章门电路和组合逻辑电路第21章触发器和时序逻辑电路第22章存储器和可编程逻辑器件第23章模拟量和数字量的转换附录部分习题答案中英文名词对照参考文献电工学（吉培荣著）：图书目录点击此处下载电工学（吉培荣著）课后答案。
时序逻辑电路PPT课件
工作原理
状态表示
时序逻辑电路中的状态通常由存储元件（如触发器）来存储，根据 输入信号的变化，电路的状态会随之改变。
状态转移
时序逻辑电路中的状态转移是由输入信号和当前状态共同决定的， 根据一定的逻辑关系，电路会从一个状态转移到另一个状态。
。
02
可编程逻辑控制器（PLC）
在工业控制系统中，时序逻辑电路用于实现可编程逻辑控制器，用于自
动化控制和数据处理。
03
传感器接口
时序逻辑电路用于实现传感器接口电路，将传感器的模拟信号转换为数
字信号，并传输给微控制器或可编程逻辑控制器进行处理。
04
CATALOGUE
时序逻辑电路的优化
优化设计
设计
使用基本的逻辑门电路， 根据需求逐一设计电路。
自动化工具设计
使用EDA（电子设计自动 化）工具进行设计，提高 设计效率。
混合设计
结合手工设计和自动化工 具设计，根据具体情况选 择合适的设计方法。
设计工具
硬件描述语言
使用Verilog或VHDL等硬件描述语言进行设计。
EDA工具
时序逻辑电路
目录
• 时序逻辑电路简介 • 时序逻辑电路设计 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的优化 • 时序逻辑电路的发展趋势
01
CATALOGUE
时序逻辑电路简介
定义与分类
定义
时序逻辑电路是一种具有记忆功 能的电路，它能够根据输入信号 的变化，按照一定的逻辑关系， 输出相应的信号。
分类
输出信号
时序逻辑电路的输出信号是根据当前状态和输入信号来确定的，它会 随着状态的变化而变化。
电工学(第七版)_秦曾煌_全套课件_21.触发器和时序逻辑电路-1
Q
Q 1 0 若先翻转 & G2
1 1
& G1
11 1 0 1
1
SD 0
RD 0
若G1先翻转，则触发器为“0”态
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基本 RS 触发器状态表
逻辑符号
SD
1 0 1 0
RD
0 1 1 0
Q
0 1 不变
功能 置0 置1 保持
Q
Q
同时变 1后不确定
SD
RD
低电平有效
RD(Reset Direct)-直接置“0”端(复位 端) SD(Set Direct)-直接置“1”端(置位端)
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退出
2. 可控 RS 触发器 基本RS触发器
Q
Q
& G1 SD
& G2 RD
导引电路
& G3
& G4
S
时钟脉冲
CP
R
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SD，RD 用于预置触 发器的初始状态， 工作过程中应处于 高电平，对电路工作 状态无影响。 当CP=0时
Q
Q
& G1
S 1
主触发器
1 0
1
为“？”态
1 1 0 0 J 1 CP K
0 0
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1 0
0R
Q0
Q1 Q
保持原态
(4) J=0，K=0 设触发器原 态为“0”态
SD
Q
从触发器
S
R CP
RD
保持原态
Q
S 0
Q
主触发器
保持原态
电子线路基础数字电路实验7 时序逻辑电路设计
实验七时序逻辑电路设计一、实验目的1. 学习用集成触发器构成计数器的方法。
2. 熟悉中规模集成十进制计数器的逻辑功能及使用方法。
3. 学习计数器的功能扩展。
4. 了解集成译码器及显示器的应用。
二、实验原理计数器是一种重要的时序逻辑电路，它不仅可以计数，而且用作定时控制及进行数字运算等。
按计数功能计数器可分加法、减法和可逆计数器，根据计数体制可分为二进制和任意进制计数器，而任意进制计数器中常用的是十进制计数器。
根据计数脉冲引入的方式又有同步和异步计数器之分。
1. 用D触发器构成异步二进制加法计数器和减法计数器：图10—1是用四只D触发器构成的四位二进制异步加法计数器，它的连接特点是将每只D触发器接成T'触发器形式，再由低位触发器的Q端和高一位的CP端相连接，即构成异步计数方式。
若把图10—1稍加改动，即将低位触发器的Q端和高一位的CP端相连接，即构成了减法计数器。
图10—1本实验采用的D触发器型号为74LS74A，引脚排列见前述实验。
2. 中规模十进制计数器中规模集成计数器品种多，功能完善，通常具有予置、保持、计数等多种功能。
74LS182同步十进制可逆计数器具有双时钟输入，可以执行十进制加法和减法计数，并具有清除、置数等功能。
引脚排列如图10—2所示。
其中LD−−置数端；CP u−−加计数端；CP D−−减计数端；DO−−非同步进位输出端；CO−−非同步借位输出端；Q A、Q B、Q C、Q D−−计数器输出端；D A、D B、D C、D D−−数据输入端；CR−−清除端。
表10—1为74LS192功能表，说明如下：当清除端为高电平“1”时，计数器直接清零(称为异步清零)，执行其它功能时，CR置低电平。
当CR为低电平，置数端LD为低电平时，数据直接从置数端D A、D B、D C、D D置入计数器。
当CR为低电平，LD为高电平时，执行计数功能。
执行加计数时，减计数端CP D接高电平，计数脉冲由加计数端Cp u输入，在计数脉冲上升沿进行842编码的十进制加法计数。
21章 题库——时序逻辑电路+答案
第21章 触发器和时序逻辑电路一、填空题1、JK 触发器的特性方程为：=+1n Q ________________________。
2、时钟触发器按照结构和触发方式不同可分为：_________、__________、_________和主从式触发器四种。
3、T 触发器的特性方程为=+1n Q _________________。
4、4个触发器组成的寄存器可以存储__________位二进制数。
5、将JK 触发器的J 端连在Q 端上，K 端接高电平。
假设)(t Q =0，则经过50个CP 脉冲作用后，它的状态)50(+t Q =_____。
6、对于时钟RS 触发器，若要求其输出“0”状态保持不变，则输入的RS 信号应为________。
7、组成计数器的各个触发器的状态能在时钟信号到达时同时翻转,它属于__________ 计数器。
（填“同步”或“异步”）8、当JK 触发器的输入J=1，K=0时，触发器的次态Q n+1=____________。
9、若要构成十二进制计数器，最少要用__________个触发器。
10、构成一个模6的同步计数器最少要________个触发器。
11、一个 JK 触发器有____个稳态，它可存储____位二进制数。
二、选择题1、下列触发器中有空翻现象的是_________。
A 、同步式触发器B 、维持阻塞式触发器C 、主从式触发器D 、边沿式触发器 2、在以下各种电路中，属于时序电路的有__________。
A 、译码器B 、计数器C 、数据选择器D 、编码器 3、JK 触发器当J=K=1时，Q n+1=__________。
A 、0B 、1C 、Q nD 、 Q n4、下列触发器中逻辑功能最多是_______。
A 、J-K 触发器B 、D 触发器C 、T 触发器D 、T ′触发器 5、在CP 有效的情况下，当输入端D=0时，则D 触发器的输出端=+1n Q ________。
时序逻辑电路讲解ppt
Q JQ C KQ
CP
J K AQn AQn ，A与Qn是异或关系
A与Qn相同时， J K 0 Qn1 Qn 具有保持原状态功能
A与Qn不同时，J K 1 Qn1 Qn 具有计数功能
时序逻辑电路
特点:
在数字电路中,凡就是任一时刻得稳定输出不仅决定 于该时刻得输入,而且还与电路原来得状态有关者,都 叫做时序逻辑电路,简称时序电路。
3、动作特点: 在CP=1得全部时间里,输入信号 得变化都对主触发器起控 制作用,所以当CP下降沿到达时从触发器得状态不仅仅由 此时刻输入信号得状态决定,还必须考虑整个CP=1期间输 入信号得变化过程。
三、 主从RS、JK触发器
主从RS触发器 的图形符号
S
1S
Q
CP C1
R
1R
Q
主从JK触发器 的图形符号
4. 根据状态转换情况总结电路功能。
例:时序电路见下图, FF1～FF3为主从JK触发器、下降沿动作。 分析其逻辑功能。输入端悬空时等同逻辑1。
1J
Q1
C1
1K
Q1 &
FF1
1J
Q2
C1
1K
Q2
FF2
& 1J Q3 &
1
Y
C1
1K
Q3
FF3 CP
J1 Q2 • Q3
K1 1
1、驱动方程 J2 Q1
RD
0–t1： RD=0、 SD=1
Q=1、Q=0
SD t1 t2 t3 t4 t5 t
t1–t2： RD= SD=0
保持Q=1、Q=0
t2 –t3： RD=1、 SD=0
Q
t
Q=0、Q=1
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第21章触发器和时序逻辑电路
21.1.5 已知时钟脉冲CP的波形如图21.1.5所示，试分别画出图21.05中各触发器输出端Q 的波形。
设它们的初始状态均为0。
指出哪个具有计数功能。
解：
Q 的波形图：
(a)、(d) 、(e) 具有计数功能。
19
21.2.6 在图21.06 的逻辑图中，试画出Q1和Q2端的波形，时钟脉冲CP 的波形如图21.1.5所示。
如果时钟脉冲的频率是4000Hz ，那么Q1和Q2波形的频率各为多少？设初始状态Q1 =
Q2 = 0 。
解：Q1和Q2波形：
Hz
f f Hz
f f Q Q CP Q 100020005.021*********.021
121=⨯===⨯==
此电路为四分频电路。
20
21.3.2 74LS293 型计数器的逻辑图、外引线排列图及功能表如图21.13所示。
它有两个时钟脉冲输入端CP0和CP1。
试问（1）从CP0输入，Q0输出时，是几进制计数器？（2）从CP1输入，Q3，Q2，Q1输出时，是几进制计数器？（3）将Q0端接到CP1端，从CP0输入，Q3，Q2，Q1，Q0输出时，是几进制计数器？图中R0(1)和R0(2)是清零输入端，当该两端全为1时，将四个触发器清零。
解：
（1）1位二进制加法计数器。
（2）八进制加法计数器。
（3）十六进制加法计数器。
21。