電工學(xué)簡(jiǎn)明教程_14觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路

1、第第 14 章章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路第第 14 章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路14.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14.2寄存器寄存器14.3計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器14.4由由 555 計(jì)時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)計(jì)時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)器和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器*14.5舉例應(yīng)用舉例應(yīng)用第第 14 章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路數(shù)字電路按照功能的不同分為兩類數(shù)字電路按照功能的不同分為兩類：組合邏輯電路；組合邏輯電路；時(shí)序邏輯電路。時(shí)序邏輯電路。時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)：時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)：它的輸出狀態(tài)不僅決定于當(dāng)時(shí)它的輸出狀態(tài)不僅決定于當(dāng)時(shí)的輸入狀態(tài)，而且還與電路的

2、原來(lái)狀態(tài)有關(guān)，也就是時(shí)序的輸入狀態(tài)，而且還與電路的原來(lái)狀態(tài)有關(guān)，也就是時(shí)序邏輯電路邏輯電路具有記憶功能具有記憶功能。組合邏輯電路的特點(diǎn)組合邏輯電路的特點(diǎn)：只由邏輯門電路組成，它的輸只由邏輯門電路組成，它的輸出變量狀態(tài)完全由當(dāng)時(shí)的輸入變量的組合狀態(tài)來(lái)決定，而出變量狀態(tài)完全由當(dāng)時(shí)的輸入變量的組合狀態(tài)來(lái)決定，而與電路的原來(lái)狀態(tài)無(wú)關(guān)，它與電路的原來(lái)狀態(tài)無(wú)關(guān)，它不具有記憶功能不具有記憶功能。觸發(fā)器是觸發(fā)器是時(shí)序邏輯時(shí)序邏輯電路電路的基本單元。的基本單元。14.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器其有兩個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)其有兩個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)分類分類: 1按邏輯功能按邏輯功能2按其結(jié)構(gòu)按其結(jié)構(gòu)RS 觸發(fā)器、觸發(fā)器、

3、JK 觸發(fā)器、觸發(fā)器、D 觸發(fā)器觸發(fā)器主從型觸發(fā)器、維持阻塞型觸發(fā)器主從型觸發(fā)器、維持阻塞型觸發(fā)器特點(diǎn)特點(diǎn)：具有具有記憶記憶功能功能14.1.1RS 觸發(fā)器觸發(fā)器1基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器Q&DSDRQ邏輯圖邏輯圖G1G2DRSRQ圖形符號(hào)圖形符號(hào)DSQ基本基本 RS 觸發(fā)器由兩個(gè)觸發(fā)器由兩個(gè)與非與非門門交叉連接交叉連接而成，使其具有而成，使其具有記憶記憶功能。功能。它有兩個(gè)輸出端它有兩個(gè)輸出端 Q 和，和，兩者的邏輯狀態(tài)應(yīng)相反。兩者的邏輯狀態(tài)應(yīng)相反。Q有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)：有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)：( (1) )Q = 0 0，Q = 1 1，稱為稱為復(fù)位復(fù)位狀態(tài)狀態(tài)( (0 0 態(tài)態(tài)) )；(

4、 (2) )Q = 1 1，Q = 0 0，稱為稱為置位置位狀態(tài)狀態(tài)( (1 1 態(tài)態(tài)) )。有兩個(gè)直接輸入端有兩個(gè)直接輸入端 RDSD平時(shí)固定接高電位平時(shí)固定接高電位，處于處于 1 態(tài)。態(tài)。加負(fù)脈沖后加負(fù)脈沖后，觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。生翻轉(zhuǎn)。SD直接置位端直接置位端( (也稱置也稱置 1 端端) )RD直接復(fù)位端直接復(fù)位端( (也稱置也稱置 0 端端) )加觸發(fā)負(fù)脈沖時(shí)加觸發(fā)負(fù)脈沖時(shí)Q 端的端的波形圖波形圖為了分析方便，設(shè)：為了分析方便，設(shè)：Qn 為原來(lái)的狀態(tài)，稱為原態(tài)為原來(lái)的狀態(tài)，稱為原態(tài) ；Qn+1 為加觸發(fā)信號(hào)后的狀態(tài)，為加觸發(fā)信號(hào)后的狀態(tài)， 稱為稱為 新態(tài)或新態(tài)或 次態(tài)

5、。次態(tài)。Q&DSDRQ邏輯圖邏輯圖G1G2Q&DSDRQ邏輯圖邏輯圖G1G2由邏輯圖可求出基本由邏輯圖可求出基本 RS 觸發(fā)器的邏輯式觸發(fā)器的邏輯式nnnnQRQQSQ D1D1，也可簡(jiǎn)記為也可簡(jiǎn)記為QRQQSQ DD，以下分四種情況分析其狀態(tài)以下分四種情況分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換和邏輯功能。轉(zhuǎn)換和邏輯功能。DD, QRQQSQ10當(dāng)當(dāng) 端加負(fù)脈沖時(shí)，不論觸發(fā)器端加負(fù)脈沖時(shí)，不論觸發(fā)器的初始狀態(tài)是的初始狀態(tài)是 1 態(tài)，還是態(tài)，還是 0 態(tài)，均有態(tài)，均有DR即將觸發(fā)器置即將觸發(fā)器置 0 或保持或保持 0 態(tài)。當(dāng)負(fù)脈沖除態(tài)。當(dāng)負(fù)脈沖除去去后觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變，實(shí)現(xiàn)后觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變，實(shí)

6、現(xiàn)記憶記憶功能。功能。 即置即置 0 端有信號(hào)端有信號(hào)狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程圖解狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程圖解QRQQSQ DD,Q&DSDRQ邏輯圖邏輯圖G1G2DD, ) 1 (SR01DD(2),RS10即置即置1端有信號(hào)端有信號(hào)即將觸發(fā)器置即將觸發(fā)器置 1 或保持或保持 1 態(tài)。當(dāng)負(fù)脈態(tài)。當(dāng)負(fù)脈沖除沖除去去后觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變，實(shí)現(xiàn)后觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變，實(shí)現(xiàn)記憶記憶功能。功能。 DD , QRQQSQ01當(dāng)端加負(fù)脈沖時(shí)，不論觸發(fā)當(dāng)端加負(fù)脈沖時(shí)，不論觸發(fā)器的初始狀態(tài)是器的初始狀態(tài)是 1 態(tài)，還是態(tài)，還是 0 態(tài)，均態(tài)，均有有DS狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程圖解狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程圖解G1G2QRQQSQ DD,Q&

7、DSDRQ邏輯圖邏輯圖DD(3),RS11QQQRQQQQSQ1,1DD這種情況，這種情況，即將觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。即將觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。DD(4),RS00 這種輸入狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)脈沖除去后，將由各種偶然因素決這種輸入狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)脈沖除去后，將由各種偶然因素決定觸發(fā)器的最終狀態(tài)，因而定觸發(fā)器的最終狀態(tài)，因而禁止出現(xiàn)禁止出現(xiàn)?；净?RS 觸發(fā)器的邏輯狀態(tài)表觸發(fā)器的邏輯狀態(tài)表 QDSDR0 01 10 01 10 01 11 11 1不變不變0 00 0禁用禁用2可控可控RS 觸發(fā)器觸發(fā)器DRSRQ圖形符號(hào)圖形符號(hào)DSS1SR1RC1QCP&Q&DSQDRRSCP邏輯電路

8、邏輯電路增加了增加了 G3 和和 G4 組成的導(dǎo)引電路，組成的導(dǎo)引電路，時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖 CP 是一種控制命令，是一種控制命令，通過(guò)導(dǎo)引電路實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入端通過(guò)導(dǎo)引電路實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入端 R和和 S 的控制，即當(dāng)?shù)目刂?，即?dāng) CP = 0 時(shí)，時(shí)，不論不論 R 和和 S 端的電平如何變化，端的電平如何變化， G3 門和門和 G4 門的輸出均為門的輸出均為 1，基本觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。基本觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。 S 是置是置 1 信號(hào)輸入端，高電平有效信號(hào)輸入端，高電平有效R 是置是置 0 信號(hào)輸入端，高電平有效信號(hào)輸入端，高電平有效增加了時(shí)鐘脈沖輸入端增加了時(shí)鐘脈沖輸入端 CPG1G2G4G3只有當(dāng)時(shí)

9、鐘脈沖來(lái)到后，只有當(dāng)時(shí)鐘脈沖來(lái)到后，即即 CP = 1 時(shí)，觸發(fā)器才按時(shí)，觸發(fā)器才按 R 、S 端的輸入狀態(tài)端的輸入狀態(tài) 來(lái)決定其輸出來(lái)決定其輸出狀態(tài)。狀態(tài)。和和是直接置是直接置 0 和直接置和直接置 1 端端 ，就是不經(jīng)過(guò)時(shí)鐘脈，就是不經(jīng)過(guò)時(shí)鐘脈沖的控制可以對(duì)基本沖的控制可以對(duì)基本 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 0 或置或置 1 ，一般用于，一般用于強(qiáng)迫強(qiáng)迫置置位位。在工作過(guò)程中它們處于在工作過(guò)程中它們處于 1 態(tài)。態(tài)。DRDS可控可控RS 觸發(fā)器的邏輯式觸發(fā)器的邏輯式，QCPSQ QCPRQ &Q&DSQDRRSCP邏輯電路邏輯電路G1G2G3G4可分四種情況分析可分四種情況分析 CP

10、 = 1 1 時(shí)觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和邏輯時(shí)觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和邏輯功能，見(jiàn)下表。功能，見(jiàn)下表?？煽乜煽?RS 觸發(fā)器的邏輯狀態(tài)表觸發(fā)器的邏輯狀態(tài)表 Qn+100Qn01110011不定不定RS可見(jiàn)可見(jiàn)當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào) R 和和 S 的狀態(tài)相反時(shí)，時(shí)鐘脈沖的狀態(tài)相反時(shí)，時(shí)鐘脈沖來(lái)到后，輸出來(lái)到后，輸出 Q 端的狀態(tài)端的狀態(tài)總是與總是與 S 端相同。端相同。&Q&DSQDRRSCP邏輯電路邏輯電路G1G2G3G4CPRS可控可控RS 觸發(fā)器的工作波形圖觸發(fā)器的工作波形圖( (初態(tài)初態(tài) Q = 0 0) )Q不定不定因?yàn)橐驗(yàn)?RS 觸發(fā)器觸發(fā)器的輸入信號(hào)組合存在著的輸入信號(hào)組合存在著

11、禁用禁用組合，所組合，所以為了克服這種現(xiàn)象引出了以為了克服這種現(xiàn)象引出了JK 觸發(fā)器、觸發(fā)器、D 觸發(fā)器。觸發(fā)器。14.1.2JK 觸發(fā)器觸發(fā)器KQRQJS ,主觸發(fā)器的輸出主觸發(fā)器的輸出 端端 Q 與從觸與從觸發(fā)器的發(fā)器的 S 端相連，端與從觸發(fā)端相連，端與從觸發(fā)器的器的 R 端相連。端相連。非非門的作用是使門的作用是使兩個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖信號(hào)反相。兩個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖信號(hào)反相。Q它由兩個(gè)可控它由兩個(gè)可控RS 觸觸發(fā)器串聯(lián)組成，分別稱為發(fā)器串聯(lián)組成，分別稱為主觸發(fā)器和從觸發(fā)器。主觸發(fā)器和從觸發(fā)器。J 和和 K 是信號(hào)輸入端，是信號(hào)輸入端， 它它們分別與和們分別與和 Q 構(gòu)成構(gòu)成與邏輯關(guān)系，成

12、為主觸發(fā)與邏輯關(guān)系，成為主觸發(fā)器的器的 S 端和端和 R 端，即端，即QDRSRQ圖形符號(hào)圖形符號(hào)DSJ1JK1KC1QCPDRQDSJKQCPQSRQCP主觸發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器1SR邏輯電路邏輯電路邏輯功能分析邏輯功能分析( (1) ) J = 1 1，K = 1 1設(shè)時(shí)鐘脈沖來(lái)到之前設(shè)時(shí)鐘脈沖來(lái)到之前( (CP = 0 0) )觸發(fā)器的初始狀觸發(fā)器的初始狀態(tài)為態(tài)為 0 0。這時(shí)主觸發(fā)器的。這時(shí)主觸發(fā)器的 0,1 KQRQJS當(dāng)時(shí)鐘脈沖來(lái)到后當(dāng)時(shí)鐘脈沖來(lái)到后( (CP = 1) )， Q 端由端由 0 1，使從觸發(fā)器的，使從觸發(fā)器的S = 1，R = 0，當(dāng)當(dāng) CP 從從 1 下跳

13、為下跳為 0 時(shí)，時(shí)，非非門輸出為門輸出為 1，從觸，從觸發(fā)器也翻轉(zhuǎn)為發(fā)器也翻轉(zhuǎn)為 1 態(tài)，從觸發(fā)器與主觸發(fā)器的狀態(tài)是一致的。態(tài)，從觸發(fā)器與主觸發(fā)器的狀態(tài)是一致的。反之，設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為反之，設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為 1 1，同樣可分析出，主、從，同樣可分析出，主、從觸發(fā)器都觸發(fā)器都翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 0 0。 DRQDSJKQCPQSRQCP主觸發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器1SR邏輯電路邏輯電路JK 觸發(fā)器計(jì)數(shù)波形觸發(fā)器計(jì)數(shù)波形圖圖CPQQJK 觸發(fā)器在觸發(fā)器在 J = 1 1，K = 1 1 的情況下，來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖，的情況下，來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖，它就翻轉(zhuǎn)一次它就翻轉(zhuǎn)一次，即即 Qn+1 =，此時(shí)觸

14、發(fā)器具有計(jì)數(shù)功能。，此時(shí)觸發(fā)器具有計(jì)數(shù)功能。 QnDRQDSJKQCPQSRQCP主觸發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器1SR邏輯電路邏輯電路設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為為 0 0。當(dāng)。當(dāng) CP = 1 1 時(shí)，由時(shí)，由于主觸發(fā)器的于主觸發(fā)器的 S = 0 0，R = 0 0，Q 端的狀態(tài)仍為端的狀態(tài)仍為 0 0，保持不變。當(dāng)保持不變。當(dāng) CP 下跳下跳時(shí)，由于從觸發(fā)器的時(shí)，由于從觸發(fā)器的 S = 0 0，R = 0 0，也保持也保持 0 0 態(tài)不態(tài)不變。變。 ( (2) )J = 0 0，K = 0 0如果初始狀態(tài)為如果初始狀態(tài)為 1 1，同樣可分析出，一個(gè)時(shí)鐘脈沖來(lái)到后，同樣可分析出，

15、一個(gè)時(shí)鐘脈沖來(lái)到后，將保持將保持 1 1 態(tài)不變。即態(tài)不變。即nnQQ 1DRQDSJKQCPQSRQCP主觸發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器1SR邏輯電路邏輯電路( (3) )J = 1 1，K = 0 0可分析出不管觸發(fā)器可分析出不管觸發(fā)器原來(lái)處于什么狀態(tài)，一個(gè)原來(lái)處于什么狀態(tài)，一個(gè)時(shí)鐘脈沖來(lái)到后，輸出一時(shí)鐘脈沖來(lái)到后，輸出一定是定是 1 1 態(tài)。態(tài)。( (4) )J = 0 0，K = 1 1可分析出不管觸發(fā)器原來(lái)處于什么狀態(tài)，一個(gè)時(shí)鐘脈沖可分析出不管觸發(fā)器原來(lái)處于什么狀態(tài)，一個(gè)時(shí)鐘脈沖來(lái)到后，輸出一定是來(lái)到后，輸出一定是 0 0 態(tài)。態(tài)。 主從型觸發(fā)器具有在主從型觸發(fā)器具有在CP 從從 1

16、 1 下跳為下跳為 0 0 時(shí)翻轉(zhuǎn)的時(shí)翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，也就是具有在時(shí)鐘特點(diǎn)，也就是具有在時(shí)鐘脈沖脈沖下降沿下降沿觸發(fā)的特點(diǎn)。觸發(fā)的特點(diǎn)。主從型主從型 JK 觸發(fā)器的邏輯狀態(tài)表觸發(fā)器的邏輯狀態(tài)表 Qn+10 00 0 Qn0 01 10 01 10 01 11 11 1JKQnJK 觸發(fā)器波形圖觸發(fā)器波形圖14.1.3D 觸發(fā)器觸發(fā)器總之總之，輸出端輸出端 Q 的狀態(tài)和該脈沖來(lái)到之前輸入端的狀態(tài)和該脈沖來(lái)到之前輸入端 D 的狀的狀態(tài)一致。即態(tài)一致。即nnDQ 1DRSRQDSJ1JK1KC1QCP1D邏輯圖邏輯圖可以將可以將 JK 觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D 觸發(fā)器，如觸發(fā)器，如右右圖所示圖所示。當(dāng)

17、當(dāng) D = 1 1，即，即 J = 1 1，K = 0 0 時(shí)，在時(shí)，在 CP 的下降沿觸發(fā)器翻的下降沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)為( (或保持或保持) ) 1 1 態(tài)；態(tài)；當(dāng)當(dāng) D = 0 0，即，即 J = 0 0，K = 1 1 時(shí)，在時(shí)，在 CP 的下降沿觸發(fā)器翻的下降沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)為( (或保持或保持) )0 0 態(tài)。態(tài)。數(shù)據(jù)觸發(fā)器數(shù)據(jù)觸發(fā)器邏輯邏輯符符號(hào)號(hào)DRSRQDSD1DC1QCPD 觸發(fā)器的邏輯狀態(tài)表觸發(fā)器的邏輯狀態(tài)表DnQn+10 00 01 11 1國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的 D 觸發(fā)器主要是維觸發(fā)器主要是維持阻塞型，是在時(shí)鐘脈沖的持阻塞型，是在時(shí)鐘脈沖的上升沿上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，圖形符號(hào)如

18、下觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，圖形符號(hào)如下上升沿上升沿D 觸發(fā)觸發(fā)器器邏輯邏輯符號(hào)符號(hào)DRSRQDSD1DC1QCPD 觸發(fā)器上升沿波形圖觸發(fā)器上升沿波形圖Q1DC1QCPD 觸發(fā)器轉(zhuǎn)換觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為為 T 觸發(fā)器觸發(fā)器也可將也可將 D 觸發(fā)器觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為 T 觸發(fā)器，如觸發(fā)器，如下圖所示。下圖所示。它的邏輯功能是每來(lái)一它的邏輯功能是每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖，翻轉(zhuǎn)一次，即個(gè)時(shí)鐘脈沖，翻轉(zhuǎn)一次，即，具有，具有計(jì)數(shù)功能計(jì)數(shù)功能。nnQQ 114.2寄存器寄存器14.2.1數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器寄存器用來(lái)暫時(shí)存放參與運(yùn)寄存器用來(lái)暫時(shí)存放參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果。算的數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果。14.2.1數(shù)碼寄存器數(shù)碼寄存器 下圖是由

19、可控下圖是由可控RS觸發(fā)器觸發(fā)器(上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā))組成的組成的4位數(shù)碼寄存位數(shù)碼寄存器，這是并行輸入器，這是并行輸入/并行輸入的寄存器。工作之初要先清零。并行輸入的寄存器。工作之初要先清零。4位數(shù)碼寄存器位數(shù)碼寄存器14.2.2移位寄存器移位寄存器 移位寄存器不僅有存放數(shù)碼而且有移位的功能。所謂移位，移位寄存器不僅有存放數(shù)碼而且有移位的功能。所謂移位，就是每當(dāng)來(lái)一個(gè)移位正脈沖，觸發(fā)器的狀態(tài)便向右或向左移就是每當(dāng)來(lái)一個(gè)移位正脈沖，觸發(fā)器的狀態(tài)便向右或向左移1位。位。移位脈沖移位脈沖CPQJKQQ0QJKQQ1QKQQ3QJKQQ21DR清零清零D數(shù)碼輸入數(shù)碼輸入 上圖是由上圖是由JK 觸發(fā)

20、器組成的觸發(fā)器組成的4位移位寄存器。位移位寄存器。FF0接成接成D 觸發(fā)觸發(fā)器，數(shù)碼由器，數(shù)碼由D 端輸入。設(shè)寄存的二進(jìn)制數(shù)為端輸入。設(shè)寄存的二進(jìn)制數(shù)為10111011，按移位脈沖，按移位脈沖(即時(shí)鐘脈沖即時(shí)鐘脈沖)從高位到低位依此串行送到從高位到低位依此串行送到D 端。經(jīng)過(guò)四個(gè)時(shí)鐘端。經(jīng)過(guò)四個(gè)時(shí)鐘脈沖，數(shù)碼依次存入各觸發(fā)器。脈沖，數(shù)碼依次存入各觸發(fā)器。 FF3 FF2 FF1 FF0 移位脈沖數(shù)移位脈沖數(shù) 寄存器中的數(shù)碼寄存器中的數(shù)碼 移位過(guò)程移位過(guò)程 Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0

21、0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 清清 零零 左移左移1位位 左移左移2位位 左移左移3位位 左移左移4位位Q0Q1Q2Q3QJKQQJKQQKQQJKQ1DR清零清零D數(shù)碼輸入數(shù)碼輸入移位寄存器狀態(tài)表移位寄存器狀態(tài)表 FF3 FF2 FF1 FF014.3計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器14.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器能累計(jì)輸入脈沖的數(shù)目，可以進(jìn)行計(jì)數(shù)器能累計(jì)輸入脈沖的數(shù)目，可以進(jìn)行加加法、法、減減法或法或兩者兩者兼有的計(jì)數(shù)。兼有的計(jì)數(shù)。 可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器及任意進(jìn)制計(jì)可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器及任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。數(shù)器。 14.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)

22、數(shù)器4 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 脈沖脈沖數(shù)數(shù)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)十進(jìn)制數(shù)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q0 012345678 0 00 00 00 0 0 00 00 01 1 0 00 01 10 0 0 00 01 11 1 0 01 10 00 0 0 01 10 01 1 0 01 11 10 0 0 01 11 11 1 1 10 00 00 00 12345678 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 脈沖脈沖數(shù)數(shù) 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)十進(jìn)制數(shù)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q09101112131415 1 10 00 01 1 1 10 01 10 0 1 10 01 11 1 1

23、 11 10 00 0 1 11 10 01 1 1 11 11 10 0 1 11 11 11 1 9 10111213141516 0 00 00 00 0 0 1異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器由二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表可見(jiàn)由二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表可見(jiàn)：( (1) ) 每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖，最低位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次最低位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次；( (2) )高位觸發(fā)器在相鄰的低位觸發(fā)器從高位觸發(fā)器在相鄰的低位觸發(fā)器從 1 1 變?yōu)樽優(yōu)?0 0 進(jìn)位時(shí)翻轉(zhuǎn)。進(jìn)位時(shí)翻轉(zhuǎn)?？捎每捎?4 個(gè)主從型個(gè)主從型 JK 觸發(fā)器來(lái)組成異步觸發(fā)器來(lái)組成異步 4 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

24、。由于計(jì)數(shù)脈沖不是同時(shí)加到各觸發(fā)器，它由于計(jì)數(shù)脈沖不是同時(shí)加到各觸發(fā)器，它們狀態(tài)的變換有先有后，因而是異步計(jì)數(shù)器。們狀態(tài)的變換有先有后，因而是異步計(jì)數(shù)器。Q3Q2Q0Q1QJKQFF3QJKQFF2CPCPQJKQFF1CPQJKQFF0DR清零清零CP計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的工作波形圖二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的工作波形圖( (以以 3 位為例位為例) )Q0Q1Q2CP1 2 3 4 5 6 7 8Q3Q2Q0Q1QJKQFF3QJKQFF2CPCPQJKQFF1CPQJKQFF0DR清零清零CP計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 脈沖數(shù)脈沖數(shù) 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0012345678

25、0 00 00 00 0 0 00 00 01 1 0 00 01 10 0 0 00 01 11 1 0 01 10 00 0 0 01 10 01 1 0 01 11 10 0 0 01 11 11 1 1 10 00 00 0 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 脈沖數(shù)脈沖數(shù) 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q091011121314151 10 00 01 1 1 10 01 10 01 10 01 11 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 10 01 11 11 11 116 0 00 00 0 0 0 2同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器2同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制加法計(jì)

26、數(shù)器如果計(jì)數(shù)器仍由四個(gè)主從型如果計(jì)數(shù)器仍由四個(gè)主從型 JK 觸發(fā)器組成，由二進(jìn)制加觸發(fā)器組成，由二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表可得出各位觸發(fā)器法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表可得出各位觸發(fā)器 J、K 端的邏輯關(guān)系式：端的邏輯關(guān)系式：( (1) )第一位觸發(fā)器第一位觸發(fā)器 FF0 ，每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖就翻轉(zhuǎn)一次，每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖就翻轉(zhuǎn)一次，故故 J0 = K0 = 1 1 ；( (2) ) 第二位觸發(fā)器第二位觸發(fā)器 FF1 ，在，在 Q0 = 1 1 時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖才時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖才翻轉(zhuǎn)，故翻轉(zhuǎn)，故 J1 = K1 = Q0 ；( (3) )第三位觸發(fā)器第三位觸發(fā)器 FF2 ，在，在 Q1 = Q0 = 1 1

27、 時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖才沖才 翻轉(zhuǎn)，故翻轉(zhuǎn)，故 J2 = K2 = Q1 Q0 ；( (4) )第四位觸發(fā)器第四位觸發(fā)器 FF3 ，在，在 Q2 = Q1 = Q0 = 1 1 時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖才翻轉(zhuǎn)，故鐘脈沖才翻轉(zhuǎn)，故 J3 = K3 = Q2 Q1 Q0 。由上述邏輯關(guān)系可得出同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖。由上述邏輯關(guān)系可得出同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖。由主從型由主從型 JK 觸發(fā)器組成的同步觸發(fā)器組成的同步 4 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器QQQQQQQQQ3Q2Q0Q1DRCP1J1K FF3 FF2 FF1 FF0C11J1KC11J1KC11J

28、1KC114.3.2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器8421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖數(shù)脈沖數(shù) 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)十進(jìn)制數(shù)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q00123456789100 00 00 00 0 0 00 00 01 10 00 01 10 00 00 01 11 10 01 10 00 00 01 10 01 10 01 11 10 00 01 11 11 11 10 00 00 01 10 00 01 10 00 00 00 00 123456789進(jìn)位進(jìn)位1同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器與二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器與二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器比較，來(lái)第十個(gè)脈沖不

29、是比較，來(lái)第十個(gè)脈沖不是由由 1001 變?yōu)樽優(yōu)?1010，而是恢，而是恢復(fù)復(fù) 0000。如果仍由四個(gè)主。如果仍由四個(gè)主從型從型 JK 觸發(fā)器組成。觸發(fā)器組成。J、K 端的邏輯關(guān)系式應(yīng)作如下端的邏輯關(guān)系式應(yīng)作如下修改：修改：( (1) )第一位觸發(fā)器第一位觸發(fā)器 FF0 ，每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖就翻轉(zhuǎn)一每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖就翻轉(zhuǎn)一次，故次，故 J0 = 1 1，K0 = 1 1 ； 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 脈沖脈沖數(shù)數(shù) 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)十進(jìn)制數(shù)制數(shù)Q3 Q2 Q1 Q00123456789100 00 00 00 0 0 00 00 01 10 00 01 10 00 00 01 11 10 01 10 00 0

30、0 01 10 01 10 01 11 10 00 01 11 11 11 10 00 00 01 10 00 01 10 00 00 00 00 123456789進(jìn)位進(jìn)位( (2) )第二位觸發(fā)器第二位觸發(fā)器 FF1 ，在，在Q0 = 1 1 時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖才時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖才翻轉(zhuǎn)，但在翻轉(zhuǎn)，但在 Q3 = 1 1 時(shí)不得翻轉(zhuǎn)，時(shí)不得翻轉(zhuǎn)，故，故，K1 = Q0 ；301QQJ ( (3) )第三位觸發(fā)器第三位觸發(fā)器 FF2 ，在，在Q1 = Q0 = 1 1 時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖翻轉(zhuǎn)，故沖翻轉(zhuǎn)，故 J2 = Q1 Q0，K2 = Q1 Q0 ；( (4) )第四位觸發(fā)

31、器第四位觸發(fā)器 FF3 ，在在 Q2 = Q1 = Q0 = 1 1 時(shí)再來(lái)一時(shí)再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖才翻轉(zhuǎn)，當(dāng)來(lái)第十個(gè)時(shí)鐘脈沖才翻轉(zhuǎn)，當(dāng)來(lái)第十個(gè)脈沖時(shí)應(yīng)由個(gè)脈沖時(shí)應(yīng)由 1 1 翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 0 0，故，故 J3 = Q2 Q1 Q0 ， K3 = Q0 。由上述邏輯關(guān)系可得出同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖。由上述邏輯關(guān)系可得出同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖。由主從型由主從型 JK 觸發(fā)器組成的同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器觸發(fā)器組成的同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖QQQQQQQQQ3Q2Q0Q1DRCP清零清零 FF3 FF2 FF1 FF01J1KC11J1KC11J1KC11J1KC1十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

32、的工作波形圖十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的工作波形圖CP1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Q0Q1Q2Q32二二 五五 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器下面給出下面給出 CT74LS290 型二型二 五五 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯圖、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯圖、外引線排列圖和功能表。外引線排列圖和功能表。它有兩個(gè)時(shí)鐘脈沖輸入端，輸入計(jì)數(shù)脈沖它有兩個(gè)時(shí)鐘脈沖輸入端，輸入計(jì)數(shù)脈沖 CP0 和和 CP1 。 R0(1) 和和 R0(2) 是清零輸入端是清零輸入端； S9(1) 和和 S9(2) 是置是置“9”輸入端。輸入端。CT74LS290型計(jì)數(shù)器的邏輯圖型計(jì)數(shù)器的邏輯圖當(dāng)當(dāng) R0(1) 和和 R0(2) 端全為端全為 1

33、 1時(shí)，將四個(gè)觸發(fā)器清零；時(shí)，將四個(gè)觸發(fā)器清零；當(dāng)當(dāng) S9(1) 和和 S9(2) 端全為端全為 1 1 時(shí)，時(shí)，Q3 Q2 Q1 Q0 = 10011001，即表示十進(jìn)，即表示十進(jìn)制數(shù)制數(shù) 9。QQFF3QQFF2QQFF1QQFF0Q3Q2Q0Q1DRCP0JKJKJKJKCP1&DRDRDRDSDSR0(1) R0(2) S9(1) S9(2) CT74LS290型計(jì)數(shù)器的功能表型計(jì)數(shù)器的功能表 R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)Q3Q2Q1Q01 11 10 0 0 00 00 00 00 0 1 11 11 10 00 01 1 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0

34、 0 0 0 0 0 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)使用說(shuō)明使用說(shuō)明( (1) ) 只輸入計(jì)數(shù)脈沖只輸入計(jì)數(shù)脈沖 CP0，由，由 Q0 輸出，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。輸出，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。( (2) )只輸入計(jì)數(shù)脈沖只輸入計(jì)數(shù)脈沖 CP1，由，由 Q3 、Q2 、Q1 輸出，為五進(jìn)輸出，為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器。制計(jì)數(shù)器。( (3) )將將 Q0 端與端與 CP1 端連接端連接，即構(gòu)成即構(gòu)成 8421 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。利用其清零端進(jìn)行利用其清零端進(jìn)行反饋置反饋置 0 0，可得出小于原進(jìn)制的多種可得出小于原進(jìn)制的多種進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。CT74LS290 型計(jì)數(shù)器外引線排列圖型計(jì)數(shù)器外引

35、線排列圖1 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 8CT74LS290UCC R0(1) R0(2) CP1 CP0 Q0 Q3Q2 Q1S9(1)S9(2)GND它從它從 00000000 開(kāi)始計(jì)數(shù)，來(lái)五個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，變?yōu)殚_(kāi)始計(jì)數(shù)，來(lái)五個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，變?yōu)?01010101，當(dāng)，當(dāng)?shù)诹鶄€(gè)脈沖來(lái)得到后，出現(xiàn)第六個(gè)脈沖來(lái)得到后，出現(xiàn) 01100110，Q3 Q2 Q1 Q0S9(1) S9(2) R0(1) R0(2) C0 C1 CP0六進(jìn)制計(jì)數(shù)器六進(jìn)制計(jì)數(shù)器下圖為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器下圖為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的連接方法的連接方法：由于由于 Q2 和和 Q1 端分別接到端分別接到R0(2) 和

36、和 R0(1) 清清零端，強(qiáng)迫清零端，強(qiáng)迫清零，零，01100110 這一這一狀態(tài)轉(zhuǎn)瞬即逝，狀態(tài)轉(zhuǎn)瞬即逝，顯示不出，立顯示不出，立即回到即回到 00000000。Q3 Q2 Q1 Q0S9(1) S9(2) R0(1) R0(2) C0 C1 CP0九進(jìn)制計(jì)數(shù)器九進(jìn)制計(jì)數(shù)器 例例 1 數(shù)字鐘表中的分、秒計(jì)數(shù)器都是六十進(jìn)制數(shù)字鐘表中的分、秒計(jì)數(shù)器都是六十進(jìn)制，試用試用兩片兩片 CT74LS290 型二型二 五五 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器連成六十進(jìn)制電路。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器連成六十進(jìn)制電路。下圖為九進(jìn)制的連接方法下圖為九進(jìn)制的連接方法 解解 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器由兩位組成，個(gè)位由兩位組成，個(gè)位( (1) )

37、為十進(jìn)制，為十進(jìn)制，十位十位( (2) )為六進(jìn)制。個(gè)位的最高位為六進(jìn)制。個(gè)位的最高位 Q3 連到十位的連到十位的 CP0 ，個(gè)位十，個(gè)位十進(jìn)制進(jìn)制計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)十個(gè)脈沖循環(huán)一次，每當(dāng)?shù)谑畟€(gè)脈沖來(lái)到后計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)十個(gè)脈沖循環(huán)一次，每當(dāng)?shù)谑畟€(gè)脈沖來(lái)到后 Q3 由由 1 1 變?yōu)樽優(yōu)?0 0，相當(dāng)于一個(gè)下降沿，使，相當(dāng)于一個(gè)下降沿，使 10 位六進(jìn)制位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。經(jīng)過(guò)六十個(gè)脈沖，個(gè)位和經(jīng)過(guò)六十個(gè)脈沖，個(gè)位和十位十位計(jì)數(shù)器都恢復(fù)為計(jì)數(shù)器都恢復(fù)為 00000000。Q3 Q2 Q1 Q0S9(1) S9(2) R0(1) R0(2) C0 C1 Q3 Q2 Q1 Q0S9(1) S9(2)

38、 R0(1) R0(2) C0 C1 CP0個(gè)位個(gè)位( (1) )十位十位( (2) )14.4由由 555 計(jì)時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)計(jì)時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)器和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14.4.1555 定時(shí)器定時(shí)器14.4.1555 定時(shí)器定時(shí)器以以 CB555 為例進(jìn)行分析為例進(jìn)行分析，下面給出電路和外引線排列圖。下面給出電路和外引線排列圖。+_+_Q5 k 5 k 5 k 8 +UCC452713C1C26DSDRQT+電路圖電路圖CB555 定時(shí)器含有定時(shí)器含有兩個(gè)電壓比較器兩個(gè)電壓比較器 C1 和和 C2、一個(gè)基本、一個(gè)基本 RS 觸發(fā)觸發(fā)器、一個(gè)放電晶體管器、一個(gè)放電晶體管 T

39、以及由三個(gè)以及由三個(gè) 5 k 的電的電阻組成的分壓器。阻組成的分壓器。1 2 3 48 7 6 5CB555外引線排列圖外引線排列圖各外引線的功能：各外引線的功能： 1 為接為接“地地”端。端。2 為低電平觸發(fā)端。為低電平觸發(fā)端。當(dāng)當(dāng) 2 端的輸入電壓高于時(shí)，端的輸入電壓高于時(shí)， C2 的輸出為的輸出為 1 1；當(dāng)輸入電壓低于時(shí)，；當(dāng)輸入電壓低于時(shí)， C2 的輸出為的輸出為 0 0，使基本使基本 RS 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 1 1。CC31UCC31U3 為輸出端。為輸出端。輸出電流可達(dá)輸出電流可達(dá) 200 mA，由此可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、發(fā)光二極管、由此可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、發(fā)光二極管、揚(yáng)聲器、指示燈等

40、。輸出高電壓約低于揚(yáng)聲器、指示燈等。輸出高電壓約低于電源電壓電源電壓 UCC 1 3 V。4 為復(fù)位端為復(fù)位端，由此輸入負(fù)脈沖，由此輸入負(fù)脈沖( (或使其電位低于或使其電位低于 0.7 V) )可可使觸發(fā)器直接復(fù)位使觸發(fā)器直接復(fù)位( (置置 0 0) )。5 是電壓控制端是電壓控制端，在此端可外加一電壓以改變比較器的，在此端可外加一電壓以改變比較器的參考電壓。不用時(shí)，經(jīng)參考電壓。不用時(shí)，經(jīng) 0.01 F 的電容接的電容接“地地”，以防止干以防止干擾的引入。擾的引入。6 為高電平觸發(fā)端。為高電平觸發(fā)端。當(dāng)當(dāng) 6 端的輸入電壓低于時(shí)，端的輸入電壓低于時(shí)， C1 的輸出為的輸出為 1 1；當(dāng)輸入電壓

41、高于時(shí)，；當(dāng)輸入電壓高于時(shí)， C1 的輸出為的輸出為 0 0，使基本使基本 RS 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 0 0。CC32UCC32U7 為放電端為放電端，當(dāng)觸發(fā)器的端為，當(dāng)觸發(fā)器的端為 1 1 時(shí)，放電晶體管時(shí)，放電晶體管 T 導(dǎo)通，外接電容元件通過(guò)導(dǎo)通，外接電容元件通過(guò) T 放電。放電。Q8 為電源端為電源端，外加電壓范圍為，外加電壓范圍為 5 18 V。14.4.2由由 555 定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)脈沖由觸發(fā)脈沖由 2 端端輸入輸入1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖0.01 F+UCCRCuC+_+_Q5K 5K 5K 8 +UCC45273C1C26DSD

42、RQT+UCCuOuiRC 為外接元件為外接元件6 端端 7 端連在一端連在一起接起接 C5 端接一小電容端接一小電容防干擾防干擾uORC+UCCuI12376584555 接線圖接線圖工作原理如下工作原理如下 1穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài) ( (0 t1) )在在 t1 以前，觸發(fā)脈沖尚未輸入，以前，觸發(fā)脈沖尚未輸入， uI 為為 1 1，其值于，其值于，比較器比較器 C2 的輸出為的輸出為 1 1。若觸發(fā)器的原狀態(tài)，。若觸發(fā)器的原狀態(tài)，則晶體管則晶體管 T 飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通，uC 0.3 V，故，故 C1 的輸出也為的輸出也為 1 1，觸觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。發(fā)器的狀態(tài)保持不變。1 10 0 QQ

43、，CC31UuORC+UCCuI12376584555 接線圖接線圖 1穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài) ( (0 t1) )若若，則，則 T 截止，截止， +UCC 通過(guò)通過(guò) R 對(duì)對(duì) C 充電充電 ， 當(dāng)當(dāng) uC 上升略高于上升略高于時(shí)，比較器時(shí)，比較器 C1 的輸出為的輸出為 0 0，使觸發(fā)器，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為。CC32U0 01 1 QQ，1 10 0 QQ，結(jié)論結(jié)論：在穩(wěn)定狀態(tài)在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，時(shí)，Q = 0 0，即輸出電壓，即輸出電壓 uO 為為 0 0，見(jiàn)波形圖。見(jiàn)波形圖。tOt2t1tuCOCC32Ut1t3tuOOtP2暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)( (t1 t2) )波形圖波形圖uI在在 t1 時(shí)刻，輸入

44、觸發(fā)負(fù)脈沖，其時(shí)刻，輸入觸發(fā)負(fù)脈沖，其幅度低于幅度低于，故，故 C2 的輸出為的輸出為 0 0，CC31U將觸發(fā)器置將觸發(fā)器置 1 1，uO 由由 0 0 變?yōu)樽優(yōu)?1 1，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。這時(shí)因，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。這時(shí)因，放電管放電管 T 截止，截止， 電源又對(duì)電源又對(duì) C 充電，充電，當(dāng)當(dāng) uC 上升略高于時(shí)上升略高于時(shí)( (在在 t3 時(shí)時(shí)刻刻) )， C1 的輸出為的輸出為 0 0，從而使觸發(fā)，從而使觸發(fā)器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到 Q = 0 0 的穩(wěn)定狀態(tài)。的穩(wěn)定狀態(tài)。此后電容此后電容 C 迅速放電。迅速放電。 0 0 QCC32UuItOt2t1tuCOCC32Ut1t3tuOOtP輸

45、出輸出 uO 為矩形脈沖，其寬度為矩形脈沖，其寬度為為( (暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間 tP) ) tP = RCln3 = 1.1RC單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器常用于脈沖整形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器常用于脈沖整形和定時(shí)控制等方面。和定時(shí)控制等方面。多諧振蕩多諧振蕩器也稱無(wú)穩(wěn)態(tài)器也稱無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒(méi)觸發(fā)器，它沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，有穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)毋須外加同時(shí)毋須外加觸發(fā)脈沖，就觸發(fā)脈沖，就能輸出一定頻能輸出一定頻率的矩形脈沖率的矩形脈沖( (自激振蕩自激振蕩) )。14.4.3由由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器定時(shí)器組成的多諧振蕩器+_+_Q5k 5K 5K 8 +UCC452713C1C26DSDRQT+多諧振蕩器電路圖多

46、諧振蕩器電路圖+UCCCuCR1R2+UCCuO+_+_Q5k 5K 5K 8 +UCC452713C1C26DSDRQT+多諧振蕩器電路圖多諧振蕩器電路圖+UCCCuCR1R2+UCCuO下圖是由下圖是由 CB555 定時(shí)器組成的多諧振蕩器。定時(shí)器組成的多諧振蕩器。R1、R2 和和 C 是外接元件。是外接元件。接通電源接通電源 UCC后，它經(jīng)后，它經(jīng) R1 和和 R2對(duì)電容對(duì)電容 C 充電充電當(dāng)當(dāng) uC 上升略高于上升略高于比較器比較器 C1 的輸出為的輸出為 0 0，將，將觸發(fā)器置觸發(fā)器置 0 0，則則 uO 為為 0 0 CC32U555 接線圖接線圖uCR1C+UCC12376584R

47、2多諧振蕩器接線圖多諧振蕩器接線圖uO這時(shí)這時(shí) ，放電管，放電管 T 導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容 C 通過(guò)通過(guò) R2 和和 T 放電，放電，uC 下降。下降。1 1 Q當(dāng)當(dāng) uC下降下降，略低于略低于時(shí)，比較器時(shí)，比較器 C2 的輸出為的輸出為 0 0，將觸發(fā)器置將觸發(fā)器置 1 1，uO 又由又由 0 0 變變?yōu)闉?1 1。CC31U由于，放電管由于，放電管 T 截止截止，UCC 又經(jīng)又經(jīng) R1 和和 R2 對(duì)對(duì)電容電容 C 充電。如此重復(fù)上述充電。如此重復(fù)上述過(guò)程，過(guò)程，uO 為連續(xù)的矩形波。為連續(xù)的矩形波。0 0 QtuCOCC32Ut1t3tuOOtP1CC31UtP2多諧振蕩器波形圖多諧振蕩

48、器波形圖第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度 tP1 ，即電容，即電容 C 充電的時(shí)間：充電的時(shí)間：tP1 (R1 + R2)Cln2 = 0.7(R1 + R2)C第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度 tP2 ，即電容，即電容 C 放電的時(shí)間：放電的時(shí)間：tP2 R2C ln2 = 0.7R2C振蕩周期振蕩周期T = tP1 + tP2 = 0.7(R1 + 2R2)C*14.5舉例應(yīng)用舉例應(yīng)用14.5.1數(shù)字鐘數(shù)字鐘14.5.1數(shù)字鐘數(shù)字鐘原理電路由三部分組成。原理電路由三部分組成。1標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖發(fā)生電路標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖發(fā)生電路這部分電路由石英晶體這部分電路由石英晶體 振蕩器和六級(jí)十分頻器組成。振蕩器和六級(jí)十分頻器組成。2時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路3時(shí)、分校準(zhǔn)電路時(shí)、分校準(zhǔn)電路顯示顯示( (時(shí)時(shí)) )譯碼譯碼時(shí)計(jì)數(shù)器時(shí)計(jì)