西安郵電大學(xué)數(shù)電總復(fù)習(xí)資料

1、（？）（？）2（？）（？）16（？）（？）8421BCD=(?)余三碼余三碼（？）（？）2（？）（？）8（？）（？）16例1：CBADCACBCDBF要求化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或式、或與式。要求化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或式、或與式。ABCD00011110000111100 1 11 11 1110000000CBCBADBAFCBABCDBAFCBABCDBAFF)()()(CBACBDBA填卡諾圖方法？真值表法真值表法配項(xiàng)法配項(xiàng)法直接觀察法直接觀察法例題例題3：使用圖解法將函數(shù)：使用圖解法將函數(shù)F化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或式?；?jiǎn)為最簡(jiǎn)與或式。約約束束條條件件: :0 0A AC CA AB B0 0, ,2 2, ,6

2、6, ,8 8F F解：本例給出的邏輯函數(shù)是非完全描述函數(shù)。其約束條件解：本例給出的邏輯函數(shù)是非完全描述函數(shù)。其約束條件AB+AC=0要求要求AB、AC不能同時(shí)為不能同時(shí)為1。ABCD00011110000111101111 AB+AC=0表示表示m10m15六個(gè)六個(gè)最小項(xiàng)恒為最小項(xiàng)恒為0，是無(wú)關(guān)最小項(xiàng)，是無(wú)關(guān)最小項(xiàng)，記做記做X,但決不能記為但決不能記為0。DCDBF門電路：是數(shù)字電路的基本邏輯單元門電路：是數(shù)字電路的基本邏輯單元什么是門電路？什么是門電路？ 用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的電子電路統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的電子電路統(tǒng)稱為門電路。稱為門電路。 常用的門電路有：常

3、用的門電路有：與門、或門、非門、與非門、或非與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門門、與或非門、異或門等幾種等幾種。門電路分為；門電路分為；分立元件邏輯門電路分立元件邏輯門電路集成邏輯門電路集成邏輯門電路TTLTTL邏輯門電路邏輯門電路MOSMOS邏輯門電路邏輯門電路ECLECL邏輯門電路邏輯門電路I I2 2L L邏輯門電路邏輯門電路全懸空相當(dāng)于輸入接高電平“1”。0111F防干擾，將空腳通過(guò)電阻接電源ABBAF1將空腳和其它輸入腳接在一起ABF &FR&FABVCC&FABRI R O ff10 BAFRI R o nABBAF1RI R O ff0BA

4、FRI R o n01BAF或非門輸入端或非門輸入端有一個(gè)有一個(gè)“1”，或非門封鎖?；蚍情T封鎖。與非門輸入端有一個(gè)與非門輸入端有一個(gè)“0”，與非門封鎖。，與非門封鎖?；蚍情T輸入端或非門輸入端有一個(gè)有一個(gè)“0”，或非門開(kāi)放或非門開(kāi)放。與非門輸入端與非門輸入端有一個(gè)有一個(gè)“1”，與非門開(kāi)放。與非門開(kāi)放。&100ABF&10KABF1560ABF15KABF&V VI I/ V VO OV VI I/ V VO OCV VI I/ V VO OV VI I/ V VO OTGCCC導(dǎo)通條件：導(dǎo)通條件：01CC雙向開(kāi)關(guān)：（模擬開(kāi)關(guān)）雙向開(kāi)關(guān)：（模擬開(kāi)關(guān)）&AC&

5、BF1F1 =B (C=1)AB (C=0)TG11ACFF =/A (C=0)高阻態(tài) （C=1)F1F2VOHVOL TTL與非門采用推拉輸出級(jí)。兩管輪流導(dǎo)通，而且不論處于開(kāi)態(tài)，還是關(guān)態(tài)，都呈現(xiàn)低阻抗。 例如：兩個(gè)TTL與非門輸出端并聯(lián)，其中 F1 = VOH , F2 = VOL。F1電路T4管截止，處于關(guān)態(tài)，輸出阻抗為100。F2電路，T4管飽和，處于開(kāi)態(tài)，輸出阻抗為1020 。此時(shí)有很大負(fù)載電流通過(guò)兩個(gè)門電路輸出端。 負(fù)載電流經(jīng)負(fù)載電流經(jīng) VCCR4T3D4T4地地。這個(gè)電流有 3 40 m A , 結(jié)果會(huì)使T3,T4三極管損壞。因此輸出端不能并聯(lián)。 在接口電路中，經(jīng)常要用到輸出端可以

6、并在接口電路中，經(jīng)常要用到輸出端可以并聯(lián)的邏輯電路聯(lián)的邏輯電路實(shí)現(xiàn)線與邏輯實(shí)現(xiàn)線與邏輯。那么如何實(shí)現(xiàn)門。那么如何實(shí)現(xiàn)門電路輸出并聯(lián)？電路輸出并聯(lián)？OCOC門可以實(shí)現(xiàn)輸出端并聯(lián)。門可以實(shí)現(xiàn)輸出端并聯(lián)。VCCT4T3D4T4VCCT3D4 OC門是在TTL與非門的基礎(chǔ)上去掉 R4,T3,D4 把T4管集電極開(kāi)路 。使用時(shí)外接電源及上拉電阻。OC門能不能完成與非功能？當(dāng)A,B中有一個(gè)“0”時(shí)：T2,T4截止，VO=1。當(dāng)A,B全為“1”時(shí)：T2,T4飽和，VO=0。ABVO 只要R和電源V選擇合適，就能保證對(duì)輸出高、低電平的要求。同時(shí)使T4管的負(fù)載電流又不過(guò)大。OCOC門邏輯符號(hào)。門邏輯符號(hào)。OC門

7、輸出端可以并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)線與功能。CDABCDABFR2R3R1T1ABVCCT2R4T3D4T4VRABF& VCCRFAB& CD& T1T2T3T4D4VCC(5V)F11ABENDPTTLTTL門輸出有兩種狀態(tài)門輸出有兩種狀態(tài)：邏輯邏輯0 0邏輯邏輯1 1這兩種狀態(tài)都是低阻輸出。這兩種狀態(tài)都是低阻輸出。三態(tài)門輸出有三種狀態(tài)三態(tài)門輸出有三種狀態(tài)：邏輯邏輯0 0邏輯邏輯1 1高阻狀態(tài)高阻狀態(tài) 相當(dāng)于輸出懸空相當(dāng)于輸出懸空三態(tài)門結(jié)構(gòu)：三態(tài)門結(jié)構(gòu)：三態(tài)門是在普通門的基礎(chǔ)上增加控制電路和控制端組成。當(dāng)當(dāng)EN=0時(shí)：時(shí)： P=0,T1深飽和，T2、T4止D導(dǎo)通。VVVVDPC1

8、7 . 03 . 02截止43DT、即：當(dāng)EN=0時(shí)，T3、D4、T2、T4均截止，輸出懸空呈高阻狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)EN=1時(shí)：時(shí)：P=1,D截止,電路正常實(shí)現(xiàn)與非邏輯功能。ABF 0011噪聲容限噪聲容限：帶負(fù)載能力帶負(fù)載能力：扇出系數(shù)組合邏輯電路的特點(diǎn)：組合邏輯電路的特點(diǎn)： 電路在任何時(shí)刻產(chǎn)生的穩(wěn)定輸出信號(hào)，僅取決于該時(shí)刻的輸入信號(hào)，而與輸入信號(hào)作用前電路原來(lái)的狀態(tài)無(wú)關(guān)。本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)： 掌握常用的組合邏輯電路的邏輯功能、電路結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。 掌握組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法。本章的內(nèi)容：本章的內(nèi)容：組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)常用組合邏輯電路常用組合邏輯電路組合邏輯電路的競(jìng)

9、爭(zhēng)和冒險(xiǎn)組合邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)1、組合邏輯的分析由邏輯圖寫(xiě)出對(duì)應(yīng)輸入邏輯變量的邏輯函數(shù)表達(dá)式由邏輯表達(dá)式列出真值表從邏輯表達(dá)式或真值表寫(xiě)出給定組合電路的邏輯功能2、組合邏輯的設(shè)計(jì)將文字描述的邏輯命題變換為真值表由真值表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式并進(jìn)行化簡(jiǎn)，根據(jù)題意要求選定門電路最后畫(huà)出邏輯電路圖 例1 寫(xiě)出圖示電路的邏輯函數(shù)表達(dá)式，其中以S3、S2、S1、S0作為控制信號(hào)，A、B作為數(shù)據(jù)輸入，列表說(shuō)明輸出Y在S3S0作用下與A、B的關(guān)系。Y&1&1&=11S0S3S2S1AB解解 由圖寫(xiě)出輸出邏輯函數(shù)Y的表達(dá)式為：3210YS ABS ABS BS BA 圖中S3、S2、S1、S

10、0作為控制信號(hào)，用以選通待傳送數(shù)據(jù)A、B，兩類信號(hào)作用不同，分析中應(yīng)區(qū)別開(kāi)來(lái)，否則得不出正確結(jié)果。由于S3、S2、S1、S0共有16種取值組合，因此輸出Y與A、B之間應(yīng)有16種函數(shù)關(guān)系。ABABABBABABA BABA3210YS ABS ABS BS BA01230123C0123CPQio重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握1位全加器真值表、最小項(xiàng)表達(dá)式位全加器真值表、最小項(xiàng)表達(dá)式74283集成超前進(jìn)位全加器集成超前進(jìn)位全加器 加法電路加法電路 減法法電路減法法電路 碼制變換電路碼制變換電路 例例1圖示電路為四位超前進(jìn)位全加器的應(yīng)用電路，輸入為A3A2A1A0，輸出為B4B3B2B1B0，試分析電路，列真值

11、表，說(shuō)明電路實(shí)現(xiàn)的邏輯功能。1&A3 A2 A1 A0B4 B3 B2 B1 B0CIB3 B2 B1B0CT74LS283A3A2 A1A0S3 S2 S1 S0CO0B4A0A1A2A3B3B2B1B000000000000000000011111111101111111111100000011110011011000111101010101010101010000000000000000000011110011001100010100101000001001111100100010電路完成將4位二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為8421BCD碼。A1,A0=A3A2+A3A1B3B2B1B0=0A3

12、A2A1B4B3B2B1B0=00A1A0+0B2B1B00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 11 11 10 0 00 0 00 0 10 0 10 1 00 1 00 1 10 1 11 0 01 0 01 0 11 0 11 1 01 1 01 1 11 1 10 0 0 00 0 0 00 0 0 10 0 0 10 0 1 00 0 1 00 0 1 10 0 1 10 1 0 00 1 0 01 0 0 01 0 0 01 0 0 11 0 0 11 0 1 01 0 1 0B4B3B2B1B0共同組成8421BCD計(jì)數(shù)例例2 試用8選

13、1和4選1數(shù)據(jù)選擇器分別實(shí)現(xiàn)四變量邏輯函數(shù)FACDABCDBCBCD 解解 8選1數(shù)據(jù)選擇器有三個(gè)地址端，4選1數(shù)據(jù)選擇器有兩個(gè)地址端，地址端的個(gè)數(shù)均小于邏輯函數(shù)F的變量個(gè)數(shù)，可采用擴(kuò)展法擴(kuò)展法和降維圖法降維圖法完成邏輯函數(shù)的設(shè)計(jì)。 F的最小項(xiàng)表達(dá)式為： 方法方法1 擴(kuò)展法：將8選1和4選1數(shù)據(jù)選擇器分別擴(kuò)展成16選1數(shù)據(jù)選擇器，再按上n地止n變量方法分別完成設(shè)計(jì)。ABCD0001101100011110111111111mF15,14,13,12, 9 , 7 , 6 , 4 , 3 用兩片8選1數(shù)據(jù)選擇器擴(kuò)展成16選1數(shù)據(jù)選擇器，選取輸入變量中的最高位作為兩片8選1數(shù)據(jù)選擇器的片選信號(hào)，其

14、他三位作為兩片8選1數(shù)據(jù)選擇器的共同的地址信號(hào)。通常以輸通常以輸入變量的高位入變量的高位A A作為片選信號(hào)作為片選信號(hào)，B、C、D作為地址信號(hào)。 mF15,14,13,12, 9 , 7 , 6 , 4 , 31436 7912150 1 2 3 4 5 6 72 1 0ENYMUX(1)07G0 1 2 3 4 5 6 72 1 0ENYMUX(2)07GABC11FD 將4選1數(shù)據(jù)選擇器擴(kuò)展成16選1數(shù)據(jù)選擇器，選輸入變量低兩位C、D作為片1 - 4的地址信號(hào)，高兩位A、B作為片5的地址信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)AB00時(shí)，片5輸出F為片1輸出Y的信號(hào)；AB01時(shí)，片5輸出F為片2輸出Y的信號(hào)；AB

15、10時(shí)，片5輸出F為片3輸出Y的信號(hào)；AB11時(shí)，片5輸出F為片4輸出Y的信號(hào)。各片輸出Y又通過(guò)C、D變量來(lái)選擇。 34 67912150 1 2 3ENY0 1MUX(1)0 1 2 3ENY0 1MUX(2)0 1 2 3ENY0 1MUX(3)0 1 2 3ENY0 1MUX(4)0 1 2 3ENY0 1MUX(5)DCBAF1mF15,14,13,12, 9 , 7 , 6 , 4 , 3還可以用2-4譯碼器做片選信號(hào)方法2 降維圖法。 8選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端為：數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端為： 050DD，3671DDD， ABCD00011011000111101101111111

16、000000ABC0001101101111DDD00AB0101CDDC DC1000110110112AA0A3D7D6D1D2D4D5D0D4選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端為：數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端為：0DCD2DCD31D mF15,14,13,12, 9 , 7 , 6 , 4 , 3DDD41DD 2DCD174LS1510 1 2 3 4 5 6 7ENA2A1A070GYFABCD1CD1&1&1FAB012330GYA1A0ENMUX8選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端為：數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端為： 050DD3671DDDDDD41DD 24選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端為：數(shù)

17、據(jù)選擇器數(shù)據(jù)輸入端為：0DCDDCD12DCD31D 11題型總結(jié)題型總結(jié)：采用中規(guī)模集成器件實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)時(shí)，通常使用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)單輸出函數(shù)，使用譯碼器和邏輯門實(shí)現(xiàn)多輸出函數(shù)；當(dāng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間滿足某種加減關(guān)系時(shí)，如8421BCD碼和余三碼之間的轉(zhuǎn)換，采用全加器實(shí)現(xiàn)較為方便。 1、用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù) 用具有n個(gè)地址輸入的數(shù)據(jù)選擇器可以實(shí)現(xiàn)n變量的函數(shù)，只要將輸入變量加到地址端，選擇器的數(shù)據(jù)輸入端的取值對(duì)應(yīng)卡諾圖中小方格中的值。如用8選1實(shí)現(xiàn)三變量的邏輯函數(shù)，或4選1實(shí)現(xiàn)二變量的邏輯函數(shù)； 用具有n個(gè)地址輸入的數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)變量個(gè)數(shù)小于n的邏輯函數(shù)，只需將高位地址端及相應(yīng)的數(shù)據(jù)

18、輸入端接地即可實(shí)現(xiàn)。如用8選1實(shí)現(xiàn)二變量的邏輯函數(shù)； 用具有n個(gè)地址輸入的數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)m（m n）變量的邏輯函數(shù)，可采用兩種方法：擴(kuò)展法和降維圖法。 2、用譯碼器和邏輯門實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù) 一個(gè)n變量的變量譯碼器的輸出包含了n變量的所有最小項(xiàng)。若每個(gè)最小項(xiàng)是以低電平的形式輸出，用n變量的譯碼器加上與非門輸出門，就能獲得任何形式的輸入變量不大于n的組合邏輯函數(shù)。 3、用全加器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù) 全加器的基本功能是實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制的加法運(yùn)算。若邏輯函數(shù)的輸出等于輸入代碼加上或減去某一常數(shù)或另一組輸入代碼，借助補(bǔ)碼的概念，用全加器實(shí)現(xiàn)則十分方便。若輸出和輸入是在某種條件下滿足一種加減關(guān)系，首先將這一條件用邏輯函數(shù)表

19、示出來(lái)，再用全加器實(shí)現(xiàn)。 例例3試設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的全加運(yùn)算和全減運(yùn)算的組合邏輯電路。要求用以下器件分別構(gòu)成電路。（1）適當(dāng)?shù)拈T電路；（2）3線8線譯碼器CT74LS138器件及必要的門電路； （3）雙4選1數(shù)據(jù)選擇器CT74LS135器件及必要的門電路。 解解 分析題意，設(shè)M為控制信號(hào)，當(dāng)M0時(shí)，電路作全減運(yùn)算，M1時(shí)，電路作全加運(yùn)算，Ai為被加數(shù)（或被減數(shù)），Bi為加數(shù)（或減數(shù)），CI為低位進(jìn)位（或低位借位），相加（或相減）所產(chǎn)生的和（或差）用SD表示，向高位的進(jìn)位（或高位借位）用CO表示。按二進(jìn)制數(shù)加法和減法運(yùn)算規(guī)則給出真值表。輸出邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的表達(dá)式為：(1,2,4

20、,7,9,10,12,15)SDm(1,2,3,7,11,13,14,15)COm（1）用門電路設(shè)計(jì)iMAiiCB0001101100011110SDiMAiiCB0001101100011110CO1111111111111111（2）用74LS138及必要的門電路實(shí)現(xiàn) 輸出SD和CO是四變量的邏輯函數(shù)，因此，必須用兩片74LS138擴(kuò)展成416譯碼器，然后以與非門作為輸出門實(shí)現(xiàn)函數(shù)。電路如圖所示。(1,2,4,7,9,10,12,15)SDm(1,2,3,7,11,13,14,15)COm0 1 2 3 4 5 6 72 1 074138(1)ASTBSTCST0 1 2 3 4 5 6

21、72 1 074138(2)ASTBSTCST&SDCO&MAiBiCiMiA1001COMiA1001SDiMAiB0001101110SD， ， iMAiiCB0001101100011110SD11111111（3）用74LS153雙四選一數(shù)據(jù)選擇器及必要的門電路實(shí)現(xiàn)用兩地址端數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)四變量函數(shù)要兩次降維。(1,2,4,7,9,10,12,15)SDm(1,2,3,7,11,13,14,15)COm00 00000 0iMAiiCB0001101100011110CO111111110 0000 000iCiCiCiCiCiCiCiCiiCB iiCB iiCB i

22、MAiB0001101110COiC10iCiC10iCiiCB iiCBiiCBiCiC1A0A10010D1D2D3DMiA1001SDiiCB iiCB iiCB iCMiA1001COiiCB iiCBiiCBiCEN2Y201231003GEN1Y10123MUX=1=11&SDC0MiAiBiC1、觸發(fā)器的組成及特點(diǎn)、觸發(fā)器的組成及特點(diǎn)觸發(fā)器根據(jù)其邏輯功能，它的電路組成必須滿足3個(gè)條件：觸發(fā)器必須具備兩個(gè)穩(wěn)態(tài)。觸發(fā)器必須具備兩個(gè)穩(wěn)態(tài)。用以記憶二值邏輯的兩個(gè)特征值0和1。因此觸發(fā)器工作時(shí)只有兩種可能狀態(tài)，即即0 0態(tài)和態(tài)和1 1態(tài)。態(tài)。觸發(fā)器的狀態(tài)要能夠預(yù)置。觸發(fā)器的狀態(tài)要能

23、夠預(yù)置。即觸發(fā)器都具有置0置1控制端，通常用/RD、/SD表示，置0、置1是異步實(shí)現(xiàn)的。觸發(fā)器必須能在外部信號(hào)的激勵(lì)下進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。觸發(fā)器必須能在外部信號(hào)的激勵(lì)下進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。例如，J、K信號(hào)，D等信號(hào)的激勵(lì)作用必須在時(shí)鐘脈沖CP同步控制下進(jìn)行。2、觸發(fā)器的控制信號(hào)、觸發(fā)器的控制信號(hào)觸發(fā)器的外部控制信號(hào)分為三類： DDSR ,1 置位、復(fù)位信號(hào) CP時(shí)鐘脈沖信號(hào)2 低電平有效，異步作用，只要置位和復(fù)位信號(hào)中有一個(gè)加入，觸發(fā)器狀態(tài)即被強(qiáng)制為0或1，此時(shí)其它控制信號(hào)均無(wú)作用，但這兩個(gè)信號(hào)不能同時(shí)加入，其約束條件：1DDSR 觸發(fā)器的動(dòng)作必須受電路或系統(tǒng)的公共時(shí)鐘節(jié)拍控制，這種節(jié)拍控制的作用即同步作

24、用。觸發(fā)器在時(shí)鐘CP的作用下決定觸發(fā)器狀態(tài)何時(shí)轉(zhuǎn)移。 對(duì)于主從觸發(fā)器：在CP信號(hào)完整的一個(gè)周期內(nèi)，從CP的到來(lái)的整個(gè)CP=1期間內(nèi)，主觸發(fā)器接收外部激勵(lì)信號(hào)，而從觸發(fā)器被封鎖，狀態(tài)保持不變。正跳取樣。在CP信號(hào)到來(lái)的整個(gè)CP=0期間內(nèi)，主觸發(fā)器封鎖，隔離了外加激勵(lì)信號(hào)的作用，同時(shí)從觸發(fā)器開(kāi)啟，從觸發(fā)器按照外輸入激勵(lì)信號(hào)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移。（從接收主）負(fù)跳轉(zhuǎn)移。 外外部部激激勵(lì)勵(lì)信信號(hào)號(hào)3 對(duì)于維持阻塞觸發(fā)器：在CP信號(hào)的到來(lái)前一個(gè)極短的時(shí)間內(nèi)，外部激勵(lì)信號(hào)已取樣進(jìn)入觸發(fā)器，當(dāng)CP到來(lái)，取樣信號(hào)逐級(jí)傳輸引起觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移，與此同時(shí)，維持阻塞邏輯立即起作用，隔離了外部激勵(lì)信號(hào)。即正跳轉(zhuǎn)移 對(duì)于邊沿型觸發(fā)器

25、：狀態(tài)僅在CP信號(hào)的或到來(lái)時(shí)刻進(jìn)行轉(zhuǎn)移，而狀態(tài)的變化則取決于CP邊沿到來(lái)前一瞬間對(duì)外部激勵(lì)信號(hào)的取樣值。事實(shí)上維持阻塞型觸發(fā)器是一種正邊沿觸發(fā)器。 這是一類根據(jù)對(duì)觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移要求施加的控制信號(hào)。 如果說(shuō)CP信號(hào)的作用是決定觸發(fā)器狀態(tài)何時(shí)轉(zhuǎn)移，那么外部激勵(lì)信號(hào)則決定了狀態(tài)如何轉(zhuǎn)移。 試按圖示輸入波形，分試按圖示輸入波形，分別畫(huà)出維持阻塞別畫(huà)出維持阻塞D觸發(fā)器、觸發(fā)器、負(fù)邊沿負(fù)邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器Q端的電壓端的電壓波形。假設(shè)初態(tài)均為波形。假設(shè)初態(tài)均為1。題意分析： 本例要求在給定輸入波形下，分別畫(huà)出2種觸發(fā)器的輸出電壓波形。維持阻塞維持阻塞D D觸發(fā)器狀態(tài)在觸發(fā)器狀態(tài)在CPCP信號(hào)信號(hào)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換

26、。負(fù)邊沿型負(fù)邊沿型JKJK觸發(fā)器狀態(tài)在觸發(fā)器狀態(tài)在CPCP信號(hào)信號(hào)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 這兩種觸發(fā)器的次態(tài)，僅取決于CP信號(hào)邊沿達(dá)到時(shí)刻激勵(lì)信號(hào)的取值。而在此時(shí)刻之前或之后激勵(lì)信號(hào)的變化，對(duì)觸發(fā)器的狀態(tài)沒(méi)有影響。因此，這類觸發(fā)器抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠。例題例題1：C PDQC PDQ 本例給出的輸入波形，在CP=1期間J,K信號(hào)上均帶有干擾。因此，畫(huà)其Q端波形時(shí)，必須認(rèn)真地判別這些干擾的影響。 解：根據(jù)題意分析畫(huà)出維持阻塞D觸發(fā)器、負(fù)邊沿型JK觸發(fā)器輸出端Q的電壓波形。維持阻塞D觸發(fā)器是正跳轉(zhuǎn)移CPJKQ 負(fù)邊沿型JK觸發(fā)器是負(fù)跳轉(zhuǎn)移。Q 已知電路及信號(hào)已知電路及信號(hào)CP、A的的波形如圖所示，試畫(huà)出輸

27、出端波形如圖所示，試畫(huà)出輸出端的波形。設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為的波形。設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為0。題意分析： 本例給定的電路，由兩個(gè)維本例給定的電路，由兩個(gè)維持阻塞觸發(fā)器構(gòu)成。第一個(gè)觸發(fā)持阻塞觸發(fā)器構(gòu)成。第一個(gè)觸發(fā)器器D1=/Q1,接成計(jì)數(shù)工作方式。時(shí)接成計(jì)數(shù)工作方式。時(shí)鐘脈沖即是輸入信號(hào)鐘脈沖即是輸入信號(hào)A，當(dāng)，當(dāng)A信號(hào)信號(hào)到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換。并由到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換。并由第二個(gè)觸發(fā)器第二個(gè)觸發(fā)器/Q/Q2 2生成復(fù)位信號(hào)，生成復(fù)位信號(hào)，一旦第二個(gè)觸發(fā)器一旦第二個(gè)觸發(fā)器Q Q由由0 0態(tài)轉(zhuǎn)換為態(tài)轉(zhuǎn)換為1 1態(tài)，隨之即對(duì)第一個(gè)觸發(fā)器復(fù)位。態(tài)，隨之即對(duì)第一個(gè)觸發(fā)器復(fù)位。第二個(gè)觸發(fā)器在給定的第二個(gè)觸發(fā)器在給定的

28、CPCP信號(hào)信號(hào)到到來(lái)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，激勵(lì)信號(hào)來(lái)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，激勵(lì)信號(hào)D D2 2=Q=Q1 1。DQQDQQ12ACPRDCB 本例電路中兩個(gè)觸發(fā)器相互本例電路中兩個(gè)觸發(fā)器相互關(guān)聯(lián)，第一個(gè)觸發(fā)器提供第二個(gè)關(guān)聯(lián)，第一個(gè)觸發(fā)器提供第二個(gè)觸發(fā)器激勵(lì)信號(hào)，第二個(gè)觸發(fā)器觸發(fā)器激勵(lì)信號(hào)，第二個(gè)觸發(fā)器提供第一個(gè)觸發(fā)器復(fù)位信號(hào)。因提供第一個(gè)觸發(fā)器復(fù)位信號(hào)。因此，在畫(huà)此，在畫(huà)Q1,Q2的電壓波形時(shí)，必的電壓波形時(shí)，必須把兩個(gè)觸發(fā)器合為一體來(lái)處理，須把兩個(gè)觸發(fā)器合為一體來(lái)處理，才能得出正確的結(jié)果。才能得出正確的結(jié)果。CPABC12345678910例題例題2：CPABC12345678910解：解：DQQDQ

29、Q12ACPRDCB第一個(gè)觸發(fā)器在第一個(gè)觸發(fā)器在A信號(hào)信號(hào)到來(lái)到來(lái)前狀態(tài)保持前狀態(tài)保持0。由于。由于D2=Q1=0, ,第第二個(gè)觸發(fā)器雖有二個(gè)觸發(fā)器雖有CP信號(hào)作用，狀信號(hào)作用，狀態(tài)也維持態(tài)也維持0。當(dāng)當(dāng)A信號(hào)信號(hào)到來(lái)時(shí)：到來(lái)時(shí)： 第一個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)第一個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換為換為1，D2=Q1=1。只要。只要CP信號(hào)信號(hào)到達(dá)，第二個(gè)觸發(fā)器到達(dá)，第二個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)就轉(zhuǎn)換為狀態(tài)就轉(zhuǎn)換為1，/Q20，隨之將第一個(gè)觸發(fā)器復(fù)位為隨之將第一個(gè)觸發(fā)器復(fù)位為0。D2=Q1=0。 此后，在此后，在CP信號(hào)的作用下第二個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)也轉(zhuǎn)換為信號(hào)的作用下第二個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)也轉(zhuǎn)換為0，由于，由于/Q2=1,從而解除了對(duì)第一個(gè)觸

30、發(fā)器的復(fù)位作用，然后再等待從而解除了對(duì)第一個(gè)觸發(fā)器的復(fù)位作用，然后再等待A信號(hào)的信號(hào)的到達(dá)，重到達(dá)，重復(fù)上述過(guò)程。復(fù)上述過(guò)程。JQQKABCPQ=1=11RD 這一類型觸發(fā)器的這一類型觸發(fā)器的波形畫(huà)法，首先確定觸波形畫(huà)法，首先確定觸發(fā)器的激勵(lì)信號(hào)。它們發(fā)器的激勵(lì)信號(hào)。它們的激勵(lì)信號(hào)由給定的輸?shù)募?lì)信號(hào)由給定的輸入信號(hào)入信號(hào)A,B和觸發(fā)器狀和觸發(fā)器狀態(tài)通過(guò)門電路組合而成。態(tài)通過(guò)門電路組合而成。只要寫(xiě)出觸發(fā)器的激勵(lì)只要寫(xiě)出觸發(fā)器的激勵(lì)信號(hào)表達(dá)式，然后根據(jù)信號(hào)表達(dá)式，然后根據(jù)觸發(fā)器動(dòng)作特點(diǎn)畫(huà)出在觸發(fā)器動(dòng)作特點(diǎn)畫(huà)出在CP信號(hào)作用下的信號(hào)作用下的Q端電端電壓波形。壓波形。 例例3、 圖中各TTL觸發(fā)器電

31、路的初始狀態(tài)均為0，試畫(huà)出在CP信號(hào)作用下各觸發(fā)器輸出端Q1-Q6的電壓波形。解解 對(duì)于TTL觸發(fā)器，懸空相當(dāng)于高電平。 依據(jù)觸發(fā)器的特性方程，Q1-Q6的特性方程為：JKQQQ1JKQQQ2CPCPDQQQ3CPDQQQ4CPSRQQCPQ5TQQQ6CP111111111nnnnnnnnQJQKQQ QQ QQ122222210nnnnnnQJQKQQ QQ133nnQDQ144nnQDQ1555555nnnnnnQSRQQQ QQ166661nnnnQTQQQ依據(jù)觸發(fā)器的特性方程，畫(huà)出Q1 - Q6工作波形為：111111111nnnnnnnnQJQKQQ QQ QQ122222210n

32、nnnnnQJQKQQ QQ133nnQDQ144nnQDQ1555555nnnnnnQSRQQQ QQ166661nnnnQTQQQCPQ1Q2Q3Q4Q5Q6例例4 4、試寫(xiě)出如圖所示各電路中觸發(fā)器的次態(tài)函數(shù)11nQ12nQ13nQ14nQ，并畫(huà)出在圖給定的信號(hào)作用下Q1、Q2、Q3、Q4的電壓波形。 &1&1ABJKCPQ1Q1SRQ21&Q2ABCPTQ3CP=ABQ3=1CPADQ4Q4CPAB解解 根據(jù)圖示電路，JK觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)： &1&1ABJKCPQ1Q111JAQAQA11KBQBQB特征方程： 111111nnnnnQJQKQAQ

33、BQ狀態(tài)變化特點(diǎn)：AB0，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)；AB1，狀態(tài)保持；AB，狀態(tài)跟隨B。RS觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)： SABRAB1222()0nnnQSRQABAB QSR特性方程： 狀態(tài)變化特點(diǎn)：AB0，狀態(tài)置0；AB1，狀態(tài)置1；AB，狀態(tài)保持。SRQ21&Q2ABCPT觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)： T=AB1333nnnQTQABQTQ3CP=ABQ3特性方程： 狀態(tài)變化特點(diǎn)：AB，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)；AB，狀態(tài)保持。D觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)： =1CPADQ4Q44nDAQ144nnQDAQ特性方程： 狀態(tài)變化特點(diǎn)：A0，狀態(tài)保持；A1，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。Q1、Q2、Q3、Q4的電壓波形如圖所示。CPABQ1Q2Q3Q4 時(shí)序邏輯

34、電路：時(shí)序邏輯電路：任一時(shí)刻的輸出信號(hào)不但取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài)，與以前的輸入有關(guān)。重點(diǎn)要求掌握：1、同步時(shí)序電路的分析2、同步、異步計(jì)數(shù)器的分析3、集成計(jì)數(shù)器的功能分析及其應(yīng)用4、集成移位寄存器及其應(yīng)用5、序列信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與分析 例例4:分析示的時(shí)序電路的邏輯功能，寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程和輸出方程，畫(huà)出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說(shuō)明電路能否自啟動(dòng)。 JQQJQQJQQCPKKK&YQ1Q2Q3123（1）確定各觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)（驅(qū)動(dòng)方程）和電路的輸出邏輯函數(shù)31233221113JQQKQJKQJKQ3YQ（2）列出電路的特征方程組（次態(tài)方程組）（3）作電

35、路狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 方法方法1 利用觸發(fā)器的特征方程求次態(tài)。 13123333211212122111313131nnnQQQ QQ QQ Q QQQQQQQQQQ QQ QQQ3Q13nQ12nQ11nQ2Q1Q1000100 1 11 0 00 0 00 1 10 1 00 0 13YQ具有自啟動(dòng)能力的M5計(jì)數(shù)器方法2 利用觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)求次態(tài)。 31233221113JQQKQJKQJKQ3YQ13nQ12nQ11nQ0000110100011110100 0 0 0 1 10 1 11 0 1 1 1 11 0 00 1 0 0 0 00 0 00 1 1 1 0 00 1 10 1 0

36、0 0 01 1 1 1 0 00 1 00 0 1具有自啟動(dòng)能力的M5計(jì)數(shù)器（4）依據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫(huà)電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 000001010011100111110101321Q Q Q/0/0/0/0/1/1/1/1/Y（5）電路特性描述 由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知，電路由初始狀態(tài)000經(jīng)5個(gè)CP脈沖后，回到初始狀態(tài)，并從輸出端給出一進(jìn)位信號(hào)，因此，電路為模模5同步加法同步加法計(jì)數(shù)器。由于電路的三個(gè)偏離狀態(tài)在CP脈沖的作用下均能進(jìn)入主循環(huán)鏈內(nèi)，因此電路能夠自啟動(dòng)。 例例5：試分析圖示異步時(shí)序電路。要求寫(xiě)出分析構(gòu)過(guò)程，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說(shuō)明電路的邏輯功能。JQQJQQJQQCPKKK&YQ1Q2Q3

37、123RD（1）確定電路的激勵(lì)函數(shù)3213322211311111JQ QKCPCPJKCPQJQKCPCP3213322211311111JQ QKCPCPJKCPQJQKCPCP（2）由激勵(lì)函數(shù)列出特征方程組1312312211113nnnQQQ QCPQQQQQQCP（3）作電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 方法方法： 利用觸發(fā)器的特征方程求次態(tài)。 13nQ12nQ11nQ0100100 1 11 0 00 0 00 1 00 1 00 0 0（4）畫(huà)出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖， 000001010011100111110101321Q Q Q（5）電路特性描述電路是一能夠自啟動(dòng)的異步5進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 例例7：試

38、分析圖示電路，列出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，求出電路的輸出Z1和Z2的序列信號(hào)。EPETCPCLDRD74LS161Q0Q1Q2Q3D1D2D3D011CP&STASTBSTC42174LS138102 3 4 5 6 71&Z1Z2 解解 電路是由同步4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161和3/8譯碼器74LS138組成的計(jì)數(shù)型序列信號(hào)發(fā)生器。74LS161連接成6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，循環(huán)狀態(tài)為00000101。計(jì)數(shù)輸出端Q2Q1Q0分別接入74LS138的代碼輸入A2A1A0。輸出Z1和Z2與Q2Q1Q0的關(guān)系為： 1210(,)(0,1,3,5)Z Q Q Qm2210(,)(1,3,4)Z Q

39、 Q Qm ，依據(jù)上述關(guān)系，列出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。電路輸出序列信號(hào)Z1110101，Z2010110。2210(,)(1,3,4)Z Q Q Qm1210(,)(0,1,3,5)Z Q Q Qm考題 選擇模選擇模M M計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍，確定初態(tài)和末態(tài)。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍，確定初態(tài)和末態(tài)。 確定產(chǎn)生置確定產(chǎn)生置0 0或置數(shù)信號(hào)的譯碼狀態(tài)，然后根據(jù)譯碼或置數(shù)信號(hào)的譯碼狀態(tài)，然后根據(jù)譯碼狀態(tài)設(shè)計(jì)譯碼反饋電路，使計(jì)數(shù)器產(chǎn)生清狀態(tài)設(shè)計(jì)譯碼反饋電路，使計(jì)數(shù)器產(chǎn)生清0 0或置數(shù)信號(hào)?；蛑脭?shù)信號(hào)。 畫(huà)出實(shí)現(xiàn)模畫(huà)出實(shí)現(xiàn)模N N計(jì)數(shù)器的邏輯電路。計(jì)數(shù)器的邏輯電路。M10計(jì)數(shù)器由計(jì)數(shù)器由1010產(chǎn)生清產(chǎn)生清0信號(hào)信號(hào)

40、M853計(jì)數(shù)器由計(jì)數(shù)器由853產(chǎn)生清產(chǎn)生清0信號(hào)信號(hào)例：用例：用74161計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模12計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。例：用例：用74161計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。 由前面例題分析中可以發(fā)現(xiàn)，用反饋置由前面例題分析中可以發(fā)現(xiàn)，用反饋置0法設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)法設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器存在一個(gè)普遍規(guī)律，有待于我們?nèi)タ偨Y(jié)。器存在一個(gè)普遍規(guī)律，有待于我們?nèi)タ偨Y(jié)。2 23 3Q QQ QCRCR 0 01 12 2Q QQ QQ QC CR R D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161CP1&D3D2D1D0Q3Q2Q1Q0COCTPCTTCRLD74161CP1& 置置00

41、000000法法： 例如，設(shè)計(jì)例如，設(shè)計(jì)M10計(jì)數(shù)器，預(yù)置數(shù)為計(jì)數(shù)器，預(yù)置數(shù)為0000，置數(shù)譯碼信號(hào)為，置數(shù)譯碼信號(hào)為1019，即，即:Q3Q2Q1Q0=1001,0 03 3Q QQ QL LD D 例如，設(shè)計(jì)例如，設(shè)計(jì)M12計(jì)數(shù)器，預(yù)置數(shù)為計(jì)數(shù)器，預(yù)置數(shù)為0000，置數(shù)譯碼信號(hào)為，置數(shù)譯碼信號(hào)為12111，即，即:Q3Q2Q1Q0=1011,0 01 13 3Q QQ QQ QL LD D 解：解：預(yù)置數(shù)為：預(yù)置數(shù)為：0101置數(shù)控制信號(hào)：置數(shù)控制信號(hào)：0 01 12 23 3Q QQ QQ QQ QL LD D 列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，從狀態(tài)轉(zhuǎn)換表判別是判別是M幾計(jì)數(shù)

42、器。幾計(jì)數(shù)器。 假定初始狀態(tài)為假定初始狀態(tài)為0 00 00 0 1 0 11 0 10 1 1 00 1 1 00 1 1 10 1 1 11 0 0 01 0 0 01 0 0 11 0 0 11 0 1 01 0 1 01 0 1 11 0 1 11 1 0 01 1 0 01 1 0 11 1 0 11 1 1 01 1 1 01 1 1 11 1 1 10 0 0 00 0 0 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1 如果初始條件不為如果初始條件不為0 0也沒(méi)關(guān)系，也沒(méi)關(guān)系，計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)，不用的狀計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)，不用的狀態(tài)就自動(dòng)丟掉了。態(tài)就自動(dòng)丟掉了。 計(jì)數(shù)器計(jì)滿值后自動(dòng)返回計(jì)數(shù)器計(jì)滿值后自動(dòng)返回0000，分析結(jié)果為分析結(jié)果為M12計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)