電工電子技術（第3版） 課件 第9章 時序邏輯電路

RS觸發(fā)器電工電子技術學習目標

知識目標01能力目標02思政目標03

1.認識基本RS觸發(fā)器功能、表示符號2.認識同步RS觸發(fā)器功能、表示符號1.會分析基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器應用強化個人利益服從集體利益、國家利益的社會主義核心價值觀

威廉姆?埃克爾斯（WilliamEccles）和F?W?喬丹（F.W.Jordan），他們在1918年6月申請了觸發(fā)器專利，至今已有100年歷史了。觸發(fā)器是數(shù)字電路中十分重要的組成元件：其作為電子撥動開關，即便在初始電子控制信號消失后，也能夠讓電路記憶設置的開啟或關閉狀態(tài)。

當輸入信號消失，所置成的狀態(tài)保持不變。

觸發(fā)器具有記憶功能!知識引入一、基本RS觸發(fā)器電路組成和邏輯符號信號輸入端，低電平有效。信號輸出端，Q=0、Q=1的狀態(tài)稱0狀態(tài)，Q=1、Q=0的狀態(tài)稱1狀態(tài)，RSQ1001010①R=0、S=1時：由于R=0，不論原來Q為0還是1，都有Q=1；再由S=1、Q=1可得Q＝0。即不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)都將變成0狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置0或復位。R端稱為觸發(fā)器的置0端或復位端。1.功能分析0110RSQ100②R=1、S=0時：由于S=0，不論原來Q為0還是1，都有Q=1；再由R=1、Q=1可得Q＝0。即不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)都將變成1狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置1或置位。S端稱為觸發(fā)器的置1端或置位端。0

111.功能分析1110③R=1、S=1時：根據(jù)與非門的邏輯功能不難推知，觸發(fā)器保持原有狀態(tài)不變，即原來的狀態(tài)被觸發(fā)器存儲起來，這體現(xiàn)了觸發(fā)器具有記憶能力。RSQ1000111

1不變101.功能分析0011RSQ10001111不變0

0不定？④R=0、S=0時：Q=Q=1，不符合觸發(fā)器的邏輯關系。并且由于與非門延遲時間不可能完全相等，在兩輸入端的0同時撤除后，兩輸入同時變?yōu)?，翻轉快的門輸出變?yōu)?，另一個門則不翻轉。一般并不了解門的翻轉速度，因此鎖存器輸出端的狀態(tài)可能處于不定狀態(tài)。所以觸發(fā)器不允許工作在這種情況。1.功能分析911

原態(tài)

1

0

10Q*

01

01DRDS置0（復位）置1保持0011

禁止2.功能表101）電路結構QQRDSD＆＆RDSD＆＆RSCP平時常為1平時常為1異步復位端置0異步置位端置1時鐘信號：各觸發(fā)器能按時鐘節(jié)拍同步動作2.同步RS觸發(fā)器11QQRDSD＆＆＆＆RSCP0被封鎖被封鎖11輸出保持原態(tài)輸出保持原態(tài)CP=0，不管R、S取何種組合，輸出都保持原態(tài)!2）功能分析121RSQQRDSD＆＆＆＆RSCPSR

Q*

00保持

1

0

1

0

1

0

11禁止

CP=1時CP=0時，保持原態(tài)只有CP=1時，觸發(fā)器才可以被同步觸發(fā)而動作，幾個觸發(fā)器用同一時鐘脈沖就可以同步動作2）功能分析例1：畫出電平觸發(fā)SR觸發(fā)器的輸出端波形圖。假設Q的初始狀態(tài)為0。CPRSQQ

在CP=0期間，觸發(fā)器的狀態(tài)“保持”狀態(tài)不定QQ1R1SC1CPRS2）功能分析14學與悟同步觸發(fā)器與時鐘信號同步，同一個時鐘控制幾個不同觸發(fā)器就可以步調(diào)一致，但幾個普通觸發(fā)器各自動作，做不到同步，在一個集體環(huán)境中，做同步觸發(fā)器還是普通觸發(fā)器？做一個與集體同步還是散漫自由的人？當你個人利益與集體利益沖突時，你怎么選呢？JK、D、T觸發(fā)器田玉主講老師：電工電子技術學習目標

知識目標01能力目標02

素質目標03

1.認識JK、D、T觸發(fā)器功能、表示符號1.會分析JK、D、T觸發(fā)器應用訓練有效歸納和總結的能力17知識引入觸發(fā)器觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)在CP上升沿(或下降沿)時刻接收輸入信號，電路狀態(tài)發(fā)生變化上升沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)電平觸發(fā)在CP等于1或0時接收輸入信號，電路狀態(tài)發(fā)生變化空翻，抗干擾差無空翻，抗干擾強1.JK邊沿觸發(fā)器

雙輸入觸發(fā)器，功能齊全，應用廣泛QQ1JJCP1KKC1說明Qn+1KJCP10××××QnQn保持不變↓↓↓↓00100111Qn01保持置0置1翻轉CP觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器稱為JK功能，即

JK=00時保持；

JK=11時翻轉；

J

K時Qn+1值與J相同在CP↓時刻執(zhí)行JK

功能注意Qn1.JK觸發(fā)器例題下圖為邊沿JK觸發(fā)器的輸入波形，設初始狀態(tài)為0，畫出輸出Q的波形。解：邊沿JK觸發(fā)器在CP下降沿觸發(fā)動作，根據(jù)JK觸發(fā)器功能表可畫出Q的波形。

2、邊沿D觸發(fā)器QQC1CP1DDCP觸發(fā)的邊沿D觸發(fā)器C1執(zhí)行

Qn+1

=

D11↑在CP

時刻00↑Qn×1保持不變Qn×0說明Qn+1DCP邊沿D

觸發(fā)器功能表D觸發(fā)器，有送數(shù)功能213.邊沿T觸發(fā)器C1QT1TCLK當T接固定高電平時，有時也把這種接法的觸發(fā)器叫做T'觸發(fā)器。功能表

邏輯符號

goodbye寄存器田玉主講老師：電工電子技術學習目標

知識目標01能力目標02素質目標03

1.認識寄存器功能、分類2.認識集成寄存器功能、外形及引線連接會分析和設計制作寄存器應用電路訓練分析問題的能力K

知識引入跑馬燈DIY制作跑馬燈電路快遞寄存柜

寄存器概述1.寄存基本功能：暫時存儲二進制數(shù)據(jù)或代碼。例如出外旅游，把小行李暫時寄存在車站或碼頭的暫存處，到自選商場要將提包交服務員暫時保管，都是寄存。具有寄存功能的電路稱為寄存器。寄存器是一種基本的時序邏輯電路。在計算機和其它數(shù)字設備中廣泛應用。數(shù)碼寄存器移位寄存器2.寄存器分類3.寄存器構成：一個觸發(fā)器可存放一位二進制代碼，一個n位寄存器需由n個觸發(fā)器組成，觸發(fā)器是寄存器的基本單元電路。1、數(shù)碼寄存器存放二進制代碼的電路

4位集成數(shù)碼寄存器74LS175并行數(shù)據(jù)輸入端并行數(shù)據(jù)輸出端時鐘脈沖端輸入端清零端74LS175的功能表

數(shù)據(jù)寄存

異步清0d0d1d2d3d0d1d2d310000×××××0Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCR

說明輸出輸入

數(shù)據(jù)保存1保持××××1保持××××01

數(shù)據(jù)保存2、移位寄存器Shiftregister，采用移位的方式寄存數(shù)碼。在控制信號作用下，可實現(xiàn)右移也可實現(xiàn)左移。雙向移位寄存器單向移位寄存器

左移寄存器

右移寄存器每輸入一個移位脈沖，移位寄存器中的數(shù)碼依次向右移動1位。每輸入一個移位脈沖，移位寄存器中的數(shù)碼依次向左移動1位。CRCRDSLDSRCPCT74LS194Q0Q1Q2Q3M1M0D0D1D2D3Q3Q2Q1Q0SRSLM1M0D3D2D1D0脈沖輸入端右移串行數(shù)據(jù)輸入端并行數(shù)據(jù)輸入端左移串行數(shù)據(jù)輸入端

工作方式控制端M1M0=00時，保持功能。M1M0=01時，右移功能。M1M0=10時，左移功能。M1M0=11時，并行送數(shù)。并行數(shù)據(jù)輸出端，從高位到低位依次為Q3~Q0。異步置0端低電平有效4位雙向移位寄存器CT74LS194

移位寄存過程以存入數(shù)碼1011為例，4位左移寄存器的工作狀態(tài)示意圖。保持000左移串送00Q3Q2Q1×××××左移串送11Q3Q2Q1×××××10101右移串送0Q2Q1Q00××××0×右移串送1Q2Q1Q01××××1×1010并行送數(shù)d3d2d1d0d0d3d2d1××11111111異步置零0000×××××××××0Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0DSRDSLCPM0M1CR說明輸出輸入CT74LS194的功能表×××××××例：分析74LS294寄存器彩燈控制電路工作原理

goodbye計數(shù)器田玉主講老師：電工電子技術學習目標

知識目標01能力目標02思政目標03

1.認識計數(shù)器功能、分類2.認識集成計數(shù)器功能、外形及引線連接1.會分析、設計和制作計數(shù)器應用電路2.會改制計數(shù)器的進制適時清零，更好前行，建立積極的生活態(tài)度，實現(xiàn)自我超越和發(fā)展K

知識引入中國最早的計數(shù)器

自動裝箱計件

工件計數(shù)一、計數(shù)器的基本概念（一）計數(shù)器的作用與分類01計數(shù)器作用計數(shù)器(Counter)用于計算輸入脈沖個數(shù)，還常用于分頻、定時及數(shù)字運算等。計數(shù)器累計輸入脈沖的最大數(shù)目稱為計數(shù)器的“?！保肕表示。如M=10，又稱為10進制計數(shù)器，它實際上就是計數(shù)器的有效循環(huán)狀態(tài)數(shù)，又稱計數(shù)容量或計數(shù)長度。一、計數(shù)器的基本概念（一）計數(shù)器的作用與分類02計數(shù)器分類按時鐘控制方式不同分異步計數(shù)器

同步計數(shù)器

按計數(shù)增減分加法計數(shù)器

減法計數(shù)器

加/

減計數(shù)器（又稱可逆計數(shù)器）按計數(shù)進制分二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器任意進制計數(shù)器（又稱N進制計數(shù)器）二、集成二進制計數(shù)器74LS161CPQ0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CRLD計數(shù)狀態(tài)輸出,從高位到低位依次為

Q3、Q2、Q1、Q0進位輸出端并行數(shù)據(jù)輸入端計數(shù)脈沖輸入，上升沿計數(shù)計數(shù)控制端，高電平有效。CR

為異步清0端，

低電平有效。LD為同步并行置數(shù)端，低電平有效。1，同步4位二進制加法計數(shù)器74LS161

同步置數(shù)

異步置00保持×××××0×11保持××××××011計數(shù)××××1111d0d1d2d3d0d1d2d3××0100000××××××××0COQ0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPCTTCTPLDCR

說明輸出輸入74LS161的功能表

CR=0

時，不論有無CP

和其他信號輸入，計數(shù)器被置0。00000d0d1d2d3d0d1d2d301

當

CR=1、LD=0

，在CP

上升沿到來時，并行輸入的數(shù)據(jù)d3~d0被置入計數(shù)器。

當

CR=LD=CTT=CTP=1

時，在計數(shù)脈沖的上升沿進行4位二進制加法計數(shù)。CO在計數(shù)至“1111”時出高電平，在產(chǎn)生進位時輸出下降沿。00

當

CR=LD=1，且CTT和CTP中有0

時，狀態(tài)保持不變。CT74LS161的主要功能：

(1)異步清

0功能(CR低電平有效)(2)同步置數(shù)功能(LD低電平有效)(3)計數(shù)功能(LR=LD=CTT=CTP=1)(4)保持功能(LR=LD=1，CTT

和CTP

中有0)2.集成十進制計數(shù)器74LS192CT74LS190計數(shù)控制端，低電平有效。加/減計數(shù)方式控制端

計數(shù)脈沖輸入LD置數(shù)端，低電平有效。并行數(shù)據(jù)輸入端進位/借位輸出端串行進位輸出端計數(shù)狀態(tài)輸出端Q3、Q2、Q1、Q074LS192保持×××××11×加計數(shù)××××001Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CPU/DCTLD

說明輸出輸入CT74LS192的功能表

異步置數(shù)d0d1d2d3d0d1d2d3×1××減計數(shù)××××1013、任意進制計數(shù)器除二進制、十進制計數(shù)器外的計數(shù)器構成任意進制計數(shù)器的基本思路

集成計數(shù)器一般為4位、8位二進制或十進制，其計數(shù)范圍是有限的。可外接適當?shù)拈T電路，進行合適的連線，可得到任意N進制計數(shù)器。反饋清零法反饋置數(shù)法基本方法□（1）利用反饋清零法獲得N進制計數(shù)器異步清零應在輸入第N個計數(shù)脈沖CP后，利用計數(shù)器狀態(tài)SN進行譯碼產(chǎn)生清零信號加到異步清零端上，立刻使計數(shù)器清零，實現(xiàn)N進制計數(shù)器。同步清零應在輸入第N-1個計數(shù)脈沖CP后，利用計數(shù)器狀態(tài)SN-1進行譯碼產(chǎn)生清零信號，在輸入第N個計數(shù)脈沖時，計數(shù)器才被清零，實現(xiàn)N進制計數(shù)器。利用集成計數(shù)器反饋清零功能實現(xiàn)任意N進制計數(shù)異步清零利用狀態(tài)SN例：試用74LS160的異步清零功能構成六進制計數(shù)器分析（1）六進制計數(shù)器狀態(tài)的二進制代碼SN=S6=Q3Q2Q1Q0=0110（2）反饋清零函數(shù)（3）邏輯圖CT74LS160Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3&11CP例：用74LS161的同步置數(shù)功能構成十進制計數(shù)器

（2）十進制計數(shù)器狀態(tài)的二進制代碼S9=Q3Q2Q1Q0=1001（3）反饋置數(shù)函數(shù)（4）畫連線圖（1）計數(shù)狀態(tài)為0000～1001，預置數(shù)D3D2D1D0=0000同步置數(shù)利用狀態(tài)SN-1CT74LS161Q0Q1Q2Q3COD0CTTCTPCRLDD1D2D3CP11&學與悟計數(shù)器通過清零，才可以改制成不同進制的計數(shù)器，學習和工作中的人們也一樣，要學會適時將自己心態(tài)、思維或者生活方式“清零”，以便擺脫包袱，重新開始，以更加開放和靈活的態(tài)度面對未來的挑戰(zhàn)，釋放出更多潛力和可能性，實現(xiàn)自我超越和成長。goodbye555定時器田玉主講老師：電工電子技術學習目標

知識目標01能力目標02素質目標03

1.認識555定時器的組成，表示符號及功能2.認識555定時器的工作原理1.會分析555定時器的應用電路訓練熱愛專業(yè)，積極主動、創(chuàng)造性地學習和工作素質K

知識引入555定時器制作簡易雨滴催眠器

555定時器制作觸摸燈555定時器制作電子門鈴集成555定時器概述

555定時器又稱時基電路，是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(guī)模集成器件，可廣泛用于波形產(chǎn)生與變換、測量與控制、家用電器和電子玩具等方面。

555定時器分類按內(nèi)部元件分雙極性（TTL）：內(nèi)部采用三極管。單極性（CMOS）：內(nèi)部采用場效應管。按芯片內(nèi)部定時器個數(shù)分單時基：555（TTL）和7555（CMOS）雙時基：556（TTL）和7556（CMOS）返回一、555定時器的電路結構及其功能1.555定時器的電路結構電壓比較器的功能：

v+>v-，vO=1v+<v-，vO=0由以下幾部分組成：（1）三個5k電阻組成的分壓器。（2）兩個電壓比較器

C1和C2。（3）基本RS觸發(fā)器（4）放電三極管T及緩沖器G。電路符號返回2.工作原理（1）4腳為復位輸入端（RD

），當RD為低電平時，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，輸出vo為低電平。正常工作時，應將其接高電平。（2）5腳為電壓控制端，當其懸空時，比較器C1和C2的比較電壓分別為2/3VCC

和1/3VCC

。1/3VCC2/3VCC返回（3）2腳為低觸發(fā)輸入端，6腳為高觸發(fā)輸入端，兩端的電位高低控制比較器C1和C2的輸出，從而控制RS觸發(fā)器，決定輸出狀態(tài)。1/3VCC2/3VCC高觸發(fā)輸入低觸發(fā)輸入復位輸出三極管T狀態(tài)vI1vI2RDvo×＜2/3VCC＞2/3VCC＜2/3VCC×＜1/3VCC＞1/3VCC＞1/3VCC0111010不變飽和截止飽和不變功能表返回goodbye多諧振蕩器電工電子技術學習目標

知識目標01能力目標02素質目標03

1.認識多諧振蕩器的連接方式、功能2.認識多諧多諧振蕩器的工作原理1.會分析多諧振蕩器應用電路訓練有效分析問題的思路和能力K

知識引入多諧振蕩器制作救護車的鳴笛電路多諧振蕩器制作簡易雨滴催眠器555集成電路的應用返回多諧振蕩器——能產(chǎn)生矩形脈沖波的自激振蕩器1）電路組成及工作原理2/3VCC1/3VCC輸出波形C的充、放電電壓波形充電回路放電回路2）

振蕩頻率的估算（1）電容充電時間T1（2）電容放電時間T2（3）電路振蕩周期T

T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（5）輸出波形占空比q（4）電路振蕩頻率fTT1T20vctvo0t2/3VCC1/3VCC充電回路放電回路返回應用舉例多諧振蕩器雙音門鈴返回goodbye單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器田玉主講老師：電工電子技術學習目標

知識目標01能力目標02素質目標03

1.認識單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的連接方式、功能2.認識單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理1.會分析單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應用電路訓練有效分析問題的思路和能力K

知識引入

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器制作觸摸燈單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器制作電子門鈴單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器——有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)；在觸發(fā)脈沖作用下，由穩(wěn)態(tài)翻轉到暫穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)狀態(tài)維持一段時間后，自動返回到穩(wěn)態(tài)。1.電路組成及工作原理返回（1）無觸發(fā)信號輸入時電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)。當vI=1時，電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)，即vO=0，vC=0。（2）vI下降沿觸發(fā)

當vI下降沿到達時，vO由0跳變?yōu)?，電路由穩(wěn)態(tài)轉入暫穩(wěn)態(tài)。工作原理返回（3）暫穩(wěn)態(tài)的維持時間在暫穩(wěn)態(tài)期間，三極管T截止，VCC經(jīng)R向C充電。時間常數(shù)τ1=RC，vC由0V開始增大，在vC上升到2/3VCC之前，電路保持暫穩(wěn)態(tài)不變。（3）暫穩(wěn)態(tài)的維持時