＂計算機電路基礎(chǔ)＂學(xué)習(xí)輔導(dǎo)

"計算機電路基礎(chǔ)(1)" 學(xué)習(xí)輔導(dǎo)

第六章 時序邏輯電路

(一)各種類型的觸發(fā)器及其特點

觸發(fā)器是指能夠記憶一位二值信號的基本邏輯單元,也是構(gòu)成各種數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元。按結(jié)構(gòu)形式,有基本(RS)觸發(fā)器、門控(RS)觸發(fā)器、主從結(jié)構(gòu)觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器等;按功能分有: RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器等。

1．基本RS觸發(fā)器的特點

( 具有置0 、置1 和保持功能；

( 輸入信號 (R 、(S 是直接加在輸出門的輸入端，因此，在輸入信號的全部作用時間內(nèi)，它都將直接控制和改變輸出端的狀態(tài)；

( 基本RS觸發(fā)器的輸入信號是一組有約束的變量，使用觸發(fā)器時，應(yīng)遵守約束方程。

2．門控RS觸發(fā)器的特點

( 具有置0 、置1 和保持功能；

(當控制信號E=0 時：Qn+1 =Qn，觸發(fā)器保持原態(tài)不變；當控制信號E=1 時： 實現(xiàn)基本RS觸發(fā)器功能；

(在控制信號的有效期內(nèi)，輸入都將直接控制和改變輸出端的狀態(tài)；

(輸入信號是一組有約束的變量。

3．D鎖存器的特點

( 具有置0 、置1 功能；

( 控制信號E=0 時：Qn+1 =Qn，具有保持功能，E=1 時：Qn+1 =D(接受D信號)；

( 由于D鎖存器只有一個輸入信號，解決了RS觸發(fā)器輸入信號間有約束的問題；

( 在E=1的全部作用時間里，輸入信號D的變化都將引起觸發(fā)器輸出狀態(tài)的變化，若輸入信號在E有效期間多次變化，觸發(fā)器的輸出也將隨之多次變化。

4．主從型(JK)觸發(fā)器的特點

( 具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)功能

( 觸發(fā)器分兩步動作，在CP＝1期間，主觸發(fā)器接收J、K輸入信號，從觸發(fā)器保持原態(tài)不變；當CP下降沿到來時，從觸發(fā)器按主觸發(fā)器接收的狀態(tài)變化，以確定輸出的狀態(tài)。

5．邊沿型D觸發(fā)器的特點

( 具有置0和置1的功能；

( 觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于CP觸發(fā)沿到達時輸入信號的邏輯狀態(tài)。

(二)具有異步置位、復(fù)位功能的觸發(fā)器

圖6.1是具有異步置位、復(fù)位功能觸發(fā)器的邏輯符號。

當(RD=0((SD=1)時，Qn+1=0，異步復(fù)位，把(RD端稱為異步復(fù)位端；

當(SD=0((RD=1)時：Qn+1=1，異步置位，把(SD端稱為異步置位端。

它們都是低電平有效的。

(RD ○ R Q

J 1J

CP ○ C1

K 1K ○ (Q

(SD ○ S

圖6.1

(三)觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法

觸發(fā)器的邏輯功能是指觸發(fā)器次態(tài)Qn+1和輸入信號及現(xiàn)態(tài)Qn之間的邏輯關(guān)系。可以用功能表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(狀態(tài)圖)等方法來描述。按照邏輯功能的不同，一般把觸發(fā)器分成RS、JK、D、T四種類型。表6.1示出了四種類型觸發(fā)器功能描述方法。

RS觸發(fā)器 JK觸發(fā)器D觸發(fā)器T觸發(fā)器特性方程Qn+1=S+(RQn

S R =0Qn+1=J(Qn+(KQn

Qn+1= D

Qn+1= T(Qn

功能表R S Qn+1 說明

0 0 Qn 保持

0 1 1 置1

1 0 0 置0

1 1 不允許 不定J K Qn+1 說明

0 0 Qn 保持

0 1 0 置0

1 0 1 置1

1 1 (Qn 翻轉(zhuǎn)D Qn+1 說明

0 0 置0

1 1 置1

T Qn+1 說明

0 Qn 保持

1 (Qn 翻轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖見教材圖6.2.20

見教材圖6.2.22見教材圖6.2.23見教材圖6.2.25功能說明置0、置1和保持置0、置1、保持和反(翻)轉(zhuǎn)置0和置1保持和反(翻)轉(zhuǎn)

(四)同步時序電路的一般分析方法

分析同步時序電路的邏輯功能，一般按下面的步驟進行：

(1)根據(jù)給定的邏輯圖，寫出組成時序電路的各個觸發(fā)器的驅(qū)動方程(即每個觸發(fā)器輸入信號的表達式)和輸出方程；

因為是同步時序電路，各個觸發(fā)器的動作在同一個CP作用下，分析過程中不必單獨考慮每個觸發(fā)器的時鐘條件。

(2)將各個觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入觸發(fā)器的特性方程得到觸發(fā)器的狀態(tài)方程組；

(3)假設(shè)現(xiàn)態(tài)，依次代入各個觸發(fā)器的狀態(tài)方程組進行計算，求出次態(tài)；

(4)列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；

(5)說明功能。

(五)寄存器

寄存器用以存儲代碼，雙向移位寄存器除了具有存儲代碼的功能外，還可以使數(shù)據(jù)雙向(左移或右

總結(jié)

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