重要数字电路PPT

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1、湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5 . 5 . 锁存器和触发器锁存器和触发器5.1 双稳态存储单元电路5.2 锁存器5.3 触发器的电路结构和工作原理5.4 触发器的逻辑功能 湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作1. 掌握SR、D锁存器的逻辑功能；2. 掌握 SR 触发器、JK 触发器、D 触发器及 T 触发器的逻辑功能，掌握触发器逻辑功能表示方法功能表、特性方程、状态图、波形图，掌握触发器功能转换的方法；3. 理解锁存器、触发器的电路结构、工作原理和动态特性。教学要求教学要求湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作概述概述时序逻辑电路时序逻辑电路工作特征：

2、时序逻辑电路工作特点是任意时刻的输出状态不仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。即具有记忆功能。 结构特征：由组合逻辑电路和存储电路组成，电路中存在反馈。锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元。湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.1 5.1 双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路双稳态的概念：只有两种稳定的状态(0，1)，在外作用下，可以从一个稳定状态变化到另一个稳定状态。5.1.1 双稳态的概念双稳态的概念湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.1 5.1 双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路1. 电路结构电路结构最基本的双稳态电路如图所示5.

3、1.2 双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路 反馈Q端的状态定义为电路输出状态。电路有两个互补的输出端Q和Q湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.1 5.1 双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路2. 逻辑状态分析逻辑状态分析5.1.1 双稳态的概念双稳态的概念11000状态11001状态在两种稳定状态中，输出Q和 总是互补的；电路只存在两种可以长期保持的稳定状态，故称双稳态电路；电路具有记忆1位二进制数据的功能。Q湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器锁存器1. 基本基本SR锁存器锁存器基本SR锁存器如图所示逻辑符号电路说明：两个互补的输出端Q和

4、两个输入端R、S R- Reset 为置0端（复位端） S- Set 为置1端 （置位端）现态：R、S信号作用前Q端的状态，现态用Qn表示，可简写为Q。次态：R、S信号作用后Q端的状态，次态用Qn+1 表示。逻辑表达式：QQRQQSQ5.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器锁存器工作原理工作原理. R = 0、S = 0RSQQ110工作原理Q R S 功能 Qn+11RSQQ110100000 0000 011保持可以看出：R、S信号=1有效，当R、S信号都无效，状态保持不变。5.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室

5、制作5.2.1 SR 锁存器锁存器工作原理工作原理. R = 1、S = 0RSQQ1101RSQQ110100工作原理Q R S 功能 Qn+10 0000 011保持111 000101 01100置0R信号有效，置0。信号消失后，记忆05.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器锁存器工作原理工作原理. R = 0、S = 1RSQQ1101RSQQ110100110 101100 11101置1S信号有效，置1。信号消失后，记忆1工作原理Q R S 功能 Qn+10 0000 011保持1 0001 010置05.2 锁存器锁存器湖南理工

6、学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器锁存器工作原理工作原理. R = 1、S = 1RSQQ1101RSQQ110111 10？101 110？不允许11工作原理Q R S 功能 Qn+10 0000 011保持1 0001 010置00 1010 111置100不允许R、S信号同时有效。R、S信号都有效后同时撤销，状态不确定。5.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器锁存器基本基本SR锁存器工作原理锁存器工作原理小结小结. 输入信号高电平为有效电平. R=0 S=0 都无效 保持不变. R=1有效 置0 Q=0.

7、S=1有效 置1 Q=1. 不允许S、R同时有效输入信号约束条件：SR=0波形图如图S=1，置1，R=1，置0，R S Qn+1 功能说明0 0 Q 保持 1 0 0 置00 1 1 置11 1 d 不定RS锁存器功能表S撤销后仍为1R撤销后仍为05.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器锁存器例5.2.1基本SR锁存器的S、R波形如图所示，试画出Q和 的波形。Q初态为1置0不定置0保持置1不定置1保持S先撤销置0R先撤销置1S、R同时撤销，不定置0不定5.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器

8、锁存器用与非门构成的基本用与非门构成的基本SR锁存器锁存器逻辑符号逻辑图R S Qn+1 功能说明1 1 Q 保持 0 1 0 置01 0 1 置10 0 d 不定RS锁存器功能表5.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作利用基本利用基本RS锁存器消去机械开关的振动锁存器消去机械开关的振动机械开关K闭合时， vO=0，但由于振动，开关一会儿闭合，一会儿断开，使得 vO在几十ms内，时=0，时=1。vOto5V几十ms5.2.1 SR 锁存器锁存器5.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作消去机械开关的振动电路如图当开关由A到B，S=0 R=1

9、 vO=1 若振动S=1，R S=11，vO=1不变当开关由B到 A ，R=0 S=1 vO=0 若振动R=1，R S=11，vO=0不变vOvBvA振动R S=11或10，vO=1振动R S=11或01，vO=05.2.1 SR 锁存器锁存器ABR S Qn+11 1 Q 0 1 01 0 1 0 0 d5.2 锁存器锁存器输出没有时=0时=1现象湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器锁存器2. 逻辑门控逻辑门控SR锁存器锁存器 基本RS锁存器，锁存器状态直接受输入信号RS控制，一旦输入信号变化，锁存器状态随之发生变化。 实际应用中，要求锁存器按一定的时间节

10、拍动作，输入信号的作用受到使能信号E的控制。为此设计如图逻辑门控SR锁存器。逻辑符号电路结构5.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器锁存器2. 逻辑门控逻辑门控SR锁存器锁存器简单SR锁存器使能信号控制门电路封锁概念从另一个角度看：L = 1有效，B：控制信号，A：输入信号。B=0，L=0(无效)， 门被封锁，输入信号不能通过；B=1，L=A ，门被打开，输入信号能通过。E=0，G3、G4门被封锁， Q3=Q4 =0，锁存器状态不变；E=1，G3、G4门被打开， Q3=S ，Q4=R，锁存器状态随输入信号R、S变化而变化。与简单SR锁存器功能

11、一致。5.2 锁存器锁存器湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.1 SR 锁存器锁存器2. 逻辑门控逻辑门控SR锁存器锁存器例5.2.3 门控SR锁存器波形如图，初始Q = 0，画出Q3、Q4 、Q和 的波形。Q5.2 锁存器锁存器解：E=0，Q3=Q4 =0，状态不变；E=1，Q3=S=0 ，Q4=R=1，Q=0；E=1，Q3=S=1 ，Q4=R=0，Q=1；湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室制作5.2.2 D 锁存器锁存器1. 逻辑门控逻辑门控D锁存器锁存器逻辑符号电路结构门控SR锁存器E=0，Q3=Q4 =0，状态不变；E=1，D=0，S=0 ，R=1，Q=0