正文 第7章 觸發器和時序邏輯電路(1 / 3)

(內容提要及要求)

一、內容提要本章講述觸發器及由觸發器組成的具有記憶能力的邏輯電路,簡稱為時序電路。

1.常用的幾種觸發器。觸發器的相互轉換、觸發器的應用舉例。

2.數碼寄存器、移位寄存器。

3.同步計數器、異步計數器。

4.譯碼器、顯示譯碼器、電子秒表。

5.555集成定時器及其應用。

二、教學要求

1.掌握觸發器的基本性質。

2.掌握RS、D、JK、T,觸發器的邏輯功能,能寫出特性表和特性方程,並能將不同類型觸發器進行轉換。

3.熟悉寄存器構成和工作原理。

4.掌握二進製計數器和二一十進製計數器的分析方法。

5.熟悉555集成定時器的構成及555定時器構成的單穩態觸發器。

在本章的學習中,應將電路工作過程的分析與電路中相關點的波形結合起來,這樣才能較為深入地理解電路的工作原理。

本章側重於各種觸發器波形畫法,計數器功能分析。

7.1觸發器

觸發器是雙穩態觸發器的簡稱,它是一種具有記憶功能的單元電路,是組成時序電路的基本單元。觸發器的種類很多,我們先從最簡單的基本觸發器講起。

一、基本RS觸發器

1.與非門組成的基本RS觸發器

電路結構

電路所示,它由和兩個與非門交叉耦合而成。為觸發器的輸出端;瓦和為輸入端稱為置位端或置端為複位端或置端。是它的邏輯符號。符號中的小圓圈上的號都表示:輸入信號隻在低電平時對觸發器起作用。

工作原理

兩個穩定狀態“0”態和“1”態。由於Q為兩個互補信號輸出端。我們規定為觸發器的“1”狀態;觸發器的“0”狀態。

觸發器可能穩定在“0”態,也可能穩定在“1”態,究竟處於哪一狀態。

二、同步RS觸發器

在數字係統中,往往要求送人控製脈衝,以便各部件能控製脈衝的節拍協調運行。這種控製脈衝稱為時鍾脈衝,簡稱。具有時鍾脈衝控。製的RS觸發器稱為同步RS觸發器,又稱為鍾控觸發器。

電路結構和時鍾控製電路,這是在基本觸發器的基礎上增加兩個鍾控門和時鍾輸入端組成了同步RS觸發器。

三、主從RS觸發器

為了保證在每一個時鍾脈衝作用期間觸發器的狀態變化一次,應提高電路的抗幹擾能力,采用主從結構的觸發器。

電路組成

主從RS觸發器由兩個同步RS觸發器和一個非門組成,上麵的奶觸發器稱為從觸發器,下麵的稱為主觸發器。非門使主、從觸發器時鍾脈衝互相反相。

四、T觸發器和T1觸發器

了觸發器是一種具有翻轉和保持功能的觸發器。觸發器的輸入端相連作的了輸入端時,便構成觸發器。

五、TTL邊沿D觸發器(又稱維持阻塞D觸發器)

邊沿觸發器是在時鍾信號上升沿式下降沿到來瞬間,觸發器才能根據輸入控製信號改變狀態,而在時鍾信號的其它時刻,觸發器將處於保持階段。

電路結構

由6個與非門組成的維持阻塞型邊沿觸發器。它組成鍾控奶觸發器及維持一一阻塞電路組成。則將信號轉換成彼此互補的信號。

七、觸發器的應用舉例

一般機械開關在觸點閉合時的頭幾毫秒時間內,會發生金屬觸點的碰撞跳動,產生噪聲幹擾,其電壓波形圖,該幹擾實際是產生一個脈衝列,若將該信號輸入邏輯係統,將引起係統不正常工作。為此,采用觸發器的電路,就可消除觸點接觸跳動產生的噪聲。試說明之。

八、觸發器的相互轉換

訊觸發器和觸發是邏輯電路中使用最廣泛的兩種觸發器。產品也主要是這兩種形式。若需要其它功能的觸發器,都可由這兩種觸發器加以變換後得到。

圖為電力係統合閘斷路器帶電測量合閘時間裝置電路圖。為相應於發電機電壓、係統母線電壓的方波。試分析該電路工作原理。

解斷路器主觸頭閉合瞬間,為同一電壓,端輸出低電壓沒有波形,因此可以用A波形的消失可判別為斷路器主觸頭的閉合。容易發現,在的每一周期內,脈衝數是兩個,即波形在發電機並入係統前是一串頻率為的矩形脈衝。當觸點也可是斷路器的合閘控製觸點,閉合時。

7.2寄存器

在數字電路中,常常要將一些數碼、指令或運算結果暫時存放起來。這種暫時存放數碼或指令的部件就是寄存器。

寄存器可分為數碼寄存器和移位寄存器兩種。它們的共同之處是都具有暫時存放數碼的記憶功能,不同之處是移位寄存器具有移位功能而數碼寄存器無移位功能。

一、數碼寄存器

寄存器存放二進製數碼就必須有記憶單元即觸發器,每個觸發器能存放一位二進製數碼,存放乂位數碼,就應具有觸發器。為了保證正常存放數還需有適當的門電路組成的控製電路。

二、移位寄存器

移位寄存器既能存貯數碼,又能使數碼移位。若在移位脈衝(一般為時鍾脈衝)的作用下,寄存器中的數碼向左移位一位,則稱之為左移,若依次向右移動一位,稱之為右移。既可左移又可右移的稱雙向移位寄存器。

7.3計數器

計數器是用於統計輸入脈衝個數的時序邏輯電路。它在數字電路中有著廣泛的應用,不僅用作計數,也可用於分頻、定時、時間分配、程序控製操作及數字運算等。