＂计算机电路基础＂学习辅导

"计算机电路基础(1)" 学习辅导

第六章 时序逻辑电路

(一)各种类型的触发器及其特点

触发器是指能够记忆一位二值信号的基本逻辑单元,也是构成各种数字系统的基本逻辑单元。按结构形式,有基本(RS)触发器、门控(RS)触发器、主从结构触发器、边沿触发器等;按功能分有: RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等。

1．基本RS触发器的特点

( 具有置0 、置1 和保持功能；

( 输入信号 (R 、(S 是直接加在输出门的输入端，因此，在输入信号的全部作用时间内，它都将直接控制和改变输出端的状态；

( 基本RS触发器的输入信号是一组有约束的变量，使用触发器时，应遵守约束方程。

2．门控RS触发器的特点

( 具有置0 、置1 和保持功能；

(当控制信号E=0 时：Qn+1 =Qn，触发器保持原态不变；当控制信号E=1 时： 实现基本RS触发器功能；

(在控制信号的有效期内，输入都将直接控制和改变输出端的状态；

(输入信号是一组有约束的变量。

3．D锁存器的特点

( 具有置0 、置1 功能；

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

( 由于D锁存器只有一个输入信号，解决了RS触发器输入信号间有约束的问题；

( 在E=1的全部作用时间里，输入信号D的变化都将引起触发器输出状态的变化，若输入信号在E有效期间多次变化，触发器的输出也将随之多次变化。

4．主从型(JK)触发器的特点

( 具有置0、置1、保持和翻转功能

( 触发器分两步动作，在CP＝1期间，主触发器接收J、K输入信号，从触发器保持原态不变；当CP下降沿到来时，从触发器按主触发器接收的状态变化，以确定输出的状态。

5．边沿型D触发器的特点

( 具有置0和置1的功能；

( 触发器的次态仅取决于CP触发沿到达时输入信号的逻辑状态。

(二)具有异步置位、复位功能的触发器

图6.1是具有异步置位、复位功能触发器的逻辑符号。

当(RD=0((SD=1)时，Qn+1=0，异步复位，把(RD端称为异步复位端；

当(SD=0((RD=1)时：Qn+1=1，异步置位，把(SD端称为异步置位端。

它们都是低电平有效的。

(RD ○ R Q

J 1J

CP ○ C1

K 1K ○ (Q

(SD ○ S

图6.1

(三)触发器的逻辑功能及其描述方法

触发器的逻辑功能是指触发器次态Qn+1和输入信号及现态Qn之间的逻辑关系。可以用功能表、特性方程、状态转换图(状态图)等方法来描述。按照逻辑功能的不同，一般把触发器分成RS、JK、D、T四种类型。表6.1示出了四种类型触发器功能描述方法。

RS触发器 JK触发器D触发器T触发器特性方程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 说明

0 0 Qn 保持

0 1 1 置1

1 0 0 置0

1 1 不允许 不定J K Qn+1 说明

0 0 Qn 保持

0 1 0 置0

1 0 1 置1

1 1 (Qn 翻转D Qn+1 说明

0 0 置0

1 1 置1

T Qn+1 说明

0 Qn 保持

1 (Qn 翻转状态转换图见教材图6.2.20

见教材图6.2.22见教材图6.2.23见教材图6.2.25功能说明置0、置1和保持置0、置1、保持和反(翻)转置0和置1保持和反(翻)转

(四)同步时序电路的一般分析方法

分析同步时序电路的逻辑功能，一般按下面的步骤进行：

(1)根据给定的逻辑图，写出组成时序电路的各个触发器的驱动方程(即每个触发器输入信号的表达式)和输出方程；

因为是同步时序电路，各个触发器的动作在同一个CP作用下，分析过程中不必单独考虑每个触发器的时钟条件。

(2)将各个触发器的驱动方程代入触发器的特性方程得到触发器的状态方程组；

(3)假设现态，依次代入各个触发器的状态方程组进行计算，求出次态；

(4)列状态转换表，画出状态转换图；

(5)说明功能。

(五)寄存器

寄存器用以存储代码，双向移位寄存器除了具有存储代码的功能外，还可以使数据双向(左移或右