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触发器及时序逻辑电路 (2)


QD
J FD K
YC
&
Q3 A
DO CP
C
Q3 B 图14-1 例14-1图 1 2 3 4 5 6 7
D
O
CP Q3A
8
Q3B
Y
C
Q
D
图14-2 例14-1解图
例 14-2
图14-3是 由三个移位寄存器SRG4(1)、 SRG4(2)、SRG4(3)和一个全加器 (包括进位触发器C)构成的串行加法器, 它可实现两个4位二进制数相加,试分析 其工作过程。
置数脉冲
S1 SRG4(1) CP A & A1 B & A2 (加数) S1 SRG4(2) CP A & 送数脉冲 B & C & C & A3
S2 QD D & A4
1
Ai
Bi CI-1 全 加 器
Si
R
&
& & &

1
CP Q
D
Q 1
D CP
SRG4(3)
C
输 出
& 低
D &
S2
进位触发器C
1
1 1 1 1 1 1
0
1 1 0 1 0 0
1
1 1 1 1 1 1
4)由真值表可知,当X=0时,是同步三进制加法计数器;当X=1时, 是同步三进制减法计数器。无效状态Q2 Q1 =11在上述两种情况下只需一 个CP就进入有效状态,因而能自启动。总之,该时序电路 是同步三进制 可逆计数器,并且能自启动。

移位寄存器B的Q3B接DOB,数码在CP 作用下不 断地循环,Q3B的状态依次为101110111….。移位寄存 器A的输入状态 DOA= Q3A Q3B,根据给定的初态值,在 CP的作用下,Q3A的状态依次是101010101…。 YC的波 形由Q3A与 Q3B相“与”后决定。触发器FD是下降沿触 发的JK触发器, QD的波形将随YC的状态变化,并滞 后YC的波形半个CP周期。所求波形如图 14-2所示。
第十二章 触发器及时 序逻辑电路
例题及选择题
制作人:龚淑秋
例14-1
图14-1是由两个4位左移位寄存器A、B (均由维持阻塞D触发器组成)、“与 门”C和JK触发器FD组成。A寄存器的初始 状态为Q3Q2Q1Q0=1010,B寄存器的初始状 Q3Q2Q1Q0=1011, FD的初态QD=0,试画出 态为 在CP作用下图中Q3A、 Q3B、 YC、 QD的波形。
Q
1
Q2
X
=1 J1 Q1 Q1 =1 J2
Q2 Q2
1
R
d
K1
1
K2
CP

从图14-5可见,X是控制端,CP是时钟脉冲输入端,无数据 输入端,该时序电路 属于计数器.对其功能分析如下: 1)时钟方程CP1=CP2=CP, 是同步工作方式。 2)驱动方程为:J1 =X + Q2 K1 =1 ; J2 =X + Q1 K2 =1 3)列状态转换表如表14-1所示。
B1
B2
(被加数)
B3
B4
移位脉冲 取数脉冲

4位二进制串行加法计数器的工作过程如下: 1)进行运算之前,先将各寄存器、触发器清零。 2)令SRG4(1)、SRG4(2)处于并行输入状态 即 S1= S2 =1,利用送数脉冲将加数A3 A2 A1 A0 和被加数B3 B2 B1 B0分别送入相应的寄存器中。 3)令SRG4(1)、SRG4(2)、 SRG4(3 )中 S1=0、 S2 =1,寄存器处于右移状态,在移位脉 冲作用下, SRG4(1)、SRG4(2)中的数据逐 位右移(低位在前,高位在 后)至全加器,并在 全加器中逐位相加。 4)每次相加结果,本位和SI存入寄存器SRG4(3 ) 中,进位位存入进位触发器C中,供下一位相加时 使用。 5)4位数据逐拍加完后,最后结果用取数脉冲由 SRG4(3)中取出。需注意的是 ,计算结果的最 高位由进位触发器C的输出端Q取出。
例14-3 现有两个D触发器,两个JK触发器。其逻辑符号如图14-4a 所示。用它们组成异步4位二进制加法计数器,试画出正确 的连接线路图。
解:首先要把D,JK触发器连成计数形式的T`触发器,即 Qn+1=D=Qn;而J=K=1。其次D触发器的CP脉冲无圆圈是上升沿触 发,当前一级的Q从1→0进位时应取Q为进位CP端,而JK触发器 的CP脉冲有圆圈是下降沿触发,应接前一级的Q段端。再次, 置“0”端,有圆圈平时接高电平“1”,无圆圈的应该低电平“0” 才能正常工作。连接图如图14-4b所示。
CP
0 1 2 X 0 0 0 Q1 1 0 0 Q2 1 0 1 J2 =X + Q1 0 0 1 K2 =1 1 1 1 J1 =X + Q2 1 1 1 K1 =1 1 1 1
3
4 0 1 2 3 4
0
0 1 1 1 1 1
1
0 1 0 1 0 0
0
0 1 0 0 1 0
0
0 0 1 1 0 1

1)由表14-2可见,CC40161( CC40160)的Cr可直接进行复位操作,
与CP信号无关,这与教材上介绍的T1161 ( T4161、CC40162、CC40 163)需在CP控制下复位,即同步复位有所不同(其他功能相同)。 利用Cr端的功能,采用复位法可构成六进制计数器如图14-6a所示。采 用同样的方法可构成十、十二进制计数器,只要将与非门的输入端分别 接至10、12所对应的状态输出端即可。图略。 2)用低位(片1)的进位输出端C1连接高位(片2)的使能端EP2、 ET2, 两片的CP共同。清零后第15个CP有效边沿到来时,C1输出为1, EP2=ET2 =1, 片(2)进入计数状态,当第16个CP到来时,片(1)复位归零,片(2)记1个 输入脉冲,完成一个进位 过程。两个4位二进制计数器级联构成的8位二进制计 数器如图14-6所示。 3)采用进位输出置数法构成一个183进制计数器。将两个芯片的进位输 出端通过一个与与非门产生LD所需的置数脉冲,预置数N=256-183=73,将73 所对应的输入信号端接高电平1,其余输入端接低电平0,即将1A(2O)、 1D (23 )、 2C(26)接高电平,其余接地,如图14-7所示。
Q
D
Q
J
Q
R
d
Q
Rd K
a) Q4 Q3 Q2 Q1
Q Fd Q
D
Q F3 Q R d
D
Q F2 Q
J1Qຫໍສະໝຸດ F1J1 CPRd
Rd
K
1
Rd
K
1 R
d
b) 图14-4 例14-3图
例14-4
分析图14-5电路实现何种逻辑功能,其 中 X是控制端,对X=0和X=1分别分析,假定 初始状态为Q2=1,Q1=1。
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