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文檔簡(jiǎn)介
14.1
雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第14章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路14.2
寄存器14.4由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14.3計(jì)數(shù)器14.5應(yīng)用舉例本章要求:(1)掌握各種觸發(fā)器的功能及功能表示法,能對(duì)不同類型的觸發(fā)器進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換,了解時(shí)鐘沿的概念。(2)掌握時(shí)序電路功能的表示方法,能分析時(shí)序電路.(3)了解計(jì)數(shù)器、寄存器、順序脈沖發(fā)生器的原理、功能和用途。
(4)能利用集成計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制計(jì)數(shù),能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的時(shí)序電路。第14章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路數(shù)字電路按照功能的不同分為兩類:組合邏輯電路;時(shí)序邏輯電路。第
14
章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn):它的輸出狀態(tài)不僅決定于當(dāng)時(shí)的輸入狀態(tài),而且還與電路的原來(lái)狀態(tài)有關(guān),也就是時(shí)序邏輯電路具有記憶功能。觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本單元。14.1.1R-S
觸發(fā)器兩互補(bǔ)輸出端1.基本R-S觸發(fā)器兩輸入端&QQ.G1&.G2SDRD
正常情況下,兩輸出端的狀態(tài)保持相反。通常以Q端的邏輯電平表示觸發(fā)器的狀態(tài),即Q=1,Q=0時(shí),稱為“1”態(tài);反之為“0”態(tài)。反饋線
觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系1001設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)。翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)(1)SD=1,RD=01010QQ.G1&.&G2SDRD設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)1001110觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變復(fù)位0
結(jié)論:不論觸發(fā)器原來(lái)為何種狀態(tài),當(dāng)SD=1,
RD=0時(shí),
將使觸發(fā)器置“0”或稱為復(fù)位。QQ.G1&.&G2SDRD01設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)(2)SD=0,RD=1QQ.G1&.&G2SDRD設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)0110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變置位1
結(jié)論:不論觸發(fā)器原來(lái)為何種狀態(tài),當(dāng)SD=0,
RD=1時(shí),
將使觸發(fā)器置“1”或稱為置位。QQ.G1&.&G2SDRD11設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)010011保持為“0”態(tài)(3)SD=1,RD=1QQ.G1&.&G2SDRD設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)1110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變1
當(dāng)SD=1,
RD=1時(shí),觸發(fā)器保持原來(lái)的狀態(tài),
即觸發(fā)器具有保持、記憶功能。QQ.G1&.&G2SDRD110011111110若G1先翻轉(zhuǎn),則觸發(fā)器為“0”態(tài)“1”態(tài)(4)SD=0,RD=0
當(dāng)信號(hào)SD=RD
=0同時(shí)變?yōu)?時(shí),由于與非門的翻轉(zhuǎn)時(shí)間不可能完全相同,觸發(fā)器狀態(tài)可能是“1”態(tài),也可能是“0”態(tài),不能根據(jù)輸入信號(hào)確定。QQ.G1&.&G2SDRD10若先翻轉(zhuǎn)基本R-S
觸發(fā)器狀態(tài)表邏輯符號(hào)RD(ResetDirect)-直接置“0”端(復(fù)位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)QQSDRDSDRDQ100置0011置111不變保持00同時(shí)變1后不確定功能低電平有效基本RS
觸發(fā)器的波形圖Q2.可控RS
觸發(fā)器基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G4SR&G3CP.&G1&G2.SDRDQQ時(shí)鐘脈沖當(dāng)CP=0時(shí)011
R,S
輸入狀態(tài)不起作用。
觸發(fā)器狀態(tài)不變11.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP
SD,RD用于預(yù)置觸發(fā)器的初始狀態(tài),
工作過(guò)程中應(yīng)處于高電平,對(duì)電路工作狀態(tài)無(wú)影響。被封鎖被封鎖當(dāng)CP=1時(shí)1打開(kāi)觸發(fā)器狀態(tài)由R,S
輸入狀態(tài)決定。11打開(kāi)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻受CP控制(CP高電平時(shí)翻轉(zhuǎn)),而觸發(fā)器的狀態(tài)由R,S的狀態(tài)決定。.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP當(dāng)CP=1時(shí)1打開(kāi)(1)S=0,R=00011觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器狀態(tài)由R,S
輸入狀態(tài)決定。11打開(kāi).&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP1101010(2)S=0,R=1觸發(fā)器置“0”(3)S=1,R=0觸發(fā)器置“1”11.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP1110011110若先翻若先翻Q=1Q=011(4)S=1,R=1當(dāng)時(shí)鐘由1變0后觸發(fā)器狀態(tài)不定11.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP可控RS狀態(tài)表00SR01010111不定Qn+1QnQn—時(shí)鐘到來(lái)前觸發(fā)器的狀態(tài)Qn+1—時(shí)鐘到來(lái)后觸發(fā)器的狀態(tài)邏輯符號(hào)QQSR
CPSDRDCP高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定跳轉(zhuǎn)例:畫(huà)出可控R-S
觸發(fā)器的輸出波形RSCP不定不定可控R-S狀態(tài)表CP高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定QQ0100SR01010111不定Qn+1Qn存在問(wèn)題:時(shí)鐘脈沖不能過(guò)寬,否則出現(xiàn)空翻現(xiàn)象,即在一個(gè)時(shí)鐘脈沖期間觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次以上。CP克服辦法:采用JK
觸發(fā)器或D
觸發(fā)器00SR01010
111
不定Qn+1QnQ=SQ=R14.1.2主從JK觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)從觸發(fā)器主觸發(fā)器反饋線CP
CP
CF主JKRS
CF從QQQSDRD1互補(bǔ)時(shí)鐘控制主、從觸發(fā)器不能同時(shí)翻轉(zhuǎn)2.工作原理01F主打開(kāi)F主狀態(tài)由J、K決定,接收信號(hào)并暫存。F從封鎖F從狀態(tài)保持不變。01CPRS
CF從QQQSDRD1
CPF主JKCP
CP0110狀態(tài)保持不變。從觸發(fā)器的狀態(tài)取決于主觸發(fā)器,并保持主、從狀態(tài)一致,因此稱之為主從觸發(fā)器。F從打開(kāi)F主封鎖0RS
CF從QQQSDRD1
CF主JKCP
CP01CP01010010CP高電平時(shí)觸發(fā)器接收信號(hào)并暫存(即F主狀態(tài)由J、K決定,F(xiàn)從狀態(tài)保持不變)。要求CP高電平期間J、K的狀態(tài)保持不變。CP下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)(F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致)。CP低電平時(shí),F主封鎖J、K不起作用CPRS
CF從QQQSDRD1
CF主JKCP
01RS
CF從QQQSDRD1
CF主JKCP
CP010分析JK觸發(fā)器的邏輯功能(1)J=1,K=1
設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)110110101001狀態(tài)不變主從狀態(tài)一致?tīng)顟B(tài)不變01RS
CF從QQQSDRD1
CF主JKCP
CP010(1)J=1,K=110設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)為“?”狀態(tài)J=1,K=1時(shí),每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖,狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次,即具有計(jì)數(shù)功能。(1)J=1,K=1跳轉(zhuǎn)001RS
CF從QQQSDRD1
CF主JKCP
CP010(2)J=0,K=1
設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)01100101011001設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)為“?”態(tài)01RS
CF從QQQSDRD1
CF主JKC
C010(3)J=1,K=0
設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)10011010100101設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)為“?”態(tài)RS
CF從QQQSDRD1
CF主JKCP
CP010(4)J=0,K=0
設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)保持原態(tài)00010001保持原態(tài)保持原態(tài)RS
CF從QQQSDRD1
CF主JKCP
CP01001結(jié)論:CP高電平時(shí)F主狀態(tài)由J、K決定,F(xiàn)從狀態(tài)不變。CP下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)(F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致)。3.JK觸發(fā)器的邏輯功能Qn10011100Qn00010101Qn+1QnS'R'01CP高電平時(shí)F主狀態(tài)由J、K決定,F(xiàn)從狀態(tài)不變。CP下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)(F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致)。J
K
Qn
Qn+100011011JK觸發(fā)器狀態(tài)表01010101J
K
Qn+100Qn
01010111
QnJK觸發(fā)器狀態(tài)表(保持功能)
(置“0”功能)
(置“1”功能)(計(jì)數(shù)功能)CP下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)SD
、RD為直接置1、置0端,不受時(shí)鐘控制,低電平有效,觸發(fā)器工作時(shí)SD
、RD應(yīng)接高電平。邏輯符號(hào)
CPQJKSDRDQ基本R-S
觸發(fā)器狀態(tài)表SDRDQ100置0011置111不變保持00禁用功能上節(jié)復(fù)習(xí)可控RS狀態(tài)表00保持
SR01010111禁用Qn+1J
K
Qn+100Qn
01010111
QnJK觸發(fā)器狀態(tài)表邏輯符號(hào)QQSR
CSDRDCP高電平有效QQSDRD邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)
CQJKSDRDQ基本R-S
觸發(fā)器JK觸發(fā)器狀態(tài)表可控RS觸發(fā)器CP低電平有效下降沿觸發(fā)例:JK
觸發(fā)器工作波形CJKQ下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)14.1.3D觸發(fā)器當(dāng)D=1,即J=1,K=0時(shí),在CP的下降沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為(或保持)1態(tài);當(dāng)D=0,即J=0,K=1時(shí),在CP的下降沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為(或保持)0態(tài)??傊硞€(gè)時(shí)鐘脈沖來(lái)到后輸出端Q的狀態(tài)和該脈沖來(lái)到之前輸入端D的狀態(tài)一致。即圖形符號(hào)SRQD1DC1CPSRQJ1JK1KC1CP1D邏輯圖14.1.3D觸發(fā)器圖形符號(hào)SRQD1DC1CPD觸發(fā)器的邏輯狀態(tài)表
Dn
Qn+10011
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的D觸發(fā)器主要是維持阻塞型,是在時(shí)鐘脈沖的上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn),圖形符號(hào)如下上升沿D觸發(fā)器圖形符號(hào)SRQD1DC1CP
也可將D
觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T
觸發(fā)器,如下圖,它的邏輯功能是每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖,翻轉(zhuǎn)一次,即,具有計(jì)數(shù)功能。Q1DC1CPD
觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T
觸發(fā)器返回14.2
寄存器
寄存器是數(shù)字系統(tǒng)常用的邏輯部件,它用來(lái)存放數(shù)碼或指令等。它由觸發(fā)器和門電路組成。一個(gè)觸發(fā)器只能存放一位二進(jìn)制數(shù),存放n
位二進(jìn)制時(shí),要n個(gè)觸發(fā)器。按功能分?jǐn)?shù)碼寄存器移位寄存器14.2.1數(shù)碼寄存器
下圖是由D觸發(fā)器(上升沿觸發(fā))組成的四位數(shù)碼寄存器,這是并行輸入/并行輸出的寄存器。工作之初要先清零。CPQ3DFF3Qd3第四位Q2DFF2Qd2第三位Q1DFF1Qd1第二位Q0DFF0Qd0第一位清零寄存由D觸發(fā)器組成的四位數(shù)碼寄存器僅有寄存數(shù)碼的功能。清零寄存指令通常由D觸發(fā)器或R-S觸發(fā)器組成并行輸入方式RD..QDF0d0Q0.Q.DF1d1Q1.d2Q.DF2Q2QDF3d3Q300001101寄存數(shù)碼1101觸發(fā)器狀態(tài)不變14.2.2移位寄存器不僅能寄存數(shù)碼,還有移位的功能。
所謂移位,就是每來(lái)一個(gè)移位脈沖,寄存器中所寄存的數(shù)據(jù)就向左或向右順序移動(dòng)一位。按移位方式分類單向移位寄存器雙向移位寄存器寄存數(shù)碼1.單向移位寄存器清零D1移位脈沖23410111QQ3Q1Q2RD0000000100101011010110111011QJKF0Q1QJKF2QJKF1QJKF3數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng),稱左移寄存器,輸入方式為串行輸入。QQQ從高位向低位依次輸入動(dòng)畫(huà)1110010110011000輸出再輸入四個(gè)移位脈沖,1011由高位至低位依次從Q3端輸出。串行輸出方式清零D10111QQ3Q1Q2RD10111011QJKF0Q1QJKF2QJKF1QJKF3QQQ5移位脈沖786左移寄存器波形圖12345678C1111011DQ0Q3Q2Q11110待存數(shù)據(jù)1011存入寄存器0111從Q3取出四位左移移位寄存器狀態(tài)表0001123移位脈沖Q2Q1Q0移位過(guò)程Q3寄存數(shù)碼D001110000清零110左移一位001011左移二位01011左移三位10114左移四位101并行輸出再繼續(xù)輸入四個(gè)移位脈沖,從 Q3端串行輸出1011數(shù)碼14.3
計(jì)數(shù)器
計(jì)數(shù)器是數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)中廣泛應(yīng)用的一種邏輯部件,可累計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù),可用于定時(shí)、分頻、時(shí)序控制等。分類加法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器(按計(jì)數(shù)功能)異步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器(按計(jì)數(shù)脈沖引入方式)
二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器
N
進(jìn)制計(jì)數(shù)器(按計(jì)數(shù)制)計(jì)數(shù)脈沖數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0012345678000000010010001101000101011001111000012345678計(jì)數(shù)脈沖數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q09101112131415100110101011110011011110111191011121314151600000四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表14.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器14.3.1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器
按二進(jìn)制的規(guī)律累計(jì)脈沖個(gè)數(shù),它也是構(gòu)成其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)。要構(gòu)成n位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,需用n個(gè)具有計(jì)數(shù)功能的觸發(fā)器。1.異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器:計(jì)數(shù)脈沖CP不是同時(shí)加到各位觸發(fā)器。
最低位觸發(fā)器由計(jì)數(shù)脈沖觸發(fā)翻轉(zhuǎn),其他各位觸發(fā)器有時(shí)需由相鄰低位觸發(fā)器輸出的進(jìn)位脈沖來(lái)觸發(fā),因此各位觸發(fā)器狀態(tài)變換的時(shí)間先后不一,只有在前級(jí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后,后級(jí)觸發(fā)器才能翻轉(zhuǎn)。
二進(jìn)制數(shù)
Q2
Q1
Q0
000010012010301141005101611071118000脈沖數(shù)(C)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表
從狀態(tài)表可看出:最低位觸發(fā)器來(lái)一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次,每個(gè)觸發(fā)器由1變?yōu)?時(shí),要產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào),
這個(gè)進(jìn)位信號(hào)應(yīng)使相鄰的高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)1010
當(dāng)J、K=1時(shí),具有計(jì)數(shù)功能,每來(lái)一個(gè)脈沖觸發(fā)器就翻轉(zhuǎn)一次.清零RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖三位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器在電路圖中J、K懸空表示J、K=1下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)每來(lái)一個(gè)C翻轉(zhuǎn)一次
當(dāng)相鄰低位觸發(fā)器由1變0時(shí)翻轉(zhuǎn)異步二進(jìn)制加法器工作波形2分頻4分頻8分頻
每個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的時(shí)間有先后,與計(jì)數(shù)脈沖不同步C12345678Q0Q1Q22.同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器:計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)接到各位觸發(fā)器,各觸發(fā)器狀態(tài)的變換與計(jì)數(shù)脈沖同步。同步計(jì)數(shù)器由于各觸發(fā)器同步翻轉(zhuǎn),因此工作速度快。但接線較復(fù)雜。同步計(jì)數(shù)器組成原則:
根據(jù)翻轉(zhuǎn)條件,確定觸發(fā)器級(jí)間連接方式—找出J、K輸入端的聯(lián)接方式。
二進(jìn)制數(shù)
Q2
Q1
Q0
000010012010301141005101611071118000脈沖數(shù)(C)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表
從狀態(tài)表可看出:最低位觸發(fā)器F0每來(lái)一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次;F1:當(dāng)Q0=1時(shí),再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次;F2:當(dāng)Q0=Q1=1時(shí),再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次。四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器級(jí)間連接的邏輯關(guān)系
觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)條件
J、K端邏輯表達(dá)式F0每輸入一C翻一次F1F2F3J0=K0=1Q0=1J1=K1=Q0Q0=Q1=1J2=K2=Q1
Q0Q0=Q1=Q2=1J3=K3=Q1
Q1
Q0
由J、K端邏輯表達(dá)式,可得出四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路。(只畫(huà)出三位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯電路)(加法)三位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器
計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到各位觸發(fā)器上,當(dāng)每個(gè)到來(lái)后觸發(fā)器狀態(tài)是否改變要看J、K的狀態(tài)。
最低位觸發(fā)器F0每一個(gè)脈沖就翻轉(zhuǎn)一次;F1:當(dāng)Q0=1時(shí),再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次;F2:當(dāng)Q0=Q1=1時(shí),再來(lái)一個(gè)脈沖則翻轉(zhuǎn)一次。RDQJKQQ0F0QJKQQ1F1QJKQQ2F2C計(jì)數(shù)脈沖C12345678Q0Q1Q2
各觸發(fā)器狀態(tài)的變換和計(jì)數(shù)脈沖同步14.3.2十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器:計(jì)數(shù)規(guī)律:“逢十進(jìn)一”。它是用四位二進(jìn)制數(shù)表示對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù),所以又稱為二-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
四位二進(jìn)制可以表示十六種狀態(tài),為了表示十進(jìn)制數(shù)的十個(gè)狀態(tài),需要去掉六種狀態(tài),具體去掉哪六種狀態(tài),有不同的安排,這里僅介紹廣泛使用8421編碼的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)(C)十進(jìn)制數(shù)0123456789100000000100100011010001010110011110001001000001234567890十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)表RDQJKQF0QJKQF1C計(jì)數(shù)脈沖QJKQF2QJKQQ3F3Q2Q1Q0十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器Q0Q1Q2Q3C12345678910十進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作波形
當(dāng)R0(1)和R0(2)端全為“1”時(shí),將四個(gè)觸發(fā)器清零;當(dāng)S9(1)和S9(2)端全為“1”時(shí),Q3
Q2
Q1
Q0=1001,即表示十進(jìn)制數(shù)9。2.CT74LS290(T1290)二-五-十進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器CT74LS290功能表輸入輸出Q2Q3R01S92S91R02Q1Q011011011000000001010R01S92S91R02有任一為“0”有任一為“0”計(jì)數(shù)清零置9
輸入計(jì)數(shù)脈沖8421異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器十分頻輸出(進(jìn)位輸出)計(jì)數(shù)狀態(tài)計(jì)數(shù)器輸出2.CT74LS290的應(yīng)用S91NCT74LS290S92Q2Q1NUCCR01R02C0C1Q0Q3地外引線排列圖17814S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0如何構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器
反饋置“0”法:當(dāng)滿足一定的條件時(shí),利用計(jì)數(shù)器的復(fù)位端強(qiáng)迫計(jì)數(shù)器清零,重新開(kāi)始新一輪計(jì)數(shù)。
利用反饋置“0”法可用已有的計(jì)數(shù)器得出小于原進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。
例:用一片CT74LS290可構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,如將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器適當(dāng)改接,利用其清零端進(jìn)行反饋清零,則可得出十以內(nèi)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用一片CT74LS290構(gòu)成十以內(nèi)的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器例:六進(jìn)制計(jì)數(shù)器二進(jìn)制數(shù)Q3Q2Q1Q0脈沖數(shù)(C)十進(jìn)制數(shù)0123456789100000000100100011010001010110011110001001000001234567890六種狀態(tài)例:六進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q3Q2Q1Q000000001001000110100010101100111100010010000六種狀態(tài)
當(dāng)狀態(tài)0110(6)出現(xiàn)時(shí),將Q2=1,Q1=1送到復(fù)位端R01和R02,使計(jì)數(shù)器立即清零。狀態(tài)0110僅瞬間存在。CT74LS290為異步清零的計(jì)數(shù)器反饋置“0”實(shí)現(xiàn)方法:1111六進(jìn)制計(jì)數(shù)器S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器清零七進(jìn)制計(jì)數(shù)器
當(dāng)出現(xiàn)0110(6)時(shí),應(yīng)立即使計(jì)數(shù)器清零,重新開(kāi)始新一輪計(jì)數(shù)。當(dāng)出現(xiàn)
0111(7)時(shí),計(jì)數(shù)器立即清零,重新開(kāi)始新一輪計(jì)數(shù)。S92S91Q3Q0Q2Q1R01R02C1C0計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器清零&.14.4由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14.4.1555定時(shí)器以5G555為例進(jìn)行分析,下面給出電路和外引線排列圖+_
+_
Q5k
5k
5k
8+UCC452713C1C26T++電路圖123487655G555外引線排列圖
5G555定時(shí)器含有兩個(gè)電壓比較器C1和C2
、一個(gè)基本RS觸發(fā)器、一個(gè)放電晶體管T以及由三個(gè)5k
的電阻組成的分壓器。各外引線的功能:
2為低電平觸發(fā)端。當(dāng)2端的輸入電壓高于時(shí),C2的輸出為1;當(dāng)輸入電壓低于時(shí),C2的輸出為0,使基本RS觸發(fā)器置1。
6為高電平觸發(fā)端。當(dāng)6端的輸入電壓低于時(shí),C1的輸出為1;當(dāng)輸入電壓高于時(shí),C1的輸出為0,使基本RS觸發(fā)器置0。
4為復(fù)位端,由此輸入負(fù)脈沖(或使其電位低于0.7V)可使觸發(fā)器直接復(fù)位(置0)。
5是電壓控制端,在此端可外加一電壓以改變比較器的參考電壓。不用時(shí),經(jīng)0.01
F的電容接“地”,以防止干擾的引入。
7為放電端,當(dāng)觸發(fā)器的端為1時(shí),放電晶體管T導(dǎo)通,外接電容元件通過(guò)T放電。
3為輸出端,輸出電流可達(dá)200mA,由此可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、發(fā)光二極管、揚(yáng)聲器、指示燈等。輸出高電壓約低于電源電壓UCC1~3V。
8為電源端,外加電壓范圍為5~18V。1為接“地”端。14.4.2由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
電路中R和C是外接元件,觸發(fā)脈沖由2端輸入,工作原理如下。
在t1以前,觸發(fā)脈沖尚未輸入,ui
為1,其值大于,比較器C2的輸出為1。若觸發(fā)器的原狀態(tài),則晶體管T飽和導(dǎo)通,uC
0.3V,故C1的輸出也為1,+_
+_
Q5k
5k
5k
8+UCC452713C1C26T++單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖+UCCRC0.01F+UCCuCuoui器翻轉(zhuǎn)為。觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。若
,則T截止,+UCC通過(guò)R對(duì)C充電,當(dāng)uC
上升略高于時(shí),比較器C1的輸出為0,使觸發(fā)
可見(jiàn)在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),Q=0,即輸出電壓uo
為0。在t1時(shí)刻,輸入觸發(fā)負(fù)脈沖,其幅度低于,故C2的輸出為0,uitOt2t1tuCOt1t3tuoOtP將觸發(fā)器置1,uo
由0變?yōu)?,電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。這時(shí)因,放電管T截止,電源又對(duì)C充電,當(dāng)uC
上升略高于時(shí)(在t3時(shí)刻),C1的輸出為0,從而使觸發(fā)器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到Q=0的穩(wěn)定狀態(tài)。此后電容C
迅速放電。輸出uo
為矩形脈沖,其寬度(暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間)tP
=RCln3=1.1RC單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器常用于脈沖整形和定時(shí)控制等方面。14.4.3由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器+_
+_
Q5k
5k
5k
8+UCC452713C1C26T++多諧振蕩器電路圖+UCCCuCR1R2+UCCuo
多諧振蕩器也稱無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,它沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài),同時(shí)毋須外加觸發(fā)脈沖,就能輸出一定頻率的矩形脈沖(自激振蕩)。右圖是由5G555定時(shí)器組成的多諧振蕩器。R1、R2
和C是外接元件。接通電源UCC后,它經(jīng)R1和R2對(duì)電容C充電,當(dāng)uC
上升略高于時(shí),比較器C1的輸出為0,將觸發(fā)器置0,uo
為0。tuCOt1t3tuoOtP1tP2多諧振蕩器波形圖這時(shí),,放電管T導(dǎo)通,電容
C通過(guò)R2和T放電,uC下降。當(dāng)uC
下降略低于時(shí),比較器C2的輸出為0,將觸發(fā)器置1,uo
又由0變?yōu)?。由于,放電管T截止,UCC又經(jīng)R1
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