电子技术基础-电子教案项目四 分频器电路.pptVIP

项目四 分频器电路 知识目标 掌握时序逻辑电路的分析方法 了解常见触发器的组成及电路符号 掌握几种常见触发器的工作原理 掌握常见触发器状态表、特性方程和波形图 掌握移位寄存器的的工作原理 技能目标 掌握触发器的应用 掌握分频器电路的应用 掌握寄存器的应用 知识链接 链接一 时序逻辑电路概述 链接二 触发器 链接三 边沿触发器 链接四 寄存器 项目实训 任务一 利用Multisim仿真软件进行集成数据寄存器功能仿真 任务二 利用Multisim仿真软件进行的分频器电路仿真 任务三 触发器的使用 链接一 时序逻辑电路概述 数字逻辑电路分为两类：一类是组合逻辑电路，另一类是时序逻辑电路。 在组合逻辑电路中，任一时刻的输出仅与该时刻输入变量的取值有关，而与输入变量的历史情况无关；在时序逻辑电路中，任一时刻的输出不仅与该时刻输入变量的取值有关，而且与该时刻电路所处的状态有关。 图4-1是时序逻辑电路的方框图。由图中可以看出，时序逻辑电路包含组合逻辑电路和存储电路两部分，存储电路具有记忆功能通常由触发器担任；存储电路的状态反馈到组合逻辑电路的输入端，与外部输入信号共同决定组合逻辑电路的输出。 触发器是时序逻辑电路最基本的存储器件，具有两个稳定的工作状态，即0状态和1状态。在无外界信号触发作用时，触发器可以长期保持在某个稳定状态，在一定的外界触发信号作用下，触发器从一个稳态翻转到另一个稳态。利用触发器的这一工作特点，可以记忆或存储信息。一个触发器可以记忆或存储一位二进制信息。 触发器种类很多，根据逻辑功能的不同，可分为RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T′触发器等。根据触发方式的不同，可分为电平触发和边沿触发这两种类型。 链接二 触发器 一、基本RS触发器 基本RS触发器又称直接复位、置位触发器，它是结构最简单的一种触发器，各种实用的触发器都是在基本RS触发器的基础上构成的。基本RS触发器的电路组成有多种形式，图4-2为两个与非门交叉耦合构成的基本RS触发器。 图4-2中， 、 是触发器的两个输入端，字母上的非号表示该输入端为低电平有效。Q和 是两个互补输出端，Q端的状态即为触发器的状态。Qn表示触发器的原态（现态），即触发信号输入前的状态；Qn+1为触发器的次态，即触发信号输入后的状态。触发器的功能可以用真值表（或称状态表）、特征方程、状态转换图、波形图（或称时序图）来描述。 1. 工作原理 从图4-2（a）中可以看出，基本RS触发器的工作情况为： （1）当输入 ， 时，无论原状态为 ，或者 ，次态 ，称为触发器复0； （2）当输入 ， 时，无论原状态为 ，或 者 ，次态 ，称为触发器置1； （3）当输入 ， 时，若 ，次态 ；而 ，则次态 ，触发器实现状态保持； （4）当输入 ， 时，无论原状态如何， ，在输入信号消失后，触发器输出状态将不确定。 2. 波形图（时序图） 如图4-3所示，给定不同时刻的触发信号波形，可以得到触发器的状态变换波形。画图时，对应某个时刻，该时刻以前为Qn，该时刻以后为Qn+1。 由上述分析可得出基本RS触发器的功能为：当 ，立即置Q=1； ，立即置Q=0； ，保持原状态。注意，当 和 的低电平信号同时消失时，触发器输出状态是不定，可能为高电平也可能为低电平。 3. 真值表 前述工作情况可以用表4-1所示真值表表示。 二、钟控RS触发器 在数字系统中，通常要求触发器按一定的时间动作，为此增加一个时钟脉冲CP（Clock Pulse）来控制触发器的翻转时刻，而翻转为何种状态仍然由输入信号决定，从而出现了各种钟控触发器。 在基本RS触发器的基础上，再增加两个与非门即可构成如图4-4所示的钟控RS触发器。 功能分析： 当CP=0时，不论输入信号R、S为何值， 、 的值都为1，根据基本RS触发器的功能，此时触发器处于保持状态。 当CP=1时，输入信号R、S 和 、 的关系为取反关系，结合表4-1，可以写出钟控RS触发器的真值表如表4-2所示。 根据真值表4-2可画出图4-5所示的钟控RS触发器的卡诺图。 由卡诺图化简可得出 由无关项可以看出，S和R不能同时为1，即存在约束条件SR=0，特征方程可以完整地表示为 三、D触发器 将