数字电子技术基础简明教程(第三版)第6章

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数字电子技术基础-第六章_时序逻辑电路(完整版)

T0 1
行修改，在0000 时减“1”后跳变 T1 Q0 Q0(Q3Q2Q1)
为1001，然后按
二进制减法计数
就行了。T2 Q1Q0 Q1Q0 (Q1Q2Q3 )
T3 Q2Q1Q0
50
能自启动
47
•时序图 5
分频
10 分频c
0
t
48
器件实例：74 160
CLK RD LD EP ET 工作状态 X 0 X X X 置 0（异步） 1 0 X X 预置数（同步） X 1 1 0 1 保持（包括C） X 1 1 X 0 保持（C=0） 1 1 1 1 计数
49
②减法计数器
基本原理：对二进制减法计数器进
——74LS193
异步置数异步清零
44
（采用T’触发器，即T=1）

CLKi
CLKU
i 1
Qj
j0
CLKD
i 1
Qj
j0

CLK0 CLKU CLKD
CLK 2 CLKU Q1Q0 CLK DQ1Q0
45
2. 同步十进制计数器 ①加法计数器
基本原理：在四位二进制计数器基础上修改，当计到1001时，则下一个CLK 电路状态回到0000。
EP ET 工作状态
X 0 X X X 置 0（异步）
1 0 X X 预置数（同步）
X 1 1 0 1 保持（包括C）
X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数
39
同步二进制减法计数器原理：根据二进制减法运算规则可知：在多位二进制数末位减1，若第i位以下皆为 0时，则第i位应翻转。
Y Q2Q3

数字电子技术基础简明教程第三版4-6章(含答案)

第四章（选择、判断、填空共30题）一、选择题1.N个触发器可以构成能寄存位二进制数码的寄存器。

A.N-1B.NC.N+1D.2N2．在下列触发器中，有约束条件的是。

A.主从J K F/FB.主从D F/FC.同步R S F/FD.边沿D F/F3．一个触发器可记录一位二进制代码，它有个稳态。

A.0B.1C.2D.3E.44．存储8位二进制信息要个触发器。

A.2B.3C.4D.85．对于T触发器，若原态Q n=0，欲使新态Q n+1=1，应使输入T=。

A.0B.1C.QD.Q6．对于T触发器，若原态Q n=1，欲使新态Q n+1=1，应使输入T=。

A.0B.1C.QD.Q7．对于D触发器，欲使Q n+1=Q n，应使输入D=。

A.0B.1C.QD.Q8．对于J K触发器，若J=K，则可完成触发器的逻辑功能。

A.R SB.DC.TD.Tˊ9．欲使J K触发器按Q n+1=Q n工作，可使J K触发器的输入端。

A.J=K=0B.J=Q,K=QC.J=Q,K=QD.J=Q,K=0E.J=0,K=Q10．欲使J K触发器按Q n+1=Q n工作，可使J K触发器的输入端。

A.J=K=1B.J=Q,K=QC.J=Q,K=QD.J=Q,K=1E.J=1,K=Q11．欲使J K触发器按Q n+1=0工作，可使J K触发器的输入端。

A.J=K=1B.J=Q,K=QC.J=Q,K=1D.J=0,K=1E.J=K=112．欲使J K触发器按Q n+1=1工作，可使J K触发器的输入端。

A.J=K=1B.J=1,K=0C.J=K=QD.J=K=0E.J=Q,K=013．欲使D触发器按Q n+1=Q n工作，应使输入D=。

A.0B.1C.QD.Q14．下列触发器中，克服了空翻现象的有。

A.边沿D触发器B.主从R S触发器C.同步R S触发器D.主从J K触发器15．下列触发器中，没有约束条件的是。

A.基本R S触发器B.主从R S触发器C.同步R S触发器D.边沿D触发器16．描述触发器的逻辑功能的方法有。

数字电子技术基础简明教程(第三版) 4-6章

抗干扰0 能1力极0 强；异步置0
只有置1
0
1、00 置不1用0
功能异不。步允置许1
3. T 型触发器
在CP作用下，当T = 0时保持状态不变，T =1 时状态翻转的电路，叫T 型时钟触发器。
Q
Q
1T C1
T Q n+1 功能 Q n1 T Q n TQ n
0 Q n 保持
T Qn
1 Q n 翻转 CP 下降沿时刻有效
56 引出端功能 14
VCC
98 7
地
特性表 SD D CP RD
3.C边P 沿D0 DR触1–D 发S–1D器Q主n0+1要特点同步注置0
4 2 3 1 10 12 11 13
–SD1 CP1 – S–D2 CP2 –
D1 RD1 D2 RD2
C1P
的11上升11 沿Q1(正n 边保沿同持)步(或置无下1效降) 沿(负边沿)触发；
2. CP = 1 时跟随。 (Qn1 D) 下降沿到来时锁存 (Qn1 Qn )
三、集成同步 D 触发器
1. TTL 74LS375
Q
G1 >1
R G3 &
Q
>1 G2
S & G4
R
1 S CP
G5 D
D1 CP1、2
D2
D3 CP3、4
D4
74LS375
1 4
1D0 1LE
7 1D1
9 12
换 (2)比较上述特性方程，得出给定触发器中输入
方
信号的接法。
法 (3)画出用给定触发器实现待求触发器的电路。
1. JK D
已有
因此，令J = K = D D

【2024版】精品课件-数字电子技术(第三版)(刘守义)-第6章

果从Q3~Q0取得输出可以构成一个八进制计数器。对比一下图 6.6中的时钟脉冲波形与Q3的输出波形，不难发现，Q3的波形的频率恰为时钟波形频率的1/8。如果从Q3取得输出，则 6.5电路构成了一个8分频器。
第6章寄存器
2. 所谓可编程分频器是指分频器的分频比可以受程序控制。在现代通信系统与控制系统中，可编程分频器得到广泛的应用。下面以图6.10的实际电路为例，介绍利用移位寄存器实现可编程分频的基本思路。
(2) 并行加载数据。断开电源，将S0、 S1置11（都接高电平），将D0~D3置1010；接通电源，此时，发光二极管均不亮，送出一个单脉冲，观察发光二极管的亮、灭情况。如果操作准确，发光二极管的亮、灭指示Q0~Q3的数据为1010，说明D0~D3的数据已加载到输出端，此时再改变输入端的数据，输出数据不变。
第6章寄存器实训6 寄存器
6.1 寄存器的功能与使用方法 6.2 寄存器应用实例 6.3 寄存器集成电路简介
第6章寄存器
实训6 1. （1）了解寄存器的基本功能。（2）学会寄存器的使用方法。（3）熟悉寄存器的一般应用。（4）进一步掌握数字电路逻辑关系的检测方法。
第6章寄存器
第6章寄存器
当A、 B的数据(即74LS194 S0、 S1端的数据)为01时，数据右移；第一个时钟脉冲过后， 74LS194（1）DSR端的数据1移位至Q0端，其他Q端的0均依次右移，各输出端的数据如表6.1的第2行数据所示；此后，随着时钟脉冲的到来，发光二极管自左至右一个个点亮，第8个脉冲以后，全部二极管均点亮, 此时， DSR端的数据变为0，随着后续脉冲的到来，发光二极管自左至右一个个熄灭。

数字电子技术(第三版) 第6章

例 1 时序电路如图 6 - 1 所示，分析其功能。
图6–1 例1图
解该电路为同步时序电路。从电路图得到每一级的激励方程如下：
J1 Q3n J 2 Q1n J3 Q1nQ2n
K1 1 K2 Q1n K3 1
其次态方程为
Q n1 nQ2n
Q n1 3
Q1nQ2n Q3n
C Q3n
根据方程可得出状态迁移表，如表 6－1 所示，再由表得状态迁移图，如图 6－2 所示。由此得出该计数器为五进制递增计数器，具有自校正能力(又称自启动能力)。
所谓自启动能力，指当电源合上后，无论处于何种状态，均能自动进入有效计数循环; 否则称其无自启动能力。
表 6 – 1 例 1 状态表
图 6 – 2 例 1 状态迁移图
该电路的波形图如图 6－3 所示。图 6－3 例 1 波形图
例 2 时序电路如图 6 - 4 所示，分析其功能。图6–4 例2图
解该电路为同步时序电路。电路图的激励方程为
D1 Q3n ； D2 Q1n ； D3 Q2n
表 6 – 3 例 3 状态真值表
Q1n
Q2n
Q3n
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
Q1n1
1 0 1 0 1 0 1 0
Q2n1
0 0 0 0 1 1 1 1
Q n1 3
0 0 1 1 0 0 1 1
(3) 画出状态迁移图。由状态真值表可得出相应的状态图，如图 6－8 所示。

数字电子技术第三版第六章课件

UT 32VCC或UCO 下限阈值电压
UT 13VCC或12UCO
回差电压
UT = UT+ – UT–
6.1.2 集成施密特触发器
一、CMOS 集成施密特触发器（一）引出端功能图
1A 1 1Y 2
2A 3 2Y 4
3A 5 3Y 6
VSS 7
CC40106
14 VDD
13 6A 1A 1
12 6Y 1B 2
uY
施密特反相器
uA
A
Y
uY
UTH ?
TTL： 1.4 V
CMOS：1
2
V
DD
UT+ 上限阈值电压 UT–下限阈值电压
回差电压： U TU T U T
一、电路组成及工作原理
8 +VCC
4
工作原理 uI
VCC
UCO 5
6
uI
2
10
&Q1
3
uO1
+VDD
2 3
VCC
1 3
VCC
OuO
&
UOH
t
010
谐波分量，故称作多谐振荡器。
6.3.1 555 定时器构成的多谐振荡器
设计思想：多谐振荡器是无稳态电路，两个暂稳态不断地交替。
利用放电管T作为一个受控电子开关，使电容充电、放电而改变TH＝TR，使触发器交替置0、置1。
6.3.1 555 定时器构成的多谐振荡器
一、电路组成和工作原理
8 +VCC 4
GND 1
TR 2 555
OUT 3
RD 4
8 VCC 7 DIS
6 TH 5 CO
双极型（TTL）电源: 4.5 16V

余孟尝数字电子技术基础简明教程(第三版)

Y5 1 0 0 1
三、基本和常用逻辑运算的逻辑符号国标符号 A B A B & Y A B 曾用符号 A B Y 美国符号
A B
A B A
Y
≥1 Y A B A B 1
YA
Y
Y
A
A
Y
Y
国标符号 A B
曾用符号 A B Y
美国符号
& Y A B
A B
A B A B
Y
A
B A B
基
数：进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码个数。
位权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。
十进制D 基数(N) 10
二进制B 2
八进制O 8
十六进制 H 16
0~7 0~9, 数字 0～9 0、1 A,B,C,D,E,F 符号 N进制数的一般表的形式： DN=∑KiNi ————按权展开式
第一章逻辑代数与EDA技术的基础知识
一、数字电路与数字信号
电子电路分类
模拟电路数字电路
传递、处理模拟信号的电子电路
传递、处理数字
信号的电子电路
模拟信号
时间上和幅度上都连续变化的信号
数字信号
时间上和幅度上都断续变化的信号
数字电路中典型信号波形
二、数字电路特点
研究对象分析工具信号
输出信号与输入信号之间的对应逻辑关系
一直除到商为 0 为止
(26 .375 )10 = (11010 .011 ) 2
3. 二进制与八进制间的相互转换二进制→八进制
从小数点开始，整数部分向左 (小数部分向右) 三位一组，最后不足三位的加 0 补足三位，再按顺序写出各组对应的八进制数。

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下降沿触发
H↓
H
HH
6.2.3 单稳态触发器应用举例
一、延时与定时
二、整形
1. 延时
uI 1 u′O & uO
uI
uF
uI
u′O
tW
uO
2. 定时选通
uF
uO
6.3 多谐振荡器 Astable Multivibrator
6.3.1 555 定时器构成的多谐振荡器
一、电路组成和工作原理
R1
8 +VCC 4
=
1 T
=
1 0.7（R1 + 2R2）C
≈（R1
1.43 + 2R2）C
占空比：
q
=
t W1 T
=
0.（7 R1 + R2）C 0.（7 R1 + 2R2）C
=
R1 + R2 R1 + 2R2
> 50 0 0
2. 占空比可调电路
+VCC
R1
78 4
R2
D1
D2 6
555
3 5
uO
C+
21
C2
tw1= 0.7R1C tw2 = 0.7R2C
2. 主要静态参数
上限阈值电压
UT+
=
2 3
VCC或U
CO
下限阈值电压
UT−
=
1 3
VCC或
1 2 UCO
回差电压
ΔUT = UT+ – UT–
三、普通反相器和施密特反相器的比较
普通反相器
A
1
uA Y
uY
施密特反相器
uA
A
Y
uY
UTH ?
TTL： 1.4 V CMOS：12 VDD UT+ 上限阈值电压 UT– 下限阈值电压
输入
UT–
输出
二、阈值探测、脉冲展宽和多谐振荡器
1. 阈值探测
输入输出
3.多谐振荡器
2. 脉冲展宽
UT+
集电极开路输出
UT–
A
uI
uA
uO
C
uI
R
<>UUUTTT–++ C
1 uO
uA
uO
UT+ UT–
UUUOOOHLH
6.2 单稳态触发器
特点: 1. 只有两种状态: 稳态和暂稳态； 2. 外来触发（窄）脉冲使: 稳态→暂稳态→稳态； 3. 暂稳态持续时间仅取决于电路参数,
稳态：
TD 饱和, Q = 0 暂稳态：
3
TD 截止, Q = 1
u01O 引起暂稳态的原因:
1. 通电的随机过程；
2. uI 从 1 → 0 使 u2 < VCC/3，引起 Q = 1，TD 截止。
自动
暂稳态 → 稳态
二、工作波形
R
+VCC
uI
C
+
+ uC
–
7 6
84
555
3
uO
0.01 μF
VSS 7
CC4093
14 VDD
13 3A 12 3B 11 3Y 10
9 4Y 8 4A
4B
2. 主要静态参数
CC40106、CC4093 的主要静态参数
电参数名称
符号
测试条件
参数
VDD
最小值最大值
上限阈值电压
UT+
5 10
15
2.2
3.6
4.6
7.1
6.8
10.8
下限阈值电压
UT–
5 10
3. C1 、 C2 为耦合电容, 可不要。
当 f = f0 时, 电抗 X = 0
电阻取值范围：
TTL反相器： R1= R2 = 0.7 ∼ 2 kΩ
CMOS反相器：R1= R2 =10 ∼100 MΩ
三、 CMOS 石英晶体多谐振荡器
放
RF 100 MΩ
大
器
1
1
uo
C1
f0
C2
20 pF
5 ∼ 50 pF
放电时间常数 τ2 = R2C
tW1 = 0.（7 R1 + R2）C tW2 = 0.7R2C
(3) 振荡频率 f
2 3
VCC
uC
1 3
VCC
UOH uO
UOL
T
tw1 tw2
tw1= 0.7 (R1+R2) C t tw2 = 0.7R2C
t
振荡周期： T = 0.7（R1+2R2）C
振荡频率： f
6.3 多谐振荡器
Z6.3.1 用555定时器构成的多谐振荡器 Z6.3.3 多谐振荡器应用举例
概述
一、矩形脉冲的基本特性 1. 矩形脉冲的二值性
矩形脉冲高、低电平
2. 矩形脉冲的特性参数
Um
tr 0.9Um
0.5Um
0.1Um
tf
tW T
二进制数字信号 1、0
T — 脉冲周期 Um— 脉冲幅度 tW — 脉冲宽度 tr — 上升时间 tf — 下降时间
× >2VCC/3
× >VCC/3
0 1
UOL UOL
<2VCC/3 >VCC/3 1 不变
饱和饱和不变
<2VCC/3 <VCC/3 1 UOH
截止
6.1 施密特触发器（Schmitt Trigger）
6.1.1 用 555 定时器构成的施密特触发器
一、电路组成及工作原理
+ •
VCC
84
2
7
+ VDD
ln
uC (∞) − uC (0+ ) uC (∞) − uC (tW1 )
R2 +
=
τ
1
ln
VCC VCC
− −
1 3
VCC
2 3
VCC
C
= τ1 ln 2
+VCC
78 4
6 555 3
5
21
C2
充电时间常数 τ1= （R1+R2）C (2) C 放电时间 tw2 可求得: tW2 = τ 2 ln 2
2
5
1
VCC
uI 0
2VCC/ 3
VCC
uC
0
uO tw
三、主要参数
1. 输出脉冲宽度 tw
uC（0+） = 0, uC（∞） = VCC
uC（tw） = 2VCC / 3
tW
=τ1
ln
uC (∞) − uC (0+ ) uC (∞) − uC (tW )
= RC ln 3 = 1.1RC
2. 恢复时间 tre 很小 τ2 = RCESC
R • uo1
555 3
uI • 6
5
1
uo2
U CO
2 3
VCC
1 3
VCC
OuO
t
UOH
UOL O
t
uI 上升时与 2VCC/3 比 uI 下降时与 VCC/3 比
3. 555 定时器的外引脚和性能
GND 1
TR 2 555
OUT 3
RD 4
8 VCC 7 DIS
6 TH 5 CO
>
非重复触发
Q
内接接定时电阻引出Ri端nt
外电阻接、定电时容VCRC ext
Cext / Cext
× RI × CX × RX/CX
Q
× 表示不属于逻辑状态连接
2. 功能表 TR = TR+ (TR−A + TR−B ) 3. 主要参数
输入
输出
输出脉宽 tw:
注
TR–A TR–B TR+ Q Q
tW = RC ln 2 ≈ 0.7RC
电容三点式
为保证 CMOS 反相器静态时工作在转折区，偏置电阻RF 取值为 :
RF =10 ∼100 MΩ
6.1.3 多谐振荡器应用举例
一、秒信号发生器
R
T′触发器
1
1
FF0 Q0 FF1 Q1
C1
C1
FF14 Q14 FF15 Q15
C1
C1
C1
C2 32768 Hz 16384 Hz 2 Hz 1 Hz
8
2 3
VCC
5
+VCC 5 kΩ
6 5 kΩ
4R & Q1
输出缓冲
3
uO
2
1 3
VCC
5 kΩ
1
分压器比较器
& RS 触发器
7
uD TD 晶体管
开关
2. 基本功能 8 +VCC 4 R
5 kΩ
CO 5
10
TH 6 TR 2
5 kΩ
10
5 kΩ
&Q1 3 uO
&
7
uD
TD
1
UTH
UTR
R
uo TD的状态
R2
R1
5
R2
6
2
& Q1
3+
uO C1
uC
&
2 3
VCC
+VCC
78 4
6 555
3 5
21
C2
uC
C7
1 3
VCC
t
uO