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(新)电工学第15章触发器和时序逻辑电路

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电子技术基础-触发器和时序逻辑电路

电子技术基础-触发器和时序逻辑电路
为了增强抗干扰能力。 触发器仅仅在时钟CP跳转时刻（脉冲的上升沿或下降沿到 来时）才发生翻转，而在CP=1或CP=0期间，触发器的状态保 持不变。输入端的任何变化都不影响触发器的次态输出。
常用集成边沿触发器有： 双JK边沿触发器：CT3112/4112、CT2108等。 单JK边沿触发器：CT2101/2102（下降沿触发）、CT1070（上 升沿触发）。
8.2.1 时序逻辑电路的概述
时序逻辑电路：含有具有记忆能力的存储器件，任何一个 时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状 态有关。
X1
Y1
Xn
组合逻辑电路
Ym
… …
… …
Q1
W1
存储电路
Qj
Wk
8.2.2 时序逻辑电路的分析 步骤：
（1）由逻辑图写出方程式（时钟方程、输出方程、 驱动方程、状态方程）。 （2）列写状态转换真值表。
3.有记忆功能：在无外来触发信号作用时， 电路将保持原状态不变。
4.有计数功能：来一个计数脉冲，电路翻转 一次，计数一次。
5.缺点:计数时存在空翻问题。
8.1.3 JK触发器
一种功能完善，应用极广泛的电路。 Q Q
1.电路组成
两个可控 RS触发器通过一源自从触发器个非门(反相器)相连,分别称
SCR
主触发器和从触发器。
111
0
111
000
1
(6)状态图
(7)时序图
2.异步时序电路分析举例
例8.5 图示为74LS290主体电路，试分析这部分电路的逻 辑功能。
[解] (1)三个异步触发的下降延JK触 发器：CPB控制FF0的CP，Q1控 制FF1的CP，Q2控制FF2的CP。

触发器和时序逻辑电路电子技术课件ppt知识介绍

触发器和时序逻辑电路电子技术课件ppt知识介绍
• 同步RS触发器：在基本RS触发器的基础上增加了时钟信号CP的控制。只有在 CP的上升沿或下降沿到来时，才会根据R和S的输入信号改变输出状态。消除了 基本RS触发器的约束条件，使得设计更为灵活。
• D触发器：具有一个数据输入端D和一个时钟信号输入端CP。在CP的上升沿或 下降沿到来时，会将D端的输入数据锁存到输出端Q。具有数据锁存功能，适用 于数据传输和存储等应用场合。
组合逻辑控制信号产生
通过组合逻辑电路产生控制信号，实 现对时序逻辑电路的控制，如计数器 、寄存器等。
时序逻辑状态转换
在时序逻辑电路中，通过组合逻辑电 路实现状态转换，控制数据的流动和 处理。
状态机设计原理及实例分析
状态机基本概念
介绍状态机的定义、分类、状态转换图等基本概念。
状态机设计步骤
详细阐述状态机设计的步骤，包括状态编码、状态转 换表、状态转换图、控制逻辑设计等。
特性分析
触发器具有以下特性
记忆功能
能够保持输出状态不变，直到下一个触发信号的到来。
触发方式多样
可根据不同的触发方式进行设计，如电平触发、边沿触发 等。
逻辑功能灵活
可实现多种逻辑功能，如与、或、非等。
时序配合方便
可与其它时序逻辑电路方便地进行配合，实现复杂的时序 逻辑功能。
常见类型及其特点
• 基本RS触发器：具有两个输入端R和S，以及两个输出端Q和Q'。当R和S的输入 信号不同时，Q和Q'的输出状态会发生变化。具有直接置位和复位的功能，但 存在约束条件，即R和S不能同时为1。
触发器分类
根据触发方式的不同，触发器可分为电平触发器和边沿触发器两大类。其中，电平触发器又可分为基 本RS触发器、同步RS触发器、D触发器等；边沿触发器可分为正边沿触发器和负边沿触发器等。

触发器和时序逻辑电路

触发器和时序逻辑电路
(1) 第一位触发器 FF0 ，每来一种时钟脉冲就翻转一次，故 J0 = K0 = 1 ；
(2) 第二位触发器 FF1 ，在 Q0 = 1 时再来一种时钟脉冲才翻转，故 J1 = K1 = Q0 ；
大家网：
(3) 第三位触发器 FF2 ，在 Q1= Q0 = 1 时再来一种时钟脉冲才翻转，故 J2 = K2 = Q1Q0 ；
大家网：
只有当初钟脉冲来到后，即 CP = 1 时，触发器才按 R 、S 端旳输入状态 来决 定其输出状态。
触发器置R和D0 或置是S1直D，接一置般0用和于直置接初置态1。端在，工就作是过不程经中过它时们钟处脉于冲1 旳态控。制能够对基本
可控 RS 触发器旳逻辑式
Q S CP Q ，
可分四种情况分析CP = 1 时触 发器旳状态转换和逻辑功能，如右 表所示。
转一次，即
，具有计数功能。
SD
S
Q
D
1D
CP
C1
Q
RD
R
Q Q n1
n
上升沿 D 触发 器图形符号
1D
Q
CP
C1
Q
D 触发器转换 为 T 触发器
大家网：
返回
14.2 寄存器
寄存器用来临时存储参加运算旳数据和运算成果。
14.2.1 数码寄存器
下图是由 D 触发器(上升沿触发)构成旳四位数码寄存器，这是并行输入/并行 输出旳寄存器。工作之初要先清零。
时序逻辑电路旳特点：它旳输出状态不但决定于当初旳输入状态，而且还与电 路旳原来状态有关，也就是时序逻辑电路具有记忆功能。
触发器是时序逻辑电路旳基本单元。
大家网：
14.1 双稳态触发器
14.1.1 RS 触发器

时序逻辑电路PPT课件

时序逻辑电路PPT课件
时序逻辑电路可以分为同步时序 逻辑电路和异步时序逻辑电路， 其中同步时序逻辑电路是最常用 的类型。
工作原理
状态表示
时序逻辑电路中的状态通常由存储元件（如触发器）来存储，根据 输入信号的变化，电路的状态会随之改变。
状态转移
时序逻辑电路中的状态转移是由输入信号和当前状态共同决定的， 根据一定的逻辑关系，电路会从一个状态转移到另一个状态。
。
02
可编程逻辑控制器（PLC）
在工业控制系统中，时序逻辑电路用于实现可编程逻辑控制器，用于自
动化控制和数据处理。
03
传感器接口
时序逻辑电路用于实现传感器接口电路，将传感器的模拟信号转换为数
字信号，并传输给微控制器或可编程逻辑控制器进行处理。
04
CATALOGUE
时序逻辑电路的优化
优化设计
设计
使用基本的逻辑门电路， 根据需求逐一设计电路。
自动化工具设计
使用EDA（电子设计自动 化）工具进行设计，提高 设计效率。
混合设计
结合手工设计和自动化工 具设计，根据具体情况选 择合适的设计方法。
设计工具
硬件描述语言
使用Verilog或VHDL等硬件描述语言进行设计。
EDA工具
时序逻辑电路
目录
• 时序逻辑电路简介 • 时序逻辑电路设计 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的优化 • 时序逻辑电路的发展趋势
01
CATALOGUE
时序逻辑电路简介
定义与分类
定义
时序逻辑电路是一种具有记忆功 能的电路，它能够根据输入信号 的变化，按照一定的逻辑关系， 输出相应的信号。
分类
输出信号
时序逻辑电路的输出信号是根据当前状态和输入信号来确定的，它会 随着状态的变化而变化。

电工电子学_触发器和时序逻辑电路(PPT87页)

电工电子学_触发器和时序逻辑电路(PPT87页)
所寄存的数据就向左或向右顺序移动一位。 单向移位寄存器
按移位方式分类 双向移位寄存器
电工电子学B
电工电子学B
电工电子学B
电工电子学B
电工电子学B
（2）并行、串行输入/串行输出寄存器
0
并行输入
寄存指令
d3
d2
d1
d0
&
&
&
&
移位脉冲 CP
串行输D入
1 清零
SD Q3
F3
D
RD
SD Q2
F2
D
所谓电路能够自启动，是指当电源接通或由于干扰信号 的影响，电路进入到了无效状态，在脉冲作用下，电路能 够进入到有效循环；否则，电路不能够自启动。
由状态转换真值表和状态转换图可知，电路具有自启动 功能。电路由无效状态转换到有效状态过程中的输出为无 效输出。
电工电子学B
13.2.1 时序逻辑电路的分析
Qn1 1
Q1Q0
Q1
Q0
Q1
Q0
Qn1 2
Q2Q1 Q0
电工电子学B
13.2.1 时序逻辑电路的分析
（3）根据状态方程和输出方程列出逻辑状态转换真值表
电工电子学B
13.2.1 时序逻辑电路的分析
（4）电路用了3个触发器，电路应该有个状态，由状态 转换真值表和状态转换图均可知，电路只使用了5个状态： 000、001、010、011、100，这5个状态称为有效状态。电路 在脉冲作用下，在有效状态之间的循环，称为有效循环。 电路还有3个状态（101、110、111）没有使用，这3个状态 称为无效状态。电路在脉冲作用下，在无效状态之间的循 环，称为无效循环。
电工电子学B

复习-触发器及时序电路

复习-触发器及时序电路
复习-触发器及时序电路
目 录
• 触发器的基本概念 • 触发器的应用 • 时序电路的基本概念 • 时序电路的应用 • 时序电路的设计与实现
触发器的基本概念
01
定义与分类
触发器是一种具有记忆功能的逻辑门 电路，能够在时钟信号的驱动下，将 输入信号的状态存储下来，并在下一 个时钟周期输出。
触发器可以分为RS触发器、D触发器 、JK触发器和T触发器等类型，根据不 同的应用需求选择不同类型的触发器 。
03
节拍器在计算机中广泛应用于控制CPU的时钟频率、内存读 写等操作。
序列检测器
01
序列检测器是一种时序电路，用于检测输入信号中是否出现特 定的序列。
02
序列检测器通常由多个触发器和门电路组成，根据需要检测不
同长度的序列。
序列检测器在计算机中广泛应用于数据传输、协议处理和故障
03
检测等操作。
时序电路的设计与实
实现方式与技巧
1. 选择合适的触发器
根据设计需求选择合适的触发器类型，如JK、 D、T等。
2. 优化逻辑门数量
通过减少不必要的逻辑门来降低电路复杂度 和功耗。
3. 合理利用时钟信号
正确使用时钟信号来控制状态转换，提高电 路的可靠性和稳定性。
4. 考虑同步与异步时序
根据需求选择同步或异步时序电路，确保电 路行为的正确性。
应用场景
边沿触发器广泛应用于时序逻辑电 路中，如寄存器和计数器等。
时序电路的基本概念
03
定义与分类
时序电路
是一种具有记忆功能的电路，其输出 不仅取决于当前的输入，还与之前的 输入状态有关。
分类
根据触发器的不同，时序电路可分为 同步时序电路和异步时序电路。

电工学第15章 触发器和时序逻辑电路PPT


＆
Q
1
R
G2
S、 R 均是低电平有效。 0
特 1）两个输出端 Q、Q 的状态相反； 点： 2）具有两个稳定状态：一个称之0态（Q=0，Q=1）
一个称之1态 （Q=1，Q=0） 3）若外加适当的信号，能实现两种稳态的相互转换。
1 SD 10
1 01
RD
1 SD 1
10 0
RD
基本RS触发器工作原理
＆ G1
SD
＆
G1
Q
RD
SD RD
＆ G2
符号
Q
Q Q
逻辑状态转换表
SD RD 01
10 11 00
Qn+1 1 置位
0 复位 Qn 记忆
不定 禁止
SD —— 置位端 RD —— 复位端
S 0110
1. 同步 RS 触发器
直接 置1端
1
＆
SD
＆
Q
G3 01
G1 10
G3 与 G4构成导引控制 电路，CP为控制端。
当CP=0时，G3、G4 门被封锁，无论S、R端
加什么信号，它们输出
全是1，触发器保持原来
CP11
状态不变。 在CP=1时,R、S的
010
R
＆ 10
G4
RD 1
＆ G2
01 Q 变化才能引起触发器翻
转 。为正脉冲触发。 逻辑状态表
直接
C S R Qn+1
Sd S
符号 C
C
R
Rd
Q 置0端
Q 禁止
0 × × Qn
个 CP 脉冲触发器状态翻转一次，故这种情况下触发器具有翻转功能。
JK触发器逻辑状态表 Qn+1=J Qn+K Qn

电工电子技术基础课件：触发器与时序逻辑电路


触发器和时序逻辑电路——双稳态触发器
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触发器和时序逻辑电路——双稳态触发器
一、基本 RS 触发器
基本 RS 触发器由两个与非门交
叉连接而成，具有记忆功能。
它有两个输出端 Q 和 ，
两者逻辑状态相反。
SD
& G1
Q
&
Q
G2
RD
逻辑图
两个稳定状态：
SD
Q = 0，Q = 1，称为复位状态(0 态)；R D
章目录 上一页 下一页
触发器和时序逻辑电路
第 11 章 触发器和时序逻辑电路
数字电路按照功能的不同分为两类：组合逻辑电路； 时序逻辑电路。
组合逻辑电路的特点：只由逻辑门电路组成，它的输 出变量状态完全由当时的输入变量的组合状态来决定，而 与电路的原来状态无关，它不具有记忆功能。
时序逻辑电路的特点：它的输出状态不仅决定于当时 的输入状态，而且还与电路的原来状态有关，也就是时序 逻辑电路具有记忆功能。
CP
可控RS 触发器逻辑式
R
Q S CP Q ， Q R CP Q
SD
&
&
Q
G3
G1
&
&
Q
G4
G2
RD
逻辑电路
和 是直接置 0 和直接置 1 端 ，就是不经过时钟脉 冲的控制可以对基本 触发器置 0 或置 1 ，一般用于强迫置位。 在工作过程中它们处于 1 态。
节首页 上一页 下一页
触发器和时序逻辑电路——双稳态触发器
当 S D 端加负脉冲时，不论触发器
的初始状态是 1 态，还是 0 态，均有
&

时序逻辑电路讲解ppt


Q JQ C KQ
CP
J K AQn AQn ，A与Qn是异或关系
A与Qn相同时， J K 0 Qn1 Qn 具有保持原状态功能
A与Qn不同时，J K 1 Qn1 Qn 具有计数功能
时序逻辑电路
特点:
在数字电路中,凡就是任一时刻得稳定输出不仅决定 于该时刻得输入,而且还与电路原来得状态有关者,都 叫做时序逻辑电路,简称时序电路。
3、动作特点: 在CP=1得全部时间里,输入信号 得变化都对主触发器起控 制作用,所以当CP下降沿到达时从触发器得状态不仅仅由 此时刻输入信号得状态决定,还必须考虑整个CP=1期间输 入信号得变化过程。
三、 主从RS、JK触发器
主从RS触发器 的图形符号
S
1S
Q
CP C1
R
1R
Q
主从JK触发器 的图形符号
4. 根据状态转换情况总结电路功能。
例:时序电路见下图, FF1～FF3为主从JK触发器、下降沿动作。 分析其逻辑功能。输入端悬空时等同逻辑1。
1J
Q1
C1
1K
Q1 &
FF1
1J
Q2
C1
1K
Q2
FF2
& 1J Q3 &
1
Y
C1
1K
Q3
FF3 CP
J1 Q2 • Q3
K1 1
1、驱动方程 J2 Q1
RD
0–t1： RD=0、 SD=1
Q=1、Q=0
SD t1 t2 t3 t4 t5 t
t1–t2： RD= SD=0
保持Q=1、Q=0
t2 –t3： RD=1、 SD=0
Q
t
Q=0、Q=1

触发器与时序逻辑电路

哈尔滨工业大学电工学教研室第22章触发器与时序逻辑电路目录22.1双稳态触发器22.2寄存器22.3计数器22.4单稳态触发器22.5多谐振荡器概述触发器是时序逻辑电路的基本单元组合逻辑电路的输出状态完全由当时的输入变量的组合状态决定，与电路的原状态无关。

时序逻辑电路的输出状态不仅决定于当时的输入状态，而且与电路原来的状态有关，具有记忆功能。

22.1 双稳态触发器稳态触发器、无稳态触发器（多谐振荡器）。

双稳态触发器中又包含RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等。

1 R S 触发器1.基本RS 触发器&G1&G2由两个与非门交叉连接而成Q QD R DSD S D R 0 11 01 10 01不变不定Q &G1&G2Q QD R DSD D 1Q 0Q ==10101011输出变为：0Q 1Q ==&G1&G2Q Q D R D SD D 00110101输出保持：0Q 1Q ==&G1&G2Q Q D R D S=D,1=R时，触发器原状态若为“0”，D S则新状态为“1”。

若原状态为“1”，则新状态仍为“1”。

即无论原状态如何，基本RS触发器都输出“1”，所谓“置位”状态。

0,1==D D R S 时考虑到电路的对称性，触发器的输出状态应为“0”，即所谓“复位”状态。

D R D S 直接复位端（RESET ）直接置位端（SET ）低电平有效D D 1011101输出保持原状态：0Q 1Q ==0Q 1Q ==&G1&G2Q QDR DSD D 1Q 0Q ==01110110输出保持原状态：1Q 0Q ==&G1&G2Q QDR DS结论时，触发器原状态若为“0”，则新状态为“0”。

若原状态为“1”，则新状态仍为“1”。

即无论原状态如何，基本RS 触发器输出都保持原状态不变。

1,1==D D S R输入R D =0, S D =0时011输出全是1与逻辑功能相矛盾且当同时变为1时，速度快的门输出先变为0，另一个不变。

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0Q
则 Qn+1 = 0 Qn+1 = 1
Q 维持 0态不变
11
Q
当SD RD 保持高电平不变
时，输出端原态不变。
SD
＆
0
G1
＆
0
G2
RD
禁止
1Q
（4）当 SD = 0 RD = 0 时 则 Q= 1 Q = 1
1Q 此种情况 1.Q与Q 不符合逻辑相反要求; 2.负脉冲除去时，Q态不确定.
基本 RS 触发器
2）具有记忆功能。
触发器的状态不仅和当时的输入有关,而且和以前 的输出状态有关,这是触发器和门电路的最大区别。
触发器分为: RS触发器、D触发器、 JK触 发器和T触发器。
15.1 触发器
1 基本RS触发器
电路组成
S
＆
G1
Q 两个与非门组成，输出输入交叉连接。
两个输出分别记 Q 、Q;
两个输入分别记为 R、S 。
从触发器 主触发器
J 0
CP
&S1 Q 1 S D S2 Q 2
C1
C2
Q
K
&R1 Q 1
R2 Q 2
Q
RD
11
（2）输出信号变化的过程 当CP下降沿到来时，即CP由1变为0时，主触发器在CP=1期 间接收的内容被主触发器存储起来。同时，由于CP由0变为1，
2 负边沿触发的JK触发器
所谓边沿触发是指触发器的次态仅由时钟脉冲 的上升沿或下降沿来到时的输入信号决定，在此以 前或以后输入信号的变化不会影响触发器的状态。
边沿触发器的特点：
来一个时钟脉冲，触发器翻转一次且只能 翻转一次。
边沿触发器的分类：
正边沿触发： 时钟脉冲的上升沿来到时有效。
负边沿触发： 时钟脉冲的下降沿来到时有效。
＆
Q
1
R
G2
S、 R 均是低电平有效。 0
特 1）两个输出端 Q、Q 的状态相反； 点： 2）具有两个稳定状态：一个称之0态（Q=0，Q=1）
一个称之1态 （Q=1，Q=0） 3）若外加适当的信号，能实现两种稳态的相互转换。
1 SD 10
1 01
RD
1 SD 1
10 0
RD
基本RS触发器工作原理
＆ G1
1 10 1 1 01 0 1 0 0 Qn 1 1 1 不定
Sd S
Q
C
C
R
Q
Rd
工作波形图
C0 1 0 S0 00
R0 00
10 10 1 1 1 0 0 01 1 001 1 11 1
Q 0 0 0 1 1 0 0 0 不定
C = 1时：逻辑状态表
SR 10
Qn+1
1
01
0
00
Qn
1 1 不定
第15章 触发器和时序逻辑电路
15.1 触发器 15.2 时序逻辑电路 15.3 应用举例
概述
集成触发器是组成时序逻辑电 路的基本部件。
时序逻辑电路的特点：
它在某一时刻的输出状态不仅与该 时刻的输入信号有关,还与电路原来的 输出状态有关。
触发器的特点：
1）具有0和1两个稳定状态。
在触发信号作用下,可以从一种稳定状态转换到另 一种稳定状态。
SD
＆
G1
Q
RD
SD RD
＆ G2
符号
Q
Q Q
逻辑状态转换表
SD RD 01
10 11 00
Qn+1 1 置位
0 复位 Qn 记忆
不定 禁止
SD —— 置位端 RD —— 复位端
S 0110
1. 同步 RS 触发器
直接 置1端
1
＆
SD
＆
Q
G3 01
G1 10
G3 与 G4构成导引控制 电路，CP为控制端。
Q 从0态翻转至 1态
01 Q SD：置1端，或置位端
SD
＆
1 00
G1
11
RD
＆ G2
SD1 11
＆ G1
10
＆ G2
RD
1 Q （3）当 SD = 1 RD = 1 时
如果 Qn = 1 Qn = 0 时
00 Q
则 Qn+1 = 1 Qn+1 = 0
Q 维持 1态不变
如果 Qn = 0 Qn = 1 时
当CP=0时，G3、G4 门被封锁，无论S、R端
加什么信号，它们输出
全是1，触发器保持原来
CP11
状态不变。 在CP=1时,R、S的
010
R
＆ 10
G4
RD 1
＆ G2
01 Q 变化才能引起触发器翻
转 。为正脉冲触发。 逻辑状态表
直接
C S R Qn+1
Sd S
符号 C
C
R
Rd
Q 置0端
Q 禁止
0 × × Qn
从触发器被打开，可以接收由主触发器送来的信号，触发器的 输出状态由主触发器的输出状态决定。在CP=0期间，由于主 触发器保持状态不变，因此受其控制的从触发器的状态也即Q、 Q的值当然不可能改变。
逻
辑J
功 CP K
能
&S1 C1
主 触
Q1
发
S D S2 C2
从 触
Q2
发
Q
&R1 器 Q1
R2 器 Q2
Q
RD
分
1
析
保持功能
（1） J 0 、 K 0 。设触发器的初始状态为 0，此
时主触发器的 R1 KQ 0 、 S1 JQ 0 ，在 CP 1 时主
触发器状态保持 0 状态不变；当 CP 从 1 变 0 时，由于从
触发器的 R2 1、 S2 0 ，也保持为 0 状态不变。如果触
发器的初始状态为 1，当 CP 从 1 变 0 时，触发器则保持
JK触发器的工作原理
J CP
1
&S1 C1
主 触
Q1
发
S D S2 C2
从 触
Q2
发
Q
K
&R1 器 Q1
R2 器 Q2
Q
RD
Q
Q
SD J C K RD
10
(a) 电路
(b) 逻辑符号
（1）接收输入信号的过程 CP=1时，主触发器被打开，可以接收输入信号J、K，其输出 状态由输入信号的状态决定；但由于CP=0，从触发器被封锁， 无论主触发器的输出状态如何变化，对从触发器均无影响，即 触发器的输出状态保持不变。
01 Q （1）当 SD = 1 RD = 0 时 如果 Qn = 1 Qn = 0 时
＆
01 Q
则 Qn+1 = 0 Qn+1 = 1
G2
Q 从1态翻转至 0 态
＆
0
Q
G1
如果 Qn = 0 Qn = 1 时 则 Qn+1 = 0 Qn+1 = 1 时
＆
1
G2
Q
Q 维持 0态不变 RD ：置0端，复位端
1 状态不变。可见不论触发器原来的状态如何，当
J K 0 时，触发器的状态均保持不变，即 Q n1 Q n 。
J CP
&S1 C1
主 触
Q1
发
S D S2 C2
SD
＆
10 0
G1
＆
1 RD1
G2
SD 10
01
＆ G1
11
0
＆ G2
RD
（2）当 SD = 0 RD = 1 时 1Q
如果 Qn = 1 Qn = 0 时
则 Qn+1 =1 Qn+1 = 0 0 Q Q 维持态“1”不变
如果 Qn = 0 Qn = 1 时
01Q
则 Qn+1 = 1 Qn+1 = 0