数字电子技术复习(三)——触发器和时序电路
来源:互联网 发布:面试测评软件系统 编辑:程序博客网 时间:2024/05/09 07:16
只要包含记忆元件的电路就是时序电路,其基本单元是锁存器和触发器。
锁存器和触发器
锁存器是电平控制数据输入,触发器是脉冲边沿控制数据输入。
注意这两种元件的初态不确定性。
锁存器存在空翻现象
锁存器
基本RS锁存器
置位和复位信号均无效时输出保持,哪个有效输出就是哪个,不允许均有效(Q和Q非均为一,但一起跳为无效后会不确定)。
由于电路存在传输时延,故要求置位和复位脉冲宽度最少需要两个门的延迟时间
基本RS锁存器常用于硬件消除抖动,软件消抖方法是延时。
时钟控制RS锁存器
在CP电平的有效期间内锁存器才能根据输入信号翻转,CP无效时输出不变。
时钟控制D触发器
锁存器在微处理器中应用
端口的分时复用。
锁存器缺点
- 属于电平触发,对毛刺敏感,抗干扰能力差。
- 不能异步复位,上电后处于不确定状态。
- 使静态时序变得复杂,不利于设计可重用性。
- 在可编程逻辑器件中需要更多资源。
触发器
提高了电路的抗干扰能力,也可方便实现同步时序电路。
D触发器
- 动态特性:D信号要在CP上沿提前两个门延迟时间送入(建立时间
tset=2tpd ),CP之后还要一段时间才能能D变化送到输出(保持时间th=tpd )。一般对高电平要求大于三倍门延时,低电平大于两倍(对于高电平触发)。 - 若D变化与CP触发沿同时到达会出现亚稳态,一段波动之后回到之前状态。
- 清零和置一不受时钟影响。
- 典型应用:分频、计数。
其他触发器
- 边沿JK触发器:
Qn+1=JQn¯¯¯¯¯+K¯¯¯Qn
JK均为1翻转,均为0不变,否则按J变化。 - T触发器
把JK触发器的两个输入接一起,为1翻转,为0不变。 - T’触发器:T触发器输入为1。
是一种二分频电路也是一位二进制计数器。
时序逻辑电路
基本概念
时序逻辑电路一般由组合逻辑电路和存储电路两部分组成。
- 输出方程:输出信号与输入信号和存储电路输出状态之间关系。
- 驱动方程:存储电路输入信号与外部输入信号和存储电路输出状态关系。
- 状态方程:存储电路次态和存储电路输入信号及其现态的关系。
时序电路按是否所有触发器时钟都接在统一时钟上分为同步/异步时序电路。
按输出信号是否和输入有关分为Mealy型和Moore型状态机。
描述方式
- 特征方程
- 状态转换表:用表格反映时钟作用下电路现态、输入和输出、次态之间关系。
有时也用态序表代替状态转换表 - 状态转换图
- 信号时序图
对于电路中的某一个状态变量,还可以用次态卡诺图来表示。
时序逻辑电路的分析与设计
- 分析:电路图-特征方程-次态卡诺图-状态转换图、表、时序图-逻辑功能
- 设计:逻辑功能-状态转换图-选触发器-状态转换表-次态卡诺图-方程-电路图-功能和自启动检查
自启动的意思是对于任何一个状态都能在若干个CP周期之后回到主循环。
集成计数器
分为同步计数器和异步计数器(按时钟输入方式)、二进制计数器和十进制计数器。
注意同、异步操作和同异步电路的概念不同。
多片级联
- 同步级联:将CO作为高一级的使能端
- 异步级联:将CO作为高一级的时钟端
注意CO端什么时候为1。
任意进制计数器
控制端若是异步操作,取最后一个状态之后的那个无效状态为反馈状态。
控制端若是同步操作,取最后一个状态(有效状态)为反馈状态。
寄存器
用来存储二进制数据的逻辑器件。
可分为(并行)寄存器和移位寄存器。
- 寄存器
可以直到将数据并行输入、保存并在合适的时候输出的功能。
一种常用的寄存器是三态寄存器,是由D触发器和三态门输出电路组合。在数字系统中不同部件的数据是用公共数据总线传送的,每个时刻只能有一个输出有效。
- 移位寄存器
按移位方式又可分为单向、双向移位寄存器。
移位寄存器可以起到并串转换的作用,是接收器和发生器的一个重要组成部分。
- 数字电子技术复习(三)——触发器和时序电路
- 数字电子技术复习(一)——集成门器件
- 数字电子技术复习(二)——组合逻辑电路与器件
- 数字电子技术复习(四)——A/D与D/A转换
- 数字电子技术复习(五)——脉冲的产生与整形
- 数字电子技术复习(六)——存储器与可编程逻辑器件
- 数字电子技术快速复习
- 模拟电子技术和数字电子技术
- 923模拟电子技术基础和数字电子技术基础考试大纲
- 数字电子技术课程设计——盲人报时钟
- 时序电路和组合电路
- 时序电路
- 时序电路
- 模拟电子技术快速复习
- 《时序逻辑电路的基本分析和设计方法》 计算机专业课(数字电子技术简明教程)
- 数据库回顾(三)—触发器
- 数字电子技术基础
- 数字电子技术基础
- Linux环境定位C程序内存泄露以及非法访问的方法
- nodejs最开始操作
- 计算机组成原理-存储器实验
- ubuntu16.04 cuda8.0 opencv3.1 gtx1080 配置ssd
- 练习39
- 数字电子技术复习(三)——触发器和时序电路
- javascript:typeof与instanceof区别
- maven工程启动eclipse 报错java.lang.NoClassDefFoundError:
- Zookeeper---概念梳理
- LEECODE-Roman to Integer
- java中IO流的操作
- Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: org.apache.hadoop.security.AccessControlExcep
- Prim算法之我见
- 练习40