第8章 时序逻辑电路
本章讨论了数字电路的另一类单元电路——时序逻辑电路。首先介绍具有存储记忆功能的单元电路触发器，它是构成各种计数器和寄存器等时序电路的单元。然后介绍数字系统中常用的一些时序电路的组成和工作原理以及555定时器的应用。
本章基本要求
了解时序逻辑电路的共同特点；
熟练掌握R-S、J-K、D、T触发器的逻辑功能； 熟练掌握时序电路分析方法，基本的设计方法； 掌握计数器的分类及特点；
了解常用的时序逻辑电路的功能及应用； 了解555定时器的典型应用。
本章习题解析
8－5 在图8-6中，设每个触发器的初始状态为“0”，试画出在时钟脉冲CP作用下Q的波形。
“1”解： (a) 图中：
Q1n?1JCPQQJCPQQJCPQQK“1”___n___n___“1”(a)KK“1”(b)?JQ1?KQ?Qn
“0”DCP(c)Q(b) 图中：
Q2n?1QDCPQQ“1”J?JQn?KQn?0
QCPQK(c) 图中：
Q3n?1(d)______n(e)(f)?JQ____nCP图8--6?KQn?Q(d) 图中：
Q4n?1?D?0
?D?Qn(e) 图中：Q5n?1n
nnCPQ1Q2(f) 图中：Q?JQ?KQ?Q
各触发器的波形图如下图8-7所示：
n?16Q3Q4Q5Q6
8－6 电路如图8-8所示，设初始状态为Q1Q2图8-7
?Q2?0，，试画出在CP作用下Q1、
的波形。
解：Qn?11?JQ1?KQ1?Q2Q1?Q2?Q1?Q1Q2nnnnnnnn
波形图如图8-9所示：
Q2n?1?D?Q1n
Q2Q1QQ2QCPCPCPJKDQ1Q2图8-9
CP图8-8
?Q2?08－7电路如图8-10所示，设初始状态为Q1的波形。
n?11n?1，，试画出在CP作用下Q1、
解：Q?D1?Q12n
Q?D?Q
波形图如下图8-11所示： CPQ1D1Q2D2 QCPQ1CQ2C Q 图8-10
图8-11
8－8 图8-12所示为TTL维持阻塞D触发器，试分析其逻辑功能，列出真值表，并说明图中①～④连线的作用。 (1)G1Q5解：
&&&QDQ工作原理分析： 3n2212RDS接至基本RS触发器的输入端，分别是D?RD?1时，
CP(2)(4)Q6&Q4&(3)清零和预置数端，低电平有效。当SD工作过程如下：
①CPQ6?D&QG2图8-12
?D?0时，触发器状态不变。此时Q5，
?D②CP由0变1时触发器翻转，Q
③CP?1时输入信号被封馈，触发器保持，其中反馈线①使触发器维持在0
状态和阻止触发器为1状态称为置0维持线，置1阻塞线。
反馈线②使CP反馈线③使CP?0，Q5?D时，Q6?D
?1时，触发器维持1状态即置1维持线。
反馈线④使CP
Q2?1时起到阻止触发器置0的作用，称为置0阻塞线。
Q0、Q1、8－9 试用主从J—K触发器组成一个三位异步减法计数器，并画出CP、
的波形。
解 电路图如下8-13所示：
CPQ2Q0 Q1Q 0Q 1\1\\1\QQQ\1\JJJQ 2CPCPCPCPQQQKKK \1\\1\\1\ 图8-14 RD 图8-13
8－10 试列出图8-15所示计数器的状态表，说明它是几进制计数器。 解：列驱动方程
J0______nn?Q1Q2
___n0K0?1
J0?Q0n
Q2K1?Q2Q0___________nn
Q0脉冲方程
CP1?CP0?CPCP2?Q1
Q1状态方程
Q0Q1n?1&?J0Q0?K___n______nQ0?Q1?Q2?Q0nn___n___n_______nn___n
___nnQQCPQJCPQQJCPn?1?J1Q1?K1Q1?Q0Q1?Q2Q0Q1?Q2___n
QKQ2n?1
&K状态表如下表8-2所示：
CP 表8-2
nnnn?1n?1 n?1Q2Q0Q1Q1Q2Q0Q1CP
不变000010 001010 010011不变
011100
不变100101
101110
110000
111000
该计数器为七进制加法计数器。
8－11 分析图8-16所示逻辑电路的逻辑功能，并说明其用途。设初始状态为
图8-15
“0000”，画出CP、Q0、Q1、Q2、Q3的波形。
解：列驱动方程
J0Q3Q2Q1Q01&1&1&QQJQQJQQJQQJKKKK清零计数脉冲图8-16
?K0?1
n___nJ1?K1?Q0?Q3J2
___n?K2n?Q1?Q0?Q3nn___nnn
___nJ3?Q2?Q1?Q0?Q3K3?Q0n
状态方程为
Q0Q1n?1?J0Q0?K___n______n___n0Q0?Q0nn
___n___n___nn?1?J1Q1?K1Q1?Q0Q3Q1?Q?J___n___nnn2Q2n?1Q2?K2Q2?Q1?Q0Q3Q2?Q1Q0?Q3Q2___n___nnnn3____________nnn__________031___nnn?QQ
______nn
Q3n?1?J3Q3?KQ3?Q2?Q1?Q0Q3___n?Q0Q3___nn
状态转换表如下表8-3所示：
画出状态转换图可得该电路为一十进制加法计数器，且能自启动。
表8-3
Q3Q2Q1Q0Q3n?1Q2n?1Q1n?1Q0n?100000000111111100001111000011110011001100110011010101010101010100000001101010101010100000001111011001100011001110101010101010101
8－12 用CT74LS290构成下列各计数器。
（1）用一片CT74LS290构成一个7进制计数器。 （2）用二片CT74LS290构成一个24进制计数器。
解：（1）先将Q0与CP1相连，脉冲由CP输入，构成码异步十进制计数器，其电路如图8-17所示。
（2）用两片构成一个24进制计数器，如下图8-18。
Q3Q2Q1Q0Q3CP0CP1Sq(1)Sq(2)R0(1)R0(2)Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0CP0CP1Sq(1)Sq(2)R0(1)R0(2)Sq(1)Sq(2)CP0CP1R0(1)R0(2)&图8-17 图8-18
8－13 试分析如图8-19所示时序电路的功能。 解：列驱动方程 D?X?Q
状态方程
Qn?1?D?X?Qn
XCP?11DC1Q&Z输出方程
________图8-19
nZ?X?Q
列状态转换表可得表8-4：
表8-4
QnQ
8－14 试分析图8-20所示时序电路的功能。 解：列驱动方程
n?1XZ001111011010
D0?Q0___n ，
D1?Q0?Q1nn
F1DQ?1F0DQQ&F输出方程
F?Q0?Q1nn
QCP状态方程
图8-20