时序逻辑电路的特点：任意时刻嘚输出不仅取决于该时刻的输入而且还和电路原来的状态有关，所以时序电路具有记忆功能

在第五章中，向大家介绍了组合电路

组匼电路的特点是其任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态。

２．时序电路逻辑功能描述方法

在上面给出的时序电路结构框图中包括组合逻辑电路和具有记忆功能的存储电路。

输出变量y₁y₂，y₃。。y_b合称输出矢量Y(t)。

输入变量x₁x₂，x₃。。x_a合称输入矢量X(t)。

同样存储电路的输入、输出称之为矢量P(t)和矢量Q(t)

按照结构图，我们可以列出三组方程：设tn+1tn分别为相邻的两个离散的时间瞬间。

1．什么叫组合逻輯电路

2．什么叫时序逻辑电路？

3．它们在逻辑功能和电路结构上各有什么特点

4．在时序电路中，时间量tn+1tn各是怎样定义的？描述时序電路功能需要几个方程它们各表示什么含义？

在这一节中,向大家介绍一种最基本的存储电路rs触发器复位和置位（flip-flop）

rs触发器复位和置位具有以下基本特点：

（１）具有两个稳定的（０和１）状态，能存储一位二进制信息；

（２）根据不同的输入可将输出置成０或１状态；

（３）当输入信号消失后，被置成的状态能保存下来

一．电路结构及逻辑符号

在本书第三章里，我们讲了各种门电路若把两个反相器按照a图的形式连接起来，可以看出A点和B点信号是反相的，而A点和C点始终保持同一电平这样，可以把AC视为同一点（下面的b图和c图）。在C图中A，B两点始终反相而且电路状态稳定，在没有外界干扰或者触发的状态下电路能够保持稳定的输出。(这一点,大家可以稍作分析即可得知)d图是c图的习惯画法。将D图加上触发端就构成了基本RSrs触发器复位和置位。

下面a图示出了基本RSrs触发器复位和置位的逻辑图和符號它由两个与非门交叉耦合组成，有两输入端（触发端）A和B基本RSrs触发器复位和置位有两个稳定的状态：一个是Q=1， =0的1状态（Q   分别表示rs觸发器复位和置位的同相和反相输出端，如果Q端输出为1则称rs触发器复位和置位为1状态，如果Q端输出为0则称rs触发器复位和置位为0状态），另一个是Q=0 =1的0状态。正常工作时Q和 是一对互补的输出状态。两个输入端AB中，使Q=1的输入端称置位端（Set）使Q=0的端称复位端（Reset），上图嘚A端和S非端（ ）称置位端B端和R非端（ ）称复位端，上面设计的R-Srs触发器复位和置位用的是与非门有效rs触发器复位和置位输入端所有可能絀现的信号和相应的输出端的状态列成一个表，称为rs触发器复位和置位的特性表或功能表其表如下：（表6.2.1）

表6.2.1 列出了与非门组成的基本RSrs觸发器复位和置位输入 、 ，现态Qⁿ和次态 Q^n＋1关系的功能表

⑵当 =0( =1)时，rs触发器复位和置位具有置０功能将 端称为复位端，低电平有效；

⑶当 =0( =1)時rs触发器复位和置位具有置１功能，将 端称为置位端低电平有效；

⑷由与非门组成的基本ＲＳrs触发器复位和置位输入低电平有效。

⑸Qⁿ , Q^n＋1表示前后两个离散时间rs触发器复位和置位的状态上标n和n+1均表示前后两个离散的时间.

注意:当 , 端均为0时，由于基本RSrs触发器复位和置位在rs触發器复位和置位正常工作时不允许出现 和 同时为0的情况，规定了约束方程 ＋ =1（6.2.1）.rs触发器复位和置位正常工作时 和 应满足这一约束方程，使其成立

二．基本ＲＳrs触发器复位和置位的动作特点

    丶在输入信号的全部作用时间内,都直接控制和改变输出端的状态。

例6.2.1 对用与非门構成的基本RSrs触发器复位和置位试根据给定的输入信号波形对应画出输出波形。

在开始画波形图的时候最好将输入波形的前后沿均用虚线描出然后在虚线所分割的每一个区间内分析相对应的输出波形。

 基本ＲＳrs触发器复位和置位缺点：缺乏统一协调,抗干扰能力差

６.2.2 门控RSrs触發器复位和置位和D锁存器

在数字系统中往往会含有多个rs触发器复位和置位，为了使系统协调工作引入一个控制信号。系统的这个控制信号通常叫做时钟信号

⑴门控ＲＳrs触发器复位和置位的电路结构及逻辑符号(逻辑符号应用国标,见书P165图6.2.3)

与非门构成的门控RSrs触发器复位和置位是在基本RS rs触发器复位和置位的基础上加上门控电路。右图是它的逻辑符号显而易见，门控RSrs触发器复位和置位输入电平为高电平有效,E为使能信号

⑵门控RSrs触发器复位和置位功能表（*号表示任意状态）

例：试根据给出的E，RS画出门控RSrs触发器复位和置位的输出波形。

从分析门控RSrs触发器复位和置位功能表我们可以得知RSrs触发器复位和置位正常工作时其R、S输入端信号不允许出现RS均为1的状态,为此在R、S之间接一个反相器，就可以避免这种现象出现,此时用一个输入信号就可以同时控制RS两个输入端，这种改进的门控RSrs触发器复位和置位称做D锁存器其中D是輸入端。E是使能端右图是它的逻辑符号。(应以国标逻辑符号为准,见书P166图6.2.5) 

A．当E=0时：控制门被封锁rs触发器复位和置位保持原态不变。Ｑ^n＋1=Ｑⁿ（E=0时）

B．当E=1时：控制门开启Ｑ^n＋1=D（E=1时）

由于D锁存器只有一个输入信号，解决了RSrs触发器复位和置位输入信号间有约束的问题

下面是D锁存器的功能表。

例6.2.3：试根据给定的E 和D的波形对应画出Drs触发器复位和置位输出Q的波形。

三．门控rs触发器复位和置位的动作特点

通过对以上門控RSrs触发器复位和置位和D锁存器的分析可以看出：

⑴在E的有效期间, 输入信号控制和改变输出状态；在E处于无效期间rs触发器复位和置位锁存了E有效期结束瞬间的状态，并保持不变；

缺点：若输入信号在E有效期闲多次变化则输出也将随之多次变化。(我们希望在一个CP脉冲期间呮变化一次)

６.２.３主从型rs触发器复位和置位

由于门控rs触发器复位和置位在E有效期间输出状态会随输入信号的改变而多次变化。如下图門控Drs触发器复位和置位在E有效期间，Q输出有多次翻转

有时为了便于控制，希望每来一个控制信号rs触发器复位和置位的状态最多翻转一佽。主从型rs触发器复位和置位具有这种特点其控制信号称为时钟信号，用CP表示

主从型ＲＳrs触发器复位和置位由两个结构相同的门控ＲＳrs触发器复位和置位组成，分别称为主rs触发器复位和置位（左）和从rs触发器复位和置位（右）主和从rs触发器复位和置位分别由两个相位楿反的时钟信号CP， ^‘控制

  当CP=1时,主rs触发器复位和置位工作,接收输入信号,从rs触发器复位和置位由于CP’=0不工作而保持原态不变；当CP下降沿(由1变為0)到来时,主rs触发器复位和置位不工作,保持下降沿到来时那一刻的状态不变,从rs触发器复位和置位工作,接收主rs触发器复位和置位的信号,由于主rs觸发器复位和置位的输出状态保持不变,因而实现了在一个CP脉冲期间输出状态只变化一次。

由于输入是基本RSrs触发器复位和置位所以rs触发器複位和置位的输入端R和S间仍存在约束。

⑴电路结构及逻辑符号(P169)

主从型JKrs触发器复位和置位是在主从型RSrs触发器复位和置位的基础上加上适当连線构成它将从rs触发器复位和置位的输出Q和 分别接回至主rs触发器复位和置位接收门的输入端（上图的红线和蓝线），输入信号命名S1改为J和R1妀为K

   分析上述电路可知,当J、K分别为0、0,0、1和1、0时,其功能与SRrs触发器复位和置位相同,分别是保持、置0和置1,这里着重分析当J=K=1时的功能(SRrs触发器复位囷置位此状态不允许,有约束方程SR=0),分别分析当Q=0和Q=1时的工作情况。

主从JKrs触发器复位和置位功能表（CP有效期间）

例6.2.4  试根据给定的CPJ，K的波形画絀主从型JKrs触发器复位和置位输出Q的波形。设rs触发器复位和置位的初始状态Q=0

三．主从型rs触发器复位和置位的动作特点

通过以上对主从型RS,JKrs触發器复位和置位工作原理的分析，可以看出：

⑴rs触发器复位和置位的动作分两步进行在CP=1期间,主rs触发器复位和置位接收输入信号，从rs触发器复位和置位即输出保持原状态不变;当CP下降沿到来时主rs触发器复位和置位保持, 从rs触发器复位和置位接收主rs触发器复位和置位保持的CP下降沿到来时输出信号,从而实现了在一个CP期间输出Q只变化一次。一

⑵主rs触发器复位和置位本身是一个门控RSrs触发器复位和置位所以在CP=1的整个期間，输入信号都将对主rs触发器复位和置位起作用对于主从JKrs触发器复位和置位，若在CP=1输入信号的状态发生多次变化可能导致rs触发器复位囷置位输出逻辑错误。

６.２.４ 边沿触发型rs触发器复位和置位

前面讲过门控rs触发器复位和置位在整个E信号有效期间均可发生翻转，这种类型的rs触发器复位和置位称为电平rs触发器复位和置位电平rs触发器复位和置位的结果是在E有效期间允许多次翻转，见上节

为了增强rs触发器複位和置位的可靠性和提高抗干扰能力，希望rs触发器复位和置位的状态变化仅仅取决于时钟信号触发沿到来时输入信号的状态即电路翻轉时刻仅仅控制在触发脉冲的上升或者下降的边沿，这类rs触发器复位和置位叫边沿触发型rs触发器复位和置位由于边沿rs触发器复位和置位茬没有触发信号时保持不变，而触发时间又非常短所以，边沿rs触发器复位和置位有比较高的可靠性和提高抗干扰能力

下图为电平触发囷边沿触发的触发信号波形。

本节介绍维持一阻塞型rs触发器复位和置位它是一种时钟上升沿触发的边沿触发型rs触发器复位和置位。

上图礻出了由六个与非门构成的维持一阻塞型Drs触发器复位和置位的逻辑图其中最右面的两个是用与非门构成的基本RSrs触发器复位和置位。Ｄ是輸入端

⑴当CP=0时，CP信号关闭了下图之间的两个与非门使其输出为1，基本RSrs触发器复位和置位的输入是低电平触发所以RSrs触发器复位和置位嘚输出保持原态不变。

⑵当ＣＰ上升沿到来且D=1时：各点电平如下rs触发器复位和置位置1。

⑶当ＣＰ上升沿到来且D=0时：各点电平如下rs触发器复位和置位置0。

三．具有异步复位、置位功能和多输入端的维持阻塞Drs触发器复位和置位

异步复位是指无论是在CP=1或是在CP=0期间只要异步复位端 =0都立即能将rs触发器复位和置位复位（rs触发器复位和置位输出Q=0），且当 =0信号撤消后rs触发器复位和置位仍能保持”0“状态，直到下一个CP囿效的边沿到来时为止；同样 =0具有异步置位（rs触发器复位和置位输出Q=1）功能下图就是具有异步置位/复位端的维持阻塞Drs触发器复位和置位。 称异步复位端 称异步置位端。

四．边沿触发型rs触发器复位和置位的动作特点

从以上分析看出边沿触发型rs触发器复位和置位的次态仅取决于CP触发沿到达时输入信号的逻辑状态。为了使rs触发器复位和置位可靠工作输入信号应先于CP触发沿一个时间建立稳定的值，这段时间稱为建立时间；并在CP触发沿过后需维持一段时间再撤除，这段时间称为保持时间

边沿触发型Drs触发器复位和置位如下图所示。分析电路功能并根据给定的波形对应画出输出Q 的波形。设初态 Q=0

例６.2.6b 边沿触发型JKrs触发器复位和置位如下图所示。分析电路功能并根据给定的波形对应画出输出Q 的波形。设初态 Q=0(下图标识后沿触发有误,前两项说明可能不确切)

例6.2.9  rs触发器复位和置位电路如图所示，分析电路功能井根據给定的输入波形画出输出Q的波形，设rs触发器复位和置位初始状态均为０

解：图中FF0是CP下降沿触发的边沿JKrs触发器复位和置位，FF1是A信号上升沿触发的边沿Drs触发器复位和置位RD是异步复位信号，低电平有效相应波形如图所示。(下图中第三行CP应为Q0, 第四行CP应为Q1)

分析：在给定的A信号嘚七个脉冲中有四个上升沿使FF1置0，两个上升沿使FF1置1第一个上升沿没有用。CP只有两个下降沿因为FF0的J=K=1，接成翻转rs触发器复位和置位所鉯CP的下降沿使FF0翻转两次均是从0到1，FF0的从1到0是异步复位

６.２.６ rs触发器复位和置位的逻辑功能及其描述方法

一．rs触发器复位和置位的逻辑功能及其描述方法

前面我们向大家介绍了各种rs触发器复位和置位,现在大致给它们分一下类.

按rs触发器复位和置位的结构分类：有基本RSrs触发器复位和置位、门控(RS) rs触发器复位和置位、主从型rs触发器复位和置位和边沿型rs触发器复位和置位。

按rs触发器复位和置位的功能分类：可将rs触发器複位和置位分成RSrs触发器复位和置位、Drs触发器复位和置位、JKrs触发器复位和置位和Trs触发器复位和置位常用的几种rs触发器复位和置位见下图

 (下圖中维持-阻塞rs触发器复位和置位也属边沿rs触发器复位和置位)

另外，我们还向大家介绍了表示rs触发器复位和置位逻辑功能的一些描述方法洳功能表（特性表），波形图等本节还要介绍用特性方程，状态图来表示rs触发器复位和置位并且对他们之间的对应关系进行讨论。

rs触發器复位和置位电路的现态指rs触发器复位和置位在输入信号作用前的状态往往用Qⁿ表示；rs触发器复位和置位电路的次态指rs触发器复位和置位在输入信号作用(和电路现态共同作用)后的状态,用Q^n＋1表示。

rs触发器复位和置位的逻辑功能是指电路次态Q^n＋1和输入信号及现态Qⁿ之间在稳态下嘚逻辑关系可以用功能表，特性方程,状态图（又称状态转换图）以及波形图一等方法来描述按照逻辑功能的不同，一般把rs触发器复位囷置位分成RSJK，D和T四种类型

把符合上面功能表逻辑关系的rs触发器复位和置位叫RSrs触发器复位和置位，它具有置０、置１和保持功能

根据功能表，我们可以画出卡诺图化简后，即可得到特性方程

下面向大家介绍一种新的描述rs触发器复位和置位逻辑状态的方法 ———状态圖。用圆圈分别表示rs触发器复位和置位的每一个状态圆圈中间写上是0还是1状态，用箭头表示状态转换的方向箭头旁的注明表示实现该狀态转换相应的条件。如RSrs触发器复位和置位的状态图可以画成下面的方式：

把符合表中逻辑关系的rs触发器复位和置位叫JKrs触发器复位和置位它具有置０、置１、保持和计数翻转功能。

把符合表中逻辑关系的rs触发器复位和置位叫Drs触发器复位和置位它具有置０、置１。

⑷Trs触发器复位和置位：把JKrs触发器复位和置位两个输入端并接成一个输入端就构成了Trs触发器复位和置位。是它的逻辑符号它具有保持和翻转功能。

二．rs触发器复位和置位电路结构和逻辑功能的关系

rs触发器复位和置位电路结构和逻辑功能是两个不同的概念结构形式不同的rs触发器複位和置位，不仅电路组成、工作原理不同而且它们在状态转换时动作特点也不同。基本RSrs触发器复位和置位门控RSrs触发器复位和置位。主从结构rs触发器复位和置位、边沿rs触发器复位和置位都是按结构形式不同而分的rs触发器复位和置位按照逻辑功能的不同，一般把rs触发器複位和置位分成RSJK，DT四种类型。

同一种电路结构形式可以构成不同功能的rs触发器复位和置位而同一种逻辑功能的rs触发器复位和置位又鈳以用不同的电路结构来实现。

例如：用JKrs触发器复位和置位完成Drs触发器复位和置位的功能