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第 22章 触发器和时序逻辑电路
22.1 双稳态触发器
22.2 寄存器
22.3 计数器
22.4 555定时器及其应用
22.5 应用举例
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本章要求
1,掌握 R－ S,J－ K,D 触发器的逻辑功能及
不同结构触发器的动作特点。
2,掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、
十进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑
电路。
3,学会使用本章所介绍的各种集成电路。
4,了解集成定时器及由它组成的单稳态 触发 器
和多谐振荡器的工作原理 。
第 22章 触发器和时序逻辑电路
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电路的输出状态不仅取决于 当时 的输入信号，
而且与电路 原来的状态 有关，当输入信号消失后，
电路状态仍维持不变 。这种 具有存贮记忆功能 的
电路称为时序逻辑电路。
时序逻辑电路的特点：
下面介绍 双稳态触发器, 它是构成时序电路
的基本逻辑单元。
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22.1 双稳态触发器
22.1.2 主从 J－ K 触发器
22.1.3 维持阻塞 D 触发器
22.1.4 触发器逻辑功能转换
22.1.1 R－ S 触发器
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22.1 双稳态触发器
特点：
1、有 两个稳定状态, 0‖态 和, 1‖态 ；
2,能根据输入信号将触发器置成, 0‖或, 1‖态 ；
3、输入信号消失后，被置成的, 0‖或, 1‖态能
保存下来，即具有记忆功能。
双稳态触发器：
是一种具有记忆功能 的逻辑单元电路，它能储存
一位二进制码。
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22.1.1 R－ S 触发器
两互补输出端
1,基本 R－ S 触发器
两输入端
&
Q Q
.
G1 &
.
G2
SD RD
正常情况下，
两输出端的状态
保持相反。通常
以 Q端的逻辑电
平表示触发器的
状态，即 Q=1，
Q=0时，称为, 1‖
态；反之为, 0‖
态。
反馈线
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触发器输出与输入的逻辑关系
1 0
01
设触发器原态
为,1‖态。
翻转为,0‖态
(1) SD=1,RD = 0
1 0
10
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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设原态为,0‖
态
1 0
0 1
1
1 0
触发器保持
,0‖态不变
复位
0
结论, 不论
触发器原来
为何种状态，
当 SD=1，
RD=0时,
将使 触发器
置,0‖或称
为 复位 。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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0 1
设原态为,0‖
态
0 1
1
1
0
0翻转为,1‖
态
(2) SD=0,RD = 1
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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设原态为,1‖
态
0 1
1 0
0
0 1
触发器保持
,1‖态不变
置位
1
结论, 不论
触发器原来
为何种状态，
当 SD=0，
RD=1时,
将使 触发器
置,1‖或称
为 置位 。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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1 1
设原态为,0‖
态 0 1
0
0
1
1保持为,0‖
态
(3) SD=1,RD = 1
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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设原态为,1‖
态
1 1
1 0
0
0 1
触发器保持
,1‖态不变
1
当 SD=1，
RD=1时,
触发器保持
原来的状态，
即 触发器具
有保持、记
忆功能 。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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1 1
0 0
1 1
1
1 1 1 1
0
若 G1先翻转，则触发器为,0‖态
―1‖态
(4) SD=0,RD = 0
当信号 SD= RD = 0
同时变为 1时，由
于与非门的翻转
时间不可能完全
相同，触发器状
态可能是, 1‖态，
也可能是, 0‖态，
不能根据输入信
号确定。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
1 0
若先翻转
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基本 R－ S 触发器状态表 逻辑符号
RD(Reset Direct)-直接置,0”端 (复位
端 )S
D(Set Direct)-直接置,1”端 (置位端 )
Q Q
SD RD
SD RD Q
1 0 0 置 0
0 1 1 置 1
1 1 不变 保持
0 0 同时变 1后不确定
功能
低电平有效
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2,可控 RS 触发器
基本 R-S触发器
导引电路 & G4
S R
& G3
C
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
时钟脉冲
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当 C=0时
0
1 1
R,S 输入状态
不起作用。
触发器状态不变
1 1
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
SD,RD 用于预置触
发器的初始状态，
工作过程中应处于
高电平，对电路工作
状态无影响。
被封锁
被封锁
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当 C = 1 时
1
打开
触发器状态由 R,S
输入状态决定。
1 1
打开
触发器的翻转
时刻受 C控制
（ C高电平时
翻转）, 而触
发器的状态由
R,S的状态 决
定。
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
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当 C = 1 时
1
打开
(1) S=0,R=0
0 0
1 1
触发器保持原态
触发器状态由 R,S
输入状态决定。
1 1
打开
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
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1 10
1 0
10(2) S = 0,R= 1
触发器置,0‖
(3) S =1,R= 0
触发器置,1‖
1 1
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
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11 1
00
11
1 1
0
若先翻若先翻
Q=1Q=0
1 1
(4) S =1,R= 1
当时钟由 1变 0 后
触发器状态不定 11
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
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可控 RS状态表
0 0
S R
0 1 0
1 0 1
1 1 不定
Qn+1
Qn
Qn—时钟到来前触发器的状态
Qn+1—时钟到来后触发器的状态
逻辑符号
Q Q
S RCSD RD
C高电平时触发器状态由 R,S确定
跳转
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例,画出可控 R－ S 触发器的输出波形
R
S
C
不定
不定
可控 R－ S状态表
C高电平时触发器
状态由 R,S确定
Q
Q
0
1
0 0
S R
0 1 0
1 0 1
1 1 不定
Qn+1
Qn
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存在问题,时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现
象，即在一个时钟脉冲期间触发器翻
转一次以上。
C
克服办法：采用 JK触发器或 D 触发器
0 0
S R
0 1 0
1 0 1
1 1 不定
Qn+1
Qn
Q=S
Q=R
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22.1.2 主从 JK触发器
1.电路结构
从触发器
主触发器
反
馈
线 C
C
KQR
QJS
??
??
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
互补时
钟控制
主、从
触发器
不能同
时翻转
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2,工作原理
0
1
F主 打开
F主 状态由 J,K决
定，接收信号并
暂存。
F从 封锁
F从 状态保持不变。
0
1
C
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C0 1
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1
0
状态保持不变。
从触发器的状态取
决于主触发器，并
保持主、从状态一
致，因此称之为主
从触发器。
F从 打开
F主 封锁
0
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C 0
1
C
0
1
0
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1
0
0
1
0
C高电平时触发器接
收信号并暂存（即 F
主 状态由 J,K决定，
F从 状态保持不变）。
要求 C高电平期间 J,K
的状态保持不变。
C下降沿 ( )触发器翻
转 （ F从 状态与 F主 状
态一致）。
C低电平时,F主 封锁
J,K不起作用
C
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
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0
1
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
分析 JK触发器
的逻辑功能
(1)J=1,K=1
设触发器原
态为,0‖态
翻转为,1‖态
1 1 01
1 0
1 0
1 0
0 1
状态不变
主从状
态一致
状态不变
0
1
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RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
(1)J=1,K=1
1 0
设触发器原
态为,1‖态
为“？”状态
J=1,K=1时，每来
一个时钟脉冲，状
态翻转一次,即具
有计数功能。
(1)J=1,K=1
跳转
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0
1
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
(2)J=0,K=1
设触发器原
态为,1‖态
翻转为,0‖态
0 1 10
0 1
0 1
0 1
1 0
0
1
设触发器原
态为,0‖态
为“？”态
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0
1
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
(3)J=1,K=0
设触发器原
态为,0‖态
翻转为,1‖态
1 0 01
1 0
1 0
1 0
0 1
0
1
设触发器原
态为,1‖态
为“？”态
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RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
(4)J=0,K=0
设触发器原
态为,0‖态
保持原态
0 0 01
0 0
0 1
保持原态
保持原态
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RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
0 1结论：
nQJS ??
nKQR ??
C高电平时 F主 状态
由 J,K决定,F从 状
态不变。
C下降沿 ( )触发器
翻转 （ F从 状态与 F主
状态一致）。
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3,JK触发器的逻辑功能
nQJS ?? nKQR ??
Qn
1
0
0
1
1
1
0
0
Qn
0 0
0 1 0
1 0 1
Qn+1
Qn
S ' R '
0
1
C高电平时 F主 状态
由 J,K决定,F从 状
态不变。
C下降沿 ( )触发器
翻转 （ F从 状态与 F主
状态一致）。
J K Qn Qn+1
0 0
0 1
1 0
1 1
JK触发器状态表
0
1
0
1
0
1
0
1
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J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 Qn
JK触发器状态表
(保持功能 )
(置,0‖功能 )
(置,1‖功能 )
(计数功能 )
C下降沿触发翻转
SD, RD为直接置 1、置 0 端，不受时钟控制，
低电平有效,触发器工作时 SD, RD应接高电平。
逻辑符号
C
Q
J KSD RD
Q
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例,JK 触发器工作波形
C
J
K
Q
下降沿触发翻转
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基本 R-S触发器
导引电路
& G2& G1
Q Q
SD RD
& G3 & G4
& G5 & G6
C
D
22.1.3 维持阻塞 D 触发器
1.电路结构
反
馈
线
跳转
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& G2& G1
Q Q
SD RD
& G3 & G4
& G5 & G6
C
D
22.1.3 维持阻塞 D 触发器
2.逻辑功能
0
1
（ 1） D = 0
1
触发器状态不变
0
当 C = 0时 1 1
0当 C = 1时
0
1
0 1
触发器置,0‖
封锁
在 C = 1期间, 触发器保持,0‖不变
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& G2& G1
Q Q
SD RD
& G3 & G4
& G5 & G6
C
D
22.1.3 维持阻塞 D 触发器
2.逻辑功能
0
1
（ 1） D = 1
0
触发器状态不变
1
当 C = 0时 1 1
1当 C = 1时
0
1
1 0
触发器置,1‖
封锁
在 C = 1期间, 触发器保持,1‖不变
封锁
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D触发器状态表
D Qn+1
0
1
0
1
上升沿触
发翻转
逻辑符号
D C
Q Q
RDSD
C上升沿前接收信号，
上降沿时触发器翻转，
（ 其 Q的状态与 D状
态一致；但 Q的状态
总比 D的状态变化晚
一步，即 Qn+1 =Dn；
上升沿后输入 D不再
起作用，触发器状态
保持。 即 (不会空翻 )
结论：
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例,D 触发器工作波形图
C
D
Q
上升沿触发翻转
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22.1.4 触发器逻辑功能的转换
1,将 JK触发器转换为 D 触发器 当 J=D,K=D时，两触发器状态相同
D触发器状态表
D Qn+1
0
1
0
1
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 Qn
JK触发器状态表
D
1
C
Q
J KSD RD
Q
仍为下降沿
触发翻转
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2,将 JK触发器转换为 T 触发器
T
C
Q
J KSD RD
QT触发器状态表
T Qn+1
0
1
Qn
Qn
(保持功能 )
(计数功能 )
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 Qn
JK触发器状态表
当 J=K时，两触发
器状态相同
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3,将 D 触发器转换为 T′触发器
T? 触发器仅具有计数功能
即要求来一个 C，
触发器就翻转一次。
C
Q
D=Q D触发器状态表
D Qn+1
0
1
0
1
C
Q Q
D
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22.2 寄存器
寄存器是数字系统常用的逻辑部件，它用来存放
数码或指令等。它由触发器和门电路组成。一个触
发器只能存放一位二进制数，存放 n 位二进制时，
要 n个触发器。
按功能分
数码寄存器
移位寄存器
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22.2.1 数码寄存器
仅有寄存数码的功能 。
清零
寄存指令
通常由 D触发器或 R-S触发器组成
并行输入方式
RD..
QD
F0
d0
Q0
.
Q
.
D
F1
d1
Q1
.
d2
Q
.
D
F2
Q2
QD
F3
d3
Q3
0 000
1 101
寄存数码
1 101
触发器状态不变
动画
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RDSD
d3
RDSD
d2
RDSD
d1
RDSD
d0
1
0
清零
11 00
寄存指令
&
Q0
&
Q1
&
Q2
&
Q3
取数指令
11 00
并行输出方式
& & & &
Q QQ Q
00 00
00 11
状态保持不变
1 0 1 0
1 1 1 1
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22.2.2 移位寄存器
不仅能 寄存 数码，还有 移位 的功能。
所谓移位，就是每来一个移位脉冲，寄存器中
所寄存的数据就向左或向右顺序移动一位。
按移位方式分类
单向移位寄存器
双向移位寄存器
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寄存数码
1.单向移位寄存器
清零
D
1
移位脉冲
2 3 4
1011
1
Q
Q3 Q1Q2
RD
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
1 0 1 1
0 1 0 1
Q
J
K
F0
Q1
Q
J
K
F2
Q
J
K
F1
Q
J
K
F3
数据依次向左移动，称左移寄存器，
输入方式为串行输入。
QQQ
从高位向低
位依次输入
动画
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1 1 10
0 1 01
1 0 01
1 0 00
输出
再输入四个移
位脉冲,1011
由高位至低位
依次从 Q3端输
出。
串行输出方式
清零
D1011
1
Q
Q3 Q1Q2
RD
Q
J
K
F0
Q1
Q
J
K
F2
Q
J
K
F1
Q
J
K
F3
QQQ
5
移位脉冲
7 86
动画
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左移寄存器波形图
1 2 3 4 5 6 7 8
C 1 1 1
1
0
1
1
D
Q0
Q3
Q2
Q1
0待存
数据
1011存入寄存器
0
111
从 Q3取出
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四位 左移移位寄存器状态表
0 0 0 11
2
3
移位脉冲 Q2 Q1 Q0 移位过程Q3 寄 存 数 码 D
0 0 1 1 10 0 0 0 清 零
1 10 左移一位
0 0 1 0 1 1 左移二位
0 1 0 1 1 左移三位
1 0 1 14 左移四位
并 行 输 出
再继续输入四个移位脉冲,从 Q3端串行输出 1011数码
动画右移移位寄存器
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1 清零
0
寄存指令
并行输入
串行输出D
Q2SD
RD
d2
&
F2
Q1SD
RD
d1
&
F1
Q0SD
RD
d0
&
F0
D D
Q3SD
RD
d3
&
F3
D串行输入
移位脉冲
D
C
2.并行、串行输入 /串行输出寄存器
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寄存器分类
并行输入 /并行输出
串行输入 /并行输出
并行输入 /串行输出
串行输入 /串行输出
F3 F2 F1 F0
d0d1d2d3
Q0Q1Q2Q3
F3 F2 F1 F0 d
Q0Q1Q2Q3
F3 F2 F1 F0
d0d1d2d3
Q3
Q3
F3 F2 F1 F0 d
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3,双向移位寄存器,既能左移也能右移。
D
Q2
D
Q1
D
Q0
>1
&
1 1
>1
&
>1
&.
RD
C
S
左移输入
待输数据由
低位至高
位依次输入
待输数据由
高位至低位
依次输入
1 0 1
右移输入
移位控制端
0 0 0
0 0 0
& &&
010 动画
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右移
串行
输入
左移
串行
输入
UCC Q0 Q1 Q2 Q3 S1 S0C
16 15 14 13 12 11 10 9
1 3 4 5 6 7 82
D0 D1 D2 D3DSR DSLRD GND
CT74LS194
并行输入
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0
1
1
1
1
0 0
0 1
1 0
1 1
直接清零 (异步 )
保 持
右移 (从 Q0向右移动 )
左移 (从 Q3向左移动 )
并行输入
RD C S1 S0 功 能
? ? ?
CT74LS194功能表
UCC Q0 Q1 Q2 Q3 S1 S0C
16 15 14 13 12 11 10 9
CT74LS194
1 3 4 5 6 7 82
D0 D1 D2 D3DSR DSLRD GND
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22.3 计数器
计数器是数字电路和计算机中广泛应用的一种逻
辑部件，可累计输入脉冲的个数，可用于定时、分
频、时序控制等。
分类
加法计数器
减法计数器
可逆计数器
(按计数功能 )
异步计数器
同步计数器 (按计数脉冲引入方式 )
二 进制计数器
十 进制计数器
N 进制计数器
(按计数制 )
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22.3.1 二进制计数器
按二进制的规律累计脉冲个数，它也是构成其
它进制计数器的基础。要构成 n位二进制计数器，
需用 n个具有计数功能的触发器。
1,异步二进制加法计数器
异步计数器：计数脉冲 C不是同时加到各位触发器 。
最低位触发器由计数脉冲触发翻转，其他各位触发
器有时需由相邻低位触发器输出的进位脉冲来触发，
因此各位触发器状态变换的时间先后不一，只有在
前级触发器翻转后,后级触发器才能翻转。
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二 进 制 数
Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
1 0 0 1
2 0 1 0
3 0 1 1
4 1 0 0
5 1 0 1
6 1 1 0
7 1 1 1
8 0 0 0
脉冲数
(C)
二进制加法计数器状态表
从状态表可看出：
最低位触发器来
一个脉冲就翻转
一次,每个触发
器由 1变为 0 时，
要产生进位信号,
这个进位信号应
使相邻的高位触
发器翻转。
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1
0
1
0
当 J,K=1时，具有计数功能，每来
一个脉冲触发器就翻转一次, 清零
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2 C
计数脉冲
三位异步二进制加法计数器
在电路图中 J,Ｋ 悬空表示 J,K=1
下降沿
触发翻转
每来一个 C
翻转一次
当相邻低位触发
器由 1变 0 时翻转
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异步二进制加法器工作波形
2分频
4分频
8分频
每个触发器翻转的时间有先后，
与计数脉冲不同步
C
1 2 3 4 5 6 7 8
Q0
Q1
Q2
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用 D触发器构成三位二进制异步加法器
？？
2、若构成减法计数器 C又如何连接？
1、各触发器 C应如何连接？
各 D触发器已接成 T′触发器，即具有计数功能
C
清零RD
Q
DQ
Q0
F0
Q
DQ
Q0
F0
Q
DQ
Q3
F3
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2,同步二进制加法计数器
异步二进制加法计数器线路联接简单。
各触发器是逐级翻转，因而工作速度较慢。
同步计数器,计数脉冲同时接到各位触发器，各触
发器状态的变换与计数脉冲同步。
同步计数器由于各触发器同步翻转，因此工作速度
快。但接线较复杂。
同步计数器组成原则,
根据翻转条件,确定触发器级间连接方式 —找出
J,K输入端的联接方式。
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二 进 制 数
Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
1 0 0 1
2 0 1 0
3 0 1 1
4 1 0 0
5 1 0 1
6 1 1 0
7 1 1 1
8 0 0 0
脉冲数
(C)
二进制加法计数器状态表
从状态表可看出：
最低位触发器 F0
每来一个脉冲就翻
转一次；
F1：当 Q0=1时，
再来一个脉冲则翻
转一次；
F2：当 Q0=Q1= 1时，
再来一个脉冲则翻
转一次。
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四位二进制同步加法计数器级间连接的逻辑关系
触发器翻转条件 J,K端逻辑表达式 J,K端逻辑表达式
F0 每输入一 C翻一次
F1
F2
F3
J0 =K0 =1
Q0 =1 J1 =K1 = Q0
Q0 = Q1 = 1 J2 =K2 = Q1 Q0
Q0 = Q1 = Q2 = 1 J3 =K3= Q1 Q1 Q0
J0 =K0 =1
J1 =K1 = Q0
J2 =K2 = Q1 Q0
J3 =K3 = Q2 Q1 Q0
由 J,K端逻辑表达式，可得出四位同步二进制计
数器的逻辑电路。（只画出三位同步二进制计数器
的逻辑电路）
（加法） （减法）
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三位同步二进制加法计数器
计数脉冲同时加到各位触发器上,当每个到
来后触发器状态是否改变要看 J,K的状态。
最低位触发器
F0每一个脉冲
就翻转一次；
F1：
当 Q0=1时，再
来一个脉冲则
翻转一次；
F2：
当 Q0=Q1= 1时，
再来一个脉冲
则翻转一次。
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
计数脉冲
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C
1 2 3 4 5 6 7 8
Q0
Q1
Q2
各触发器状态的变换和计数脉冲同步
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例,分析图示逻辑电路的逻辑功能,说明其用处。
设初始状态为,000‖。
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
计数脉冲
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解,1,写出 各触发器
J,K端和 C端的逻辑表达式
C0= CK0 =1J0 =Q2
K1 =1J1 =1 C1= Q0
J2=Q0Q1 K2 =1 C2= C
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
计数脉冲
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解：当初始状态为,000‖时，
各触发器 J,K端和 C端的电平 为
C0= C=0 K0 =1J0 =Q2=1
K1 =1J1 =1 C1= Q0=0
J2=Q0Q1=0 K2 =1 C2= C=0
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
计数脉冲
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0 1 1 1 1 1
C J2=Q0Q1 K2 =1 J1 = K1 =1 K0 =1J0 =Q2 Q2 Q1 Q0
0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 0 1
0 1 1 1 1 10 0 0 0
1 0 0 1
2 0 1 0
3 0 1 1
4 1 0 0
5 0 0 0
由表可知，经 5个脉冲循环一次,为五进制计数器。
2.列写状态转换表，分析其状态转换过程
C1= Q0
由于计数脉冲没有同时加到各位触发器上，所以
为 异步计数器 。
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异步五进制计数器工作波形
C
1 2 3 4 5
Q0
Q1
Q2
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22.3.2 十进制计数器
十进制计数器：
计数规律：“逢十进一”。它是用 四位二进
制数 表示对应的 十进制数,所以又称为二 -十进
制计数器。
四位二进制可以表示十六种状态，为了表示十
进制数的十个状态，需要去掉六种状态，具体去
掉哪六种状态，有不同的安排，这里仅介绍广泛
使用 8421编码的十进制计数器。
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二进制数
Q3 Q2 Q1 Q0脉冲数 (C) 十进制数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
0 0 0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
十进制加法计数器状态表
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RD
Q
J
K
Q
F0
Q
J
K
Q
F1
C
计数脉冲
Q
J
K
Q
F2
Q
J
K
Q
Q3
F3
Q2 Q1 Q0
十进制同步加法计数器
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Q0
Q1
Q2
Q3
C
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十进制计数器工作波形
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22.3.3 中规模数字集成电路计数器
1,CT74LS290(T1290)二 -五 -十进制集成计数器
Q1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
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逻辑功能及外引线排列
110 ?
1 0
清零0 00 0Q
1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
（ 1） R01, R02,
置,0‖输入端
逻辑功能
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逻辑功能及外引线排列
0
置,9‖1 10 0Q
1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
（ 1） S91, S92,
置,9‖输入端
逻辑功能
?1 1 ?
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逻辑功能及外引线排列
Q1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
计数功能
?0 ?0
1 1
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Q1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
?0 ?0
1 1
输入脉冲
输出二进制
输入脉冲
输出五进制
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Q1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
?0 ?0
1 1
输入脉冲
输出十进制
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CT74LS290 功能表
输 入 输 出
Q2Q3R01 S92S91R02 Q1 Q0
1 1 0
1 1 0
1 1
0 0 00
0 0 00
1 0 10
R01
S92S91
R02 有任一为,0‖
有任一为,0‖ 计数
清零
置 9
?
?
??
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输入计
数脉冲
8421异步十进制计数器
十分频输出
(进位输出 )
计数状态
计数器输出
2,CT74LS290的应用
S91 N
CT74LS290
S92 Q2 Q1 N
UCCR01 R02 C0C1 Q0 Q3
地
外引线排列图
1 7
814
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
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输入
脉冲
十分频输出
5421异步十进制计数器
Q1
Q2
Q3
Q0
C
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
工作波形
S92
S91
Q0 Q3Q1 Q2
R01
R02 C
1 C0
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S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
五进制输出
计数脉冲
输入
异步五进制计数器
C
1 2 3 4 5
Q1
Q2
Q3
工作波形
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如何构成 N进制计数器
反馈置,0‖法,当满足一定的条件时，利用计数
器的复位端强迫计数器清零，重新开始新一轮计数。
利用反馈置,0‖法可用已有的计数器得出小于原
进制的计数器。
例：用一片 CT74LS290可构成十进制计数器，如
将十进制计数器适当改接，利用其清零端进行反馈
清零，则可得出十以内的任意进制计数器。
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用一片 CT74LS290构成十以内的任意进制计数器
例：六进制计数器
二进制数
Q3 Q2 Q1 Q0脉冲数 (C) 十进制数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
0 0 0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
六
种
状
态
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例：六进制计数器
Q3 Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
0 0 0 0
六
种
状
态
当状态 0110（ 6） 出现
时，将 Q2=1,Q1=1 送到
复位端 R01和 R02,使计数
器立即清零 。状态 0110
仅瞬间存在。
CT74LS290为异步
清零的计数器
反馈置,0‖实现方法,
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1 1
1
1
六进制计数器
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
计数脉冲
计数器清零
七进制计数器
当出现 0110（ 6）时，
应 立即使 计数器清零，
重新开始新一轮计数。
当出现 0111(7)时,计
数器 立即 清零，重新
开始新一轮计数。
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
计数脉冲
计数器清零
&
.
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二片 CT74LS290可构成 100以内的计数器
例：二十四进制计数器
二十四分频输出
.
0010(2)
0100(4)
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
计数
脉冲
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
十位 个位
两位十进制计数器（ 100进制）
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有两个二 -五 -十进制计数器，
高电平清零
CT74LS390外引线排列图
1
16
8
9
UCC
1Q21Q11RD 1Q0 1Q3 地1C0
2Q32Q22Q12Q02RD2C0 2C1
1C1
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十位
0100(4)
个位
0110(6)
1Q3 1Q01Q2 1Q1
1RD
1C1 1C0
计数
脉冲
2Q3 2Q02Q2 2Q1
2RD
2C1 2C0
十位 个位
两位十进制计数器（ 100进制）
例：用一片 TC74LS390构成四十六进制计数器
&
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D (DOWN) — 减法脉冲输入端
U(UP) — 加法脉冲输入端
L(LOAD) — 置数端
CO — 进位端
BO — 借位端
C(CLR) — 清零端
CT74LS192外引线排列图
1
16
8
9
UCC
Q2UQ1 Q0 Q3 地D1
LBOC CO
D
CT74LS192
D0 D2 D3
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CT74LS192功能表
? 1 1 0 ? 加 计 数
? ? 0 0 D0~D3 置 数
1 1 1 0 ? 保 持
1 ? 1 0 ? 减 计 数
? ? ? 1 ? 清 零
U D LOAD CLR D0~D3 功 能
十进制同步加 / 减计数器
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22.3.4 环行计数器
工作原理：
Q1D
F1
Q2D
F2
Q3D
F3
Q0D
F0
C
先将计数器置为 Q3 Q2 Q1 Q0=1000
而后每来一个 C，其各触发器状态依次右移一位。
即,1000 0100 0010 0001
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环行计数器工作波形
C
1 2 3 4
Q2
Q1
Q0
Q3 环行计数
器可作为
顺序脉冲
发生器。
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22.3.5 环行分配器
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
Q0Q1Q2
K0 = Q2J0 =Q2
J1 =Q0
J2=Q1
K1 =Q0
K2 =Q1
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环行分配器工作波形
Q2
Q1
Q0
C
1 2 3 4 5 6 7 8
Q0
Q1
Q2
?
?
?
?
?
可产生相移为 ? 的顺序脉冲。
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22.4 555定时器及其应用
555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成
于一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、
多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。 555定
时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广
泛应用。
22.4.1 555定时器的结构及工作原理
1.分压器,由三个等值电阻构成
2.比较器,由电压比较器 C1和 C2构成
3.R-S触发器
4.放电开关管 T
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VA
VB
输出端
电压
控制端
高电平
触发端
低电平
触发端
放电端
复位端UCC
分压器 比较器 R-S触发器
放电管
调转
地
?+ +
C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
5KΩ
5KΩ
5KΩ
T
2
4
5
6
7
8
3
1
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<2/3 UCC <1/3 UCC 1 0
>2/3 UCC >1/3 UCC 0 1
<2/3 UCC >1/3 UCC 1 1
>2/3 UCC <1/3 UCC 0 0
RD SDV6 V2
比较结果
1/3 UCC 不允许
2/3 UCC
?+ +
C1
?+ +
C2
.
.
5K
Ω
5K
Ω
5K
Ω
VA
VB
UCC
RD
SD
5
6
2
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V6 V2
<2/3 UCC <1/3 UCC
>2/3 UCC >1/3 UCC
<2/3 UCC >1/3 UCC
Q T
1
0
保持
导通
截止
保持
综上所述,555功能表为：
Q
QRD
SD
T 输出
RD SD
1 0
10
1 1
Q T
1
0
保持
导通
截止
保持
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1,由 555定时器组成的多谐振荡器
多谐振荡器 是一种 无稳态 触发器，接通电源后，
不需外加触发信号，就能产生矩形波输出。由于
矩形波中含有丰富的谐波，故称为多谐振荡器。
多谐振荡器 是一种常用的脉冲波形发生器,触发
器和时序电路中的时钟脉冲一般是由多谐振荡器
产生的。
22.4.2 定时器电路的应用
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UCC
?+ +
C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
.
.
.
5KΩ
5KΩ
5K
Ω
VA
VB
T
1
32
4
5
6
7
8 (复位端 )
(地 )
uO
1,由 555定时器组成的多谐振荡器
接通电源
通电前
uC=0
0
1
1
1
0
0
>2/3 UCC
RD=1
SD=0
.
.
uC
R1
R2
.
+
–
C充电
C放电
1
<1/3
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485
6
2
7 1
3
+UCC
uO
.
uC,.
C
R1
R2
tp1 tp2
2/3UCC
1/3UCC
RD=1
SD=0
Q=1
Q=0 T截止
Q=0
Q=1 T导通
RD=0
SD=1
tp1=(R1+R2)C ln2=0.7(R1+R2)C
tp2 =R2C ln2=0.7R2C
T=tp1+tp2 =0.7(R1+2R2)C
接通电源
C充电
C放电u
C
tO
uO
tO
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.
uC.
+UCC
487
6
2
1
3
C
R1
R2
5
.
例,多谐振荡器构成水位监控报警电路
水位正常情况下，电容 C被短接，扬声器不发
音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开始
工作，扬声器发出报警。
+
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22.4.2 定时器电路的应用
单稳态 触发器 只有一个 稳定状态 。在未加触发
脉冲前，电路处于稳定状态；在触发脉冲作用下，
电路由稳定状态翻转为暂稳定状态，停留一段时
间后，电路又自动返回稳定状态。
暂稳定状态的长短，取决于电路的参数, 与
触发脉冲无关。
2,由 555定时器组成的单稳态触发器
单稳态触发器一般用做定时、整形及延时。
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2,由 555定时器组成的单稳态触发器
(地 )
uC
R1
+UCC
ui
UCC
?+
+C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
5KΩ
5KΩ
5K
Ω
VA
VB
T
1
3
48 (复位端 )
uO
6
5
2
7
接通电源
>2/3 UCC
0
1 1 0
1
Q=0
导通
1 稳定状态
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2,由 555定时器组成的单稳态触发器
(地 )
uC
R1
+UCC
ui
UCC
?+
+C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
5KΩ
5KΩ
5K
Ω
VA
VB
T
1
3
48 (复位端 )
uO
6
5
2
7
1
1 0
1
Q=1
截止
暂稳状态
0
< 1/3 UCC
0
0
1
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2,由 555定时器组成的单稳态触发器
(地 )
uc
R1
+UCC
ui
UCC
?+
+C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
5KΩ
5KΩ
5K
Ω
VA
VB
T
1
3
48 (复位端 )
uO
6
5
2
7
>2/3 UCC
1
0 1
0
Q=1
0
1 1
1
0
稳定状态
Q=0
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+UCC
485
6
2
7 1
3
.
.
.0.01μ F
uC
C
ui uo
R
ui
t
uC
t
uO
t
(>1/3UCC)
Q=0
Q=1
T导通,C
通过 T放
电,uC? 0
接通电源
RD=0
SD=1 保持, 0‖
态
RD=1
SD=1
上升到 2/3 UCC
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ui
t
uC
tuO
t
暂稳态
tp
tp =RC ln3=1.1RC
+UCC
485
6
2
7 1
3
.
.
.0.01μ F
uC
C
ui uO
2/3UCC
RD=1
SD=0
Q=1
Q=0 T截止C充电
RD=0S
D=1
Q=0
Q=1
因此暂稳态的长短
取决于 RC时间常数
R
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例 1,单稳态触发器构成定时检测
&
ui uB
uA uo
ui
t
uB
t
uo
t
uA
t
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例 2,单稳态触发器构成 短时用照明灯
4 8
1
6
2
3
5
7 u
o
ui
UCC
S
R
C
ui
t
uo
tt
p
若 S未按下,则 ui = 1
若 S按下,则 ui = 0
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uo
按一下
按钮 S
未按 0
KT的线圈
不通电
KT 的触点
断开
灯
灭
1 通电 闭合 亮
灯亮的时间为,tp = 1.1 R C
4 8
1
6
2
3
5
7 u
O
ui
UCC
CS
KT
KT
D1
D2
R
~
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22.5 应用举例
22.5.1优先裁决电路
&
&
&
>1
&
&
&
LED1
150?
150?
LED2
+U
A1
A2
R
S
RD
RD
SD
SD
Q
Q
Q
Q
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工作原理：
&
&
&
>1
&
&
&
LED1
150?
150?
LED2
+U
A1
A2
R
S
RD
RD
SD
SD
Q
Q
Q
Q
开始比赛时，按下复位开关 S。
0
0
1
不亮
不亮
1
1
0
0
未比赛时 A1,A2为,0‖复位开关 S断开。
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工作原理：
&
&
&
>1
&
&
&
LED1
150?
150?
LED2
+U
A1
A2
R
S
RD
RD
SD
SD
Q
Q
Q
Q
0
0
不亮
不亮
1
10
0 1
优先
到达
0
1
1
亮
0
0
0
1
封锁
保持不变
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22.5.2 四人抢答电路
4?300?LED
CRD
1Q
1Q
&G1
74LS175
S1
4?1M?
+5V
S2
S3
S4
&G3
&G2
+5V
8?
3DG100
10K?
C
1D
2D
3D
4D
2Q
4Q
4Q
3Q
3Q
2Q
工作原理,抢答前清,0‖
0
0
0
0
截止
0
动画
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4?300?LED
CRD
1Q
1Q
&G1
74LS175
S1
4?1M?
+5V
S2
S3
S4
&G3
&G2
+5V
8?
3DG100
10K?
C
1D
2D
3D
4D
2Q
4Q
4Q
3Q
3Q
2Q
抢答开始，若 S1先被按下,1D=―1‖
1
0
0
0
亮
0
1 导通
响
0封锁
各触发器状态保持不变。
动画
第 22章 触发器和时序逻辑电路
22.1 双稳态触发器
22.2 寄存器
22.3 计数器
22.4 555定时器及其应用
22.5 应用举例
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本章要求
1,掌握 R－ S,J－ K,D 触发器的逻辑功能及
不同结构触发器的动作特点。
2,掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、
十进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑
电路。
3,学会使用本章所介绍的各种集成电路。
4,了解集成定时器及由它组成的单稳态 触发 器
和多谐振荡器的工作原理 。
第 22章 触发器和时序逻辑电路
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电路的输出状态不仅取决于 当时 的输入信号，
而且与电路 原来的状态 有关，当输入信号消失后，
电路状态仍维持不变 。这种 具有存贮记忆功能 的
电路称为时序逻辑电路。
时序逻辑电路的特点：
下面介绍 双稳态触发器, 它是构成时序电路
的基本逻辑单元。
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22.1 双稳态触发器
22.1.2 主从 J－ K 触发器
22.1.3 维持阻塞 D 触发器
22.1.4 触发器逻辑功能转换
22.1.1 R－ S 触发器
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22.1 双稳态触发器
特点：
1、有 两个稳定状态, 0‖态 和, 1‖态 ；
2,能根据输入信号将触发器置成, 0‖或, 1‖态 ；
3、输入信号消失后，被置成的, 0‖或, 1‖态能
保存下来，即具有记忆功能。
双稳态触发器：
是一种具有记忆功能 的逻辑单元电路，它能储存
一位二进制码。
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22.1.1 R－ S 触发器
两互补输出端
1,基本 R－ S 触发器
两输入端
&
Q Q
.
G1 &
.
G2
SD RD
正常情况下，
两输出端的状态
保持相反。通常
以 Q端的逻辑电
平表示触发器的
状态，即 Q=1，
Q=0时，称为, 1‖
态；反之为, 0‖
态。
反馈线
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触发器输出与输入的逻辑关系
1 0
01
设触发器原态
为,1‖态。
翻转为,0‖态
(1) SD=1,RD = 0
1 0
10
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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设原态为,0‖
态
1 0
0 1
1
1 0
触发器保持
,0‖态不变
复位
0
结论, 不论
触发器原来
为何种状态，
当 SD=1，
RD=0时,
将使 触发器
置,0‖或称
为 复位 。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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0 1
设原态为,0‖
态
0 1
1
1
0
0翻转为,1‖
态
(2) SD=0,RD = 1
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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设原态为,1‖
态
0 1
1 0
0
0 1
触发器保持
,1‖态不变
置位
1
结论, 不论
触发器原来
为何种状态，
当 SD=0，
RD=1时,
将使 触发器
置,1‖或称
为 置位 。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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1 1
设原态为,0‖
态 0 1
0
0
1
1保持为,0‖
态
(3) SD=1,RD = 1
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
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设原态为,1‖
态
1 1
1 0
0
0 1
触发器保持
,1‖态不变
1
当 SD=1，
RD=1时,
触发器保持
原来的状态，
即 触发器具
有保持、记
忆功能 。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
下一页总目录 章目录 返回 上一页
1 1
0 0
1 1
1
1 1 1 1
0
若 G1先翻转，则触发器为,0‖态
―1‖态
(4) SD=0,RD = 0
当信号 SD= RD = 0
同时变为 1时，由
于与非门的翻转
时间不可能完全
相同，触发器状
态可能是, 1‖态，
也可能是, 0‖态，
不能根据输入信
号确定。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
1 0
若先翻转
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基本 R－ S 触发器状态表 逻辑符号
RD(Reset Direct)-直接置,0”端 (复位
端 )S
D(Set Direct)-直接置,1”端 (置位端 )
Q Q
SD RD
SD RD Q
1 0 0 置 0
0 1 1 置 1
1 1 不变 保持
0 0 同时变 1后不确定
功能
低电平有效
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2,可控 RS 触发器
基本 R-S触发器
导引电路 & G4
S R
& G3
C
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
时钟脉冲
下一页总目录 章目录 返回 上一页
当 C=0时
0
1 1
R,S 输入状态
不起作用。
触发器状态不变
1 1
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
SD,RD 用于预置触
发器的初始状态，
工作过程中应处于
高电平，对电路工作
状态无影响。
被封锁
被封锁
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当 C = 1 时
1
打开
触发器状态由 R,S
输入状态决定。
1 1
打开
触发器的翻转
时刻受 C控制
（ C高电平时
翻转）, 而触
发器的状态由
R,S的状态 决
定。
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
下一页总目录 章目录 返回 上一页
当 C = 1 时
1
打开
(1) S=0,R=0
0 0
1 1
触发器保持原态
触发器状态由 R,S
输入状态决定。
1 1
打开
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
下一页总目录 章目录 返回 上一页
1 10
1 0
10(2) S = 0,R= 1
触发器置,0‖
(3) S =1,R= 0
触发器置,1‖
1 1
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
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11 1
00
11
1 1
0
若先翻若先翻
Q=1Q=0
1 1
(4) S =1,R= 1
当时钟由 1变 0 后
触发器状态不定 11
.
& G1 & G2
.
SD RD
Q Q
& G4
S R
& G3
C
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可控 RS状态表
0 0
S R
0 1 0
1 0 1
1 1 不定
Qn+1
Qn
Qn—时钟到来前触发器的状态
Qn+1—时钟到来后触发器的状态
逻辑符号
Q Q
S RCSD RD
C高电平时触发器状态由 R,S确定
跳转
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例,画出可控 R－ S 触发器的输出波形
R
S
C
不定
不定
可控 R－ S状态表
C高电平时触发器
状态由 R,S确定
Q
Q
0
1
0 0
S R
0 1 0
1 0 1
1 1 不定
Qn+1
Qn
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存在问题,时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现
象，即在一个时钟脉冲期间触发器翻
转一次以上。
C
克服办法：采用 JK触发器或 D 触发器
0 0
S R
0 1 0
1 0 1
1 1 不定
Qn+1
Qn
Q=S
Q=R
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22.1.2 主从 JK触发器
1.电路结构
从触发器
主触发器
反
馈
线 C
C
KQR
QJS
??
??
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
互补时
钟控制
主、从
触发器
不能同
时翻转
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2,工作原理
0
1
F主 打开
F主 状态由 J,K决
定，接收信号并
暂存。
F从 封锁
F从 状态保持不变。
0
1
C
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C0 1
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1
0
状态保持不变。
从触发器的状态取
决于主触发器，并
保持主、从状态一
致，因此称之为主
从触发器。
F从 打开
F主 封锁
0
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C 0
1
C
0
1
0
下一页总目录 章目录 返回 上一页
1
0
0
1
0
C高电平时触发器接
收信号并暂存（即 F
主 状态由 J,K决定，
F从 状态保持不变）。
要求 C高电平期间 J,K
的状态保持不变。
C下降沿 ( )触发器翻
转 （ F从 状态与 F主 状
态一致）。
C低电平时,F主 封锁
J,K不起作用
C
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
下一页总目录 章目录 返回 上一页
0
1
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
分析 JK触发器
的逻辑功能
(1)J=1,K=1
设触发器原
态为,0‖态
翻转为,1‖态
1 1 01
1 0
1 0
1 0
0 1
状态不变
主从状
态一致
状态不变
0
1
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RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
(1)J=1,K=1
1 0
设触发器原
态为,1‖态
为“？”状态
J=1,K=1时，每来
一个时钟脉冲，状
态翻转一次,即具
有计数功能。
(1)J=1,K=1
跳转
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0
1
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
(2)J=0,K=1
设触发器原
态为,1‖态
翻转为,0‖态
0 1 10
0 1
0 1
0 1
1 0
0
1
设触发器原
态为,0‖态
为“？”态
下一页总目录 章目录 返回 上一页
0
1
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
(3)J=1,K=0
设触发器原
态为,0‖态
翻转为,1‖态
1 0 01
1 0
1 0
1 0
0 1
0
1
设触发器原
态为,1‖态
为“？”态
下一页总目录 章目录 返回 上一页
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
(4)J=0,K=0
设触发器原
态为,0‖态
保持原态
0 0 01
0 0
0 1
保持原态
保持原态
下一页总目录 章目录 返回 上一页
RS C
F从Q Q
Q Q
SD RD
1
R?C
F主 Q?
J K
Q?
S?
C
C
0
1
0
0 1结论：
nQJS ??
nKQR ??
C高电平时 F主 状态
由 J,K决定,F从 状
态不变。
C下降沿 ( )触发器
翻转 （ F从 状态与 F主
状态一致）。
下一页总目录 章目录 返回 上一页
3,JK触发器的逻辑功能
nQJS ?? nKQR ??
Qn
1
0
0
1
1
1
0
0
Qn
0 0
0 1 0
1 0 1
Qn+1
Qn
S ' R '
0
1
C高电平时 F主 状态
由 J,K决定,F从 状
态不变。
C下降沿 ( )触发器
翻转 （ F从 状态与 F主
状态一致）。
J K Qn Qn+1
0 0
0 1
1 0
1 1
JK触发器状态表
0
1
0
1
0
1
0
1
下一页总目录 章目录 返回 上一页
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 Qn
JK触发器状态表
(保持功能 )
(置,0‖功能 )
(置,1‖功能 )
(计数功能 )
C下降沿触发翻转
SD, RD为直接置 1、置 0 端，不受时钟控制，
低电平有效,触发器工作时 SD, RD应接高电平。
逻辑符号
C
Q
J KSD RD
Q
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例,JK 触发器工作波形
C
J
K
Q
下降沿触发翻转
下一页总目录 章目录 返回 上一页
基本 R-S触发器
导引电路
& G2& G1
Q Q
SD RD
& G3 & G4
& G5 & G6
C
D
22.1.3 维持阻塞 D 触发器
1.电路结构
反
馈
线
跳转
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& G2& G1
Q Q
SD RD
& G3 & G4
& G5 & G6
C
D
22.1.3 维持阻塞 D 触发器
2.逻辑功能
0
1
（ 1） D = 0
1
触发器状态不变
0
当 C = 0时 1 1
0当 C = 1时
0
1
0 1
触发器置,0‖
封锁
在 C = 1期间, 触发器保持,0‖不变
下一页总目录 章目录 返回 上一页
& G2& G1
Q Q
SD RD
& G3 & G4
& G5 & G6
C
D
22.1.3 维持阻塞 D 触发器
2.逻辑功能
0
1
（ 1） D = 1
0
触发器状态不变
1
当 C = 0时 1 1
1当 C = 1时
0
1
1 0
触发器置,1‖
封锁
在 C = 1期间, 触发器保持,1‖不变
封锁
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D触发器状态表
D Qn+1
0
1
0
1
上升沿触
发翻转
逻辑符号
D C
Q Q
RDSD
C上升沿前接收信号，
上降沿时触发器翻转，
（ 其 Q的状态与 D状
态一致；但 Q的状态
总比 D的状态变化晚
一步，即 Qn+1 =Dn；
上升沿后输入 D不再
起作用，触发器状态
保持。 即 (不会空翻 )
结论：
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例,D 触发器工作波形图
C
D
Q
上升沿触发翻转
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22.1.4 触发器逻辑功能的转换
1,将 JK触发器转换为 D 触发器 当 J=D,K=D时，两触发器状态相同
D触发器状态表
D Qn+1
0
1
0
1
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 Qn
JK触发器状态表
D
1
C
Q
J KSD RD
Q
仍为下降沿
触发翻转
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2,将 JK触发器转换为 T 触发器
T
C
Q
J KSD RD
QT触发器状态表
T Qn+1
0
1
Qn
Qn
(保持功能 )
(计数功能 )
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 Qn
JK触发器状态表
当 J=K时，两触发
器状态相同
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3,将 D 触发器转换为 T′触发器
T? 触发器仅具有计数功能
即要求来一个 C，
触发器就翻转一次。
C
Q
D=Q D触发器状态表
D Qn+1
0
1
0
1
C
Q Q
D
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22.2 寄存器
寄存器是数字系统常用的逻辑部件，它用来存放
数码或指令等。它由触发器和门电路组成。一个触
发器只能存放一位二进制数，存放 n 位二进制时，
要 n个触发器。
按功能分
数码寄存器
移位寄存器
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22.2.1 数码寄存器
仅有寄存数码的功能 。
清零
寄存指令
通常由 D触发器或 R-S触发器组成
并行输入方式
RD..
QD
F0
d0
Q0
.
Q
.
D
F1
d1
Q1
.
d2
Q
.
D
F2
Q2
QD
F3
d3
Q3
0 000
1 101
寄存数码
1 101
触发器状态不变
动画
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RDSD
d3
RDSD
d2
RDSD
d1
RDSD
d0
1
0
清零
11 00
寄存指令
&
Q0
&
Q1
&
Q2
&
Q3
取数指令
11 00
并行输出方式
& & & &
Q QQ Q
00 00
00 11
状态保持不变
1 0 1 0
1 1 1 1
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22.2.2 移位寄存器
不仅能 寄存 数码，还有 移位 的功能。
所谓移位，就是每来一个移位脉冲，寄存器中
所寄存的数据就向左或向右顺序移动一位。
按移位方式分类
单向移位寄存器
双向移位寄存器
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寄存数码
1.单向移位寄存器
清零
D
1
移位脉冲
2 3 4
1011
1
Q
Q3 Q1Q2
RD
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
1 0 1 1
0 1 0 1
Q
J
K
F0
Q1
Q
J
K
F2
Q
J
K
F1
Q
J
K
F3
数据依次向左移动，称左移寄存器，
输入方式为串行输入。
QQQ
从高位向低
位依次输入
动画
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1 1 10
0 1 01
1 0 01
1 0 00
输出
再输入四个移
位脉冲,1011
由高位至低位
依次从 Q3端输
出。
串行输出方式
清零
D1011
1
Q
Q3 Q1Q2
RD
Q
J
K
F0
Q1
Q
J
K
F2
Q
J
K
F1
Q
J
K
F3
QQQ
5
移位脉冲
7 86
动画
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左移寄存器波形图
1 2 3 4 5 6 7 8
C 1 1 1
1
0
1
1
D
Q0
Q3
Q2
Q1
0待存
数据
1011存入寄存器
0
111
从 Q3取出
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四位 左移移位寄存器状态表
0 0 0 11
2
3
移位脉冲 Q2 Q1 Q0 移位过程Q3 寄 存 数 码 D
0 0 1 1 10 0 0 0 清 零
1 10 左移一位
0 0 1 0 1 1 左移二位
0 1 0 1 1 左移三位
1 0 1 14 左移四位
并 行 输 出
再继续输入四个移位脉冲,从 Q3端串行输出 1011数码
动画右移移位寄存器
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1 清零
0
寄存指令
并行输入
串行输出D
Q2SD
RD
d2
&
F2
Q1SD
RD
d1
&
F1
Q0SD
RD
d0
&
F0
D D
Q3SD
RD
d3
&
F3
D串行输入
移位脉冲
D
C
2.并行、串行输入 /串行输出寄存器
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寄存器分类
并行输入 /并行输出
串行输入 /并行输出
并行输入 /串行输出
串行输入 /串行输出
F3 F2 F1 F0
d0d1d2d3
Q0Q1Q2Q3
F3 F2 F1 F0 d
Q0Q1Q2Q3
F3 F2 F1 F0
d0d1d2d3
Q3
Q3
F3 F2 F1 F0 d
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3,双向移位寄存器,既能左移也能右移。
D
Q2
D
Q1
D
Q0
>1
&
1 1
>1
&
>1
&.
RD
C
S
左移输入
待输数据由
低位至高
位依次输入
待输数据由
高位至低位
依次输入
1 0 1
右移输入
移位控制端
0 0 0
0 0 0
& &&
010 动画
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右移
串行
输入
左移
串行
输入
UCC Q0 Q1 Q2 Q3 S1 S0C
16 15 14 13 12 11 10 9
1 3 4 5 6 7 82
D0 D1 D2 D3DSR DSLRD GND
CT74LS194
并行输入
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0
1
1
1
1
0 0
0 1
1 0
1 1
直接清零 (异步 )
保 持
右移 (从 Q0向右移动 )
左移 (从 Q3向左移动 )
并行输入
RD C S1 S0 功 能
? ? ?
CT74LS194功能表
UCC Q0 Q1 Q2 Q3 S1 S0C
16 15 14 13 12 11 10 9
CT74LS194
1 3 4 5 6 7 82
D0 D1 D2 D3DSR DSLRD GND
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22.3 计数器
计数器是数字电路和计算机中广泛应用的一种逻
辑部件，可累计输入脉冲的个数，可用于定时、分
频、时序控制等。
分类
加法计数器
减法计数器
可逆计数器
(按计数功能 )
异步计数器
同步计数器 (按计数脉冲引入方式 )
二 进制计数器
十 进制计数器
N 进制计数器
(按计数制 )
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22.3.1 二进制计数器
按二进制的规律累计脉冲个数，它也是构成其
它进制计数器的基础。要构成 n位二进制计数器，
需用 n个具有计数功能的触发器。
1,异步二进制加法计数器
异步计数器：计数脉冲 C不是同时加到各位触发器 。
最低位触发器由计数脉冲触发翻转，其他各位触发
器有时需由相邻低位触发器输出的进位脉冲来触发，
因此各位触发器状态变换的时间先后不一，只有在
前级触发器翻转后,后级触发器才能翻转。
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二 进 制 数
Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
1 0 0 1
2 0 1 0
3 0 1 1
4 1 0 0
5 1 0 1
6 1 1 0
7 1 1 1
8 0 0 0
脉冲数
(C)
二进制加法计数器状态表
从状态表可看出：
最低位触发器来
一个脉冲就翻转
一次,每个触发
器由 1变为 0 时，
要产生进位信号,
这个进位信号应
使相邻的高位触
发器翻转。
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1
0
1
0
当 J,K=1时，具有计数功能，每来
一个脉冲触发器就翻转一次, 清零
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2 C
计数脉冲
三位异步二进制加法计数器
在电路图中 J,Ｋ 悬空表示 J,K=1
下降沿
触发翻转
每来一个 C
翻转一次
当相邻低位触发
器由 1变 0 时翻转
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异步二进制加法器工作波形
2分频
4分频
8分频
每个触发器翻转的时间有先后，
与计数脉冲不同步
C
1 2 3 4 5 6 7 8
Q0
Q1
Q2
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用 D触发器构成三位二进制异步加法器
？？
2、若构成减法计数器 C又如何连接？
1、各触发器 C应如何连接？
各 D触发器已接成 T′触发器，即具有计数功能
C
清零RD
Q
DQ
Q0
F0
Q
DQ
Q0
F0
Q
DQ
Q3
F3
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2,同步二进制加法计数器
异步二进制加法计数器线路联接简单。
各触发器是逐级翻转，因而工作速度较慢。
同步计数器,计数脉冲同时接到各位触发器，各触
发器状态的变换与计数脉冲同步。
同步计数器由于各触发器同步翻转，因此工作速度
快。但接线较复杂。
同步计数器组成原则,
根据翻转条件,确定触发器级间连接方式 —找出
J,K输入端的联接方式。
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二 进 制 数
Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
1 0 0 1
2 0 1 0
3 0 1 1
4 1 0 0
5 1 0 1
6 1 1 0
7 1 1 1
8 0 0 0
脉冲数
(C)
二进制加法计数器状态表
从状态表可看出：
最低位触发器 F0
每来一个脉冲就翻
转一次；
F1：当 Q0=1时，
再来一个脉冲则翻
转一次；
F2：当 Q0=Q1= 1时，
再来一个脉冲则翻
转一次。
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四位二进制同步加法计数器级间连接的逻辑关系
触发器翻转条件 J,K端逻辑表达式 J,K端逻辑表达式
F0 每输入一 C翻一次
F1
F2
F3
J0 =K0 =1
Q0 =1 J1 =K1 = Q0
Q0 = Q1 = 1 J2 =K2 = Q1 Q0
Q0 = Q1 = Q2 = 1 J3 =K3= Q1 Q1 Q0
J0 =K0 =1
J1 =K1 = Q0
J2 =K2 = Q1 Q0
J3 =K3 = Q2 Q1 Q0
由 J,K端逻辑表达式，可得出四位同步二进制计
数器的逻辑电路。（只画出三位同步二进制计数器
的逻辑电路）
（加法） （减法）
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三位同步二进制加法计数器
计数脉冲同时加到各位触发器上,当每个到
来后触发器状态是否改变要看 J,K的状态。
最低位触发器
F0每一个脉冲
就翻转一次；
F1：
当 Q0=1时，再
来一个脉冲则
翻转一次；
F2：
当 Q0=Q1= 1时，
再来一个脉冲
则翻转一次。
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
计数脉冲
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C
1 2 3 4 5 6 7 8
Q0
Q1
Q2
各触发器状态的变换和计数脉冲同步
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例,分析图示逻辑电路的逻辑功能,说明其用处。
设初始状态为,000‖。
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
计数脉冲
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解,1,写出 各触发器
J,K端和 C端的逻辑表达式
C0= CK0 =1J0 =Q2
K1 =1J1 =1 C1= Q0
J2=Q0Q1 K2 =1 C2= C
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
计数脉冲
下一页总目录 章目录 返回 上一页
解：当初始状态为,000‖时，
各触发器 J,K端和 C端的电平 为
C0= C=0 K0 =1J0 =Q2=1
K1 =1J1 =1 C1= Q0=0
J2=Q0Q1=0 K2 =1 C2= C=0
RD
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
计数脉冲
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0 1 1 1 1 1
C J2=Q0Q1 K2 =1 J1 = K1 =1 K0 =1J0 =Q2 Q2 Q1 Q0
0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 0 1
0 1 1 1 1 10 0 0 0
1 0 0 1
2 0 1 0
3 0 1 1
4 1 0 0
5 0 0 0
由表可知，经 5个脉冲循环一次,为五进制计数器。
2.列写状态转换表，分析其状态转换过程
C1= Q0
由于计数脉冲没有同时加到各位触发器上，所以
为 异步计数器 。
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异步五进制计数器工作波形
C
1 2 3 4 5
Q0
Q1
Q2
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22.3.2 十进制计数器
十进制计数器：
计数规律：“逢十进一”。它是用 四位二进
制数 表示对应的 十进制数,所以又称为二 -十进
制计数器。
四位二进制可以表示十六种状态，为了表示十
进制数的十个状态，需要去掉六种状态，具体去
掉哪六种状态，有不同的安排，这里仅介绍广泛
使用 8421编码的十进制计数器。
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二进制数
Q3 Q2 Q1 Q0脉冲数 (C) 十进制数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
0 0 0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
十进制加法计数器状态表
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RD
Q
J
K
Q
F0
Q
J
K
Q
F1
C
计数脉冲
Q
J
K
Q
F2
Q
J
K
Q
Q3
F3
Q2 Q1 Q0
十进制同步加法计数器
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Q0
Q1
Q2
Q3
C
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
十进制计数器工作波形
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22.3.3 中规模数字集成电路计数器
1,CT74LS290(T1290)二 -五 -十进制集成计数器
Q1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
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逻辑功能及外引线排列
110 ?
1 0
清零0 00 0Q
1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
（ 1） R01, R02,
置,0‖输入端
逻辑功能
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逻辑功能及外引线排列
0
置,9‖1 10 0Q
1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
（ 1） S91, S92,
置,9‖输入端
逻辑功能
?1 1 ?
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逻辑功能及外引线排列
Q1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
计数功能
?0 ?0
1 1
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Q1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
?0 ?0
1 1
输入脉冲
输出二进制
输入脉冲
输出五进制
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Q1
RD
C0
&
R02R01S
91 S92
&
Q
J
K
Q
F1
Q
J
K
Q
F2
Q2
Q
J
K
Q
F3
Q3
RDRDRD
SD SD
C1
Q0
Q
J
K
Q
F0
?0 ?0
1 1
输入脉冲
输出十进制
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CT74LS290 功能表
输 入 输 出
Q2Q3R01 S92S91R02 Q1 Q0
1 1 0
1 1 0
1 1
0 0 00
0 0 00
1 0 10
R01
S92S91
R02 有任一为,0‖
有任一为,0‖ 计数
清零
置 9
?
?
??
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输入计
数脉冲
8421异步十进制计数器
十分频输出
(进位输出 )
计数状态
计数器输出
2,CT74LS290的应用
S91 N
CT74LS290
S92 Q2 Q1 N
UCCR01 R02 C0C1 Q0 Q3
地
外引线排列图
1 7
814
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
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输入
脉冲
十分频输出
5421异步十进制计数器
Q1
Q2
Q3
Q0
C
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
工作波形
S92
S91
Q0 Q3Q1 Q2
R01
R02 C
1 C0
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S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
五进制输出
计数脉冲
输入
异步五进制计数器
C
1 2 3 4 5
Q1
Q2
Q3
工作波形
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如何构成 N进制计数器
反馈置,0‖法,当满足一定的条件时，利用计数
器的复位端强迫计数器清零，重新开始新一轮计数。
利用反馈置,0‖法可用已有的计数器得出小于原
进制的计数器。
例：用一片 CT74LS290可构成十进制计数器，如
将十进制计数器适当改接，利用其清零端进行反馈
清零，则可得出十以内的任意进制计数器。
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用一片 CT74LS290构成十以内的任意进制计数器
例：六进制计数器
二进制数
Q3 Q2 Q1 Q0脉冲数 (C) 十进制数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
0 0 0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
六
种
状
态
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例：六进制计数器
Q3 Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
0 0 0 0
六
种
状
态
当状态 0110（ 6） 出现
时，将 Q2=1,Q1=1 送到
复位端 R01和 R02,使计数
器立即清零 。状态 0110
仅瞬间存在。
CT74LS290为异步
清零的计数器
反馈置,0‖实现方法,
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1 1
1
1
六进制计数器
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
计数脉冲
计数器清零
七进制计数器
当出现 0110（ 6）时，
应 立即使 计数器清零，
重新开始新一轮计数。
当出现 0111(7)时,计
数器 立即 清零，重新
开始新一轮计数。
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
计数脉冲
计数器清零
&
.
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二片 CT74LS290可构成 100以内的计数器
例：二十四进制计数器
二十四分频输出
.
0010(2)
0100(4)
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
计数
脉冲
S92
S91
Q3 Q0Q2 Q1
R01
R02 C
1 C0
十位 个位
两位十进制计数器（ 100进制）
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有两个二 -五 -十进制计数器，
高电平清零
CT74LS390外引线排列图
1
16
8
9
UCC
1Q21Q11RD 1Q0 1Q3 地1C0
2Q32Q22Q12Q02RD2C0 2C1
1C1
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十位
0100(4)
个位
0110(6)
1Q3 1Q01Q2 1Q1
1RD
1C1 1C0
计数
脉冲
2Q3 2Q02Q2 2Q1
2RD
2C1 2C0
十位 个位
两位十进制计数器（ 100进制）
例：用一片 TC74LS390构成四十六进制计数器
&
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D (DOWN) — 减法脉冲输入端
U(UP) — 加法脉冲输入端
L(LOAD) — 置数端
CO — 进位端
BO — 借位端
C(CLR) — 清零端
CT74LS192外引线排列图
1
16
8
9
UCC
Q2UQ1 Q0 Q3 地D1
LBOC CO
D
CT74LS192
D0 D2 D3
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CT74LS192功能表
? 1 1 0 ? 加 计 数
? ? 0 0 D0~D3 置 数
1 1 1 0 ? 保 持
1 ? 1 0 ? 减 计 数
? ? ? 1 ? 清 零
U D LOAD CLR D0~D3 功 能
十进制同步加 / 减计数器
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22.3.4 环行计数器
工作原理：
Q1D
F1
Q2D
F2
Q3D
F3
Q0D
F0
C
先将计数器置为 Q3 Q2 Q1 Q0=1000
而后每来一个 C，其各触发器状态依次右移一位。
即,1000 0100 0010 0001
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环行计数器工作波形
C
1 2 3 4
Q2
Q1
Q0
Q3 环行计数
器可作为
顺序脉冲
发生器。
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22.3.5 环行分配器
Q
J
K
Q
Q0
F0
Q
J
K
Q
Q1
F1
Q
J
K
Q
Q2
F2
C
Q0Q1Q2
K0 = Q2J0 =Q2
J1 =Q0
J2=Q1
K1 =Q0
K2 =Q1
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环行分配器工作波形
Q2
Q1
Q0
C
1 2 3 4 5 6 7 8
Q0
Q1
Q2
?
?
?
?
?
可产生相移为 ? 的顺序脉冲。
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22.4 555定时器及其应用
555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成
于一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、
多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。 555定
时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广
泛应用。
22.4.1 555定时器的结构及工作原理
1.分压器,由三个等值电阻构成
2.比较器,由电压比较器 C1和 C2构成
3.R-S触发器
4.放电开关管 T
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VA
VB
输出端
电压
控制端
高电平
触发端
低电平
触发端
放电端
复位端UCC
分压器 比较器 R-S触发器
放电管
调转
地
?+ +
C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
5KΩ
5KΩ
5KΩ
T
2
4
5
6
7
8
3
1
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<2/3 UCC <1/3 UCC 1 0
>2/3 UCC >1/3 UCC 0 1
<2/3 UCC >1/3 UCC 1 1
>2/3 UCC <1/3 UCC 0 0
RD SDV6 V2
比较结果
1/3 UCC 不允许
2/3 UCC
?+ +
C1
?+ +
C2
.
.
5K
Ω
5K
Ω
5K
Ω
VA
VB
UCC
RD
SD
5
6
2
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V6 V2
<2/3 UCC <1/3 UCC
>2/3 UCC >1/3 UCC
<2/3 UCC >1/3 UCC
Q T
1
0
保持
导通
截止
保持
综上所述,555功能表为：
Q
QRD
SD
T 输出
RD SD
1 0
10
1 1
Q T
1
0
保持
导通
截止
保持
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1,由 555定时器组成的多谐振荡器
多谐振荡器 是一种 无稳态 触发器，接通电源后，
不需外加触发信号，就能产生矩形波输出。由于
矩形波中含有丰富的谐波，故称为多谐振荡器。
多谐振荡器 是一种常用的脉冲波形发生器,触发
器和时序电路中的时钟脉冲一般是由多谐振荡器
产生的。
22.4.2 定时器电路的应用
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UCC
?+ +
C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
.
.
.
5KΩ
5KΩ
5K
Ω
VA
VB
T
1
32
4
5
6
7
8 (复位端 )
(地 )
uO
1,由 555定时器组成的多谐振荡器
接通电源
通电前
uC=0
0
1
1
1
0
0
>2/3 UCC
RD=1
SD=0
.
.
uC
R1
R2
.
+
–
C充电
C放电
1
<1/3
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485
6
2
7 1
3
+UCC
uO
.
uC,.
C
R1
R2
tp1 tp2
2/3UCC
1/3UCC
RD=1
SD=0
Q=1
Q=0 T截止
Q=0
Q=1 T导通
RD=0
SD=1
tp1=(R1+R2)C ln2=0.7(R1+R2)C
tp2 =R2C ln2=0.7R2C
T=tp1+tp2 =0.7(R1+2R2)C
接通电源
C充电
C放电u
C
tO
uO
tO
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.
uC.
+UCC
487
6
2
1
3
C
R1
R2
5
.
例,多谐振荡器构成水位监控报警电路
水位正常情况下，电容 C被短接，扬声器不发
音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开始
工作，扬声器发出报警。
+
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22.4.2 定时器电路的应用
单稳态 触发器 只有一个 稳定状态 。在未加触发
脉冲前，电路处于稳定状态；在触发脉冲作用下，
电路由稳定状态翻转为暂稳定状态，停留一段时
间后，电路又自动返回稳定状态。
暂稳定状态的长短，取决于电路的参数, 与
触发脉冲无关。
2,由 555定时器组成的单稳态触发器
单稳态触发器一般用做定时、整形及延时。
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2,由 555定时器组成的单稳态触发器
(地 )
uC
R1
+UCC
ui
UCC
?+
+C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
5KΩ
5KΩ
5K
Ω
VA
VB
T
1
3
48 (复位端 )
uO
6
5
2
7
接通电源
>2/3 UCC
0
1 1 0
1
Q=0
导通
1 稳定状态
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2,由 555定时器组成的单稳态触发器
(地 )
uC
R1
+UCC
ui
UCC
?+
+C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
5KΩ
5KΩ
5K
Ω
VA
VB
T
1
3
48 (复位端 )
uO
6
5
2
7
1
1 0
1
Q=1
截止
暂稳状态
0
< 1/3 UCC
0
0
1
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2,由 555定时器组成的单稳态触发器
(地 )
uc
R1
+UCC
ui
UCC
?+
+C1
?+ +
C2
Q
QRD
SD
5KΩ
5KΩ
5K
Ω
VA
VB
T
1
3
48 (复位端 )
uO
6
5
2
7
>2/3 UCC
1
0 1
0
Q=1
0
1 1
1
0
稳定状态
Q=0
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+UCC
485
6
2
7 1
3
.
.
.0.01μ F
uC
C
ui uo
R
ui
t
uC
t
uO
t
(>1/3UCC)
Q=0
Q=1
T导通,C
通过 T放
电,uC? 0
接通电源
RD=0
SD=1 保持, 0‖
态
RD=1
SD=1
上升到 2/3 UCC
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ui
t
uC
tuO
t
暂稳态
tp
tp =RC ln3=1.1RC
+UCC
485
6
2
7 1
3
.
.
.0.01μ F
uC
C
ui uO
2/3UCC
RD=1
SD=0
Q=1
Q=0 T截止C充电
RD=0S
D=1
Q=0
Q=1
因此暂稳态的长短
取决于 RC时间常数
R
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例 1,单稳态触发器构成定时检测
&
ui uB
uA uo
ui
t
uB
t
uo
t
uA
t
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例 2,单稳态触发器构成 短时用照明灯
4 8
1
6
2
3
5
7 u
o
ui
UCC
S
R
C
ui
t
uo
tt
p
若 S未按下,则 ui = 1
若 S按下,则 ui = 0
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uo
按一下
按钮 S
未按 0
KT的线圈
不通电
KT 的触点
断开
灯
灭
1 通电 闭合 亮
灯亮的时间为,tp = 1.1 R C
4 8
1
6
2
3
5
7 u
O
ui
UCC
CS
KT
KT
D1
D2
R
~
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22.5 应用举例
22.5.1优先裁决电路
&
&
&
>1
&
&
&
LED1
150?
150?
LED2
+U
A1
A2
R
S
RD
RD
SD
SD
Q
Q
Q
Q
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工作原理：
&
&
&
>1
&
&
&
LED1
150?
150?
LED2
+U
A1
A2
R
S
RD
RD
SD
SD
Q
Q
Q
Q
开始比赛时，按下复位开关 S。
0
0
1
不亮
不亮
1
1
0
0
未比赛时 A1,A2为,0‖复位开关 S断开。
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工作原理：
&
&
&
>1
&
&
&
LED1
150?
150?
LED2
+U
A1
A2
R
S
RD
RD
SD
SD
Q
Q
Q
Q
0
0
不亮
不亮
1
10
0 1
优先
到达
0
1
1
亮
0
0
0
1
封锁
保持不变
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22.5.2 四人抢答电路
4?300?LED
CRD
1Q
1Q
&G1
74LS175
S1
4?1M?
+5V
S2
S3
S4
&G3
&G2
+5V
8?
3DG100
10K?
C
1D
2D
3D
4D
2Q
4Q
4Q
3Q
3Q
2Q
工作原理,抢答前清,0‖
0
0
0
0
截止
0
动画
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4?300?LED
CRD
1Q
1Q
&G1
74LS175
S1
4?1M?
+5V
S2
S3
S4
&G3
&G2
+5V
8?
3DG100
10K?
C
1D
2D
3D
4D
2Q
4Q
4Q
3Q
3Q
2Q
抢答开始，若 S1先被按下,1D=―1‖
1
0
0
0
亮
0
1 导通
响
0封锁
各触发器状态保持不变。
动画
