数字电子技术第四部分锁存器和触发器基础.ppt

数字电子技术第四部分锁存器和触发器基础现在学习的是第1页，共36页锁存器锁存器/触发器基本概念触发器基本概念 一种具有记忆功能的基本逻辑单元，是一种具有记忆功能的基本逻辑单元，是构成数字电路中时序逻辑电路的基本逻构成数字电路中时序逻辑电路的基本逻辑器件辑器件 特点：具有两个能自行保持的稳定状态特点：具有两个能自行保持的稳定状态，用于表示逻辑状态或二进制数的，用于表示逻辑状态或二进制数的0和和1；根据不同的输入信号可以置成；根据不同的输入信号可以置成1或或0状状态。依靠电路的反馈作用暂时保持稳定态。依靠电路的反馈作用暂时保持稳定，可以暂存信号，电路电源切断后，状，可以暂存信号，电路电源切断后，状态自动消失。态自动消失。分类：可以按电路结构形式、控制方式分类：可以按电路结构形式、控制方式和逻辑功能进行分类和逻辑功能进行分类现在学习的是第2页，共36页一、触发器基础一、触发器基础 R-S触发器（触发器（Set-Reset Latch）同步同步R-S触发器（触发器（Gated S-R Latch）、）、D触发器（触发器（Gated D Latch）、）、JK触发器触发器（the Pulse-Triggered Master-Slave JK Flip-Flop）主从触发器（主从触发器（Master-Slave Flip-Flops）现在学习的是第3页，共36页基本RS触发器功能表功能表逻辑表达式逻辑表达式约束条件约束条件SR=0nnnnRQQQSQ11现在学习的是第4页，共36页用与非门组成的基本用与非门组成的基本RS触发器功能表触发器功能表 S R Qn Qn+1 Notes 1 1 0 0保持（记忆）保持（记忆）11 0 101置置111 1 000置置010 0 001*不定（失效）不定（失效）10*现在学习的是第5页，共36页电平型基本电平型基本RS触发器的动作特点触发器的动作特点 S为为0时，时，RS触发器触发器Q端输出为端输出为1，而，而R为为0时，时，RS触发器触发器Q端输出为端输出为0。因此，。因此，S称为直接置位称为直接置位(Set)端，端，R称为直接复位称为直接复位(Reset)端，基本端，基本RS触发器称为直接置位触发器称为直接置位、复位触发器、复位触发器现在学习的是第6页，共36页RS触发器集成电路芯片现在学习的是第7页，共36页基基本本RS触触发发器器应应用用举举例例(1)现在学习的是第8页，共36页基本基本RS触发器应用举例（触发器应用举例（2）消除机械消除机械开关振动引起的脉冲（毛刺）开关振动引起的脉冲（毛刺）现在学习的是第9页，共36页RS现在学习的是第10页，共36页基本基本RS触发器问题触发器问题 输入信号直接加在输出门上，在输入信输入信号直接加在输出门上，在输入信号电平的全部作用时间中，都可以直接号电平的全部作用时间中，都可以直接改变输出端的状态。改变输出端的状态。不能满足数字系统中某些触发器同一时不能满足数字系统中某些触发器同一时刻动作以协调各部分动作的要求刻动作以协调各部分动作的要求现在学习的是第11页，共36页同步RS触发器功能表逻辑表达式:（约束条件）01SRQRSQnn现在学习的是第12页，共36页同步RS触发器功能表CP S R Qn Qn+1 Notes0 x x00保持（记忆）111 0 0 0 0111 0 101置0111 1 000置1101 1 101*不定（失效）10*现在学习的是第13页，共36页带异步置位、复位端的同步RS触发器现在学习的是第14页，共36页同步同步RS触发器和触发器和D触发器触发器D触发器特征方程：触发器特征方程：Qn+1D 现在学习的是第15页，共36页同步同步JK触发器触发器现在学习的是第16页，共36页JK触发器功能表与特征方程 功能表功能表 特征方程：特征方程：nnnnnnnnQKQJQKQQJQKQRQJS1现在学习的是第17页，共36页同步同步JK触发器特性表触发器特性表CPJ KQnQn+1功能说明0 x x00保持（记忆）1110 0001110 100置0101001置11111 101翻转（计数）10现在学习的是第18页，共36页同步触发器的空翻现象现在学习的是第19页，共36页从同步从同步RS触发器触发器到主从到主从RS触发器触发器现在学习的是第20页，共36页主从主从JK触发器与触发器与T触发器触发器主从JK触发器特征方程T触发器特征方程如果T直接接高电平，则称为T触发器，特征方程nnnnQTQTQTQ1nnnQKQJQ1nnQQ1现在学习的是第21页，共36页T触发器特点触发器特点 特点：特点：Q端输出方波频率为控制脉冲端输出方波频率为控制脉冲CP频率的频率的12。如果以控制脉冲。如果以控制脉冲CP为输入为输入，Q为输出，为输出，T触发器可以作分频器使用触发器可以作分频器使用 波形图波形图现在学习的是第22页，共36页现在学习的是第23页，共36页JK触发器的一次变化问题触发器的一次变化问题JK触发器用触发器用电平触发，电平触发，要求要求CP1期期间，间，JK输入输入状态保持不状态保持不变变主触发主触发器能且仅能器能且仅能翻转一次翻转一次现在学习的是第24页，共36页维持阻塞边沿维持阻塞边沿D触发器触发器现在学习的是第25页，共36页边沿边沿D触发器特点触发器特点 在在CP正跳沿前接受输入信号，正正跳沿前接受输入信号，正跳沿时触发翻转，正跳沿后输入跳沿时触发翻转，正跳沿后输入被封锁被封锁正边沿触发器正边沿触发器 较同类工艺的主从触发器抗干扰能较同类工艺的主从触发器抗干扰能力强、工作速度快力强、工作速度快现在学习的是第26页，共36页利用传输延迟的利用传输延迟的JK边沿触发器边沿触发器（见书P221）现在学习的是第27页，共36页触发器逻辑符号回顾触发器逻辑符号回顾现在学习的是第28页，共36页触发器的互相转换触发器的互相转换目的和意义：将手中现有的触发器器件转目的和意义：将手中现有的触发器器件转成所需触发器，可充分发挥作用。成所需触发器，可充分发挥作用。方法：方法：1、公式法：利用特征方程联解求转换、公式法：利用特征方程联解求转换逻辑，可用逻辑代数中的公式定理进行逻辑，可用逻辑代数中的公式定理进行运算。运算。2、图形法、图形法现在学习的是第29页，共36页JK触发器转换为触发器转换为D触发器触发器 JK触发器特征方程：D触发器特征方程：JK转为D：nnnQKQJQ1DQn1KD J;D)(取nnnnnnDQQDQQDQKQJD现在学习的是第30页，共36页JK触发器转换为触发器转换为RS触发器触发器 RS触发器特征方程：转换：J=S，K=RnnQRSQ1去掉约束项）应用吸收率化简）()()(nnnnnnnnnnnnnnnnnnnQRQSRSQQRQSSQRRSQQRQSRRSQQRQSQRQSSQQRQQSQRS现在学习的是第31页，共36页D触发器转换为触发器转换为JK触发器触发器 比较特性方程比较特性方程nnnnQKQJQKQJD现在学习的是第32页，共36页D触发器转换为触发器转换为RS触发器触发器 比较特性方程：比较特性方程：nnnQRSQRSQRSD现在学习的是第33页，共36页D触发器转换为触发器转换为T触发器触发器 比较特性方程：比较特性方程：nQTD现在学习的是第34页，共36页触发器的功能描述方法 讨论时钟控制的触发器的描述方法 触发器的当前状态用Qn表示，时钟信号作用下触发器翻转后的状态用Qn+1表示（次态）描述触发器的工作情况可以用特征表（状态表）、特征方程（状态方程）、状态转换图现在学习的是第35页，共36页SRQnQn+1000000110100011010011011110不定111不定RS同步触发器功能描述0SR011nnnnnnnQRSQSRQRSRSQRSQRSQRSQ化简后特征/状态表特征方程/状态方程状态转换图现在学习的是第36页，共36页