钟控同步RS触发器.pptx

无序有序第1页/共22页 基本RS触发器属于异步式或称为无时钟触发器。动作特点是：当输入的置0或置1信号一出现，输出状态就可能随之而发生变化，触发器状态的转换没有一个统一的节拍。复习：基本RS触发器的动作特点第2页/共22页u在使用触发器时，往往要求按一定的节拍动作。u这种触发器有两种输入端：信号输入端：决定其输出状态的数据（如RS触发器的置0、置1端R和S）CP输入端：决定其动作时间的时钟脉冲（Clock Pulse）u 具有时钟脉冲输入端的触发器称为时钟触发器（也叫：同步RS触发器）。触发器Q输入信号输入端时钟脉冲输入端一、钟控RS触发器第3页/共22页输出门Q信号输入端时钟脉冲输入端钟控门钟控的基本原理触发器第4页/共22页二、结构组成&门2门1门1和门2构成基本的RS触发器SDRD&门3&门4直接置“0 0”端直接置“1 1”端门3和门4构成RS引导触发器R RS S置“0 0”输入端高电平高电平有效置“1 1”输入端高电平高电平有效CPCPQ QQ Q第5页/共22页 显然同步RS触发器受时钟脉冲控制触发，因此又称为钟控RS触发器。即钟控RS触发器的输出状态，不仅取决于输出现态及输入信号的变化，还受时钟脉冲CP的控制。CPCPQ QQ Q CP端子称为时钟脉冲控制端。CP=0时无论输入端子R和S 何种状态，触发器输出Q均保持原态不变；只有CP=1时，其输出状态才由R、S状态决定。&门2门1SD&门3&门4R RS SRD 钟控RS触发器的逻辑图符号1S C1 1R1S C1 1R 国际流行的逻辑图符号S CK RS CK RQ Q第6页/共22页三、钟控RS触发器的工作原理CPCP当时钟脉冲CP=0 0时的情况：1 设触发器现态Qn=0，Qn=1。正常情况下，直接置0、置1端悬空为“1 1”。&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ0 00 01 10 01 1门3和门4因CP=0而有0出11 11 11 11 10 0门1有0出11 10 01 1门2全1出0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变，保持功能！第7页/共22页当时钟脉冲CP=0 0时的情况：1CPCP&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ0 0若触发器现态Qn=1，Qn=0时：1 10 01 10 0门3和门4仍因CP=0而有0出11 11 11 11 1门1全1出00 01 10 0门2有0出1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变，保持功能！归纳：归纳：当钟控RS触发器的时钟脉冲控制端状态为低电平“0 0”时，无论两输入状态或输出现态如何，触发器均保持原来的状态不变！换句话说：在CP=0期间钟控RS触发器不能被触发，因此状态无法改变，为保持功能保持功能。1 1第8页/共22页时钟脉冲CP=1 1时的情况：2CPCP&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ1 11 10 01 10 0此时门3有0出11 11 11 10 0门1全1出00 01 1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变，保持功能！1 10 01 1门4全1出01)输入R=0，S=1时设触发器现态Qn=1，Qn=0门2有0出1第9页/共22页时钟脉冲CP=1 1时的情况：2CPCP&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ1 10 01 10 01 1此时门3有0出11 11 11 10 0门1全1出00 01 1门2有0出1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态由0翻转为1，置1功能！归纳：归纳：当时钟脉冲控制端状态为高电平“1 1”时，电路被触发，输出次态随着两输入状态及输出现态发生改变。此时只要输入R=0、S=1，无论输出现态如何，钟控RS触发器均为置置1 1功能功能。为此把S称为置1端，高电平有效。1 10 01 1门4全1出01)当输入R=0，S=1时设触发器现态Qn=0，Qn=1第10页/共22页时钟脉冲CP=1 1时的情况：2CPCP&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ1 11 10 01 10 0此时门4有0出11 11 10 01 1门2全1出01 10 0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态由1改变为0，置0功能！1 11 10 0门3全1出03)当输入R=1，S=0时门1有0出1设触发器现态Qn=1，Qn=0第11页/共22页时钟脉冲CP=1 1时的情况：2归纳：归纳：当时钟脉冲控制端状态为高电平“1 1”时，电路被触发，输出次态随着两输入状态及输出现态发生改变。此时只要输入R=1、S=0，无论输出现态如何，钟控RS触发器均为置置0 0功能功能。为此把R称为置0端，高电平有效。CPCP&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ1 10 01 10 01 1此时门4有0出11 11 10 01 1门2全1出01 10 0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变，仍为置0功能！1 11 10 0门3全1出04)当输入R=1，S=0时门1有0出1设触发器现态Qn=0，Qn=1第12页/共22页时钟脉冲CP=1 1时的情况：3CPCP&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ1 11 10 01 10 0此时门4有0出11 11 11 11 1门2有0出10 01 1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变，保持功能！0 00 00 0门3也是有0出11)当输入R=0，S=0时门1全1出01 1设触发器现态Qn=1，Qn=0第13页/共22页时钟脉冲CP=1 1时的情况：3CPCP&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ1 10 01 10 01 1此时门4有0出11 11 11 11 1门2全1出01 10 0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变，保持功能！1 10 00 0门3也是有0出12)当输入R=0，S=0时门1有0出10 0归纳：归纳：当时钟脉冲控制端状态为“1 1”时，电路被触发。但是，当R和S均等于0为无效态时，则无论输出现态如何，输出次态均不发生改变，此时称触发器为保持功能保持功能。设触发器现态Qn=0，Qn=1第14页/共22页时钟脉冲CP=1 1时的情况：3CPCP&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ1 11 10 01 10 0此时门4全1出01 11 10 00 0门2有0出11 11 1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=1 本该互非互非的两个输出端状态相同，出现了逻辑混乱，这显然在正常工作中视为禁止态！1 11 1门3也是全1出01)当输入R=1，S=1时门1也有0出1归纳：归纳：钟控RS触发器输入状态均为1 1时，都处有效状态，此时互非输出无法正确选择指令而发生逻辑混乱。我们把两输入同时为1 1的状态称为禁止态禁止态。设触发器现态Qn=1，Qn=0第15页/共22页钟控RS触发器的动作特点钟控RS触发器受时钟脉冲控制，只有控制信号有效时，其输出才能随着输入的变化而变化。因此钟控RS触发器的动作特点是：直接清零端直接置1端CPCP&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ 只只有有在在时时钟钟脉脉冲冲CPCP为为“1 1”期期间间，电电路路输输出出Q Q的的状状态态才才能能随随着输入信号的变化而变化着输入信号的变化而变化。直接清零端和直接置1端在钟控RS触发器正常工作时，应与高电平“1”相接。第16页/共22页四、钟控RS触发器逻辑功能的描述(1)特征方程SR=0(约束条件)钟控RS触发器的两个输入端不允许同时为高电平，所以也要加上一个约束条件。Q n+1=S+R Q n(2)状态图0 01 1触发器的“0 0”态触发器的“1 1”态第17页/共22页(3)功能真值表 R S R S Q Qn nQ Q n+1n+10 0 00 0 保持0 0 11 1 保持0 1 01 1“置1”0 1 11 1“置1”1 0 00 0“置0”1 0 10 0“置0”1 1 0禁止态1 1 1禁止态第18页/共22页CPCPRSQ Q在时钟脉冲CP=1期间，设Qn=0CP=1期间引导门打开打开置1 1置0 0状态不变置1 1输出随输入发生多次翻转的现象称为空翻空翻。空翻易造成触发器的可靠性降低，甚至无法判定触发器工作状态。(4)时序波形图置0 0状态不变置0 0保持置1 1状态不变其中CP=0期间引导门关闭关闭第19页/共22页 显然，钟控的RS触发器只有在时钟脉冲CP=1期间才能触发而使状态发生改变，因此，钟控RS触发器属于电位电位触发触发方式。钟控RS触发器的国标图符号如下图所示：采用电位触发方式的钟控RS触发器存在“空翻空翻”问题。为确保数字系统的可靠工作，要求触发器在一个CP脉冲期间至多翻转一次，即不允许空翻现象的出现。为此，人们研制出了边沿触发方式的主从型JK触发器和维持阻塞型的D触发器等等。这些触发器由于只在时钟脉冲边沿到来时发生翻转，从而有效地抑制了空翻现象。S C1 RS C1 RQQ小圆圈表示低低电平有效S、R两输入端无小圆圈说明高高电平有效第20页/共22页钟控RS触发器的触发方式如何？你能根据电路图说出在CP=0期间触发器为何状态不变的道理吗？钟控RS触发器两个输入端的有效态和两个与非门构成的基本RS触发器的有效态相同吗？区别在哪里？何谓“空翻”？造成“空翻”的原因是什么？“空翻”和“不定”状态有何区别？如何有效地解决“空翻”问题？钟控RS触发器中的RD和SD在电路中起何作用？触发器正常工作时它们应如何处理？第21页/共22页感谢您的观看！第22页/共22页