第十三讲边沿触发器及其功能变换课件.ppt

《第十三讲边沿触发器及其功能变换课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十三讲边沿触发器及其功能变换课件.ppt（44页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十三讲边沿触发器及其功能变换第1页，此课件共44页哦同步触发器的空翻同步触发器的空翻 在在CP为高电平为高电平1期间，若同步触发器的输入信号发生多次变期间，若同步触发器的输入信号发生多次变化时，其输出状态也会相应发生多次变化的现象。化时，其输出状态也会相应发生多次变化的现象。D触发器的空翻现象触发器的空翻现象第2页，此课件共44页哦第3页，此课件共44页哦内容：内容：1.边沿触发器边沿触发器 2.主从触发器主从触发器目的与要求：目的与要求：1.掌握触发器的边沿触发方式和主从触发方式。掌握触发器的边沿触发方式和主从触发方式。2.掌握各种逻辑功能的触发器：掌握各种逻辑功能的触发器：RS、D、JK

2、、T、T的逻辑功的逻辑功能。能。重点：重点：1.正确理解触发器的逻辑功能和触发方式。正确理解触发器的逻辑功能和触发方式。2.熟练掌握触发器的特性方程。熟练掌握触发器的特性方程。难点：触发方式、特性表、驱动表的正确理解。难点：触发方式、特性表、驱动表的正确理解。第4页，此课件共44页哦为何要用边沿触发器为何要用边沿触发器 同步触发方式存在空翻，为了克服空翻。同步触发方式存在空翻，为了克服空翻。边沿触发器只在时钟脉冲边沿触发器只在时钟脉冲CP上升沿或下降沿时刻接收输入上升沿或下降沿时刻接收输入信号，电路状态才发生翻转。从而提高了触发器工作的可靠性和信号，电路状态才发生翻转。从而提高了触发器工作的可

3、靠性和抗干扰能力，它没有空翻现象。抗干扰能力，它没有空翻现象。边沿触发器主要有维持阻塞边沿触发器主要有维持阻塞D触发器，边沿触发器，边沿JK触发器等触发器等 边沿触发器的具体电路不详细分析其工作原理，只简单了解即边沿触发器的具体电路不详细分析其工作原理，只简单了解即可。（集成触发器的学习以应用为主，不强调内部电路。）可。（集成触发器的学习以应用为主，不强调内部电路。）？CP上升沿，上升沿，下降沿下降沿第5页，此课件共44页哦边沿边沿JK触发器触发器1.电路结构电路结构 逻辑符号中逻辑符号中CP端加端加“”表示边沿触发输入，加小圆圈表示边沿触发输入，加小圆圈表示下降沿有效触发，不加小圆圈表示上升

4、沿有效触发。表示下降沿有效触发，不加小圆圈表示上升沿有效触发。J CP K Q Q J KQ Q曾用符号 J CP K 1J 1KQ Q国标符号 CP C1边沿触发器边沿触发器下降沿有效触发下降沿有效触发第6页，此课件共44页哦 式中式中Qn+1为为CP下降沿下降沿到来后的到来后的状态；状态；Qn为为CP到来前的状态。到来前的状态。2.逻辑功能逻辑功能nnnQKQJQ1边沿边沿JK触发器触发器第7页，此课件共44页哦3.具有直接置具有直接置0和置和置1端的边沿端的边沿JK触发器触发器 下图为下降沿触发的边沿下图为下降沿触发的边沿JK触发器触发器74LS112。置置0（）置）置1（）端均为低电平

5、有效，异步方式）端均为低电平有效，异步方式(不不 受受CP的影响的影响)。DRDS第8页，此课件共44页哦4.JK触发器构成的触发器构成的T触发器和触发器和T触发器触发器T触发器：具有保持和翻转功能的触发器。触发器：具有保持和翻转功能的触发器。T触发器：只具有翻转功能的触发器。触发器：只具有翻转功能的触发器。1J C11KTQQCP第9页，此课件共44页哦(1)JK触发器触发器T触发器触发器 令令JK触发器的触发器的J=K=T，可得可得T触发器的特性方程为：触发器的特性方程为：nnnnnnQTQTQQKQJQ11（CP下降沿到来有效）下降沿到来有效）T触发器的逻辑功能为：触发器的逻辑功能为：T

6、=1时：每输入一个时钟脉冲时：每输入一个时钟脉冲CP，触发器的状态翻触发器的状态翻 转一次；转一次；T=0时：输入时钟脉冲时：输入时钟脉冲CP时，触发器状态保持不变时，触发器状态保持不变T触发器的作用：计数。触发器的作用：计数。nnnQTQTQ1第10页，此课件共44页哦nnnnQQKQJQ1(2)JK触发器触发器T触发器触发器 令令JK触发器的触发器的J=K=1，可得可得T触发器的特性方程为：触发器的特性方程为：（CP下降沿到来有效）下降沿到来有效）T触发器是触发器是T触发器在触发器在T=1时的特例。时的特例。1J C11K1QQCP第11页，此课件共44页哦集成边沿集成边沿JK触发器触发器

7、(a)74LS112 的引脚图 16 15 14 13 12 11 10 974LS112 1 2 3 4 5 6 7 8VCC 1RD 2RD 2CP 2K 2J 2SD 2Q1CP 1K 1J 1SD 1Q 1Q 2Q GND(b)CC4027 的引脚图 16 15 14 13 12 11 10 9CC4027 1 2 3 4 5 6 7 8VDD 2Q 2Q 2CP 2RD 2K 2J 2SD1Q 1Q 1CP 1RD 1K 1J 1SD VSS74LS112为为CP下降沿触发。下降沿触发。CC4027为为CP上升沿触发，且其异步输入端上升沿触发，且其异步输入端RD和和SD为高电平有效。

8、为高电平有效。第12页，此课件共44页哦 由由3 3个基本个基本SR锁存器组成锁存器组成置置0维持线维持线接受接受D、CP输入信号输入信号根据根据 确定确定触发器的状态触发器的状态 RS G1&CP Q1&G2 G3&G5 Q2 Q3 S R G4 Q4 D G6 Q Q&维持阻塞维持阻塞D触发器触发器（边沿（边沿D触发器）触发器）第13页，此课件共44页哦0 01 11 1D DD D 1&CP Q1&G33&Q2 Q3 S RQ4 D QQ&CP=0 Qn+1=QnD 信号进入触发器信号进入触发器,为状态刷新作好准备为状态刷新作好准备Q1=DQ4=D工作原理工作原理:触发器触发器,状态不变

9、状态不变G2G1G4G5G6第14页，此课件共44页哦0 01 1D DD D G1&C P Q1&3&G5 Q2 Q3 S R G Q4 D G Q Q&当当CP 由由0跳变为跳变为11 10 00 0D DD DDQn 1 在在CP脉冲的脉冲的上升沿，触法器上升沿，触法器按此前的按此前的D信号信号刷新刷新1 11 1G2G4G6G5G3工作原理工作原理:第15页，此课件共44页哦 1&C P Q1&3&G5 Q2 Q3 S R G Q4 D G6 Q Q&当当CP=1置置0维持线维持线1 11 10 0D信号不影响信号不影响 、的状态，的状态，Q的状态不变的状态不变RS0 0置置1阻塞线阻

10、塞线如如Qn+1=0G1G2G3G4G5G60 01 1D不能改变不能改变Q3、Q2第16页，此课件共44页哦1 1 1&C P Q1&3&5 Q2 Q3 S R G Q4 D G Q Q&当当CP=10 01 1置置1维持线维持线置置0 阻塞线阻塞线1 1D信号不影响信号不影响 、的状态，的状态，Q的状态不变的状态不变RS如如Qn+1=1G1G2G3G4G5G60 01 11 1 Q2、Q3状态不变状态不变第17页，此课件共44页哦触发方式触发方式边沿边沿 维持阻塞维持阻塞D触发器是用时钟脉冲上升沿触发的。因此，又触发器是用时钟脉冲上升沿触发的。因此，又称为边沿称为边沿D触发器。触发器。Qn

11、+1=D （CP上升沿到来有效）上升沿到来有效）式中的式中的D信号指信号指CP上升沿上升沿到来前的状态，到来前的状态，Qn+1为为CP上上升沿到来后的状态。升沿到来后的状态。逻辑符号逻辑符号第18页，此课件共44页哦具有直接置具有直接置0和置和置1端的维持阻塞端的维持阻塞D触发器触发器 ：直接（异步）置：直接（异步）置0端；端；低电平有效。低电平有效。：直接（异步）置：直接（异步）置1端；低电平有效。端；低电平有效。直接（异步）：指不受直接（异步）：指不受CP的影响。的影响。DRDS第19页，此课件共44页哦D触发器构成的触发器构成的T触发器和触发器和T触发器触发器1.D触发器触发器T触发器触

12、发器nnnnQTQTQDQ11（CP脉冲上升沿到来有效）脉冲上升沿到来有效）令令 D=T Qn2.D触发器触发器T触发器触发器nnnQQDQ11（CP脉冲上升沿到来有效）脉冲上升沿到来有效）nQD 令令第20页，此课件共44页哦主从触发器主从触发器1.主从触发器与边沿触发器一样可以主从触发器与边沿触发器一样可以克服空翻克服空翻。2.结构：结构：主从结构主从结构。内部有相对称的主触发器和从触发器。内部有相对称的主触发器和从触发器3.触发方式：主从式。主、从两个触发器分别触发方式：主从式。主、从两个触发器分别工作在工作在CP两个不两个不同的时区内同的时区内。总体效果上与边沿触发方式相同。总体效果上

13、与边沿触发方式相同。状态更新的时刻只发生在状态更新的时刻只发生在CP信号的上升沿或下降沿信号的上升沿或下降沿4.优点：在优点：在CP的每个周期内触发器的状态只可能变化一次，能的每个周期内触发器的状态只可能变化一次，能提高触发器的工作可靠性。提高触发器的工作可靠性。主从触发器是在同步主从触发器是在同步RS触发器的基础上发展出来的触发器的基础上发展出来的 各种逻辑功能的触发器都有主从触发方式的触发器各种逻辑功能的触发器都有主从触发方式的触发器,即：主即：主从从RS触发器、主从触发器、主从JK触发器、主从触发器、主从D触发器、主从触发器、主从T触发器、主触发器、主从从T触发器。触发器。第21页，此课

14、件共44页哦主从主从RS触发器触发器1.1.电路结构电路结构 由两个同步由两个同步RSRS触发器串联触发器串联组成，上面的为从触发器，下组成，上面的为从触发器，下面的为主触发器。面的为主触发器。G G9 9门的作用是将门的作用是将CPCP反相，反相，使主、从两个触发器分别工作使主、从两个触发器分别工作在两个不同的时区内。在两个不同的时区内。G5 G6 G1 G2 G7 主触发器 G8 Qm Qm G3 从触发器 G4&Q Q&1 S R CP G9(a)逻辑电路&CPCP下降沿到来时有效下降沿到来时有效01RSQRSQnn特性方程特性方程第22页，此课件共44页哦主从主从RS触发器触发器G5

15、G6G1 G2G7 主触发器 G8Qm QmG3 从触发器 G4&Q Q&1S R CPCPG9(a)逻辑电路&(1)接收输入信号过程：接收输入信号过程：CP=1期间，主触发器控制门期间，主触发器控制门G7、G8打开，接收输入信号打开，接收输入信号R、S，有：有：从触发器控制门从触发器控制门G3、G4封锁，封锁，其状态保持不变。其状态保持不变。01RSQRSQnmnm工作原理工作原理第23页，此课件共44页哦(2)输出信号过程：输出信号过程：CP下降沿到来时，主触发下降沿到来时，主触发器控制门器控制门G7、G8封锁，在封锁，在CP=1期间接收的内容被存储起来。期间接收的内容被存储起来。同时，从

16、触发器控制门同时，从触发器控制门G3、G4被打开，主触发器将其接收的被打开，主触发器将其接收的内容送入从触发器，输出端随内容送入从触发器，输出端随之改变状态。在之改变状态。在CP=0期间，由期间，由于主触发器保持状态不变，因此于主触发器保持状态不变，因此受其控制的从触发器的状态也即受其控制的从触发器的状态也即Q、的值当然不可能改变。的值当然不可能改变。QG5 G6G1 G2G7 主触发器 G8Qm QmG3 从触发器 G4&Q Q&1S R CPCPG9(a)逻辑电路&第24页，此课件共44页哦 Q Q S RS CP RQ Q(b)曾用符号 1S 1RS CP RQ Q(c)国标符号CPC1

17、逻辑符号逻辑符号电路特点电路特点 主从主从RS触发器采用主从控制触发器采用主从控制结构，从根本上解决了输入信结构，从根本上解决了输入信号直接控制的问题，具有号直接控制的问题，具有CP1期间接收激励信号，期间接收激励信号，CP下下降沿到来时触发翻转的特点。降沿到来时触发翻转的特点。存在着约束问题，即在存在着约束问题，即在CP1期间，激励信号期间，激励信号R和和S不能同时不能同时为为1。边沿触发器边沿触发器第25页，此课件共44页哦主从主从JK触发器触发器1.电路结构电路结构G1 G2J K CP G7 主 G8G5 G6 G3 从 G4Q Q1G9Qm Qm&nnKQRQJS 下降沿到来时有效C

18、PQKQJQKQQJQRSQnnnnnnn 1代入主从代入主从RS触发器的特性方程触发器的特性方程，即可得到主从，即可得到主从JK触发器的特触发器的特性方程：性方程：将将主从主从JK触发器没有约束。触发器没有约束。第26页，此课件共44页哦J K QnQn+1功能0 0 00 0 101nnQQ1 保持0 1 00 1 10001nQ 置 01 0 01 0 11111nQ 置 11 1 01 1 110nnQQ1 翻转特性表、时序图特性表、时序图CPJKQ第27页，此课件共44页哦 Q Q J KJ CP KQ Q曾用符号 1J 1KJ CP KQ Q国标符号CPC1电路特点电路特点逻辑符号

19、逻辑符号 主从主从JK触发器采用主从触发器采用主从控制结构，从根本上解决了输入控制结构，从根本上解决了输入信号直接控制的问题，具有信号直接控制的问题，具有CP1期间接收输入信号期间接收输入信号,CP下降沿下降沿到来时触发翻转的特点。到来时触发翻转的特点。输入信号输入信号J、K之间没有之间没有约束。约束。第28页，此课件共44页哦G1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q Q1G9RDSD&带清零端和预置端的主从带清零端和预置端的主从JK触发器触发器RD=0，直接置0001SD=0，直接置1G1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q Q1G9RDSD&01第29页

20、，此课件共44页哦 SDJ CP K RD Q QSD RD J KJ CP KQ Q曾用符号国标符号CPRDSD S 1J 1K R Q QC1带清零端和预置端的主从带清零端和预置端的主从JK触发器的逻辑符号触发器的逻辑符号第30页，此课件共44页哦集成主从集成主从JK触发器触发器 14 13 12 11 10 9 8 7472 1 2 3 4 5 6 7 VCC SD RD K3 K2 K1 Q(b)7472 的引脚图(a)74LS76 的引脚图 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS76 1 2 3 4 5 6 7 8 1K 1Q 1Q GND 2K 2Q 2Q 2J 1

21、CP 1SD 1RD 1J VCC2CP 2SD 2RD NC CP J1 J2 J3 Q GND 321KKKK 321JJJJ 低电平有效低电平有效CP下降沿触发第31页，此课件共44页哦 1J 2K S RSD J1 J2 J3 CP K1 K2 K3 RDQ QCP&与输入主从与输入主从JK触发器的逻辑符号触发器的逻辑符号第32页，此课件共44页哦G5 G6G1 G2CPG3 从 G4&Q Q1G7 主 G8&1D1QmQm&D CP Q Q DQ Q曾用符号 D CP 1DQ Q国标符号 CP C1主从主从D触发器触发器特性方程为：特性方程为：DQn1下降沿时刻有效下降沿时刻有效第3

22、3页，此课件共44页哦 14 13 12 11 10 9 8 74LS74 1 2 3 4 5 6 7 VCC 2RD 2D 2CP 2SD 2Q 2Q 1RD 1D 1CP 1SD 1Q 1Q GND 14 13 12 11 10 9 8 CC4013 1 2 3 4 5 6 7 VCC 2Q 2Q 2CP 2RD 2D 2SD 1Q 1Q 1CP 1RD 1D 1SD VSS (a)74LS74 引脚排列图 (b)CC4013 引脚排列图 集成边沿集成边沿D触发器触发器：CC4013的异步输入端RD和SD为高电平有效。CP上升沿触发第34页，此课件共44页哦总结：触发器的两要素总结：触发器

23、的两要素一、逻辑功能一、逻辑功能1.描述方法：逻辑符号、特性表、驱动表、特性方程、描述方法：逻辑符号、特性表、驱动表、特性方程、状态转移图状态转移图1）逻辑符号）逻辑符号 “”：表示边沿触发输入。：表示边沿触发输入。小圆圈：表示下降沿有效触发。小圆圈：表示下降沿有效触发。无小圆圈：表示上升沿有效触发。无小圆圈：表示上升沿有效触发。“”：表示主从触发输出。：表示主从触发输出。第35页，此课件共44页哦2）特性表）特性表3）驱动表）驱动表XQn第36页，此课件共44页哦4）特性方程）特性方程第37页，此课件共44页哦二、触发方式二、触发方式1.1.基本基本RSRS触发器：触发器：直接电平触发（低电

24、平有效直接电平触发（低电平有效/高电平有效）高电平有效）,无无CPCP。2.2.同步触发同步触发 CPCP的（高的（高/低）电平期间触发；即在整个有效电平期间低）电平期间触发；即在整个有效电平期间接收输入信号（接收输入信号（RS/JK/D/TRS/JK/D/T）；）；在整个电平期间状态相应更新；在整个电平期间状态相应更新；存在空翻。存在空翻。3.3.边沿触发边沿触发 只在只在CPCP的的或或边沿触发；即只在边沿触发；即只在CPCP的的或或边沿接收输边沿接收输入信号（入信号（RS/JK/D/TRS/JK/D/T）；）；只在只在CPCP的的或或边沿状态更新；无空边沿状态更新；无空翻。翻。4.4.主

25、从触发主从触发 有主、从两个触发器，在有主、从两个触发器，在CPCP的高的高/低电平期间交替工作、封低电平期间交替工作、封锁。只在锁。只在CPCP的高电平期间（或低电平期间）接收输入信号（的高电平期间（或低电平期间）接收输入信号（RS/JK/D/TRS/JK/D/T）；）；只在只在CPCP的的或或边沿总的输出状态更新。边沿总的输出状态更新。第38页，此课件共44页哦集成触发器中常见的置集成触发器中常见的置0和置和置1端端 ：直接（异步）置：直接（异步）置0端。端。：直接（异步）置：直接（异步）置1端。端。有非号：低电平有效。有非号：低电平有效。无非号：高电平有效。无非号：高电平有效。直接（异步

26、）：指不受直接（异步）：指不受CP的影响。的影响。同步：与同步：与CP节拍相同。节拍相同。DRDS第39页，此课件共44页哦不同类型触发器之间的转换不同类型触发器之间的转换（1）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。（2）变换待求触发器的特性方程，使之形式与已有触发）变换待求触发器的特性方程，使之形式与已有触发器的特性方程一致。器的特性方程一致。（3）比较已有和待求触发器的特性方程，根据两个方程）比较已有和待求触发器的特性方程，根据两个方程相等的原则求出转换逻辑。相等的原则求出转换逻辑。（4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。）根据转换逻辑画出逻辑电路图。利用

27、令已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则，求利用令已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则，求出转换逻辑。出转换逻辑。第40页，此课件共44页哦不同类型触发器之间的转换不同类型触发器之间的转换DQnQn+1T DT0110Qn0101Qn+10011D0011nQDT第41页，此课件共44页哦第42页，此课件共44页哦同步同步RS触发器触发器 钟控端（钟控端（CP 端）：时钟脉冲输入端端）：时钟脉冲输入端CP1时，工作情况与基本时，工作情况与基本RS触发器相同。触发器相同。高电平有效高电平有效第43页，此课件共44页哦G3 G4G1 G2J CP KJ CP KJ CP KQ QJ CP KQ QQ Q(a)逻辑电路(b)曾用符号1J C1 1KQ Q(c)国标符号&同步同步JK触发器触发器 克服同步克服同步RS触发器在触发器在R=S=1的情况。是将触发器输出端的情况。是将触发器输出端状态反馈到输入端，使状态反馈到输入端，使G3、G4的输出不会同时出现的输出不会同时出现0。J、K端相当于同步端相当于同步RS触发器的触发器的S、R端。端。nKQR nQJS QQ有有 nKQR nQJS 第44页，此课件共44页哦