数字电路第四章触发器幻灯片.ppt

《数字电路第四章触发器幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电路第四章触发器幻灯片.ppt（58页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、数字电路第四章触发器第1页，共58页，编辑于2022年，星期六4.1 概述概述时序电路时序电路现时的现时的输出不仅取决于现时的输入输出不仅取决于现时的输入,还还取决于电路原来的状态。也就是说时序电路取决于电路原来的状态。也就是说时序电路能记住电路的原有状态能记住电路的原有状态,这种忆功能是靠这种忆功能是靠“双稳双稳态触发器态触发器”（flip-flop)来实现的，所以在讨论具来实现的，所以在讨论具体时序电路之前，要先介绍触发器。体时序电路之前，要先介绍触发器。flipflop第2页，共58页，编辑于2022年，星期六&a&b反馈反馈两个输入端两个输入端两个输出端两个输出端01?010?011?

2、Q00?保持原保持原状态状态不不允允许许记忆功能的实现记忆功能的实现第3页，共58页，编辑于2022年，星期六基本基本RS触发器的功能表触发器的功能表保持原状态保持原状态0 11 0不允许不允许 QRD SD1 10 11 00 0RDSDdirectlyResetSet第4页，共58页，编辑于2022年，星期六1.基本基本 RS触发器触发器是双稳态器件，只要令是双稳态器件，只要令RD=SD=1，触发器即保持原态。稳态情况下，触发器即保持原态。稳态情况下，两输出互补。一般定义两输出互补。一般定义Q为触发器的状态。为触发器的状态。2.在控制端加入负脉冲，可以使触发器状态变化。在控制端加入负脉冲，

3、可以使触发器状态变化。SD端加入负脉冲，使端加入负脉冲，使Q=1，SD称为称为“置位置位”或或“置置1”端。端。RD端加入负脉冲，使端加入负脉冲，使Q=0，RD称为称为“复位复位”或或“清清0”端。端。小结小结第5页，共58页，编辑于2022年，星期六&a&b保持原状态保持原状态0 11 0不定状态不定状态 QRD SD1 10 11 00 01 基本基本 RS触发器触发器 4.2 触发器的基本形式触发器的基本形式第6页，共58页，编辑于2022年，星期六2 同步同步 RS触发器（触发器（时钟时钟RS)&c&d&a&bCP时钟信号时钟信号直接置直接置0或置或置1第7页，共58页，编辑于2022

4、年，星期六&c&d&a&bCPCP=0时时011触发器保持原态触发器保持原态CP=1时时1&c&d&a&bCP第8页，共58页，编辑于2022年，星期六简化的功能表简化的功能表Qn+1-下一状态（下一状态（CP过后）过后）Qn-原状态原状态RDSDRSCQ逻辑符号逻辑符号Qn+1=S+RQnRS=0特性方程特性方程疑团阵阵疑团阵阵第9页，共58页，编辑于2022年，星期六例：例：画出画出RS触发器的输出波形触发器的输出波形。CPRSQSet使输出全为使输出全为1CP撤去后撤去后状态不定状态不定Reset第10页，共58页，编辑于2022年，星期六电平触发电平触发触发器的触发器的计数状态计数状态

5、空翻空翻&c&d&a&bCPRS01001T触发器触发器第11页，共58页，编辑于2022年，星期六100101110假设起始假设起始Q=010&c&d&a&bCP101010空翻空翻第12页，共58页，编辑于2022年，星期六 电平触发的触发器在接成计数状态时会电平触发的触发器在接成计数状态时会产生产生空翻空翻现象现象(即即CP=1期间，输出状态期间，输出状态翻转若干次，因而不能正常计数。翻转若干次，因而不能正常计数。)。克服空翻现象的方法之一是克服空翻现象的方法之一是:采用主从触采用主从触发方式。发方式。注意注意第13页，共58页，编辑于2022年，星期六R2S2CF从从CPR1S1CF主

6、主反相，不能反相，不能同时工作同时工作主从触发方式主从触发方式T 触发器的电路结构触发器的电路结构互补脉冲互补脉冲第14页，共58页，编辑于2022年，星期六主从触发方式主从触发方式T 触发器的工作原理触发器的工作原理10F主打开主打开F从从关闭关闭输出反输出反馈到馈到F主主R2S2CF从从CPR1S1CF主主CP第15页，共58页，编辑于2022年，星期六01F主主输出输出送到送到F从从CPF主主关闭关闭F从从打开打开0R2S2CF从从R1S1CF主主CP第16页，共58页，编辑于2022年，星期六综合上述分析，综合上述分析，主从触发器来一个主从触发器来一个CP 只能翻转一次。只能翻转一次。

7、前沿处，输出前沿处，输出交叉反馈到交叉反馈到F主主。后沿处，输出传后沿处，输出传递到递到F从从翻转完翻转完成。成。CPRDSDCQCP边沿边沿处翻转处翻转CP负沿负沿处翻转处翻转逻辑符号：逻辑符号：时序图：时序图：QCP第17页，共58页，编辑于2022年，星期六3.T触发器触发器R2S2CF从从R1S1CF主主CPTT=0时时CP不起作不起作用，不计数；用，不计数；T=1时与时与T相同。相同。CP第18页，共58页，编辑于2022年，星期六功能表功能表RDSDCQT逻辑符号逻辑符号:时序图：时序图：CPQT特性方程特性方程第19页，共58页，编辑于2022年，星期六4.JK触发器触发器R2S

8、2CF从从R1S1CF主主CPKJJK触发器的功触发器的功能最完善，有能最完善，有两个控制端两个控制端J、K。第20页，共58页，编辑于2022年，星期六JK触发器的工作原理：触发器的工作原理：=0=0被封锁被封锁保持原态保持原态J=K=0时：时：R2S2CF从从R1S1CF主主CPKJCP第21页，共58页，编辑于2022年，星期六=1=1相当于相当于T触触发器发器T=1R2S2CF从从R1S1CF主主CPKJJ=K=1时：时：CP第22页，共58页，编辑于2022年，星期六=0=1 Qn=0时时01Qn+1=11J=1，K=0时：时：分两种情况分两种情况（Q=0,Q=1）R2S2CF从从R

9、1S1CF主主CPKJCP第23页，共58页，编辑于2022年，星期六=0=1 Qn=1时时1000F主主被封被封保持原态保持原态Qn+1=1R2S2CF从从R1S1CF主主CPKJJ=1，K=0时时CP第24页，共58页，编辑于2022年，星期六=1=0Qn+1=0同样原理：同样原理：J=0，K=1时：时：R2S2CF从从R1S1CF主主CPKJCP第25页，共58页，编辑于2022年，星期六J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 功能表功能表逻辑符号逻辑符号RDSDCQKJnQ0000 11 01 10001111Qn01特性方程特性方程Qn+1=J +KnQ第26

10、页，共58页，编辑于2022年，星期六时序图时序图JQCPKJQ 保持保持T第27页，共58页，编辑于2022年，星期六5.D触发器触发器R2S2CF从从R1S1CF主主CP DQn+1=J +KnQ第28页，共58页，编辑于2022年，星期六主从触发方式在功能表中一般用主从触发方式在功能表中一般用“”表示。表示。主从型主从型D触发器功能表触发器功能表逻辑符号逻辑符号CQD特性方程特性方程第29页，共58页，编辑于2022年，星期六小结：小结：从逻辑功能来看：从逻辑功能来看：1.基本基本RS触发器触发器2.同步同步RS触发器触发器3.T和和T触发器触发器4.JK触发器触发器5.D触发器触发器逻

11、辑符号逻辑符号功能表功能表特性方程特性方程第30页，共58页，编辑于2022年，星期六从电路结构及触发方式来看从电路结构及触发方式来看:基本基本RS触发器触发器直接置位复位直接置位复位加上时钟脉冲来同步加上时钟脉冲来同步难於协调工作难於协调工作电平触发电平触发有空翻有空翻主从型结构主从型结构主从触发主从触发不允许在不允许在CP=1期间有干扰，期间有干扰，否则可能产生误动作否则可能产生误动作。维阻型结构维阻型结构边沿触发方式边沿触发方式第31页，共58页，编辑于2022年，星期六以主从触发的以主从触发的D触发器为例：触发器为例：CPDQ干扰干扰t1t2正确的输出正确的输出波形波形假设在假设在CP

12、=1期间期间 D有一干扰有一干扰主从型的主从型的D触发器的触发器的输出波形如何？输出波形如何？第32页，共58页，编辑于2022年，星期六CPDQt1t2R2S2CF从从R1S1CF主主CP D第一个第一个CP到来时，到来时，Q翻转。翻转。1第33页，共58页，编辑于2022年，星期六CPDQt1t2第一个第一个CP的下降沿，的下降沿，Q翻转，输翻转，输出反馈到出反馈到F主主的输入。的输入。1010R2S2CF从从R1S1CF主主CP D第34页，共58页，编辑于2022年，星期六CPDQt1t2由于由于S1=0，t1时刻时刻Q翻转为翻转为0。10100R2S2CF从从R1S1CF主主CP D

13、第35页，共58页，编辑于2022年，星期六CPDQt1t2t2时刻时刻Q会再变会再变为为1 吗？吗？10100R2S2CF从从R1S1CF主主CP D第36页，共58页，编辑于2022年，星期六CPDQt1t21010010由于由于D=1,所以所以F主主被封。被封。D变为变为1后，后，Q并不翻转为并不翻转为1。R2S2CF从从R1S1CF主主CP D！第37页，共58页，编辑于2022年，星期六CPDQt1t21010010第二个第二个 CP的下降沿，的下降沿，F从从按按F主的输出翻转。主的输出翻转。01R2S2CF从从R1S1CF主主CP D第38页，共58页，编辑于2022年，星期六由于

14、由于D在在CP=1期间有干扰，便产生了错误的输期间有干扰，便产生了错误的输出。因此，主从触发器不允许在出。因此，主从触发器不允许在CP=1期间有干扰，期间有干扰，否则可能产生误动作。否则可能产生误动作。CPDQt1t2第39页，共58页，编辑于2022年，星期六 边沿触发方式边沿触发方式为了免除为了免除CP=1期间输入控制电平不许改变的限制，期间输入控制电平不许改变的限制，采用采用边沿触发边沿触发方式。其特点是：触发器只在时钟跳方式。其特点是：触发器只在时钟跳变时刻发生翻转，而在变时刻发生翻转，而在CP=1或或CP=0期间，控制端期间，控制端的任何变化都不影响输出。的任何变化都不影响输出。如果

15、翻转发生在上升沿就叫如果翻转发生在上升沿就叫“上升沿触发上升沿触发”或或“正边沿触发正边沿触发”。如果翻转发生在下降沿就叫。如果翻转发生在下降沿就叫“下降下降沿触发沿触发”或或“负边缘触发负边缘触发”。下面以边缘触发的。下面以边缘触发的D触触发器为例讲解。发器为例讲解。第40页，共58页，编辑于2022年，星期六&e&f&c&d&a&bDCP设原态设原态Q=0，并设，并设D=1。1CP=0期间：期间：(1)c、d被锁，被锁，c、d的的输出均为输出均为1。00110输出保持原状态输出保持原状态不变不变第41页，共58页，编辑于2022年，星期六1(2)c=1、d=1反馈到反馈到a、b的输入，的输

16、入，a、b输出输出为为0、1。001111010&e&f&c&d&a&bDCPCP=0期间：期间：第42页，共58页，编辑于2022年，星期六CP正沿到达时正沿到达时:c、d开启，使开启，使c=1，d=0。11110110Q翻转为翻转为101&e&f&c&d&a&bDCP第43页，共58页，编辑于2022年，星期六&e&f&c&d&a&bDCPCP正沿过后：正沿过后：d=0将将c封锁封锁,并使并使b=1，维持，维持d=0。11001因此以后因此以后CP=1期期间间D的变化不影响的变化不影响输出。输出。001维持线维持线阻塞线阻塞线第44页，共58页，编辑于2022年，星期六边沿触发的边沿触发的

17、D触发器功能表触发器功能表正沿触发正沿触发CQ正沿正沿触发触发DCPDQCPD触发器的输出波形触发器的输出波形第45页，共58页，编辑于2022年，星期六简化的功能表简化的功能表特性方程特性方程DCQ负沿负沿触发触发CQ正沿正沿触发触发D第46页，共58页，编辑于2022年，星期六CIQCIQ正电位触发正电位触发负电位触发负电位触发小结小结:触发方式在逻辑符号中的表示触发方式在逻辑符号中的表示CIQ负沿触发负沿触发CIQ正沿触发正沿触发1.2.第47页，共58页，编辑于2022年，星期六3.QCIQCIQCI主从型正沿触发主从型正沿触发主从型负沿触发主从型负沿触发CPCP?(-:第48页，共5

18、8页，编辑于2022年，星期六*在应用触发器时，要特别注意触发形式在应用触发器时，要特别注意触发形式，否则很容易造成整个数字系统工作不，否则很容易造成整个数字系统工作不正常。正常。*边沿触发抗干扰能力强，且不存在空边沿触发抗干扰能力强，且不存在空翻，应用较广泛。翻，应用较广泛。第49页，共58页，编辑于2022年，星期六一、一、JK触发器转换成触发器转换成D触发器触发器CQKJD CP4.3 触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换第50页，共58页，编辑于2022年，星期六二、二、JK触发器转换成触发器转换成T触发器触发器CQKJTCP第51页，共58页，编辑于2022年，星期六三、三、D触

19、发器转换成触发器转换成T触发器触发器CQDCP第52页，共58页，编辑于2022年，星期六4.4 应用举例应用举例例：例：四人抢答电路。四人抢答电路。四人参加比赛，每人一个按钮，四人参加比赛，每人一个按钮，其中一人按下按钮后，相应的指示灯亮。并且，其中一人按下按钮后，相应的指示灯亮。并且，其它钮再按下其它钮再按下,不起作用。不起作用。电路的核心是电路的核心是74LS175四四D触发器。它的内触发器。它的内部包含了四个部包含了四个D触发器，各输入、输出以字触发器，各输入、输出以字头相区别，管脚图见下页。头相区别，管脚图见下页。第53页，共58页，编辑于2022年，星期六CLRD CPQCLRD

20、CPQCLRD CPQCLRD CPQ1Q1D2Q2DGND4Q4D3Q3D时钟时钟清零清零USC公用清零公用清零公用时钟公用时钟74LS175管脚图管脚图第54页，共58页，编辑于2022年，星期六+5VD1D2D3D4 CLRCP赛前先清零赛前先清零0输出为零输出为零发光管不亮发光管不亮CP&1&2&2清零清零第55页，共58页，编辑于2022年，星期六D1D2D3D4 CLRCP+5V1反相端都为反相端都为11开启开启CP&1&2&2清零清零第56页，共58页，编辑于2022年，星期六D1D2D3D4 CLRCP+5V若有一按钮被按下，若有一按钮被按下，比如第一个钮。比如第一个钮。=1=00被封被封这时其它按钮被按这时其它按钮被按下也没反应。下也没反应。0CP&1&2&2清零清零第57页，共58页，编辑于2022年，星期六第四章第四章 结束结束 数字电子技术数字电子技术第58页，共58页，编辑于2022年，星期六