第十三讲边沿触发器及其功能变换精选PPT.ppt

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1、第十三讲边沿触发器及其功能变换第1页，此课件共35页哦内容：1.边沿触发器 2.主从触发器目的与要求：1.掌握触发器的边沿触发方式和主从触发方式。2.掌握各种逻辑功能的触发器：RS、D、JK、T、T的逻辑功能。3.掌握查手册了解MSI触发器的逻辑功能和性能 的方法。重点与难点：1.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。难点：触发方式、特性表、驱动表的正确理解。第2页，此课件共35页哦课堂讨论：D 触发器的特性方程中没有出现Q n，那么它 是时序电路吗？复习（提问）：时序电路的一些基本概念复习：现态、次态、0/1状态、复位端、置位端、低电平有效、RS 触发器的特性表、

2、驱动表、特性方程、状态转 换图。本节中，不详细分析触发器具体电路的工作原理，只简单了解即可。因为集成触发器的学习以应用为主，不强调内部电路。重点：逻辑功能、触发方式。克服空翻边沿触发方式和主从触发方式第3页，此课件共35页哦边沿触发器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。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抗干扰能力，它没有空翻现象。边沿触发器主要有维持阻塞D触发器，边沿JK触发器、CMOS边沿触发器等。以下各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。因为集成触发器的学习以应用为

3、主，不强调内部电路。第4页，此课件共35页哦TTL边沿触发器边沿触发器1.电路结构电路结构 逻辑符号中“”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：表示上升沿有效触发。TTL边沿JK触发器逻辑图和逻辑符号2.逻辑功能逻辑功能式中：Q n+1为CP下降沿到来后的状态；其余为CP到来前的状态。第5页，此课件共35页哦工作过程：工作过程：在CP等于0期间，与非门3、4及与门A、D均被封锁，基本触发器（门1、2）经过门B、C处于保持状态，输入数据J、K不会被接收。在CP等于1期间，基本触发器可以通过与J、K无关的与门A、D而处于保持状态，此时J、K数据能经门3、4到达与门B、C的输入

4、端，但它无法进入基本触发器。如，若触发器的原始状态为Q=0，那么此时的门4被Q=0封锁，经门3到达门B的输入的输入数据将会被门A的“1”输出封锁在与或非门1之外，从而使B门的输入不能进入基本触发器。当CP的负跳变来到时，就会产生两方面的情况。首先，CP将关闭门A、D，从而破坏了基本触发器保持状态的条件，使已进入与门B或C的数据能进入基本触发器。随后，CP的负沿封锁了门3、4，从而把与门B、C打开，又使基本触发器通过门B、C处于保持状态。然而，基本触发器能否可靠地翻转，取决于内部一些门的延迟时间。若电路参数选得合理，使与门A、D关闭较快，使门3、4关闭时间较慢，并且基本触发器翻转较快，那么在门A

5、、D关闭的同时，进入B、C的输入数据在基本触发器翻转稳定后，门3、4输出信息才消失，这样，触发器才能可靠地接收数据。由于CP正跳变来到时，CP要打开与门A、D和与非门3、4。如果使门A、D的开启比与非门3、4的开启快，就能确保CP正跳变来到时触发器仍处于保持状态，否则触发器就要接收数据。上图所示的触发器就是利用门A、D的开启快于门3、4的开启；门A、D的关闭快于门3、4的关闭以及基本触发器翻转较快来实现负沿触发的。演示第6页，此课件共35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JK触发器74LS112。置0（）置1（）端均为低电平有效，异

6、步方式（不受CP的影响）。异步置位端与门3、4相连的原因，以置0端为例：假设在置0信号作用期间J=1，若 只和C、D相连而不与门3相连，则当CP负跳变来到时，门A输出的负跳变就一定比门B输出的正跳变提前来到，于是在Q端就会出现一个正向的尖峰脉冲信号。若用 信号去封锁门3，那么CP的负跳变就不能到达门B，这样也就消除了尖峰信号。第7页，此课件共35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。T触发器：只具有翻转功能的触发器。1.JK触发器T触发器 令JK触发器的J=K=T，可得T触发器的特性方程为：（CP脉冲下降沿到来有效）T触发器的

7、逻辑功能为：T=1时：每输入一个时钟脉冲CP，触发器的状态翻转一次；T=0时：输入时钟脉冲CP时，触发器的状态保持不变。T触发器的作用：计数。第8页，此课件共35页哦2.JK触发器T触发器 令JK触发器的J=K=1，可得T触发器的特性方程为：（CP脉冲下降沿到来有效）T触发器是T触发器在T=1时的特例。第9页，此课件共35页哦集成边沿集成边沿JK触发器触发器74LS112为CP下降沿触发。CC4027为CP上升沿触发，且其异步输入端RD和SD为高电平有效。注注意意第10页，此课件共35页哦边沿边沿D触发器触发器工作原理工作原理（1）CP0时，门G7、G8被封锁，门G3、G4打开，从触发器的状态

8、取决于主触发器Q=Qm、Q=Qm，输入信号D不起作用。（2）CP1时，门G7、G8打开，门G3、G4被封锁，从触发器状态不变，主触发器的状态跟随输入信号D的变化而变化，即在CP1期间始终都有Qm=D。第11页，此课件共35页哦下降沿时刻有效（3）CP下降沿到来时，封锁门G7、G8，打开门G3、G4，主触发器锁存CP下降时刻D的值，即Qm=D，随后将该值送入从触发器，使Q=D、Q=D。（4）CP下降沿过后，主触发器锁存的CP下降沿时刻D的值被保存下来，而从触发器的状态也将保持不变。综上所述，边沿D触发器的特性方程为：边沿边沿边沿边沿D D触发器没有一次变化问题。触发器没有一次变化问题。触发器没有

9、一次变化问题。触发器没有一次变化问题。第12页，此课件共35页哦逻辑符号逻辑符号第13页，此课件共35页哦集成边沿集成边沿D触发器触发器注意注意注意注意：CC4013的异步输入端RD和SD为高电平有效。CP上升沿触发第14页，此课件共35页哦维持阻塞维持阻塞D触发器触发器1.电路结构电路结构逻辑图逻辑符号第15页，此课件共35页哦2.逻辑功能与触发方式逻辑功能与触发方式 1）逻辑功能）逻辑功能若输入D=1在CP=0时，保持。因D=1，G6输入全1，输出Q6=0，使Q4=1，Q5=1。当CP由0跃变到1时，触发器置1。在CP=1期间，线阻塞了置0通路，故称其为置0阻塞线。线维持了触发器的1状态，

10、故称其为置1维持线。若输入D=0在CP=0时，保持。因D=0，G6输出Q6=1，这时，G5输入全1，输出Q5=0。当CP由0跃变到1时，触发器置0。在CP=1期间，线维持了触发器的0状态，故称其为置0维持线。线阻塞了置1通路，故称其为置1阻塞线。可见，它的逻辑功能和前面讨论的同步D触发器的相同。因此，其特性表、驱动表和特性方程也相同。第16页，此课件共35页哦2）触发方式）触发方式边沿边沿 维持阻塞D触发器是用时钟脉冲上升沿触发的。因此，又称为边沿D触发器。Q n+1=D（CP上升沿到来有效）式中的D信号指CP上升沿到来前的状态。Q n+1为CP上升沿到来后的状态。第17页，此课件共35页哦具

11、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 下图为上升沿触发的维持阻塞D触发器74LS74的逻辑图和逻辑符号。：直接（异步）置0端；：直接（异步）置1端；均为低电平有效；直接（异步）：指不受CP的影响。第18页，此课件共35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T触发器（CP脉冲上升沿到来有效）令 D=TQ n2.D触发器T触发器（CP脉冲上升沿到来有效）令第19页，此课件共35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克服空翻。主从触发器与边沿触发器一样可以克服空翻。2.结构：主从结构结构：主从结构。内部有相对称的

12、主触发器和从触发器。3.触发方式：主从式。触发方式：主从式。主、从两个触发器分别工作在CP两个不同的时区内。总体效果上与边沿触发方式相同。状态更新的时刻只发生在CP信号的上升沿或下降沿。4.优点：优点：在CP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。主从触发器是在同步RS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，即：主从RS触发器、主从JK触发器、主从D触发器、主从T触发器、主从T触发器。第20页，此课件共35页哦主从主从RS触发器触发器1.电路结构电路结构 由两个同步RS触发器串联组成，上面的为从触发器，下面的为主触发器。G9门的作用是将

13、CP反相，使主、从两个触发器分别工作在两个不同的时区内。（1）接收输入信号过程CP=1期间：主触发器控制门G7、G8打开，接收输入信号R、S，有：从触发器控制门G3、G4封锁，其状态保持不变。工作原理工作原理第21页，此课件共35页哦0 01 1（2）输出信号过程CP下降沿到来时，主触发器控制门G7、G8封锁，在CP=1期间接收的内容被存储起来。同时，从触发器控制门G3、G4被打开，主触发器将其接收的内容送入从触发器，输出端随之改变状态。在CP=0期间，由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Q、的值当然不可能改变。CP下降沿到来时有效特性方程特性方程第22页，此课件共35页

14、哦逻辑符号逻辑符号电路特点电路特点主从RS触发器采用主从控制结构，从根本上解决了输入信号直接控制的问题，具有CP1期间接收输入信号，CP下降沿到来时触发翻转的特点。但其仍然存在着约束问题，即在CP1期间，输入信号R和S不能同时为1。第23页，此课件共35页哦主从主从JK触发器触发器1.电路结构电路结构代入主从RS触发器的特性方程，即可得到主从JK触发器的特性方程：将主从JK触发器没有约束。第24页，此课件共35页哦特性表、时序图特性表、时序图第25页，此课件共35页哦电路特点电路特点逻辑符号逻辑符号主从JK触发器采用主从控制结构，从根本上解决了输入信号直接控制的问题，具有CP1期间接收输入信号

15、，CP下降沿到来时触发翻转的特点。输入信号J、K之间没有约束。存在一次变化问题。第26页，此课件共35页哦带清零端和预置端的带清零端和预置端的主从主从JK触发器触发器RD=0，直接置001111001SD=0，直接置110001111第27页，此课件共35页哦带清零端和预置端的带清零端和预置端的主从主从JK触发器的逻辑符号触发器的逻辑符号第28页，此课件共35页哦集成主从集成主从JK触发器触发器低电平有效低电平有效CP下降沿触发第29页，此课件共35页哦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 主从JK触发器功能完善，并且输入信号J、K之间没有约束。但主从JK触发器还存在着一次

16、变化问题，即主从JK触发器中的主触发器，在CP1期间其状态能且只能变化一次，这种变化可以是J、K变化引起，也可以是干扰脉冲引起，因此其抗干扰能力尚需进一步提高。第30页，此课件共35页哦总结：触发器的两要素总结：触发器的两要素一、逻辑功能一、逻辑功能 1.描述方法：描述方法：逻辑符号、特性表、驱动表、特性方程 1）逻辑符号）逻辑符号 “”：表示边沿触发输入。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。“”：表示主从触发输出。第31页，此课件共35页哦2）特性表）特性表3）驱动表）驱动表第32页，此课件共35页哦4）特性方程）特性方程第33页，此课件共35页哦二、触发方式二、触发方

17、式 1.基本基本RS触发器：触发器：直接电平触发（低电平有效/高电平有效），无CP。2.同步触发同步触发 CP的（高/低）电平期间触发；即在整个有效电平期间接收输入信号（RS/JK/D/T）；在整个电平期间状态相应更新；存在空翻。3.边沿触发边沿触发 只在CP的或边沿触发；即只在CP的或边沿接收输入信号（RS/JK/D/T）；只在CP的或边沿状态更新；无空翻。4.主从触发主从触发 有主、从两个触发器，在CP的高/低电平期间交替工作、封锁。只在CP的高电平期间（或低电平期间）接收输入信号（RS/JK/D/T）；只在CP的或边沿总的输出状态更新。第34页，此课件共35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0端。：直接（异步）置1端。有非号：低电平有效。无非号：高电平有效。直接（异步）：指不受CP的影响。同步：与CP节拍相同。第35页，此课件共35页哦