第4章 触发器.ppt

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1、主要内容：主要内容：1.了解各种结构的触发器的工作特点；了解各种结构的触发器的工作特点；2.学习触发器功能描述的几种基本方法；学习触发器功能描述的几种基本方法；3.掌握不同功能触发器的符号、及其掌握不同功能触发器的符号、及其 各种描述。各种描述。4.掌握触发器的波形分析。掌握触发器的波形分析。第第4章章 触发器触发器 1.1.电路结构电路结构:由门电路组成的，它与组合逻辑电由门电路组成的，它与组合逻辑电路的根本区别在于，电路中有反馈线，即门电路的路的根本区别在于，电路中有反馈线，即门电路的输入、输出端交叉耦合输入、输出端交叉耦合。一、基本一、基本RSRS锁存器锁存器锁存器有两个互器有两个互补的

2、输出端，通常补的输出端，通常把把Q Q端的状态作为触端的状态作为触发器的状态发器的状态2.2.逻辑功能逻辑功能3.3.波形分析波形分析例例 在用与非门组成的基本在用与非门组成的基本RS锁存器中，设初始状态为锁存器中，设初始状态为0，已，已知输入知输入R、S的波形图，画出两输出端的波形图。的波形图，画出两输出端的波形图。解：由由表表5.1.1知知，当当R、S都都为为高高电电平平时时，触触发发器器保保持持原原状状态态不不变变；当当S 变变低低电电平平时时，触触发发器器翻翻转转为为1状状态态；当当R 变变低低电电平平时时，触触发发器器翻翻转转为为0状状态态；不不允允许许R、S同同时时为为低低电电平。

3、平。4 4用或非门组成的基本用或非门组成的基本RSRS锁存器锁存器这这种种锁锁存存器器的的触触发发信信号号是是高高电电平平有有效效，因因此此在在逻逻辑辑符符号的输入端处没有小圆圈。号的输入端处没有小圆圈。波形分析：波形分析：二、钟控二、钟控RSRS锁存器锁存器给给锁锁存存器器加加一一个个时时钟钟控控制制端端CPCP，只只有有在在CPCP端端上上出出现现时时钟钟脉脉冲冲时时，触触发发器器的的状状态态才才能能变变化化。这种锁存器称为这种锁存器称为钟控锁存器（同步钟控锁存器（同步RSRS触发器）触发器）。1 1电路结构电路结构2 2逻辑功能逻辑功能当当CP0 0时，控制门时，控制门G3 3、G4 4

4、关闭，触发器的状态保持不变。关闭，触发器的状态保持不变。当当CP1 1时，时，G3 3、G4 4打开，其输出状态由打开，其输出状态由R、S端的输入信号决定。端的输入信号决定。同同步步RS触触发发器器的的状状态态转转换换分分别别由由R、S和和CP控控制制，其其中中，R、S控制状态转换的方向；控制状态转换的方向；CP控制状态转换的时刻。控制状态转换的时刻。3 3触发器功能的几种表示方法触发器功能的几种表示方法触发器的功能除了可以用功能表表示外，还有几种表示方法：触发器的功能除了可以用功能表表示外，还有几种表示方法：（1 1）特性方程）特性方程由功能表画出卡诺图得特性方程：由功能表画出卡诺图得特性方

5、程：（2 2）状态转换图）状态转换图状态转换图表示触发器状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一从一个状态变化到另一个状态或保持原状不变个状态或保持原状不变时，对输入信号的要求。时，对输入信号的要求。（3 3）特性表或状态表）特性表或状态表（4 4）波形图）波形图三、主从三、主从JKJK触发器触发器1 1电路结构电路结构 为为此此，将将触触发发器器的的两两个个互互补补的的输输出出端端信信号号通通过过两两根根反反馈馈线线分分别别引引到到输输入入端端的的G G7 7、G G8 8门门，这这样样，就构成了就构成了JKJK触发器。触发器。2 2逻辑功能逻辑功能(1(1）功能表）功能表：（2 2）特性方

6、程：）特性方程：（3 3）状态转换图）状态转换图特点：特点：（1 1）主从触发器的翻转是在）主从触发器的翻转是在CPCP由由1 1变变0 0时刻（时刻（CPCP下降沿）发生的。下降沿）发生的。（2 2）CPCP一旦变为一旦变为0 0后，主触发器被封锁，后，主触发器被封锁，其状态不再受输入信号的影响，因此不会有其状态不再受输入信号的影响，因此不会有空翻现象。空翻现象。（3 3）存在一次变化现象。）存在一次变化现象。主从主从JKJK触发器存在的问题触发器存在的问题一次一次变化现象变化现象例例 已已知知主主从从JKJK触触发发器器J J、K K的的波波形形如如图图所所示示，画画出出输输出出Q Q的的

7、波波形形图图（设设初初始始状状态态为为0 0）。）。由由此此看看出出，主主从从JKJK触触发发器器在在CPCP=1=1期期间间，主主触触发发器器只只变变化化（翻翻转转）一一次次，这这种种现现象象称称为为一一次次变变化化现现象象。Q=0Q=0时时J J不不能能发发生生从从010010的的变变化化，Q=1Q=1时时K K不不能能发发生生从从010010的变化，的变化，1 1D D触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能D D触发器只有一个触发输入端触发器只有一个触发输入端D D，因此，逻辑关系非常简单；因此，逻辑关系非常简单；D D触发器的特性方程为：触发器的特性方程为：Q Qn+1n+1=D D四、维持

8、四、维持阻塞边沿阻塞边沿D D触发器触发器D D触发器的状态转换图：触发器的状态转换图：2 2维持维持阻塞边沿阻塞边沿D D触发器的结构及工作原理触发器的结构及工作原理 同步同步D D触发器存在触发器存在空翻现象，空翻现象，为了克服为了克服空翻，并具有边沿触空翻，并具有边沿触发器的特性，在原电发器的特性，在原电路的基础上引入三根路的基础上引入三根反馈线反馈线L L1 1、L L2 2、L L3 3。触发器的直接置触发器的直接置0 0和置和置1 1端端 R RD D直接置直接置0 0端，低电平有效；端，低电平有效；S SD D直接置直接置1 1端；低电平有效端；低电平有效。R RD D和和S S

9、D D不受不受CPCP和和D D信号的信号的影响，具有最高的优先级。影响，具有最高的优先级。3 3集成集成D D触发器触发器7474HCHC7474 特点：（1）单输入端的双D触发器。（2）它们都带有直接置0端RD和直接置1端SD，为低电平有效。（3）为CMOS边沿触发器，CP上升沿触发。例例 已知维持已知维持阻塞阻塞D D触发器的输入波形，画出输出波形图。触发器的输入波形，画出输出波形图。解：在波形图时，应注意以下两点：解：在波形图时，应注意以下两点：（1 1）触发器的触发翻转发生）触发器的触发翻转发生在在CPCP的的上升沿。上升沿。（2 2）判断触发器次态的依据是）判断触发器次态的依据是C

10、PCP上上升沿前一瞬间输入端升沿前一瞬间输入端D D的状态。的状态。根据根据D D触发器的功能表，可画出输出触发器的功能表，可画出输出端端Q Q的波形图。的波形图。各种逻辑功能的触发器各种逻辑功能的触发器不同逻辑功能的触发器国际逻辑符号不同逻辑功能的触发器国际逻辑符号D 触发器触发器JK 触发器触发器T 触发器触发器RS 触发器触发器D 触发器触发器 1.特性表特性表 Qn DQn+10000111001112.特性方程特性方程Qn+1=D 3.状态图状态图Qn Qn+1D 0 00 11 01 10 1 0 1 4.驱动表驱动表3.状态转换图状态转换图 翻翻 转转10011111 置置 11

11、1010011 置置 000011100状状态态不不变变01010000 说说 明明Qn+1QnKJ1.特性表特性表 2.特性方程特性方程JK 触发器触发器 4.驱动表驱动表 例例 设下降沿触发的设下降沿触发的JK触发器时钟脉冲和触发器时钟脉冲和J、K信号的波形信号的波形如图所示试画出输出端如图所示试画出输出端Q的波形。设触发器的初始状态为的波形。设触发器的初始状态为0。T触发器触发器 特性方程特性方程状态转换图状态转换图特性表特性表011101110000T逻辑符号逻辑符号 驱动表驱动表T触发器触发器国际逻辑符号国际逻辑符号 特性方程特性方程时钟脉冲每作用一次，触发器翻转一次。时钟脉冲每作用

12、一次，触发器翻转一次。五、集成触发器的主要参数五、集成触发器的主要参数o1.1.直流参数直流参数o（1 1）电源电流）电源电流I ICCCCo（2 2）低电平输入电流低电平输入电流I IILILo（3 3）高电平输入电流高电平输入电流I IIHIHo（4 4）输出高电平输出高电平V VOHOH输出低电平输出低电平V VOLOLo2.2.开关参数开关参数o（1 1）最高时钟频率）最高时钟频率f fmaxmaxo（2 2）对时钟的延迟（对时钟的延迟（t tCPLHCPLH和和t tCPHLCPHL）o（3 3）对直接置对直接置0 0置置1 1端的延迟时间端的延迟时间o(t tRLHRLH t tR

13、HLRHL t tSLHSLH t tsHLsHL)锁存器和触发器都是具有存储功能的逻辑电路，是构成锁存器和触发器都是具有存储功能的逻辑电路，是构成时序电路的基本逻辑单元。每个锁存器或触发器都能存储时序电路的基本逻辑单元。每个锁存器或触发器都能存储1位位二值信息。二值信息。锁存器是对脉冲电平敏感的电路，它们在一定电平作用锁存器是对脉冲电平敏感的电路，它们在一定电平作用下改变状态。下改变状态。触发器是对时钟脉冲边沿敏感的电路，它们在时钟脉冲触发器是对时钟脉冲边沿敏感的电路，它们在时钟脉冲的上升沿或下降沿作用下改变状态。的上升沿或下降沿作用下改变状态。触发器按逻辑功能分类有触发器按逻辑功能分类有D触发器、触发器、JK触发器、触发器、T（T）触发器和触发器和SR触发器。它们的功能可用特性表、特性方程和状触发器。它们的功能可用特性表、特性方程和状态图来描述。触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系。态图来描述。触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系。小小 结结