集成触发器 (2)课件.ppt
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1、集成触发器第1页,此课件共39页哦 6.1 6.1 触发器的特点及分类触发器的特点及分类 6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 触发器的基本特点触发器的基本特点触发器的基本特点触发器的基本特点 在各种复杂的数字系统中,不但要对二值信号进行算术在各种复杂的数字系统中,不但要对二值信号进行算术在各种复杂的数字系统中,不但要对二值信号进行算术在各种复杂的数字系统中,不但要对二值信号进行算术运算和逻辑运算,而且还需要保存这些信号和结果。这运算和逻辑运算,而且还需要保存这些信号和结果。这运算和逻辑运算,而且还需要保存这些信号和结果。这运算和逻辑运算,而且还需要保存这些信号和结果。这就需要有记忆
2、功能的逻辑单元器件。能够存储一位二值就需要有记忆功能的逻辑单元器件。能够存储一位二值就需要有记忆功能的逻辑单元器件。能够存储一位二值就需要有记忆功能的逻辑单元器件。能够存储一位二值信号的基本单元电路信号的基本单元电路信号的基本单元电路信号的基本单元电路称为触发器称为触发器称为触发器称为触发器。每个触发器都应有两个。每个触发器都应有两个。每个触发器都应有两个。每个触发器都应有两个互为相反的输出端互为相反的输出端互为相反的输出端互为相反的输出端Q Q Q Q和和和和Q Q Q Q,而且触发器必须具备以下两个,而且触发器必须具备以下两个,而且触发器必须具备以下两个,而且触发器必须具备以下两个基本特点
3、:基本特点:基本特点:基本特点:第一,具有两个能自行保持的稳定状态,用来表示第一,具有两个能自行保持的稳定状态,用来表示第一,具有两个能自行保持的稳定状态,用来表示第一,具有两个能自行保持的稳定状态,用来表示0 0 0 0和和和和1 1 1 1两个逻辑状态,或者二进制数的两个逻辑状态,或者二进制数的两个逻辑状态,或者二进制数的两个逻辑状态,或者二进制数的0 0 0 0和和和和1 1 1 1。第二,在不同的第二,在不同的第二,在不同的第二,在不同的输输输输入信号作用下,触入信号作用下,触入信号作用下,触入信号作用下,触发发发发器可以从一个器可以从一个器可以从一个器可以从一个稳稳稳稳定状定状定状定
4、状态态态态翻翻翻翻转为转为转为转为另一个另一个另一个另一个稳稳稳稳定状定状定状定状态态态态。第2页,此课件共39页哦6.1.2 6.1.2 触发器的分类触发器的分类 迄今为止,已经研制出了许多种触发器电路。根据电路结迄今为止,已经研制出了许多种触发器电路。根据电路结迄今为止,已经研制出了许多种触发器电路。根据电路结迄今为止,已经研制出了许多种触发器电路。根据电路结构形式,触发器可分为两大类:构形式,触发器可分为两大类:构形式,触发器可分为两大类:构形式,触发器可分为两大类:一类是没有时钟输入端的一类是没有时钟输入端的一类是没有时钟输入端的一类是没有时钟输入端的基本触发器,基本触发器,基本触发器
5、,基本触发器,另一类是有时钟输入端的时钟触发器。另一类是有时钟输入端的时钟触发器。另一类是有时钟输入端的时钟触发器。另一类是有时钟输入端的时钟触发器。本本本本章重点介绍时钟触发器的逻辑功能,属性及描述方法。章重点介绍时钟触发器的逻辑功能,属性及描述方法。章重点介绍时钟触发器的逻辑功能,属性及描述方法。章重点介绍时钟触发器的逻辑功能,属性及描述方法。6.1.3 6.1.3 6.1.3 6.1.3 时钟时钟时钟时钟触触触触发发发发器的分器的分器的分器的分类类类类 具有具有具有具有时钟时钟时钟时钟脉冲控制脉冲控制脉冲控制脉冲控制输输输输入端入端入端入端CPCPCPCP的触的触的触的触发发发发器器器器
6、称称称称为时钟为时钟为时钟为时钟触触触触发发发发器器器器,带带带带有有有有时钟输时钟输时钟输时钟输入端的入端的入端的入端的时钟时钟时钟时钟触触触触发发发发器状器状器状器状态态态态的改的改的改的改变变变变不不不不仅仅仅仅决定于数决定于数决定于数决定于数据据据据输输输输入信号,入信号,入信号,入信号,还还还还决定于决定于决定于决定于时钟时钟时钟时钟脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号CPCPCPCP,因此,在数字,因此,在数字,因此,在数字,因此,在数字系系系系统统统统中,按中央控制器中,按中央控制器中,按中央控制器中,按中央控制器发发发发出的出的出的出的时时时时序控制信号来序控制信号来序控制信号来序
7、控制信号来协调动协调动协调动协调动作。作。作。作。第3页,此课件共39页哦时钟触发器的种类也很多,在选择和使时钟触发器的种类也很多,在选择和使用前应搞清如下两方面的属性:用前应搞清如下两方面的属性:第一,它属于何种逻辑功能第一,它属于何种逻辑功能第一,它属于何种逻辑功能第一,它属于何种逻辑功能?第二,它是什么结构的触发器第二,它是什么结构的触发器第二,它是什么结构的触发器第二,它是什么结构的触发器?用什么样的触发方式用什么样的触发方式用什么样的触发方式用什么样的触发方式?1.1.1.1.按逻辑功能分,按逻辑功能分,按逻辑功能分,按逻辑功能分,时钟触发器常用的有时钟触发器常用的有时钟触发器常用的
8、有时钟触发器常用的有四种:四种:四种:四种:即:即:即:即:RSRSRSRS型型型型触发器,触发器,触发器,触发器,D D D D型触发器,型触发器,型触发器,型触发器,JKJKJKJK型触发器和型触发器和型触发器和型触发器和T T T T型触发器。本章按型触发器。本章按型触发器。本章按型触发器。本章按逻辑功能分类重点介绍。逻辑功能分类重点介绍。逻辑功能分类重点介绍。逻辑功能分类重点介绍。2.2.2.2.按结构和触发方式分按结构和触发方式分按结构和触发方式分按结构和触发方式分,时钟触发器也有,时钟触发器也有,时钟触发器也有,时钟触发器也有四种:四种:四种:四种:(1)(1)(1)(1)同同同同
9、步式触发器。同步触发器采用电平触发方式,步式触发器。同步触发器采用电平触发方式,步式触发器。同步触发器采用电平触发方式,步式触发器。同步触发器采用电平触发方式,一般是一般是一般是一般是高电平触发。高电平触发。高电平触发。高电平触发。(2)(2)(2)(2)维持阻塞触发器。维持阻塞触发器采用边沿触发方式,维持阻塞触发器。维持阻塞触发器采用边沿触发方式,维持阻塞触发器。维持阻塞触发器采用边沿触发方式,维持阻塞触发器。维持阻塞触发器采用边沿触发方式,一般是用上升沿触发方式。一般是用上升沿触发方式。一般是用上升沿触发方式。一般是用上升沿触发方式。第4页,此课件共39页哦(3)(3)边沿触发器。边沿触发
10、器采用边沿触发方式,边沿触发器。边沿触发器采用边沿触发方式,一般是一般是用下降沿触用下降沿触发发方式。方式。(4)(4)(4)(4)主从触主从触主从触主从触发发发发器。主从触器。主从触器。主从触器。主从触发发发发器采用主从触器采用主从触器采用主从触器采用主从触发发发发。6.2 6.2 基本基本RSRS触触发发器器 基本基本基本基本RSRSRSRS触发器是各种触发器电路中结构形式最简单的触发器是各种触发器电路中结构形式最简单的触发器是各种触发器电路中结构形式最简单的触发器是各种触发器电路中结构形式最简单的一种。同时,它又是复杂电路结一种。同时,它又是复杂电路结一种。同时,它又是复杂电路结一种。同
11、时,它又是复杂电路结构触构触构触构触发发发发器的一个基本器的一个基本器的一个基本器的一个基本组组组组成都分。成都分。成都分。成都分。6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 电电电电路路路路结结结结构与工作原理构与工作原理构与工作原理构与工作原理 1.1.1.1.电路的基本结构:电路的基本结构:电路的基本结构:电路的基本结构:在图在图在图在图6.2.1(a)6.2.1(a)6.2.1(a)6.2.1(a)所示电路中,如果只所示电路中,如果只所示电路中,如果只所示电路中,如果只有一个或非门有一个或非门有一个或非门有一个或非门G1G1G1G1,那么当另一个输入端接低电平时,那么当另一个输入端
12、接低电平时,那么当另一个输入端接低电平时,那么当另一个输入端接低电平时,输出输出输出输出v v v vO1O1O1O1的高、低电平将随输入的高、低电平将随输入的高、低电平将随输入的高、低电平将随输入v v v vI1I1I1I1的高、低电平而改变。的高、低电平而改变。的高、低电平而改变。的高、低电平而改变。因此,它不具备记忆功能。因此,它不具备记忆功能。因此,它不具备记忆功能。因此,它不具备记忆功能。第5页,此课件共39页哦如果用另一或非如果用另一或非门门G2G2将将v vO1O1反相反相(同同时时将将G2G2的的另一个另一个输输入端接低入端接低电电平平),则则G2G2的输出的输出v vO2O
13、2将与将与v vI1I1同相。现将同相。现将v vO2O2接回接回G1G1的另一个输入的另一个输入端,这时即使原来加在端,这时即使原来加在v vI1I1输入端上的信号消输入端上的信号消失了,失了,v vO1O1和和v vO2O2的状态也能保持下去。这样就的状态也能保持下去。这样就得到了图得到了图6.2.1(b)6.2.1(b)中由两个或非门所组成的中由两个或非门所组成的基本基本RSRS触发器电路。触发器电路。第6页,此课件共39页哦2.电路的工作原理:电路的工作原理:由于由于G1G1和和G2G2在电路中的作用完全相同,所以习在电路中的作用完全相同,所以习惯上将电路画成图惯上将电路画成图6.2.
14、1(b)6.2.1(b)的对称形式。的对称形式。Q Q和和Q Q称为输出端,并且定义称为输出端,并且定义Q=1Q=1、Q=0Q=0为触发器的为触发器的1 1状态,状态,Q=0Q=0、Q=1Q=1为触发器的为触发器的0 0状态。状态。S SD D称为置称为置位端或置位端或置1 1输入端,输入端,R RD D称为复位端或置称为复位端或置0 0输入端。输入端。(1 1)当当S SD D=1=1、R RD D=0=0时时,Q=1,Q=0Q=1,Q=0。(2 2)当当S SD D=0,R=0,RD D=1=1时时,Q=0,Q=1,Q=0,Q=1。(3 3)当当SD=RD=0SD=RD=0时时,电电路路维
15、维持原来状持原来状态态不不变变。第7页,此课件共39页哦(4 4)当当S SD D=R=RD D=1=1时时,Q=Q=0Q=Q=0,既不是定,既不是定义义的的1 1状状态态,也不是定,也不是定义义的的0 0状状态态。而且,在而且,在S SD D和和R RD D同时回到同时回到0 0以后,无法判定触发以后,无法判定触发器将回到器将回到1 1状态还是状态还是0 0状态。因此,在正常工作状态。因此,在正常工作时输入信号应遵守时输入信号应遵守S SD DR RD D=0=0的约束条件,也就是的约束条件,也就是说不允许输入说不允许输入S SD D=R=RD D=1=1的信号。的信号。表表6.2.16.2
16、.1 是功能真值表,在表是功能真值表,在表6.2.16.2.1中触发器新中触发器新的状态的状态Q Qn+1n+1叫做次态,叫做次态,Q Qn+1n+1不仅与输入状态有关,不仅与输入状态有关,而且与触发器原来的状态而且与触发器原来的状态Q Qn n(也叫做初态也叫做初态)有关,有关,所以把所以把Q Qn n也作为一个变量列入了真值表,并将也作为一个变量列入了真值表,并将Q Qn n称做状态变量,把这种含有状态变量的真值称做状态变量,把这种含有状态变量的真值表表叫做触发器的特性表或功能表。叫做触发器的特性表或功能表。第8页,此课件共39页哦表表6.2.16.2.1为或非门的功能真值表为或非门的功能
17、真值表 表表6.2.2 6.2.2 用与非门组成的用与非门组成的基本基本RSRS触发器的功能表触发器的功能表。SDRDQnQn+10011001100001111010101011011000*0*SDRDQnQn+11100110011110000010101010111001*1*第9页,此课件共39页哦用与非门构成的基本用与非门构成的基本RSRS触发器触发器图图6.2.26.2.2 这个电路是以低电平作这个电路是以低电平作为输入信号的,所以为输入信号的,所以用用S SD D和和R RD D分别表示置分别表示置1 1输入端和置输入端和置0 0输入端。输入端。在图在图6.2.2(b)6.2.
18、2(b)的逻辑的逻辑符号中,用输入端的符号中,用输入端的小圆圈表示用低电平作输入信号,或者叫低电小圆圈表示用低电平作输入信号,或者叫低电平有效。平有效。第10页,此课件共39页哦 6.2.26.2.2工作特性工作特性 由图由图6.2.1(b)6.2.1(b)和图和图6.2.2(a)6.2.2(a)可以看出,在基可以看出,在基本本RSRS触发器中,输入信号直接加在输出门上,触发器中,输入信号直接加在输出门上,所以输入信号在所以输入信号在S SD D或或R RD D为为1 1的全部作用时间里,的全部作用时间里,都能直接改变输出端都能直接改变输出端Q Q和和Q Q的状态,这就是基的状态,这就是基本本
19、RSRS触发器的工作特点。触发器的工作特点。由于这个缘故,由于这个缘故,也把也把S SD D(S(SD D)叫做直接置位端;叫做直接置位端;把把R RD D(R(RD D)叫做直接复位端;叫做直接复位端;并且把基本并且把基本RSRS触发触发器叫做直接置位、复位触发器。器叫做直接置位、复位触发器。第11页,此课件共39页哦例例6.2.16.2.1:在图在图6.2.3(a)6.2.3(a)的基本的基本RSRS触发器电路中,已知触发器电路中,已知S SD D和和R RD D的电压波形如图的电压波形如图6.2.3(b)6.2.3(b)中所示,试画出中所示,试画出Q Q和和Q Q端对应的电压波形。端对应
20、的电压波形。解:实质上这是一个用已知的解:实质上这是一个用已知的R RD D和和S SD D状态确定状态确定Q Q和和Q Q状态的问题。只要根据每个时间区间里状态的问题。只要根据每个时间区间里S SD D和和R RD D的状态去查触发器的功能表,即可找出的状态去查触发器的功能表,即可找出Q Q和和Q Q的对应状态,并画出它们的波形图。的对应状态,并画出它们的波形图。第12页,此课件共39页哦6.3 6.3 时钟时钟RSRS触发器的结触发器的结 构、功能及其描述方法构、功能及其描述方法 6.3.1 6.3.1 时钟时钟RSRS触发器结构与工作特性触发器结构与工作特性 1 1 1 1、电电电电路路
21、路路结结结结构与工作原理构与工作原理构与工作原理构与工作原理 实现时钟实现时钟实现时钟实现时钟控制的最控制的最控制的最控制的最简单简单简单简单方式是采用方式是采用方式是采用方式是采用图图图图6.3.16.3.16.3.16.3.1所示的同步所示的同步所示的同步所示的同步RSRSRSRS触触触触发发发发器器器器结结结结构。构。构。构。该电该电该电该电路由两部分路由两部分路由两部分路由两部分组组组组成:成:成:成:(1 1 1 1)由由由由G1G1G1G1、G2G2G2G2组组组组成的基本成的基本成的基本成的基本RSRSRSRS触触触触发发发发器器器器。(2 2 2 2)由由由由G3G3G3G3、
22、G4G4G4G4组组组组成的成的成的成的输输输输入控制入控制入控制入控制电电电电路。路。路。路。当当当当CP=0CP=0CP=0CP=0时,时,时,时,门门门门G3,G4G3,G4G3,G4G3,G4截止,输入信号截止,输入信号截止,输入信号截止,输入信号S S S S、R R R R不会影响输出端的不会影响输出端的不会影响输出端的不会影响输出端的状态,故触发器保持原状态不变。状态,故触发器保持原状态不变。状态,故触发器保持原状态不变。状态,故触发器保持原状态不变。当当当当CP=1CP=1CP=1CP=1时,时,时,时,S S S S、R R R R信号通过门信号通过门信号通过门信号通过门G3
23、,G4G3,G4G3,G4G3,G4反相后加到由反相后加到由反相后加到由反相后加到由G1G1G1G1和和和和G2G2G2G2组成组成组成组成的基本的基本的基本的基本RSRSRSRS触发器上,使触发器上,使触发器上,使触发器上,使Q Q Q Q和和和和Q Q Q Q的状态跟随输入状态的变化的状态跟随输入状态的变化的状态跟随输入状态的变化的状态跟随输入状态的变化而改变。它的功能真值表如表而改变。它的功能真值表如表而改变。它的功能真值表如表而改变。它的功能真值表如表6.3.16.3.16.3.16.3.1所示。所示。所示。所示。第13页,此课件共39页哦图图6.3.16.3.1是同步是同步RSRS触
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