数字电路---触发器(教育精品).ppt

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1、第第 13 章集成触发器章集成触发器本章学习目标本章学习目标13.1集成触发器的基本形式集成触发器的基本形式13.2计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步 RS触发器及其空翻现象触发器及其空翻现象13.3防止空翻的触发器举例防止空翻的触发器举例13.4几种逻辑功能不同的触发器几种逻辑功能不同的触发器13.5触发器的型号及应用举例触发器的型号及应用举例本章小结本章小结本章学习目标本章学习目标1.掌握基本掌握基本 RS 触发器的电路组成和逻辑功能。触发器的电路组成和逻辑功能。2.掌掌握握同同步步 RS 触触发发器器的的电电路路结结构构、逻逻辑辑功功能能、真真值值表表，理解钟控理解钟控 RS 触发器的

2、空翻现象。触发器的空翻现象。3.了了解解主主从从 RS 触触发发器器、JK 触触发发器器的的电电路路组组成成，掌掌握握其逻辑功能和真值表，并清楚其应用。其逻辑功能和真值表，并清楚其应用。4.理解理解 T 触发器、触发器、D 触发器的逻辑功能、真值表。触发器的逻辑功能、真值表。5.了解集成触发器的引脚，清楚触发器的分频作用。了解集成触发器的引脚，清楚触发器的分频作用。13.1集成触发器的基本形式集成触发器的基本形式13.1.1基本基本 RS 触发器触发器13.1.2钟控同步钟控同步 RS 触发器触发器13.1集成触发器的基本形式集成触发器的基本形式触触发发器器是是一一种种具具有有记记忆忆功功能能

3、并并且且其其状状态态能能在在触触发发脉脉冲冲作作用下迅速翻转的逻辑电路。用下迅速翻转的逻辑电路。按逻辑功能分有按逻辑功能分有 RS、JK、D、T 等类型触发器。等类型触发器。基本基本 RS 触发器是各种触发器的基础。触发器是各种触发器的基础。13.1.1基本基本 RS 触发器触发器 一、电路组成：一、电路组成：将将两两个个集集成成与与非非门门的的输输出出端端和和输输入入端端交叉反馈相接。交叉反馈相接。逻辑符号逻辑符号两两个个输输出出端端 Q、，逻逻辑辑状状态态是是互互补补的。的。定义定义 Q 端的状态为触发器的状态。端的状态为触发器的状态。二、工作状态二、工作状态时时触器处于触器处于 1 态态

4、；(稳定状态稳定状态)时触发器处于时触发器处于 0 态；态；(另一个稳定状态另一个稳定状态)两个输入端两个输入端 、；三、逻辑功能三、逻辑功能01101001四、四、真值表真值表不定不定00不变不变10Q 101110置置 0 端端置置 1 端端触发器的翻转：触发器的翻转：触发器在外加信号作用下状态转换的过程。触发器在外加信号作用下状态转换的过程。触发脉冲：触发脉冲：能使触发器发生翻转的外加信号。能使触发器发生翻转的外加信号。13.1.2钟控同步钟控同步 RS 触发器触发器主控脉冲主控脉冲(时钟脉冲时钟脉冲)：一、电路组成一、电路组成一个基本一个基本 RS 触发器；触发器；逻辑符号逻辑符号CP

5、 端无小圆圈端无小圆圈 正脉冲正脉冲(CP上升沿上升沿)触发有效。触发有效。两个控制门两个控制门(G3、G4)控制数字系统中各触发器协同工作的触发脉冲控制数字系统中各触发器协同工作的触发脉冲也称也称 CP 脉冲脉冲二、工作原理二、工作原理CP=0 时时，G3、G4 输输出出为为 1，触触发器维持原态；发器维持原态；CP=1 时时，触触发发器器状状态态由由 R、S 决决定定(见真值表见真值表)三、三、真值表真值表SnRnQn+100不变不变10101011不定不定动画可控动画可控 RS 触发器触发器 四、说明四、说明Qn 表示时钟作用前触发器的状态，称表示时钟作用前触发器的状态，称原状态原状态；

6、Qn+1 表示时钟作用后触发器的状态，称现状态。表示时钟作用后触发器的状态，称现状态。当当 Sn=1、Rn=1 时时，时时钟钟脉脉冲冲过过后后，电电路路状状态态不不定定，这这是不允许的。是不允许的。钟控同步钟控同步 RS 触发器触发器：由时钟脉冲控制的：由时钟脉冲控制的 RS 触发器。触发器。、，只只在在时时钟钟脉脉冲冲工工作作前前使使用用；在在时时钟钟脉脉冲冲工工作作过过程中应将其悬空或接高电平。程中应将其悬空或接高电平。13.2计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步 RS 触发器及其空翻现象触发器及其空翻现象13.2.1计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步 RS 触发器触发器13.2.2计数

7、触发型钟控同步计数触发型钟控同步RS 触发器的空翻现象触发器的空翻现象触发器的主要用途之一就是构成计数电路，完成计数功能。触发器的主要用途之一就是构成计数电路，完成计数功能。13.2.1计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步 RS 触发器触发器一、一、电路构成特点电路构成特点在在一一个个钟钟控控同同步步 RS 触触发发器器基基础础上上，将将控控制制门门 G3、G4 的的输输入入端端 R、S 分分别别与与触触发发器器的的输输出出端端 Q 和和 相连。相连。二、工作原理二、工作原理 设触发器的初始状态为设触发器的初始状态为 0，则，则1 00 1当第一个计数脉冲到来当第一个计数脉冲到来(即即 CP=

8、1)时，时，Q 由由 0 变变 1、由由 1 变变 0；10 1当第一个当第一个 CP 作用后，作用后，S=0、R=Q=1；10当当第第二二个个 CP 到到来来时时，触触发发器器置置 0。10结结论论，每每来来一一个个计计数数脉脉冲冲，触触发发器器就就翻翻转转一一次次，触触发发器器翻翻转转的的次次数数反反映映了了计计数数脉脉冲冲的的数数目目，实现了计数功能。实现了计数功能。13.2.2计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步RS 触发器的空翻现象触发器的空翻现象1正常工作条件：时钟脉冲的宽度必须足够窄。正常工作条件：时钟脉冲的宽度必须足够窄。2出现问题：空翻现象。出现问题：空翻现象。空翻空翻 若若

9、时时钟钟脉脉冲冲较较宽宽，造造成成触触发发器器动动作作混混乱乱，在在一一个个时时钟钟脉脉冲冲内内出现多次翻转。出现多次翻转。13.3防止空翻的触发器举例防止空翻的触发器举例主从主从 RS 触发器是一种能防止空翻的触发器。触发器是一种能防止空翻的触发器。1.电路结构：电路结构：由两个同步触发器构成。由两个同步触发器构成。主主触触发发器器由由 G5、G6、G7、G8 组成；组成；从从触触发发器器由由 G1、G2、G3、G4 组成。组成。2工作原理工作原理设设触触发发器器始始态态为为 Q=0(即即从从触触发发器器 Q=0，主主触触发发器器 Q =0)，计数脉冲从，计数脉冲从 CP 处输入。处输入。0

10、当当 CP=1 时时，主主触触发发器器状状态态翻翻转转，Q =1；从从触触发发器器不不能能翻转，输出翻转，输出 Q=0 不变。不变。101当当 CP=0 时时，主主触触发发器器不不翻翻转转，Q =1 不不变变；从从触触发发器器翻转，翻转，Q=1。11013工作特点工作特点从从触触发发器器的的状状态态由由主主触触发发器器决决定定；主主从从触触发发器器只只在在每每个个输输入入 CP 脉脉冲冲的的下下降降沿沿翻翻转转一一次次，与与 CP 脉脉冲冲的的宽宽度度无关，从而避免空翻现象。无关，从而避免空翻现象。13.4几种逻辑功能几种逻辑功能不同的触发器不同的触发器13.4.1JK 触发器触发器13.4.

11、2T 触发器触发器13.4.3D 触发器触发器13.4.1JK 触发器触发器一、电路结构一、电路结构逻辑符号逻辑符号说说明明该该触触发发器器是是 CP 下下降降沿沿(负负脉脉冲冲)触触发发有有效效(有有小小圆圈圆圈)。负脉冲触发负脉冲触发动画动画 JK 触发器组成触发器组成 二、逻辑功能二、逻辑功能设触发器始态为设触发器始态为 Q=0，(悬空悬空)。当当 J=K=0 时，时，Qn+1=Qn；当当 J=1、K=0 时，时，Qn+1=1；当当 J=0、K=1 时，时，Qn+1=0。三、真值表三、真值表JK 触发器真值表触发器真值表JKQn+100Qn11010101边边沿沿触触发发器器：触触发发器

12、器状状态态只只取取决决于于 CP 上上升升(或或下下降降)沿沿时时刻刻的输入信号状态的输入信号状态(例如：例如：J 端或端或 K 端电平端电平)的触发器。的触发器。四、波形图四、波形图13.4.2 T 触发器触发器一、电路结构一、电路结构逻辑符号逻辑符号把把 JK 触触发发器器的的 J 端端和和 K 端端相相接接作作为控制端，称为为控制端，称为 T 端。端。二、逻辑功能二、逻辑功能当当 J=K=0 时，触发脉冲不起作用；时，触发脉冲不起作用；当当 J=K=1 时时，每每来来一一次次触触发发脉脉冲冲，触发器翻转一次，即。触发器翻转一次，即。三、真值表三、真值表T 型触发器真值表型触发器真值表Tn

13、Qn+10Qn1四、用途：计数四、用途：计数当当 T=0 时，触发器无计数功能。时，触发器无计数功能。当当 T=1 时，触发器具有计数功能。时，触发器具有计数功能。13.4.3D 触发器触发器一、电路结构一、电路结构在在 JK 触触发发器器的的 K 端端，串串接接一一个个非非门门，再再接接到到 J 端端，引引出出一一个个控控制制端端 D，就组成就组成 D 触发器。触发器。二、逻辑功能二、逻辑功能逻辑符号逻辑符号D 触触发发器器是是 JK 触触发发器器在在 J K 条件下的特殊情况。条件下的特殊情况。在在时时钟钟脉脉冲冲作作用用后后，触触发发器器状态与状态与 D 端状态相同，即端状态相同，即Qn

14、+1=D三、真值表三、真值表0011DQn+113.5触发器的型号及应用举例触发器的型号及应用举例13.5.1触发器的型号及外引线示例触发器的型号及外引线示例13.5.2触发器简单应用实例触发器简单应用实例13.5.1触发器的型号及外引线示例触发器的型号及外引线示例TTL 型型CMOS 型型 符符号号上上加加横横线线的的，表表示示负负脉脉冲冲(低低电电平平)有有效效；不不加加横横线线的的，表表示示正正脉脉冲冲(高高电电平平)有有效效。N 表示空脚。表示空脚。双双触触发发器器以以上上其其输输入入、输输出出符符号号前前写写同同一一数数字字的的，表表示示属于同一触发器。属于同一触发器。VCC 电电源

15、源一一般般为为+5 V，VDD 电源一般为电源一般为+3 18 V。说明：说明：13.5.2触发器简单应用实例触发器简单应用实例一、分频器一、分频器应应用用一一片片 CC4027 双双 JK 集集成成触触发发器器中一个单元电路，可构成中一个单元电路，可构成 2 分频器。分频器。从从 1 CP 端端输输入入 2 个个时时钟钟脉脉冲冲，则则在在 1 Q 的的输输出出端端只只输输出出 1 个个脉脉冲冲，实实现现了了 2 分频。即分频。即二、多路控制的开关电路二、多路控制的开关电路再再按按动动任任意意一一只只开开关关，继继电器失电而停止工作。电器失电而停止工作。用用一一片片 CC4013 正正边边沿沿

16、触触发发双双 D 集集成成触触发发器器中中的的一一个个 D 触触发器构成的多路控制开关电路。发器构成的多路控制开关电路。设设未未接接通通任任何何开开关关时时，D 触触发发器器处处于于 0 态态，继继电电器器 K 失失电电不工作。不工作。当当按按动动任任一一只只开开关关后后，继电器得电工作；继电器得电工作；011K100K开开关关断断开开后后，不不影影响响继继电器工作。电器工作。011K三、抢答电路三、抢答电路用用一一片片 CT74LS175 四四 D 触触发发器器可可构构成成四四人人智智力力竞竞赛抢答电路。赛抢答电路。抢抢答答前前，各各触触发发器器清清零零，四只发光二极管均不亮。四只发光二极管

17、均不亮。抢抢答答开开始始后后，假假 S1 先先按按通通，则则 1 D 先先为为 1，当当 CP 脉脉冲冲上上升升沿沿出出现现时时，点点亮亮 LED1；其其他他按按钮钮随随后后按按下下相相应应的的发发光光二二极极管不会亮。若要再次进行抢答，只要清零即可。管不会亮。若要再次进行抢答，只要清零即可。本章小结本章小结1.触触发发器器是是一一种种具具有有记记忆忆功功能能而而且且在在触触发发脉脉冲冲作作用用下下会会翻翻转转状状态态的的电电路路。它它具具有有两两种种可可能能的的稳稳态态 0 态态或或 1 态态。当当触触发发脉冲过后，触发器状态仍维持不变，这就是记忆能力。脉冲过后，触发器状态仍维持不变，这就是

18、记忆能力。2.触发器按逻辑功能分有：触发器按逻辑功能分有：RS 型、型、JK 型、型、D 型、型、T 型等。型等。JK 触触发发器器、D 触触发发器器是是应应用用广广泛泛的的触触发发器器；T 触触发发器器具有计数功能。具有计数功能。基本基本 RS 触发器触发器 是各种触发器的基础；是各种触发器的基础；主主从从 RS 触触发发器器 可可以以防防止止空空翻翻现现象象发发生生，同同时时具具有有计忆功能。计忆功能。本章重点本章重点1掌握基本掌握基本 RS 触发器的电路组成、工作原理。触发器的电路组成、工作原理。2掌握同步掌握同步 RS 触发器的电路组成、工作原理。触发器的电路组成、工作原理。3.掌掌握

19、握主主从从 RS 触触发发器器、JK 触触发发器器、D 触触发发器器、T 触触发发器器的逻辑功能。的逻辑功能。本章难点本章难点1基本基本 RS 触发器的工作原理。触发器的工作原理。2空翻现象出现的原因。空翻现象出现的原因。3主从触发器的工作原理分析。主从触发器的工作原理分析。4触发器的应用。触发器的应用。学时分配学时分配序序 号号 内内 容容学学 时时113.1集成触发器的基本形式集成触发器的基本形式2213.2计计数数触触发发型型钟钟控控同同步步 RS 触触发发器器及及其其空空翻现象翻现象13 13.3防止空翻的触发器举例防止空翻的触发器举例1413.4几种逻辑功能不同的触发器几种逻辑功能不同的触发器2513.5触发器的型号及应用举例触发器的型号及应用举例16本章小结本章小结17本章总学时本章总学时8