(2.4)--第4章 触发器数字电子技术.ppt
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1、1数字电子技术数字电子技术第第4 4章章 触发器触发器2第第4 4章章 触发器触发器4.1 基本基本SR锁存器锁存器4.2 时钟控制的电平型触发器(同步触发器)时钟控制的电平型触发器(同步触发器)4.3 主从触发器主从触发器4.4 边沿型触发器边沿型触发器4.5 触发器的逻辑功能及其描述方法触发器的逻辑功能及其描述方法3触发器:是有记忆功能的、能存储一位触发器:是有记忆功能的、能存储一位 二进制信号的基本存储单元。二进制信号的基本存储单元。1、有两个能自行保持的稳定状态:、有两个能自行保持的稳定状态:0、1;2、可由外界输入信号改变电路状态;、可由外界输入信号改变电路状态;3、输入信号消失后,
2、能保持新的电路状态。、输入信号消失后,能保持新的电路状态。4.1 基本基本SR锁锁存器存器41a1b两两 个个 输输 入入 端端两两个个输输出出端端一、基本一、基本SR锁存器的结构:锁存器的结构:定义定义Q为锁存器为锁存器(触发器)的状态。(触发器)的状态。反馈反馈51a1b输入输入RD=1,SD=0时时若原状态:若原状态:11001010输出为:输出为:61a1b输入输入RD=1,SD=0时时若原状态:若原状态:01101010输出变为:输出变为:7输入输入RD=0,SD=1时时 若原状态:若原状态:10101001输出变为:输出变为:1a1b8输入输入RD=0,SD=1时时若原状态:若原状
3、态:00110101输出为:输出为:1a1b9输入输入RD=0,SD=0时时若原状态:若原状态:01000110输出保持原状态:输出保持原状态:1a1b10输入输入RD=0,SD=0时时若原状态:若原状态:10001001输出保持原状态:输出保持原状态:1a1b111、如何自行保持两个稳定状态?、如何自行保持两个稳定状态?2、如何输入外界信号来改变电路状态?、如何输入外界信号来改变电路状态?3、如何撤消外界输入信号?、如何撤消外界输入信号?121.基本基本SR锁存器有两个能自行保持的稳定状态:锁存器有两个能自行保持的稳定状态:0、1;当当RD=SD=,锁存器即保持原态。,锁存器即保持原态。2.
4、可由外界输入信号改变电路状态。可由外界输入信号改变电路状态。在控制端加入在控制端加入高电平高电平,锁存器状态会发生变化,锁存器状态会发生变化:RD端加入高电平:使端加入高电平:使 Q=0,RD 称为称为“复位复位”或或“清清 0”端;端;SD端加入高电平:使端加入高电平:使Q=1,SD称为称为“置位置位”或或“置置 1”端。端。13输入输入RD=1,SD=1时时11001a1b输出全是输出全是0141100但当但当RD=SD=1同时变为同时变为0时时1a1b00110011110000故当故当RD=SD=1同时同时变为变为0后后,锁存器状态锁存器状态不确定不确定15或非门组成的基本或非门组成的
5、基本SR锁存器的功能表锁存器的功能表RD SD Q原原Q新新0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0*0*0*0*16 基本基本SR锁存器的功能表锁存器的功能表RD SD Q 0 0 保持原状态保持原状态 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 变为变为0,输入同时撤除后状态不定输入同时撤除后状态不定 171.基本基本SR锁存器是双稳态器件,当锁存器是双稳态器件,当RD=SD=0,锁存,锁存器即保持原态。器即保持原态。稳态情况下,两个输出稳态情况下,两个输出互补互补。2.在控制端加入在控制端加入高电平高
6、电平,可使锁存器状态变化,可使锁存器状态变化,置置 1 端端SD和和清清 0 端端RD都为都为高电平有效高电平有效。3.控制端控制端SD和和RD同时有效同时有效时,锁存器两个输出时,锁存器两个输出 不再互补,不再互补,而且当两输入信号而且当两输入信号又同时撤消又同时撤消,锁存器会出现锁存器会出现状态不定状态不定,故应避免。,故应避免。18二、二、基本基本SR锁存器的动作特点:锁存器的动作特点:1a1bQQSDRD动动作作特特点点:任任何何时时刻刻,电电路路的的输输出出状状态态都都跟跟随随输入信号的变化而变化。输入信号的变化而变化。19例:例:已知用或非门组成的基本已知用或非门组成的基本SR锁存
7、器的输锁存器的输入端的波形,画输出端波形。入端的波形,画输出端波形。QRDSD状态不定状态不定20&a&b 基本基本SR锁存器也可以用与非门组成锁存器也可以用与非门组成QQSDRD与用或非门组成的基本与用或非门组成的基本SR锁存器的不同:锁存器的不同:1、输入端、输入端 低电平输入有效。低电平输入有效。2、RD=SD=0时,时,21 与非门组成的基本与非门组成的基本SR锁存器的功能表锁存器的功能表 Q 1 1 保持原状态保持原状态1 0 10 0 1 0 10 0 变为变为1 1,输入同时撤除后状态不定,输入同时撤除后状态不定 22 基本基本SR锁存器应用举例:锁存器应用举例:例:用基本例:用
8、基本SR锁存器,消除机械开关抖动引起的脉冲锁存器,消除机械开关抖动引起的脉冲 230110vAvBQQ1&5V5V1K1KQQSAB010124 4.3 时钟控制的电平触发器(同步触发器)时钟控制的电平触发器(同步触发器)一、同步一、同步RS触发器:触发器:1c1d门控信号门控信号R、S为输入控制端为输入控制端直接置直接置0、置、置1&a&bCP25CP=0时时000触发器保持不变触发器保持不变1c1d&a&bCP26CP=1时时11c1d&a&bCP27把把CP的上升沿到来前后分为两个状态的上升沿到来前后分为两个状态:前前Qn(现态现态),后,后Qn+1(次态次态)1、CP=0:触发器的状态
9、没有发生变化;:触发器的状态没有发生变化;2、CP=1:外界的输入信号能改变触发器的状态。:外界的输入信号能改变触发器的状态。28同步同步RS触发器的功能表触发器的功能表RS Q nQn+1 0000111100110011 011100100011不不 定定不不 定定 01010101问题问题:什么时候出现状态不定?什么时候出现状态不定?29同步同步RS触发器的功能表触发器的功能表特性方程特性方程RS Q nQn+1 0000111100110011 011100100011不不 定定不不 定定 0101010130 简化的功能表简化的功能表RSQn+100Qn 01110011不不 定定3
10、1直接置直接置0、置置1端端1c1d&a&bCP逻辑符号逻辑符号RDSDRSCPQ动作特点:动作特点:仅在仅在CP=1期间,电路的输出状态期间,电路的输出状态 跟随输入信号的变化而变化。跟随输入信号的变化而变化。32例:画出同步例:画出同步RS触发器的输出波形触发器的输出波形(初态为初态为0)。Q使输出全为使输出全为0CP撤去后撤去后状态不定状态不定CPRS33 在一个在一个CP周期内,触发器状态发生多次翻转的周期内,触发器状态发生多次翻转的现象,称为现象,称为空翻空翻。CPRSQ34&c&d&a&bCP同步同步RS触发器也可以用与非门组成触发器也可以用与非门组成 功能表同前面功能表同前面或非
11、门组成的同步或非门组成的同步RS触发器。触发器。RDSDRSCPQ逻辑符号逻辑符号35二、同步二、同步D触发器:触发器:CP1c1d&a&b1DCP=0时时:不变不变CP=1时时:1D=0:010101Q=0同理当同理当D=1时时:Q=1CP DQ Q功能功能 0 1 0 1 1不变0 11 0保持保持置置0置置1DCPQ36三、三、CMOS传输门组成的同步传输门组成的同步D触发器:触发器:CP1CPTG1TG21QCP=0时时:TG1断,断,TG2导通导通Q触发器保持不变触发器保持不变Q=D,即外界输入到,即外界输入到QQCP=1时时:TG1导通,导通,TG2断断DDCP DQ Q功能功能
12、0 1 0 1 1不变0 11 0保持保持置置0置置137CPDQ典型集成电路:典型集成电路:74373八八D触发器。触发器。例:画出同步例:画出同步D触发器的输出波形触发器的输出波形(初态为初态为0)。38动作特点:动作特点:在在CP=1全部时间内,电路的输入信号全部时间内,电路的输入信号 能直接改变输出状态。能直接改变输出状态。存在问题:存在问题:在在CP=1期间的多次翻转问题(期间的多次翻转问题(空翻空翻),),故电路的抗干扰能力不强。故电路的抗干扰能力不强。39一、一、主从主从RS触发器触发器 4.3 主从触发器主从触发器(master slave flip-flop)CP主触发器主触
13、发器从触发器从触发器&1&40CP&1主触发器主触发器从触发器从触发器主触发器被打开主触发器被打开(RS输入到输入到Q)从触发器被封锁从触发器被封锁(Q保持不变保持不变)10CP=1时:时:41CP&1主触发器主触发器从触发器从触发器主触发器被封锁主触发器被封锁(Q保持不变保持不变)从触发器被打开从触发器被打开(Q输入到输入到Q)01CP=0时:时:42CP=1时:时:主触发器打开,主触发器打开,RS信号输入到主触发器信号输入到主触发器 从触发器被封锁,保持原来状态。从触发器被封锁,保持原来状态。CP=由由1变变0时:时:从触发器打开,主触发器的状态写从触发器打开,主触发器的状态写 入从触发器
14、。入从触发器。主触发器被封锁后,输入主触发器被封锁后,输入RS不管如何变化,主不管如何变化,主触发器的状态不变。因此,在一个触发器的状态不变。因此,在一个CP周期内,触发周期内,触发器状态仅改变器状态仅改变一次一次。由于触发器状态的变化发生在由于触发器状态的变化发生在CP信号的下降沿,信号的下降沿,故为故为下降沿动作型下降沿动作型。43二、主从二、主从JK触发器:触发器:CP&1主触发器主触发器从触发器从触发器44输入输入J=1,K=0时时若原状态:若原状态:CP&1主触发器主触发器从触发器从触发器10100110101主触发器被打开主触发器被打开从触发器被封锁从触发器被封锁0145输入输入J
15、=1,K=0时时若原状态:若原状态:CP&1主触发器主触发器从触发器从触发器010110主触发器被封锁主触发器被封锁从触发器被打开从触发器被打开1010输出变为:输出变为:46当当J=1,K=0,而原来状态为,而原来状态为Qn=1时:时:经过一个经过一个 CP 周期后,周期后,Qn+1=1。所以。所以当当J=1,K=0,Qn+1=1同样容易分析:同样容易分析:当当J=0,K=1时:时:经过一个经过一个 CP周期后,周期后,Qn+1=0。当当J=0,K=0时:时:经过一个经过一个 CP周期后,周期后,Qn+1=Qn47输入输入J=1,K=1时时若原状态:若原状态:CP&1主触发器主触发器从触发器
16、从触发器10110110101主触发器被打开主触发器被打开从触发器被封锁从触发器被封锁0148CP&1主触发器主触发器从触发器从触发器输入输入J=1,K=1时时若原状态:若原状态:010110主触发器被封锁主触发器被封锁从触发器被打开从触发器被打开1010输出变为:输出变为:49输入输入J=1,K=1时时若原状态:若原状态:CP&1主触发器主触发器从触发器从触发器10111010101主触发器被打开主触发器被打开从触发器被封锁从触发器被封锁0150CP&1主触发器主触发器从触发器从触发器输入输入J=1,K=1时时若原状态:若原状态:011001主触发器被封锁主触发器被封锁从触发器被打开从触发器
17、被打开1010输出变为:输出变为:当当J=1,K=1时:时:Qn=0:在在CP=1时主触发器变时主触发器变1,CP=0后,从触发器置后,从触发器置1 Qn=1:在在CP=1时主触发器变时主触发器变0,CP=0后,从触发器置后,从触发器置0当当J=0,K=1时:时:在在CP=1时,主触发器置时,主触发器置0,待,待CP=0后后 从触发器随即置从触发器随即置0,即,即Qn+1=0。当当J=0,K=0时:时:主触发器被封锁,触发器保持原态,主触发器被封锁,触发器保持原态,即即Qn+1=Qn当当J=1,K=0时:时:在在CP=1时,主触发器置时,主触发器置1,待,待CP=0后后 从触发器随即置从触发器
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- 2.4-第4章 触发器数字电子技术 2.4 触发器 数字 电子技术
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