阎石数字4.ppt

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1、第四章 触发器,4.1 概述,4.2 触发器的电路结构与动作特点,4.3 触发器的逻辑功能及其描述方法,触发器：时序逻辑电路的基本单元，能够存储一位二进制信号，具有记忆功能。触发器特点：1.有两个能自行保持的状态 2.根据输入信号可以置成0或1触发器分类：1.按电路结构（基本，同步，主从，边沿）2.按逻辑功能（RS,JK,D,T）,4.1 概述,基本RS触发器是触发器中电路结构最简单的一种，它也是其他触发器的基本组成部分，是最基本的逻辑单元。基本RS触发器可以用两个或非门或两个与非门交叉耦合构成。,4.2.1 基本RS触发器,4.2 触发器的电路结构与 动作特点,1.用或非门构成的基本RS触发

2、器,（1)电路组成与工作原理,两个或非门或两个与非门交叉耦合构成。,RD为置零输入端；SD为置1输入端,信号输入端，高电平有效。,（2)功能表,据上电路组成可列出真值表,初态Qn：触发器接收输入信号之前的状态。,次态Qn+1：触发器接收输入信号之后新的稳定状态,次态Qn+1的卡诺图,特征方程,触发器的特征方程就是触发器次态Qn+1与输入及现态Qn之间的逻辑关系式,（3)特征方程,描述触发器的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图,0,1,0/,0/,01/,10/,（4)状态转换图和激励表,RD SD/,RS触发器激励表,波形图,反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图,置1,

3、置0,置1,置1,置1,保持,不允许,（5)工作波形,2.用与非门构成的基本RS触发器,特性方程,基本RS触发器的特点,（1）触发器的次态不仅与输入信号状态有关，而且与触发器的初态有关。（2）电路具有两个稳定状态，在无外来触发信号作用时，电路将保持原状态不变。（3）在外加触发信号有效时，电路可以触发翻转，实现置0或置1。（4）有约束条件。,4.2.2 同步触发器,基本RS触发器：只要有置零或置位信号就可以直接复位或置位。,同步触发器：触发器的动作只有在同步信号到达时才按照输入信号改变状态,时钟脉冲：简称时钟，用CP表示，就是同步触发器中的同步信号,1、同步RS触发器的组成和工作原理,CP1时，

4、工作情况与基本RS触发器相同。,功能表,主要特点,波形图,（1）时钟电平控制。在CP1期间接收输入信号，CP0时状态保持不变，与基本RS触发器相比，对触发器状态的转变增加了时间控制。（2）R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时为1的情况，否则会使触发器处于不确定的状态。,不变,不变,不变,不变,不变,不变,置1,置0,置1,置0,保持,2、带有异步置位、复位端的同步RS触发器,(a)逻辑电路(b)逻辑符号,异步置位端，低电平有效,异步复位端，低电平有效,触发器在时钟信号控制下正常工作时 和 应处于什么状态？,由于在CP=1期间，G3、G4门都是开着的，都能接收R、S信号，所以，如果在CP=1

5、期间R、S发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转。在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。降低了电路抗干扰信号的能力。,3、同步RS触发器的空翻,4.2.3 主从触发器,一、主从RS触发器,工作原理,1,0,0,1,特性方程,不定,逻辑符号,电路特点,主从RS触发器采用主从控制结构，从根本上解决了翻转现象。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。,二、主从JK触发器,不定,二、主从JK触发器,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。,功能表,时序图,状态图,电路特点,逻辑符号,主从JK触发

6、器采用主从控制结构，解决了翻转。输入信号J、K之间没有约束。存在一次变化问题。,例：,例:已知主从JK触发器中，CP、J、K的电压波形，Q0，,带清零端和预置端的主从JK触发器,0,0,1,0,0,1,带清零端和预置端的主从JK触发器的逻辑符号,与输入主从JK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。,4.2.4 边沿触发器,1、维持阻塞型边沿D触发器,边沿型触发器的特点是，输

7、出状态发生变化的时刻只能在CP信号的有效边沿。输出状态Qn+1的值仅仅取决于Qn及CP信号有效沿时刻的输入信号。具备这种特点的触发器就叫做边沿型触发器。,图维持阻塞结构的D触发器(a)逻辑电路(b)逻辑符号,线称为置1维持线，线称为置0阻塞线；线的作用是维持触发器0状态不变，称为置0维持线，是置1阻塞线。,上升沿有效,D触发器的状态转换图,边沿D触发器功能表,Qn+1=D,具有异步置位、复位端和多输入 端的维持阻塞D触发器,边沿JK触发器的逻辑符号,边沿JK触发器的特点,边沿触发，无一次变化问题。功能齐全，使用方便灵活。抗干扰能力极强，工作速度很高。,4.3 触发器的逻辑功能及其描述方法,一、

8、RS触发器,特征方程,4.3.1 触发器的功能,二、JK触发器,特征方程,功能表,三、D触发器,功能表,特征方程,凡在时钟信号作用下逻辑功能符合功能表所规定的逻辑功能的触发器，叫做T触发器,功能表,四、T触发器,特征方程,4.3.2 不同类型触发器之间的转换,转换步骤：（1）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。（2）变换待求触发器的特性方程，使之形式与已有触发器的特性方程一致。（3）比较已有和待求触发器的特性方程，根据两个方程相等的原则求出转换逻辑。（4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。,转换方法：利用已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则，求出转换逻辑。,1、将JK触发器转换为RS、D、T

9、和T触发器,JK触发器RS触发器,RS触发器特性方程,比较，得：,电路图,JK触发器D触发器,写出D触发器的特性方程，并进行变换，使之形式与JK触发器的特性方程一致：,与JK触发器的特性方程比较，得：,电路图,JK触发器T触发器,在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入信号T取值的不同，具有保持和翻转功能的电路，即当T0时能保持状态不变，T1时一定翻转的电路，都称为T触发器。,特性表,逻辑符号,T触发器特性方程：,与JK触发器的特性方程比较，得：,电路图,状态图,时序图,JK触发器T触发器,在数字电路中，凡每来一个时钟脉冲就翻转一次的电路，都称为T触发器。,特性表,T 触发器特性方程：,与JK触发器的特性方程比较，得：,电路图,变换T触发器的特性方程：,状态图,时序图,2、将D触发器转换为JK、T和T触发器,D触发器JK触发器,D触发器T触发器,D触发器T触发器,小结：,