[信息与通信]4触发器.ppt

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1、1,触 发 器,第 五 章,2,5.1 概述5.2 触发器的电路结构与动作特点5.3 触发器逻辑功能及其描述方法,教学内容,3,5.1 概述,一、触发器,.概念：能够存储位二值信号的基本单元电路。,.特点：（）有两个稳定的状态：和。（）在适当输入信号作用下，可从一种状态翻转到另一种状态；在输入信号取消后，能将获得的新状态保存下来。,4,二、触发器的现态和次态,现态：次态：*,三、触发器逻辑功能描述方法,功能表（特性表）、特性方程、状态图、波形图,5,按结构可分为,四、触发器分类,按逻辑功能可分为,6,5.2 触发器的电路结构与动作特点,一、SR锁存器,1.或非门构成,RD Reset直接复位端

2、(置0端）,SD Set直接置位端(置1端）,（基本RS触发器）,7,或非门组成的基本RS触发器的特性表,0,0,1,1,1,1,0,0,8,或非门组成的基本RS触发器的特性表,0,0,1,9,或非门组成的基本RS触发器的特性表,0,0,1,10,或非门组成的基本RS触发器的特性表,当SD、RD同时撤去时，输出端Q和Q状态不定。,?,11,特性方程：,12,已知或非门构成的基本RS触发器输入波形，试画出输出Q和Q的波形。,13,2.与非门构成,14,与非门组成的基本RS触发器的特性表,0,0,1,1,1,0,1,0,15,与非门组成的基本RS触发器的特性表,1,1,0,0,16,与非门组成的基

3、本RS触发器的特性表,1,1,0,0,17,与非门组成的基本RS触发器的特性表,?,当SD、RD同时撤去时，输出端Q和Q状态不定。,18,特性方程：,19,例5.2.1,20,二、电平触发的触发器,1.电平触发SR触发器,（同步触发器）,21,同步SR触发器的特性表,特性方程：,22,带异步置位、复位端的电平触发SR触发器,异步置位端（低电平有效）,异步复位端（低电平有效）,23,电平触发方式的动作特点:,在 CLK1期间，输入信号的变化都直接改变输出端Q和Q的状态;CLK=0期间输出状态保持不变。,例：5.3.1,不变,不变,不变,24,2.D锁存器,特性方程：Q*=D,25,例：5.3.2

4、,特性方程：Q*=D,26,三、脉冲触发的触发器,1.主从SR触发器,（主从触发器）,27,1,0,1,1,28,0,1,1,1,特性方程,29,例5.4.1,30,2.主从JK触发器,主从JK触发器没有约束。,31,J=1 K=0时，CLK1期间主触发器置1；CLK下降沿到达时，从触发器置1，Q*=1。,1,1,32,J=0 K=1时，CLK1期间主触发器置0；CLK下降沿到达时，从触发器置0，Q*=0。,0,0,33,J=0 K=0时，触发器保持原来状态不变，Q*=Q。,34,J=1 K=1时，Q=0,G7 输出0，主触发器置1，CLK,Q*=1；Q=1,G8 输出0，主触发器置0，CLK

5、,Q*=0。,35,JK触发器的特性表,36,具有多输入端的主从JK触发器，输入端J1和J2、K1和K2是与的关系。,37,例5.4.2,38,脉冲触发方式的动作特点:,（1）触发器翻转分两步动作：第一步，在 CLK1期间主触发器接收输入端信号，被置成相应的状态，从触发器不变；第二步，CLK下降沿到来时从触发器按照主触发器的状态翻转，输出端Q和Q的状态改变发生在CLK下降沿。（2）在CLK=1的全部时间里输入信号都将对主触发器起控制作用。,39,在Q=0时，J端出现正向干扰，在Q=1时，K端出现正向干扰，触发器的状态只能根据输入端的信号（正向干扰信号）改变一次的现象称为一次变化现象。,一次变化

6、现象降低了主从JK触发器的抗干扰能力。,主从JK触发器在使用时要求J、K信号在CLK上升沿前加入，CLK=1期间保持不变，CLK下降沿时触发器状态发生改变。,一次变化现象：,40,例5.4.3,第二个CLK1期间，Q=1,J=0,K=1,主触发器被置0；虽然CLK下降沿到达时又回到K=0,但从触发器输出Q*=0.,0,第三个CLK=1期间，Q=0，J=K=1,主触发器被置1，虽然CLK下降沿到达时又回到J=0,从触发器保持输出Q*=1。,41,5.5 边沿触发器的电路结构与动作特点,由于主从JK触发器存在一次变化问题，所以抗干扰能力差。为了提高触发器工作的可靠性，希望触发器的次态（新态）仅决定

7、于CLK的下降沿（或上升沿）到达时刻的输入信号的状态，与CLK的其它时刻的信号无关。这样出现了各种边沿触发器。,现在有利用CMOS传输门的边沿触发器、维持阻塞触发器、利用门电路传输延迟时间的边沿触发器以及利用二极管进行电平配置的边沿触发器等等几种。,42,1.利用CMOS传输门的边沿触发器,电路如图5.5.2所示,5.5 边沿触发器的电路结构与动作特点,图5.5.2,0,1,0,0,1,0,1,0,1,0,1,D,D,D,43,5.5 边沿触发器的电路结构与动作特点,图5.5.2,1,0,1,1,0,1,0,1,0,1,0,D,D,D,D,故这是一个上升沿触发的D触发器,44,其真值表如表5.

8、5.1所示,5.5 边沿触发器的电路结构与动作特点,为了实现异步置位和复位功能，则引入了SD和RD置位端和复位端，其电路如图5.5.3所示，其逻辑符号如图5.5.4所示。当 SD1，RD0时，Q1（置位）；当 SD0，RD1时，Q0（复位）。正常工作加低电平,图5.5.4,45,二、维持阻塞触发器,46,47,边沿触发器动作特点:,触发器的次态仅仅取决于时钟信号的上升沿（下降沿）到达时输入的逻辑状态，而在这以前或以后，输入信号的变化对触发器输出的状态没有影响。,边沿触发器有效地提高了触发器的抗干扰能力，因而也提高了电路的工作可靠性。,48,例5.5.1已知D和CP的波形，试画出Q的波形。设触发

9、器初始状态为0。,49,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,5.6.1 触发器按逻辑功能的分类时钟控制的触发器中由于输入方式不同（单端，双端输入）、次态（）随输入变化的规则不同,50,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,按逻辑功能可分为,SR触发器,T和T触发器,JK触发器,D触发器,一、触发器按逻辑功能的分类,51,一、SR触发器1.定义，凡在时钟信号作用下，具有如下功能的触发器称为SR触发器,52,53,二、JK触发器1.定义,54,三、T触发器,1.定义：凡在时钟信号作用下，具有如下功能的触发器,55,四、D触发器,1.定义：凡在时钟信号作用下，具有如下功能的触发器,。,56,转换步

10、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。,二、不同逻辑功能触发器之间的相互转换,57,JK触发器RS触发器,RS触发器特性方程,变换RS触发器的特性方程，使之形式与JK触发器的特性方程一致：,58,比较，得：,电路图,59,T触发器特性方程：,与JK触发器的特性方程比较，得：,电路图,JK触发器T触发器,60,D触发器T触发器,61,D触发器T触发器,62,三、触发器电路结构和逻辑功能的关系,同一种逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构实现。反过来，用同一种电路结构形式可以作成不同逻辑功能的触发器。,电路的结构形式决定了其触发方式。,