第6章集成触发器.pptx

6.1 R-S6.1 R-S触发器触发器11101101一、电路图与逻辑符号一、电路图与逻辑符号（2）由两个）由两个“与非与非”门构成的门构成的R-S触发器电路图触发器电路图 RD=1，SD=1，Q=0：=1两个稳定状态两个稳定状态:RD=1，SD=1，Q=1：=0RD，SD：输入输入RD、SD为为1输出不变输出不变（1）逻辑符号）逻辑符号；Q，：输出：输出101001010011二、真值表二、真值表 RD=0，SD=1：=1，Q=0 RD=1，SD=0，=0，Q=1 RD=1，SD=1，、Q（不变）（不变）RD=0，SD=0，=Q=1，不稳定，不稳定真值表真值表 R RD DS SD DQ0101101000不定（不定（）11 不变不变R、S同时变为同时变为0时，输出不稳定时，输出不稳定RD：置零或复位端（低电平置零，逻辑符号上用小圆圈表示）：置零或复位端（低电平置零，逻辑符号上用小圆圈表示）SD：置：置1或置位端（低电平置）或置位端（低电平置）Q：触发器原端或：触发器原端或1端端：触发器非端或：触发器非端或0端端真值表真值表 R RD DS SD DQ0101101000不定（不定（）11 不变不变三、功能真值表及特征方程三、功能真值表及特征方程 功能真值表功能真值表 R RD DS SD DQ Qn nQ Qn+1n+10 00 00 00 00 01 10 01 10 00 00 01 11 10 01 10 00 01 11 10 01 11 11 11 10 00 01 11 11 11 1约束条件：约束条件：R、S不能同时为零。不能同时为零。从卡诺图如何得到这个约束条件？从卡诺图如何得到这个约束条件？卡诺图卡诺图特征方程特征方程Q Qn n ：原状态或现态：原状态或现态Q Qn+1n+1：新状态或次态：新状态或次态状态转换真值表：输入信号与原态、状态转换真值表：输入信号与原态、次态之间的关系次态之间的关系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01111001当触发器处在0状态，即Qn=0时，若输入信号 01或11，触发器仍为0状态；RS当触发器处在1状态，即Qn=1时，若输入信号 10或11，触发器仍为1状态；RSRS若 10，触发器就会翻转成为1状态。RS若 01，触发器就会翻转成为0状态。四、状态图四、状态图基本基本RSRS触发器应用举例触发器应用举例 利用基本RS触发器的记忆功能消除机械开关振动引起的干扰脉冲。机械开关 （a）电路(b)输出电压波形干扰脉冲A有0就置1B有0就置0利用基本RS触发器消除机械开关振动的影响（a）电路 （b）电压波形6.2 时钟触发器的逻辑功能时钟触发器的逻辑功能（1）电路图与逻辑符号）电路图与逻辑符号CP=0：状态不变：状态不变基本基本RS触发器增加一个控制端，在其控制下，触发器的触发器增加一个控制端，在其控制下，触发器的状态随输入变化状态随输入变化。S=0，R=0：Qn+1=Qn S=1，R=0：Qn+1=1 S=0，R=1：Qn+1=0 S=1，R=1：Qn+1=控制输入端控制输入端R、S通过通过“非非”门作用于门作用于 基本基本R-S触发器触发器CP=1：基本基本R-S触发器触发器输入端均为输入端均为11、同步、同步RS触发器触发器（2 2）真值表）真值表约束条件，不约束条件，不能同时为能同时为1（3）特征方程）特征方程CP=1，S=0，R=0：Qn+1=Qn S=1，R=0：Qn+1=1 S=0，R=1：Qn+1=0 S=1，R=1：Qn+1=RSQn+100Qn01110011 钟控钟控R-S触发器真值表触发器真值表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01111001(4)状态图状态图激激励励表表状态转换状态转换激励输入激励输入QnQn+1RS00001011010110(5)激励表激励表假设假设CP=1时，控制输入不改变。时，控制输入不改变。对脉冲宽度的要求严格：例如，构成移位寄存器时，对脉冲宽度的要求严格：例如，构成移位寄存器时，脉宽大于三个、小于四个脉宽大于三个、小于四个“与非与非”门的平均延迟时间门的平均延迟时间（6）时钟控制）时钟控制R-S触发器逻辑功能波形图触发器逻辑功能波形图(没有考虑门的延迟时间）没有考虑门的延迟时间）2.2.同步同步D触发器（触发器（D锁存器）锁存器）（1）电路组成）电路组成01110001100011（2）逻辑功能）逻辑功能（3）特性方程）特性方程(CP=1期间有效期间有效)同步同步D触发器在触发器在CP高高电平时接收控制信号电平时接收控制信号并改变状态，这种方并改变状态，这种方式称为电平触发。式称为电平触发。波波形形图图在在数数字字电电路路中中，凡凡在在CP时时钟钟脉脉冲冲控控制制下下，根根据据输输入入信信号号D情情况况的的不不同同，具具有有置置0、置置1功功能能的的电电路路，都称为都称为D触发器触发器。（4）状态图）状态图 状状态态图图激激励励表表QnQn+1D000011100111（5）激励表）激励表 3.T触发器触发器1.T电路组成电路组成T电路图电路图2.T功能描述功能描述（特征方程）（特征方程）4.4.同步同步JK触发器触发器（1）、电路组成）、电路组成（2）、逻辑功能）、逻辑功能1011001CP=0时，状态不变。时，状态不变。011000111CP=1时，时，J=K=0，状态不变。，状态不变。011110001CP=1时，时，J=1，K=0，置，置1态。态。011110100CP=1时，时，J=0，K=1，置，置0态。态。0101110111001CP=1时，时，J=K=1，翻转。，翻转。特性表特性表JK=00时不变时不变JK=01时置时置0JK=10时置时置1JK=11时翻转时翻转CP=1期间有效期间有效（3）特性方程）特性方程波波形形图图在在数数字字电电路路中中，凡凡在在CP时时钟钟脉脉冲冲控控制制下下，根根据据输输入入信信号号J、K情情况况的的不不同同，具具有有置置0、置置1、保保持持和和翻转功能的电路，都称为翻转功能的电路，都称为JK触发器。触发器。（4）状态图）状态图（5）激励表激励表5.同步触发器的空翻同步触发器的空翻（1）同步）同步D触发器的空翻触发器的空翻（2）同步）同步JK触发器的空翻触发器的空翻多次翻转多次翻转状态无法确定状态无法确定多次变化多次变化6.36.3边沿型触发器边沿型触发器一、工作原理一、工作原理二、二、维持维持-阻塞阻塞D D触发器触发器（1）逻辑符号）逻辑符号D：输入：输入、：异步置、置异步置、置、：输出：输出：时钟控制，上升沿触发：时钟控制，上升沿触发边沿触发器：上升沿触发或下降沿触发，边沿触发器：上升沿触发或下降沿触发，激励端的信号在触发激励端的信号在触发时间的前后几个延迟时间内保持不变，便可以稳定地根据激励时间的前后几个延迟时间内保持不变，便可以稳定地根据激励输入翻转。输入翻转。克服空翻克服空翻（2）逻辑功能）逻辑功能 ，上升沿：，上升沿：，自己分析自己分析 Q Qn+1n+1=D=D 真值表真值表DQn+10011 激励表激励表 QnQn+1D000011100111（3）状态转换图）状态转换图（4）状态方程）状态方程6.46.4主从触发器主从触发器1.逻辑符号逻辑符号一、主从触发器一、主从触发器二、主从触发器二、主从触发器、：输入、：输入、：异步置、置（不受限制）异步置、置（不受限制）、：输出：输出钟控钟控-触发器在触发器在CP时，、变化引起时，、变化引起输出多次改变输出多次改变：时钟控制输入：时钟控制输入主从触发器有：触发器、触发器及触发器主从触发器有：触发器、触发器及触发器主触发器主触发器从触发器从触发器真值表真值表 KJQn+1 00Qn 100 011 112.逻辑功能逻辑功能由两个钟控触发器构成由两个钟控触发器构成与对应，与对应，与对应与对应CP=0：从触发器接受主触发器状态并翻转稳定：从触发器接受主触发器状态并翻转稳定CP=1:主触发器接受激励信号并翻转稳定主触发器接受激励信号并翻转稳定 边沿触发：边沿触发：只在只在CP电平变化时（负电平变化时（负跳变），输出跳变），输出Q才变化。才变化。CP电平不变时，输出电平不变时，输出Q不变。不变。真值表真值表 KJQn+1 00Qn 100 011 113.状态转换图与特征方程状态转换图与特征方程（）状态转换图（）状态转换图状态转换真值表状态转换真值表QnQn+1JK0000110000011001011011100111101101状态状态 0状态状态 1J=0K=K=0J=J=1J=1K=K=1J=J=状态转换图状态转换图（）特征方程（）特征方程状态转换真值表状态转换真值表QnQn+1JK00001100000110010110111001111011卡诺图中对卡诺图中对应格中填入应格中填入1 14.J-K触发器对激励信号的要求触发器对激励信号的要求J-K触发器的工作波形触发器的工作波形CP=1,若若J、K变化，触发器的状态与真值表不对应。变化，触发器的状态与真值表不对应。而是在而是在CP下降沿时对应。下降沿时对应。6.4各种类型触发器之间的转换各种类型触发器之间的转换转换步骤：转换步骤：转换步骤：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：转换方法：转换方法：转换方法：利用令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 1、将、将D触发器转换为触发器转换为JK、RS、T和和T触发器触发器D触发器触发器JK触发器触发器2 2、将、将JK触发器转换为触发器转换为RS、D、T和和T触发器触发器JK触发器触发器RS触发器触发器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：R和和S是对是对称的关系称的关系比较，得：电路图电路图因为要求因为要求SR=0，所以不会出现所以不会出现J=K=1(R=S=1)情情况下的翻转。况下的翻转。JKJK触发器触发器D D触发器触发器写出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：电电路路图图状状态态图图时时序序图图JKJK触发器触发器T T触发器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。特性表特性表逻辑符号逻辑符号T 触发器特性方程：与JK触发器的特性方程比较，得：电电路路图图变换T触发器的特性方程：状状态态图图时时序序图图触发器可以作为二进制存储单元使用。触发器可以作为二进制存储单元使用。触发器的逻辑功能可以用：触发器的逻辑功能可以用：1.真值表真值表2.卡诺图卡诺图3.特性方程特性方程4.状态图状态图5.波形图波形图6.激励函数激励函数小结小结（1 1）时钟控制）时钟控制R-SR-S触发器触发器电平触发方式，当电平触发方式，当CP=1CP=1时，其状态随输入端时，其状态随输入端R R、S S的变化而改变的变化而改变（2 2）主从）主从J-KJ-K触发器触发器（3 3）边沿触发器）边沿触发器维持维持-阻塞阻塞D D触发器触发器触发方式不同，逻辑功能与主从触发方式不同，逻辑功能与主从J-K触发器的相同。触发器的相同。Q Qn+1n+1=D=D（）边沿（）边沿J-K触发器触发器或或SQn+RQnJK触发器和触发器和RS触触发器：发器：J和和K，R和和S是对是对称的关系。称的关系。触发器是数字电路的极其重要的基本单元。触发器有两个稳定状态，在外界信号作用下，可以从一个稳态转变为另一个稳态；无外界信号作用时状态保持不变。因此，触发器可以作为二进制存储单元使用。触发器的逻辑功能可以用真值表、卡诺图、特性方程、状态图和波形图等5种方式来描述。触发器的特性方程是表示其逻辑功能的重要逻辑函数，在分析和设计时序电路时常用来作为判断电路状态转换的依据。各种不同逻辑功能的触发器的特性方程为：RS触发器：Qn+1=S+RQn，其约束条件为：RS0JK触发器：Qn+1=JQn+KQnD触发器：Qn+1=DT触发器：Qn+1=TQn+TQnT触发器：Qn+1=Qn同一种功能的触发器，可以用不同的电路结构形式来实现；反过来，同一种电路结构形式，可以构成具有不同功能的各种类型触发器。作作 业业5.2 5.4 5.9 5.105.2 5.4 5.9 5.10