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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,-,触 发 器,第 五 章,.,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,.,教学要求,一,.,重点掌握的内容：,1.,触发器的特点，现态和次态的概念触发器逻辑功能的表示方法。,2.,触发器四种结构形式及其动作特点。,3.,触发器在逻辑功能上的四种主要类型，及其各自的功能特点和逻辑功能表示形式。,二,.,一般掌握的内容：,1.,触发器的电路结构形式和逻辑功能的关系,2.,常用集成电路触发器逻辑符号、功能特点以及异步置位、复位端的作用。,.,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。,.,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,.,按结构可分为,SR,锁存器,边沿触发触发器,电平触发的触发器,脉冲触发的触发器,四、触发器分类,按逻辑功能可分为,SR,触发器,JK,触发器,D,触发器,T,和,T,触发器,.,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,R,D,Reset,直接复位端,(,置,0,端）,S,D,Set,直接置位端,(,置,1,端）,（基本,RS,触发器）,.,或非门组成的基本,RS,触发器的特性表,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,.,或非门组成的基本,RS,触发器的特性表,0,1,0,0,1,.,或非门组成的基本,RS,触发器的特性表,1,0,0,0,1,.,或非门组成的基本,RS,触发器的特性表,1,1,0,0,0,0,0,0,当,S,D,、,R,D,同时撤去时，输出端,Q,和,Q,状态不定。,?,设计电路时此种情况应避免,.,特性方程：,.,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。,.,2.,与非门构成,.,与非门组成的基本,RS,触发器的特性表,1,1,0,0,1,1,1,0,1,0,.,与非门组成的基本,RS,触发器的特性表,0,1,1,1,0,0,.,与非门组成的基本,RS,触发器的特性表,1,0,1,1,0,0,.,与非门组成的基本,RS,触发器的特性表,0,0,1,1,1,1,1,1,?,当,S,D,、,R,D,同时撤去时，输出端,Q,和,Q,状态不定。,设计电路时此种情况应避免,.,特性方程：,基本,RS,触发器动作特点,:,输入信号在全部作用时间内都直接改变输出端,Q,和,Q,的状态。,.,例,5.2.1,0,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,0,0,1,1,.,二、电平触发的触发器,1.,电平触发,SR,触发器,（同步触发器）,.,同步,SR,触发器的特性表,特性方程：,.,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）,.,电平触发方式的动作特点,:,在,CLK,1,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,.,2.D,锁存器,特性方程：,Q,*,=D,.,例：,5.3.2,特性方程：,Q,*,=D,.,三、脉冲触发的触发器,1.,主从,SR,触发器,（主从触发器）,.,（,1,）接收输入信号过程,CLK,=1,期间：主触发器控制门,G,7,、,G,8,打开，接收输入信号,S,、,R,从触发器控制门,G,3,、,G,4,封锁，其状态保持不变。,1,0,1,1,.,（,2,）输出信号过程,CLK,下降沿到来时，主触发器封锁，从触发器按照主触发器的状态改变。,0,1,1,1,CLK,下降沿到来时有效,特性方程,.,例,5.4.1,.,2.,主从,JK,触发器,主从,JK,触发器没有约束。,.,J=1 K=0,时，,CLK,1,期间主触发器置,1,；,CLK,下降沿到达时，从触发器置,1,，,Q,*,=1,。,1,0,1,1,.,0,1,J0 K=1,时，,CLK,1,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,.,0,0,J=0 K=0,时，触发器保持原来状态不变，,Q,*,=Q,。,.,1,1,J=1 K=1,时，,Q=0,G,7,输出,0,，主触发器置,1,，,CLK,Q,*,=1,；,Q=1,G,8,输出,0,，主触发器置,0,，,CLK,Q,*,=0,。,Q,*,=Q,.,JK,触发器的特性表,.,具有多输入端的主从,JK,触发器，输入端,J,1,和,J,2,、,K,1,和,K,2,是与的关系。,.,集成主从,JK,触发器,低电平有效,低电平有效,CP,下降沿触发,.,例,5.4.2,.,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,CLK,1,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。,.,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：,.,例,5.4.3,0,1,第二个,CLK,1,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.,0,1,1,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,。,.,四、边沿触发的触发器,1.,用两个电平触发,D,触发器组成的边沿触发器,.,逻辑符号,带异步置位、复位端的,CMOS,边沿触发,D,触发器,上升沿触发,异步置位端（高电平有效）,异步复位端（高电平有效）,.,2.,维持阻塞边沿触发器,多输入端,上升沿触发,低电平有效,.,3.,利用传输延迟时间的边沿触发器,下降沿触发,特性表,.,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,。,.,集成边沿,D,触发器,注意,：,CC4013,的异步输入端,R,D,和,S,D,为高电平有效。,CP,上升沿触发,.,集成边沿,JK,触发器,74LS112,为,CP,下降沿触发。,CC4027,为,CP,上升沿触发，且其异步输入端,R,D,和,S,D,为高电平有效。,注意,.,例,5.5.1,已知,D,和,CP,的波形，试画出,Q,的波形。设触发器初始状态为,0,。,.,课堂练习,题目,:,时钟,CP,及输入信号,D,的波形如图所示,试画,出各触发器输出端,Q,的波形,设各输出端,Q,的,初始状态为,0.,D,Q,D,CP,Q,1,Q,2,D,Q,D,CP,.,CP,D,Q,1,D,Q,D,CP,Q,1,.,Q,2,D,Q,D,CP,CP,D,Q,2,.,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,.,SR,触发器,1.,特性表,.,2.,特性方程,3.,状态转换图,0,1,S=1 R=0,S=0 R=1,S=0 R=,S=R=0,(,约束条件,),RS,触发器的特性方程为,.,JK,触发器,1.,特性表,.,2.,特性方程,3.,状态转换图,0,1,J=1 K=,J=K=1,J=0 K=,J=K=0,JK,触发器的特性方程为,.,T,触发器,1.,特性表,2.,特性方程,3.,状态转换图,0,1,T=1,T=1,T=0,T=0,当,T=1,时，称为,T,触发器。,.,D,触发器,1.,特性表,2.,特性方程,3.,状态转换图0,1,D=1,D=0,D=0,D=1,.,例,1,：,时钟,CLK,波形如图所示,试画出各触发器输出端,Q,的波形,设,Q,的初始状态为,0.,.,CLK,Q,1,Q,2,.,例,2,：,时钟,CP,波形如图所示,试画出各触发器,Q,端的波形,设各输出端,Q,的初始状态,Q=0,。,K=,1,CP,CP,.,CP,Q,1,Q,2,.,二、不同逻辑功能触发器之间的相互转换,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，得到被转换触发器的驱动方程。,关键：,找出被转换触发器的激励条件。,.,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。,.,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：,.,比较，得：,电路图,.,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,.,D,触发器,T,触发器,.,D,触发器,T,触发器,.,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。,.,