数字电路第五章锁存器触发器

1、数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 第第5 5章章 锁存器和触发器锁存器和触发器 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 教学基本要求教学基本要求 1、掌握、掌握 各类触发器的功能和电路简化表示。各类触发器的功能和电路简化表示。 2、掌握各类触发器的特性方程。、掌握各类触发器的特性方程。 3、 熟悉各类触发器的电路结构并能分熟悉各类触发器的电路结构并能分 析其工作原理。析其工作原理。 第第5 5章章 锁存器和触发器锁存器和触发器 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 第第5 5章章 锁存器和触发器锁存器和触发器 5.1 5.1 双稳态存储单元电路

2、双稳态存储单元电路 5.1.1 5.1.1 双稳态的概念双稳态的概念 1 1、双稳态的物理模型、双稳态的物理模型 2 2、稳态和介稳态、稳态和介稳态 5.1.2 5.1.2 双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路 1 1、电路结构、电路结构 2 2、逻辑状态分析、逻辑状态分析 11 QQ G1G2 vi1 vi2 图图5.1.2 5.1.2 双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 11 QQ G1G2 vi1 vi2 2 2、逻辑状态分析、逻辑状态分析 （1 1）若）若 Q=0Q=0，则，则 Q=1Q=1， Q=1Q=1，保证了，保证了 Q=0

3、Q=0。 形成了第一种稳态形成了第一种稳态 （2 2）若）若 Q=1Q=1，则，则 Q=0Q=0， Q=0Q=0，保证了，保证了 Q=1Q=1。形成了第二种稳态形成了第二种稳态 3 3、模拟特性分析、模拟特性分析 vo1 vi1 (vi2) (vo2) d d a a e e c c b b vo1vo2 有有3 3个交点个交点( (平衡点平衡点):M():M(稳稳 态态) )、N(N(稳态稳态) )、P(P(介稳态介稳态) ) P P M M N N 两种稳态之一一旦出现，两种稳态之一一旦出现， 都可长期保持，固称为都可长期保持，固称为 双稳态电路。双稳态电路。 G1传输特性传输特性 G2传

4、输特性传输特性 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 5.2 5.2 锁存器锁存器 锁存器锁存器: :是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路 （2）逻辑符号）逻辑符号 G1 G2 Q Q S R 1 1 触发器触发器: :是一种对脉冲边沿敏感的存储电路是一种对脉冲边沿敏感的存储电路 5.2.15.2.1 SR SR锁存器锁存器 Q R S Q 1 1、基本、基本SRSR锁存器锁存器 （1 1）电路）电路 （3 3）由图得逻辑表达式）由图得逻辑表达式 Q = R + QQ = R + Q Q = S + QQ = S + Q 数字电路第五章锁存器触发

5、器数字电路第五章锁存器触发器 S SR RQ QQ Q锁存器状态锁存器状态 0 00 0不变不变不变不变保持保持 0 01 10 01 10 0 1 10 01 10 01 1 1 11 10 00 0不确定不确定 （3 3）逻辑表达式）逻辑表达式 （4 4）功能表（表）功能表（表5.2.15.2.1） Q = R + QQ = R + Q Q = S + QQ = S + Q 可见：正常工作时，输入信号要满足可见：正常工作时，输入信号要满足SR=0SR=0的约束的约束 条件，即条件，即S=R=1S=R=1是不允许的。是不允许的。 基本的基本的SRSR锁存器具有保持、置锁存器具有保持、置0 0

6、、置、置1 1功能。功能。 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 保持保持 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 例例5.2.1 5.2.1 图图5.2.15.2.1（a a）中基本）中基本RSRS锁存器的锁存器的S S、R R端的输入波形端的输入波形 如图如图5.2.35.2.3虚线上边所示，试画出虚线上边所示，试画出Q Q和和 Q Q 的波形。的波形。 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 电路结构电路结构 （5a5a）用与非门组成的基本）用与非门组成的基本SRSR锁存器锁存器 QQ RS

7、 G1 5.3.1; 5.2.5; 5.3.1; 5.4.1; 5.4.3; 5.4.6; 5.4.1; 5.4.3; 5.4.6; 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 第五章习题课第五章习题课 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 5.2.3 由与或非门组成的由与或非门组成的SR锁存器如图题锁存器如图题 5.2.3所示，试分析其工作原理并列出功能表。所示，试分析其工作原理并列出功能表。 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 保持保持 保持保持 0 1 不确定不确定 不变不变 不变不变 1 0 0 不变不变 不变不变 0 1 0 0 1 0 1

8、 0 0 1 1 0 1 1 1 1 锁存器状态锁存器状态QQRSE 图图5.2.3功能表功能表 解：图题解：图题5.2.3中的锁存器，当中的锁存器，当E=0时，无论输入端时，无论输入端S、 R逻辑值如何变化，其输出都维持原来状态不变；逻辑值如何变化，其输出都维持原来状态不变； 当当E=1时，其输出跟随时，其输出跟随S、R逻辑值的变化而变化。逻辑值的变化而变化。 它的功能表如图它的功能表如图5.2.3功能表所示。功能表所示。 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 5.2.4 图题图题5.2.3所示锁存器的所示锁存器的E、R、S端的输入信端的输入信 号波形如图题号波形如图题5.2

9、.4所示，试画出所示，试画出Q和和Q端的波形，端的波形， 设初态设初态Q=0。 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 解：从初态解：从初态Q=0开始，开始， 按照图题按照图题5.2.4所示波形，所示波形， 根据图根据图5.2.3功能表，推功能表，推 导出输出端导出输出端Q和和Q的波形，的波形， 如图题解如图题解5.2.4所示。所示。 图题解图题解5.2.4 保持保持 保持保持 0 1 不确定不确定 不变不变 不变不变 1 0 0 不变不变 不变不变 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 锁存器状态锁存器状态QQRSE 图图5.2.3功能表功能表 Q 数

10、字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 解：由教材解：由教材P215功能表，先用传送功能表，先用传送 模式，模式，LE1，更新状态，然后，更新状态，然后LE 0把新状态锁存。设计电路如图把新状态锁存。设计电路如图 （a），要求的波形如图（），要求的波形如图（b）。）。 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 5.4.5 5.4.5 电路如图题电路如图题5.4.55.4.5所示，设各触发器所示，设各触发器 的初态为的初态为0 0，画出在，画出在CPCP脉冲作用下脉冲作用下Q Q端的波形。端的波形。 图题图题5.4.55.4.5 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁

11、存器触发器 解解: : nnn QKQJQ 1 由由JK触发器的特性方程触发器的特性方程 ，对，对 照图题照图题5.4.5各触发器电路可得各图的特性方程：各触发器电路可得各图的特性方程： 由方程可画出各触发由方程可画出各触发 器器Q波形如右：波形如右： 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 5.4.7 5.4.7 逻辑电路如图题逻辑电路如图题5.4.75.4.7所示，已知所示，已知CPCP和和A A的波的波 形，画出触发器形，画出触发器Q Q端的波形。设触发器的初始状态为端的波形。设触发器的初始状态为0 0。 解：解： 分析：时钟脉冲的变分析：时钟脉冲的变 化一方面使化一方面使

12、Q变化，变化， 另一方面另一方面Q和和CP又引又引 起清零起清零R的变化导致的变化导致 Q变化，故综合考虑，变化，故综合考虑， 也画出也画出R波形。波形。 在在Q=0时时R=1,只有只有 负跳变时负跳变时Q才能变，才能变， 而而Q=1时，在时，在 =1时，时，R=0又使又使Q=0,一一 旦旦Q=0，R又立即变为又立即变为1。 结果如上图。结果如上图。 CP CP 图题图题5.4.75.4.7 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 5.4.10 5.4.10 逻辑电路和输入信号波形如图题逻辑电路和输入信号波形如图题5.4.105.4.10所示，所示， 画出各触发器画出各触发器Q

13、Q端向波形。设触发器的初始状态均为端向波形。设触发器的初始状态均为0 0。 解：解： 图题图题5.4.10中的中的R端是异步置零端，高电平有端是异步置零端，高电平有 效，当效，当R=1时时Q=0。分别分析。分别分析CP1和和R1对对Q1的的 影响及影响及CP2和和R2对对Q2的影响，列出真值表，然的影响，列出真值表，然 后画出如图题解后画出如图题解5.4.10所示波形。所示波形。 图题图题5.4.105.4.10 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 图题解图题解5.4.10 1 0

14、 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1初态初态 0 0 1 CP2 R2(Q1) Q2 Q2 CP1 R1(Q2) Q1 Q1 真值表真值表 数字电路第五章锁存器触发器数字电路第五章锁存器触发器 归纳：基本锁存器、门控归纳：基本锁存器、门控SRSR锁存器、门控锁存器、门控D D锁存锁存 器、主从触发器和边沿触发器触发翻转的特点。器、主从触发器和边沿触发器触发翻转的特点。 （1）基本锁存器动作特点：在输入信号基本锁存器动作特点：在输入信号S S和和 R R的全部作用时间内，都能直接改变输出端的全部作用时间内，都能直接改变输出端Q Q 和和 的状态。的状态。Q （2）门控门控SRSR锁存器：在使能锁存器：在使能E=1E=1的全部时间内，的全部时间内