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大学 数字 逻辑电路 李中发 课件 ppt

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数字逻辑电路李中发 制作中国水利水电出版社第6章 触发器学习要点理解触发器的概念及各种触发器的工作原理。理解触发器逻辑功能各种描述方法。掌握各种触发器的逻辑功能。了解各种不同逻辑功能触发器之间的相互转换。第6章 触发器6.1 基本RS触发器6.2 同步触发器6.3 主从触发器退出6.4 边沿触发器6.5 不同类型触发器间的转换6.1 基本RS触发器触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑部件。 它有两个稳定的状态：0状态和1状态； 在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态； 当输入信号消失后，所置成的状态能够保持不变。所以，触发器可以记忆1位二值信号。根据逻辑功能的不同，触发器可以分为RS触发器、D触发器、JK触发器、T和T触发器；按照结构形式的不同，又可分为基本RS触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器。6.1.1 概述6.1.2 基本RS触发器的逻辑功能分析电路组成和逻辑符号信号输入端，低电平有效。工作原理10011 0001100 1111101 1不变1000110 0不定？特性表（真值表）现态：触发器接收输入信号之前的状态，也就是触发器原来的稳定状态。次态：触发器接收输入信号之后所处的新的稳定状态。6.1.3 基本RS触发器的逻辑功能描述次态Qn+1的卡诺图特性方程触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1与输入及现态Qn之间的逻辑关系式状态图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011/1/10/01/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置0置1置1置1保持不允许基本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，而且与触发器的现态有关。（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）在稳定状态下两个输出端的状态和必须是互补关系，即有约束条件。在数字电路中，凡根据输入信号R、S情况的不同，具有置0、置1和保持功能的电路，都称为RS触发器。EN1时工作EN0时禁止6.1.4 集成基本RS触发器6.2 同步触发器6.2.1 同步RS触发器CP1时，工作情况与基本RS触发器相同。特性表特性方程主要特点波形图（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不变CP=1期间有效6.2.2 同步JK触发器特性表JK=00时不变JK=01时置0JK=10时置1JK=11时翻转状态图波形图在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入信号J、K情况的不同，具有置0、置1、保持和翻转功能的电路，都称为JK触发器。CP=1期间有效6.2.3 同步D触发器状态图波形图在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入信号D情况的不同，具有置0、置1功能的电路，都称为D触发器。集成同步D触发器CP1、2CP3、4POL1时，CP1有效，锁存的内容是CP下降沿时刻D的值；POL0时，CP0有效，锁存的内容是CP上升沿时刻D的值。6.3 主从触发器6.3.1 主从RS触发器工作原理1001特性方程逻辑符号电路特点主从RS触发器采用主从控制结构，从根本上解决了输入信号直接控制的问题，具有CP1期间接收输入信号，CP下降沿到来时触发翻转的特点。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。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。6.3.2 主从JK触发器特性表时序图电路特点逻辑符号主从JK触发器采用主从控制结构，从根本上解决了输入信号直接控制的问题，具有CP1期间接收输入信号，CP下降沿到来时触发翻转的特点。输入信号J、K之间没有约束。存在一次变化问题。带清零端和预置端的主从JK触发器001001带清零端和预置端的主从JK触发器的逻辑符号集成主从JK触发器与输入主从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。6.4 边沿触发器6.4.1 边沿D触发器工作原理边沿D触发器没有一次变化问题。逻辑符号集成边沿D触发器注意：CC4013的异步输入端RD和SD为高电平有效。CP下降沿时刻有效6.4.2 边沿JK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。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RD和SD为高电平有效。注意6.5 不同类型触发器间的相互转换转换步骤：（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、将JK触发器转换为RS、D、T和T触发器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