RS触发器和SR触发器.ppt

第五章触发器 概述 5 1SR锁存器5 2电平触发的触发器 5 3脉冲触发的触发器5 4边沿触发的触发器5 5触发器的逻辑功能及其描述方法 概述 触发器是构成时序逻辑电路的基本单元电路 触发器具有记忆功能 能存储一位二进制数码 触发器有二个基本特性 一定条件下 触发器可维持两种稳定状态 0 1 一保持不变 分别用来表示逻辑0和逻辑1 在适当的外加输入信号 外触发 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 触发器的分类 按触发方式可分为 电平触发 边沿触发 脉冲触发 触发器的分类 按逻辑功能可分为 RS触发器 T和T 触发器 JK触发器 D触发器 1 由或非门组成的SR锁存器 5 1SR锁存器 2 由与非门组成的SR锁存器 一 电路结构与工作原理 两互补输出端 两输入端 反馈线 设触发器原态为 1 态 1 0 1 0 1 触发器输出与输入的逻辑关系 设原态为 0 态 1 1 0 触发器保持 0 态不变 复位端 0 设原态为 0 态 1 1 0 0 2 设原态为 1 态 0 0 1 触发器保持 1 态不变 置位端 1 设原态为 0 态 0 0 1 1 3 设原态为 1 态 0 0 1 触发器保持 1 态不变 1 1 0 若G1先翻转 则触发器为 0 态 1 态 若先翻转 4 与非门组成的基本RS锁存器的特性表 触发器置1 触发器置0 1 1 0 0 基本RS锁存器真值表 逻辑符号 或非门组成的基本RS锁存器的特性表 置1 置0 注意正常工作时应遵守SR 0的约束条件即不应加以S R 0的输入信号 二 动作特点 R ResetDirect 直接置 0 端 复位端 S SetDirect 直接置 1 端 置位端 例1 画出基本RS锁存器的输出波形 5 2电平触发的触发器 一 电路结构与工作原理 带异步置1 置0输入端的电平触发SR触发器 基本SR锁存器 时钟脉冲 一 电路结构与工作原理 当CP 0时 0 R S输入状态不起作用 触发器状态不变 被封锁 当CP 1时 1 打开 打开 当CP 1时 1 打开 1 S 0 R 0 触发器状态由R S输入状态决定 打开 1 1 0 2 S 0 R 1 3 S 1 R 0 1 0 Q 1 Q 0 4 S 1 R 1 电平触发SR触发器特性表 电平触发SR触发器真值表 Qn 时钟到来前触发器的状态 Qn 1 时钟到来后触发器的状态 二 动作特点 1 在CP 0期间 G3 G4被封锁 触发器状态不变 2 在CP 1的全部时间里R和S的变化都将引起触发器的输出状态的变化 CP 1期间内若输入信号多次发生变化 则触发器的输出状态也会发生多次翻转 存在问题 触发方式 电平触发方式 例1 画出电平触发SR触发器的输出波形 真值表 CP高电平时触发器状态由R S确定 例2 画出电平触发SR触发器的输出波形 设触发器的初态为Q 0 三 电平触发的D触发器 D CLK 1D C1 Q Q 利用COMS传输门组成的电平触发D触发器 例 电平触发D触发器的CLK和输出端D的电压波形如图所示 画出Q和Q的电压波形 5 4脉冲触发的触发器 一 电路结构与工作原理 1 主从SR触发器 逻辑符号 从触发器 主触发器 1 电路结构 F主打开 F主状态由S R决定 接收信号并暂存 F从封锁 F从状态保持不变 CP 1时 CP 2 工作原理 状态保持不变 从触发器的状态取决于主触发器 并保持主 从状态一致 因此称之为主从触发器 F从打开 F主封锁 CP 3 主从SR触发器 特性表 只在CP从1变为0时有效 主从SR触发器真值表 功能与电平触发SR触发器完全相同 t 例1 已知主从RS触发器的CP和S R波形 试画出Q端的波形 设触发器的初态为Q 0 cp t 例2 已知主从SR触发器的CP和S R波形 试画出Q端的波形 设触发器的初态为Q 0 逻辑符号 反馈线 2 主从JK触发器 1 电路结构 1 J 1 K 1 设触发器原态为 0 态 分析JK触发器的逻辑功能 CP 1 J 1 K 1 设触发器原态为 1 态 为 状态 J 1 K 1时 每来一个时钟脉冲 状态翻转一次 即具有计数功能 1 J 1 K 1 F主打开 F主状态由S R 决定 接收信号并暂存 F从封锁 F从状态保持不变 CP CP 2 工作原理 状态保持不变 F从打开 F主封锁 CP 从触发器的状态与主触发器状态一致 CP 2 J 0 K 1 设触发器原态为 1 态 设触发器原态为 0 态 CP 3 J 1 K 0 设触发器原态为 0 态 设触发器原态为 1 态 CP 4 J 0 K 0 设触发器原态为 0 态 CP CP高电平时F主状态由S R 决定 F从状态不变 结论 Qn 1 00 11 10 0 01 Qn JK触发器特性表 保持功能 置 0 功能 置 1 功能 计数功能 例 画出电平触发JK触发器输出波形 二 动作特点 1 主从触发器分两步工作 第一步 CP 1期间 主触发器的输出状态由输入信号的状态确定 从触发器的输出状态保持不变 第二步 当CP从1变为0时 从触发器的输出状态由主触发器当时的状态决定 2 在CP 1的全部时间里输入信号的变化都将对主触发器起控制作用 触发方式 脉冲触发方式 延迟触发方式 1 主从JK触发器在CP 1期间 主触发器只有可能翻转一次 2 只有在CP 1的全部时间里输入状态始终未变的条件下 才可用CP下降沿到达时的输入状态决定触发器的次态 注意 具有多输入端的主从JK触发器 集成主从JK触发器 5 5边沿触发的触发器 一 利用CMOS传输门的边沿触发器 CLK CMOS边沿触发器特性表 输出端的变化仅取决于CP上升沿到达前瞬间D的状态 带异步置位 复位端的CMOS边沿触发器 边沿触发 逻辑符号 例 D触发器工作波形图 二 维持阻塞触发器 1 维持阻塞结构的RS触发器 置1维持线 置0维持线 置0阻塞线 置1阻塞线 2 维持阻塞结构的D触发器 1 D 0 当CP 0时 当CP 1时 在C 1期间 触发器保持 0 不变 0 1 1 0 0 1 封锁 1 D 1 当CP 0时 当CP 1时 在C 1期间 触发器保持 1 不变 1 0 0 0 1 1 封锁 封锁 具有异步置位 复位端和多输入端的维持阻塞D触发器 三 利用传输延迟时间的边沿触发器 触发器的次态仅仅取决于CP信号上升沿 或下降沿 到达时刻输入信号的状态 而在此之前和之后输入状态的变化对触发器的次态没有影响 边沿触发器的动作特点 触发方式 边沿触发方式 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 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 一 RS触发器 1 定义 凡在时钟信号作用下逻辑功能符合右表的触发器即为RS触发器 RS触发器特性表 如 电平触发SR触发器 脉冲触发 主从 RS触发器和维持阻塞RS触发器 2 特性方程 又称为状态方程 由特性表得到Qn 1的状态转换卡诺图 RS触发器的Qn 1卡诺图 进一步可写出Qn 1的表达式 输入 输出 约束条件表示不允许将R S同时取为1 3 状态转换图 RS触发器的状态转换图 箭头表示状态转换的方向 在箭头旁边用文字或符号表示实现转换所必备的条件 二 JK触发器 1 JK触发器特性表 2 JK触发器状态表 如 主从JK触发器和边沿JK触发器 3 特性方程 4 状态转换图 JK触发器的状态转换图 具有保持和翻转功能 1 特性表 三 T触发器 2 功能表 3 特性方程 4 状态转换图 令JK触发器的J K T 就可实现T触发器 JK触发器接成T触发器 5 T 触发器 1 T 触发器的功能把T 1时的T触发器称为计数型触发器 又叫做T 触发器 每来一个CP脉冲 T 触发器就翻转一次 显然能实现计数功能 T 触发器的特性表 特性方程为 1 1 特性表 2 特性方程 Qn 1 D 3 状态转换图 四 D触发器 5 6 2触发器的电路结构和逻辑功能 触发方式的关系 触发器的逻辑功能和电路结构形式是两个不同的概念 逻辑功能 是指触发器的次态和现态及输入信号之间在稳态下的逻辑关系 可用特性表 特性方程或状态转换图给出 按逻辑功能不同分为RS D JK T和T 触发器等 按电路结构 触发方式不同分为SR触发器 主从触发器和边沿触发器等 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 利用CMOS传输门的JK触发器CC4027 JK触发器转换为RS D T和T 触发器 绘制触发器的时序图要特别注意 触发器中有边沿触发器和非边沿触发器之分 对于边沿触发器 如TTL维持 阻塞D触发器和CMOS主从JK触发器等 其次态仅仅取决于CP脉冲到达时刻的输入状态 对于