SR脉冲触发器演示幻灯片

第五章触发器,本章主要内容,5.2SR锁存器（基本RS触发器）5.3电平触发的触发器5.4脉冲触发的触发器5.5边沿触发的触发器5.6触发器的逻辑功能及其描述方法,回顾“电平触发的触发器”：,基本电路与特性表,CLK=10，输出为不定态。施加RS=0约束。存在空翻现象：在CLK=1，如果R、S端输入信号多次发生变化，可能引起输出端状态多次翻转。,动作特点：只有CLK1时，S和R能通过控制门G3和G4，并按照输入信号将触发器的输出置为相应状态；,为了避免空翻现象，提高触发器工作可靠性，希望在每个CLK期间输出端的状态只改变一次，则在电平触发的触发器的基础上设计出脉冲触发的触发器。,5.4脉冲触发的触发器,脉冲触发的SR触发器（主从SR触发器）脉冲触发的JK触发器（主从JK触发器）,脉冲触发的SR触发器是由两个同样的电平触发SR触发器组成。典型电路结构形式如图示：,一、脉冲触发的SR触发器,脉冲触发的SR触发器又称为：主从SR触发器（MasterSlaveSRFlipFlop）：,G5-G8构成“主”触发器,G1-G4构成“从”触发器,使得主/从触发器得到相反时钟信号,1、电路组成,2、工作原理:,(1)在CLK1时“主”触发器的状态Qm按S、R变化;而”从”触发器状态Q保持状态不变；,2、工作原理:,(2)在CLK由10（下降沿）“主”触发器被封锁，无论SR如何变化，在CLK的一个周期内主触发器状态Qm不再改变；”从”触发器状态Q随”主”触发器所存储的信息Qm翻转。CLK=0期间，从触发器始终受主触发器直接控制。,2、工作原理:,(2)在CLK由10（下降沿）可见，“主从”RS触发器可以将接受信号与输出状态的翻转分两步进行；故在CLK一个周期内，触发器输出状态只可能改变一次.,2、工作原理:,表示延迟输出：触发器的输出状态的更新与输入信号的接收，在时钟的不同阶段进行，且前者滞后于后者。,脉冲触发的SR触发器图形符号：,3、主从SR触发器的逻辑功能的描述,（1）特性表,*CLK回到低电平后输出状态不定,一个周期内,只有在时钟的下降沿,触发器状态才可能翻转;其他任何时刻均保持不变;,输入信号SR=10或SR=01时,称为SR的有效状态.当SR从有效状态跳变为00状态时,触发器的状态为“保持”。,3、主从SR触发器的逻辑功能的描述,（1）特性表,*CLK回到低电平后输出状态不定,输入信号SR=10时，触发器功能为“置1”；输入信号SR=01时，触发器功能为“置1”,输入信号SR=11，CLK=1时,主触发器Qm=1,Qm=1;下降沿到来时,主触发器状态不定，（从）触发器的状态不定.,3、主从SR触发器的逻辑功能的描述,除了翻转时CLK作用时间不同外，主从SR触发器的特性表和电平触发的SR触发器相同。,在S和R不同时为1的情况下，输出的状态取决于CLK下降沿对应的S和R值。,（1）特性表,*CLK回到低电平后输出状态不定,（2）特性方程,（3）状态转换图,（4）波形图,Q,Q,SR=10,Q=1,SR=10,Q=1,SR=01,Q=0,SR=00,保持,例3:根据主从型SR触发器输入信号波形,试画出主/从触发器的输出Qm和Q的波形。,解：首先根据CLK=1期间SR的状态得到Qm、Qm的波形。然后根据CLK到达时Qm、Qm的状态画出Q、Q的波形。,主从RS触发器克服了同步RS触发器在CLK=1期间多次翻转的问题;但在CLK=1期间,主触发器的输出Qm仍会随输入的变化而变化.,分析原因：主从RS触发器仍然是通过电平触发方式来接受信号。故，触发器的输入信号应在CLK=1之前建立，并且在此期间保持不变。,例4:根据主从型SR触发器输入信号波形，试画出输出端Q和Q的波形，设初态为“0”,解：其输出波形如图示:,主从RS触发器克服了同步RS触发器在CLK1期间多次翻转的问题。但仍存在不定状态；因此，输入信号仍遵守SR0.,主从RS触发器的特点总结：,将接受信号与输出状态的更新分两步进行，确保了触发器的输出状态在一个时钟周期内只可能改变一次.在CLK1时，主触发器接受输入信号；在CLK到达后，从触发器按主触发器状态翻转；仍然是通过电平触发方式来接受输入信号SR.在CLK=1时，主触发器的输出Qm仍会随输入而变化;仍存在不定状态，即输入信号RS=0。,为了解决主从SR触发器对输入信号的约束问题（即在SR1时，输出也有确定的状态），研制了主从JK触发器。,二、脉冲触发的JK触发器（主从JK触发器）,设计思想：避免输入S与R同时取1，只需要将输出端Q和Q作为附加的控制信号反馈到输入端。,1、电路组成,二、脉冲触发的JK触发器（主从JK触发器）,主触发器,从触发器,S=JQ,R=KQ,主从JK触发器图形符号：,表示延迟输出：触发器的输出状态的更新与输入信号的接收，在时钟的不同阶段进行，且前者滞后于后者。,2、工作原理,(1)JK0,0,0,主触发器保持原态，则触发器（从触发器）也保持原态。,Q*Q,S=JQ=0,R=KQ=0,(2)J0，K1,若Q0,Q1,2、工作原理,0,1,S=JQ=0,R=KQ=0,在CLK的,从触发器保持状态不变:Q*=Q=0,若Q1,Q0,在CLK的,从触发器由1翻转为0:Q*=0。,R=KQ=1,Q*=0,(3)J1，K0,若Q0,Q1,2、工作原理,0,1,S=JQ=1,R=KQ=0,在CLK的,从触发器由0翻转1:Q*=1。,若Q1,Q0,在CLK的,从触发器保持1状态不变:Q*=Q=1.,Q*=1,S=JQ=0,(4)J1，K1,若Q0,Q1,2、工作原理,0,1,S=JQ=1,R=KQ=0,在CLK的,从触发器由0翻转1:Q*=1。,若Q1,Q0,在CLK的,从触发器由1翻转0:Q*=0。,Q*=Q,S=JQ=0,R=KQ=1,输入信号J、K之间没有约束，克服RS触发器不允许出现R=S=1的问题。,（1）特性表,3、功能描述,JK=00时，保持；JK=11时，翻转；JK时，Qn+1=J。,Q*=JQ+KQ,（2）特征方程：,CLK下降沿时有效，主从JK触发器没有约束,注意：该特性表只有在“CLK=1期间，JK状态不变”时，才成立。,3、功能描述,（3）状态转换图,Q*=JQ+KQ,（4）波形图,Q,Q,JK=00时，保持；JK=11时，翻转；JK时，Qn+1=J。,JK=10,Q=J,JK=00,保持,JK=11,翻转,JK=01,Q=J,由波形图可知，在CLK=1期间，JK状态不变。,3、功能描述,三、主从JK触发器动作特点：,触发器的状态转换分两步完成：CLK1期间接收输入信号，而状态的翻转只发生在CLK下降沿到来时。（主从RS触发器与主从JK触发器均具有该特点）从根本上解决了输入信号直接控制的问题。输入信号J、K之间没有约束，它克服RS触发器不允许出现R=S=1的问题。,回顾：主从RS触发器存在的问题：存在不定状态，即输入信号RS=0的约束。在CLK=1期间，主触发器的输出Qm会随输入的变化而多次变化；,主从JK触发器克服了该问题,分析主从JK触发器中，主触发器的输出端Qm:在CLK1期间，主触发器受到反馈回来的输出端Q、Q的影响；当Q=0时，只允许J=1的信号进入主触发器；当Q=1时，只允许K=1的信号进入主触发器；其结果是：在CLK=1期间，主触发器只可能翻转一次。称为“一次变化”问题。,因此，在CLK1期间：若输入状态JK未变，当CLK到达时，输入的状态决定触发器的次态；若JK发生变化时，要找出CLK到来前的Q状态，决定Q*。,S=JQ,R=KQ,例：已知主从JK触发器的输入及时钟波