数字电路第五章

2023/2/11数字电路与系统第五章、触发器2023/2/12北航·

电子信息工程学院作业5.2；5.3；5.65.9；5.11；5.12；5.145.20；5.22；5.25；5.272023/2/13北航·

电子信息工程学院第五章触发器数字系统中，把能够存储1位二值信号的基本单元电路称为触发器（flip-flop）。触发器应具备三个基本特点：触发器具有两个稳定状态：逻辑0和逻辑1；在输入信号作用下，触发器可以从一种状态转换到另一种状态；当输入信号消失后，能保持其状态不变。触发器种类很多：按电路结构分为基本、同步、主从、边沿触发器；按逻辑功能分为RS、JK、D和T触发器；按触发方式分为电平、脉冲和边沿触发器等。2023/2/14北航·

电子信息工程学院第五章触发器5.1基本触发器和同步触发器5.2主从触发器5.3边沿触发器5.4触发器特性及功能转换2023/2/15北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器基本RS触发器用或非门组成的基本RS触发器电路结构2023/2/16北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器基本RS触发器用或非门组成的基本RS触发器电路结构2023/2/17北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器基本RS触发器用或非门组成的基本RS触发器电路结构2023/2/18北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器基本RS触发器用或非门组成的基本RS触发器逻辑功能表2023/2/19北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器用与非门组成的基本RS触发器电路结构逻辑功能表2023/2/110北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器用与非门组成的基本RS触发器波形分析2023/2/111北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器基本RS触发器动作特点基本RS触发器具有复位（Q=0）、置位（Q=1）、保持原状态三种功能R为复位输入端，S为置位输入端可以是低电平有效，也可以是高电平有效，取决于触发器的结构直接触发

2023/2/112北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器同步RS触发器时钟脉冲控制触发器状态的改变——同步触发器电路结构2023/2/113北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器同步触发器

逻辑功能表2023/2/114北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器在CLK=1的全部时间里，S和R的变化都将引起输出状态的变化波形分析同步触发器

说明：钟控端的缩写——CLK=ClockCP=ClockPulseCLKSRQ2023/2/115北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器同步RS触发器动作特点电平触发；在CLK=1的全部时间内，S和R的变化都将引起触发器输出端状态的变化；如果CLK=1期间输入信号多次变化，则触发器状态也会发生多次翻转，俗称“空翻”。2023/2/116北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器带异步复位、置位端的同步RS触发器2023/2/117北航·

电子信息工程学院触发器功能的其他表示方法特性方程RS=0(约束条件)

状态转换图波形图特性表2023/2/118北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器同步D触发器电路结构2023/2/119北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器同步D触发器特性方程特性表

状态转换图

2023/2/120北航·

电子信息工程学院5.1基本触发器和同步触发器同步D触发器动作特点别名：D型锁存器，双稳态锁存器电平触发；时钟脉冲持续的时间段内，D端的激励信号的变化可以造成触发器状态多次翻转；时钟脉冲宽度应该大于2tpd。2023/2/121北航·

电子信息工程学院5.2主从触发器主从RS触发器主从JK触发器2023/2/122北航·

电子信息工程学院5.2主从触发器主从RS触发器电路结构2023/2/123北航·

电子信息工程学院5.2主从触发器主从RS触发器工作原理

主从触发器的触发翻转分为两个节拍触发器的翻转在CLK由1变0时刻（CLK下降沿）CLK一旦变为0后，主触发器被封锁，其状态不再受R、S影响主从触发器对输入信号的敏感时间大大缩短，只在CLK由1变0的时刻触发翻转不会有空翻现象主从触发2023/2/124北航·

电子信息工程学院5.2主从触发器主从RS触发器XXXX0000001110011011010001101101*1111*真值表2023/2/125北航·

电子信息工程学院5.2主从触发器波形图主从RS触发器2023/2/126北航·

电子信息工程学院5.2主从触发器主从JK触发器电路结构2023/2/127北航·

电子信息工程学院主从JK触发器特性表工作原理00保持110110001112023/2/128北航·

电子信息工程学院5.2主从触发器特性方程波形图状态转换图主从JK触发器2023/2/129北航·

电子信息工程学院主从RS触发器和主从JK触发器动作特点主从SR

J

KQQ’QQ’CLK2023/2/130北航·

电子信息工程学院5.2主从触发器主从T触发器电路符号

T’触发器（T=1）状态转换图特性方程主从T触发器2023/2/131北航·

电子信息工程学院5.2主从触发器主从JK触发器存在的问题—

一次变化现象001112023/2/132北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器为了提高触发器的抗干扰能力，希望触发器的次态仅仅取决于CLK信号的沿（上升沿和下降沿）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次态没有影响。维持-阻塞边沿D触发器CMOS主从结构边沿触发器利用传输延迟时间的边沿触发器2023/2/133北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器维持-阻塞边沿D触发器回忆2023/2/134北航·

电子信息工程学院维持-阻塞边沿D触发器1维持—阻塞边沿D触发器置1维持线

置0阻塞线111010￪结构及工作原理同步D触发器

2023/2/135北航·

电子信息工程学院维持—阻塞边沿D触发器置1维持线

置0阻塞线置0维持线1101000￪维持-阻塞边沿D触发器结构及工作原理同步D触发器

2023/2/136北航·

电子信息工程学院维持-阻塞边沿D触发器置1阻塞置0维持置0阻塞置1维持结构及工作原理2023/2/137北航·

电子信息工程学院维持-阻塞边沿D触发器波形图2023/2/138北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器带RD和SD端的维持—阻塞D触发器QQC11DRSSDRDCPD国标符号国标符号“>”表示边沿触发动作2023/2/139北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器CMOS主从结构边沿触发器电路结构2023/2/140北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器CMOS主从结构边沿触发器工作原理CP=0时，TG1接通，TG2关闭，主触发器接收输入信号，Q1=D；TG4接通，TG3关闭，输出维持不变。2023/2/141北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器CMOS主从结构边沿触发器改变CP信号极性，可构成下降沿触发。工作原理CP由0变1时，TG1关闭，TG2接通，主触发器维持不变，TG3接通，TG4关闭，从触发器接收输入信号。2023/2/142北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器利用传输延迟时间的边沿触发器电路结构工作原理G1~G3、G4~G6组成基本RS触发器，G7、G8为导引门，其延迟时间大于基本RS触发器翻转时间。注意G2和G6门。2023/2/143北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器利用传输延迟时间的边沿触发器工作原理CP=1期间：2023/2/144北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器利用传输延迟时间的边沿触发器NM工作原理CP由1变0时，首先封锁G2、G6两个与门，基本RS触发器等效为：2023/2/145北航·

电子信息工程学院5.3边沿触发器利用传输延迟时间的边沿触发器NM工作原理由于延迟时间大，CP下跳时，

G7、G8门的输出还没有变化，由基本RS触发器特性方程：此后，G2、G6门也被封锁，J、K的变化不再起作用。CP下降沿触发。2023/2/146北航·

电子信息工程学院5.4触发器特性及功能转换触发器功能转换触发器动态特性2023/2/147北航·

电子信息工程学院5.4触发器特性及功能转换触发器功能转换JK触发器转换为其他触发器2023/2/148北航·

电子信息工程学院5.4触发器特性及功能转换D触发器转换为其他触发器2023/2/149北航·

电子信息工程学院5.4触发器特性及功能转换基本RS触发器动态特性触发器动态特性输入信号宽度:tW

>2tpd传输延迟时间：从输入信号变化至新状态建立的时间：

tPLH

=tpd；

tPHL

=2tpd2023/2/150北航·

电子信息工程学院5.4触发器特性及功能转换同步RS触发器动态特性由基本RS触发器输入信号宽度的要求知道：输入信号与CP同时为高的时间：tW>2tpd传输延迟时间从CP触发沿至新状态建立的时间

tPLH

=2tpd

；tPHL

=3tpd2023/2/151北航·

电子信息工程学院5.4触发器特性及功能转换主从触发器动态特性为了可靠翻转，在CP=1期间，输入信号应保持不变，保持时间：

tH>tWH传输延迟时间从CP触发沿至新状态建立的时间

tPLH

=3tpd

；tPHL

=4tpd最高时钟频率

由同步触发器的特点，主从触发器的CP的高电平持续时间都应大于

3tpd

因此fCP<1/6tpd2023/2/152北航·

电子信息工程学院本章小结触发器特点：置数、保持；描述触发器逻辑功能的方法：特性表、特性方程、状态转换图和波形图；触发器的电路结构形式与逻辑功能之间不是一一对应的关系，但与触发方式之间的关系是固定的