《锁存器和触发器》

学习要点：锁存器和触发器的逻辑功能和触发方式锁存器和触发器的使用5锁存器和触发器精选课件锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的两种基本逻辑部件。

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态或1态；

当输入信号消失后，所置成的状态可保持不变。互补信号输出端，称0状态，称0状态互补信号输出端，称1状态，称1状态精选课件（1）次态不仅与输入信号状态有关，而且与电路的现态有关。（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。双稳态电路的特点精选课件5.1双稳态存储单元电路两个非门交叉耦合则构成最基本的双稳态电路。该电路有两个可以保持的稳定状态，可用于记忆一位二进制数据。若该电路的两个非门改为与非门或者或非门，并从其中一个门输入相应信号，则可改变输出。精选课件5.2锁存器锁存器是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路。可以在特定输入脉冲电平的作用下改变状态。5.2.1SR锁存器精选课件SR≥1QQ≥11.或非门构成基本SR锁存器①R=1、S=0时：不论锁存器原来处于什么状态都将变成0状态，这种情况称将触发器置0或复位。②R=0、S=1时：不论锁存器原来处于什么状态都将变成1状态，这种情况称将触发器置1或置位。③R=0、S=0时：锁存器保持原有状态不变，即原来的状态被锁存器存储起来，这体现了锁存器具有记忆能力。置1端置0端精选课件基本SR锁存器的触发信号是加在R、S端的高低电平，是一种电平控制存储单元电路。。RSQ00不变01110011不定④R=1、S=1时：两个输出都为0，不符合触发器的逻辑关系。禁止出现基本SR锁存器的约束条件RS=0并且由于或非门延迟时间不可能完全相等，在两输入端的0同时撤除后，将不能确定触发器是处于1状态还是0状态。精选课件2.与非门构成基本SR锁存器（基本SR锁存器）电路组成和逻辑符号信号输入端，低电平有效。互补信号输出端，称0状态，称1状态要求：两者状态保持相反(b)逻辑符号SR精选课件工作原理不论锁存器原来处于什么状态都将变成0状态，这种情况称将锁存置0或复位。不论锁存器原来处于什么状态都将变成1状态，这种情况称将锁存器置1或置位。置1端置0端RSQ00不定01010111不变①R=0、S=1时：②R=1、S=0时：精选课件禁止出现工作原理锁存器保持原有状态不变，即原来的状态被触发器存储起来，这体现了锁存器具有记忆能力。两个输出都为1，不符合锁存器的逻辑关系。并且由于与非门延迟时间不可能完全相等，在两输入端的0同时撤除后，将不能确定锁存器是处于1状态还是0状态。RSQ00不定01010111不变③R=1、S=1时：④R=0、S=0时：基本RS锁存器的约束条件R+S=1精选课件有关SR锁存器的说明：Q：输出端，表示触发器状态Q：互补输出端，与Q状态相反S（）：直接置位端SetR（）：直接复位端Reset触发器处于1态，表示此时触发器的Q=1、Q=0置位：使触发器处于1态复位：使触发器处于0态图形符号中，输入端靠近方框处的小圆圈表示输入信号负脉冲（负电平）有效。SR由输入信号直接决定锁存器的状态.精选课件反映了触发器输入信号取值和状态之间对应关系波形图RSQ置1置0置1置1置1保持不允许SR注：书上是输入高电平有效的SR锁存器图精选课件11SR&&QQRSQ00不变01110011不定3.与非门构成高电平有效基本RS触发器精选课件4.基本SR锁存器的应用举例例运用基本SR锁存器，消除机械开关振动引起的脉冲。图5.1.2机械开关的工作情况5VR1KSVO（a）机械开关的接通（b）对电压波形的影响&Q&Q1K5V5VASB（a）电路（b）电压波形图5.1.3利用基本SR锁存器消除机械开关振动的影响解：机械开关接通时，由于振动会使电压或电流波形产生“毛刺”，如图5.1.2所示。利用基本SR锁存器的记忆作用可以消除上述开关振动所产生的影响，开关与基本SR锁存器的连接方法如图5.1.3所示。精选课件基本SR锁存器的特点基本SR锁存器具有置位、复位和保持（记忆）的功能；基本SR锁存器的触发信号是电平有效，属于电平触发方式；基本SR锁存器存在约束条件（RS=0），由于两个与非门（或非门）的延迟时间无法确定；当R=S=1时，将导致下一状态的不确定。当输入信号发生变化时，输出即刻就会发生相应的变化，即抗干扰性较低。精选课件5.逻辑门控SR锁存器锁存输入使能E:只有E=1时,输出端状态才能改变电平触发—在E=1时,控制端R、S的电平(1或0)发生变化时,输出端状态才改变精选课件波形图（1）锁存输入使能E控制。在E＝1期间接收输入信号，按基本SR锁存器的逻辑功能进行状态翻转。E＝0时状态保持不变，与基本SR锁存器相比，对触发器状态的转变增加了E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不变主要特点精选课件5.2.2D锁存器1.门控D锁存器SR锁存器的R、S之间有约束，使用起来不便。——去掉约束，引入D锁存器精选课件精选课件逻辑功能：E=0时，保持E=1时，D=0，置0，D=1，置1。例：画门控D锁存器输出波形精选课件2.传输门D锁存器精选课件3.典型集成电路八D锁存器74HC/HCT373精选课件5.3触发器的电路结构和工作原理锁存器是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路。可以在特定输入脉冲电平的作用下改变状态。触发器是一种对脉冲边沿敏感的存储单元电路。只在作为触发信号的时钟脉冲上升沿或下降沿的作用瞬间才改变状态。CP:时钟脉冲(ClockPulse)

精选课件按其结构RS触发器JK触发器D触发器T触发器主从型触发器维持阻塞触发器传输延迟触发器按其逻辑功能触发器的分类不同触发器对脉冲敏感边沿不同：上升沿触发，下降沿触发使用FF,根据触发特点，按逻辑功能使用。精选课件5.3.1主从触发器主从触发器由两级锁存器构成，其中一级接受输入信号，其状态直接由输入信号决定，称为主锁存器，还有一级的输入与主锁存器的输出连接，其状态由主锁存器的状态决定，称为从锁存器。

CP上升沿到来时，主锁存器进入保持状态，在CP=0期间接收的内容被存储起来。同时，从锁存器接收输入，即主锁存器将其接收的内容送入从锁存器，输出端随之改变状态。在CP=1期间，由于主锁存器保持状态不变，因此受其控制的从锁存器的状态也即Q、Q的值当然不可能改变。主从型D触发器,CP上升沿到来时有效由两级锁存器串联而成；两个锁存器的锁存输入使能端通过一个非门相连。精选课件现态Qn：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Qn+1：触发器接收输入信号之后所处的新的稳定状态。特性方程:次态（Qn+1）与输入信号及现态（Qn）关系的逻辑函数表达式。Qn+1=D主从型D触发器例：画波形精选课件74HC/74HCT74就是按上述原理构成的双D触发器。RD=0，直接置0SD=0，直接置1Qn+1=DSD，直接置1端RD，直接置0端实际应用的触发器，常需异步（不受CP控制）复位和置位，精选课件5.3.2维持阻塞触发器精选课件1.维持阻塞D触发器&&QQDCP&&&&G5G6G3G4G1G2CPQ↑D功能表结构特征：门5门6是输入控制，D在CP控制下引入门3门4。门1门2组成基本触发器。精选课件工作原理&&QQDCP&&&&G5G6G3G4G1G2(1)CP=0时，G3、G4输出为1，触发器维持原态。此时，触发器翻转(2)

CP↑，G3,、G4打开，(3)

CP=1，输入信号被封锁精选课件&&QQDCP&&&&G5G6G3G4G1G2工作原理(1)若D=1CP↑时图中兰线维持G4输出为0;G4输出和G3相连，阻塞输入D的变化对G3影响，维持G3输出为1。此时即使D变化，也会保持维持G3输出为1。因此，兰线称为“维持1、阻塞0”线。G5输出为0，则G6输出为1，所以G4输出变为0，G3则因输入有0而为1。触发器输出为1态。100100101精选课件&&QQDCP&&&&G5G6G3G4G1G2工作原理(2)若D=0G5输出为1，则G6输出为0，所以G4输出仍为1，G3则因输入全1而变为0。触发器输出为0态。CP↑时011011010图中兰线维持G3输出为0；G5、G4输出接G6输入，使G6输出0，维持G4输出为1。此时即使D变化，也会保持维持G4输出为1。因此，兰线称“维持0、阻塞1”线。精选课件维持阻塞D触发器Qn+1=DD触发器,CP上升沿到来时有效实际应用的触发器，常需异步复位和置位，RD=0，直接置0SD=0，直接置1Qn+1=DSD，直接置1端RD，直接置0端74LS74或74F74就是按上述原理构成的维持阻塞双D触发器。精选课件D触发器的直接(异步)置0，置1功能&&QQDCP&&&&G5G6G3G4G1G2SDRDCP＝0期间,RD=0都可以作用到基本触发器，直接影响Q输出为0，RD撤销后也能维持状态。CP=1期间,

RD=0,使Q=0;同时使G5输出1，G4输出1，则G3输出0，使Q=0。即使RD=0撤除，输出也保持不变。SD也是同样考虑,要接入G2。精选课件5.3.3利用传输延迟的触发器(自学)——74F112是利用传输延迟的JK触发器精选课件

触发器通常还有一个触发控制脉冲，用于控制触发器状态发生改变的时刻，因此研究触发器应着重触发器的：

逻辑功能 触发方式5.4触发器的逻辑功能触发器下一个输出状态（次态Qn+1）与输入信号及现在输出状态（现态Qn）的关系。精选课件1、特性表（状态转换真值表）表明触发器下一个输出状态（次态Qn+1）与输入信号及现在输出状态（现态Qn）关系的表格。2、特性方程由状态真值表写出的表明次态（Qn+1）与输入信号及现态（Qn）关系的逻辑函数表达式。3、状态（转换）图用〇表示状态“→”和“/”表示状态转换方向和输入/输出取值关系的图形。4、时序图（波形图）触发器逻辑功能的描述方式：5、逻辑符号精选课件RS触发器JK触发器D触发器T触发器按其逻辑功能5.4.1D触发器功能：1.逻辑符号精选课件DQnQn+1说明000100110111输出状态与D端状态相同

D触发器的特征表3.特性方程：2.特征表精选课件4.状态图D触发器的状态转换图5.4.2JK触发器功能：1.逻辑符号5.时序图精选课件2.特性表JKQnQn+1功能0000保持Qn+1=Qn110100输出状态同J状态101001输出状态同J状态111101翻转Qn+1=Qn103.特性方程Qn+1110100J00111KQn01001014.状态图10JK/1X/X0/0X/X1/精选课件时序图精选课件74F112是利用传输延迟的JK触发器就是一下降沿触发的双JK触发器。精选课件T触发器的特性方程：T触发器的功能是T为1时，为计数状态（翻转），T为0时为保持状态。TQnQn+10001011101101T触发器特征表T触发器的状态转换图5.4.3T触发器逻辑符号精选课件用JK触发器构成2分频器(当JK=11时)10CPQQFQ=FCP/2CPQ2用T触发器构成2分频器(当T=1时)精选课件当T=1时，T/触发器5.4.4SR触发器精选课件SRQnQn+1说明000000000000111111111111Qn输出状态不变输出状态与S的状态相同输出状态与S的状态相同输出状态不定SR触发器特征表(约束条件)状态方程：S=0R=110R=0S=×

R=×S=0S=1R=0图5.2.1RS触发器的状态转换图ＳＲ触发器的逻辑功能与ＳＲ锁存器的逻辑功能一致，只是触发特性不同。精选课件逻辑功能：SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T/触发器。触发器状态改变被控制在某一时刻。CP脉冲上升沿（或下降沿