《基本放大电路》-双稳态触发器

山东工业职业学院教案首页授课日期班级课次编定月日课题双稳态触发器（基本RS触发器、JK触发器、D触发器）教学目的:1、熟悉触发器特点及分类方法。2、掌握双稳态触发器（基本RS触发器、JK触发器、D触发器）的电路组成、逻辑功能等。3、了解时序逻辑电路的分析步骤。教学重点、难点：重点：掌握双稳态触发器（基本RS触发器、JK触发器、D触发器）的特点和作用。难点：触发器特性方程的教学措施（课型、教法、教具、参考书）：课型：新课讲授教法：讲练结合软件仿真参考书：北京理工大学出版社顾海远主编《电子技术》课外作业（复习、练习、预习）：复习本节内容预习计数器教学后记：顺利完成

山东工业职业学院教案用纸（一）（一）复习1、逻辑电路按逻辑功能分为两大类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。2、组合逻辑电路：电路在任意时刻的输出状态只取决于该时刻的输入信号，而与时刻前电路的输出状态无关。3、时序逻辑电路：电路在任意时刻的输出状态不仅与该时刻的输入信号有关，而且与该时刻前电路的输出状态有关的数字电路。4、组合逻辑电路的分析和设计。（二）引入新课触发器（FlipFlop）是一种简单的时序逻辑电路，是构成复杂时序逻辑电路的基本单元。1、特点：（1）触发器有两个稳定的输出状态：0和1。规定：当时，Q端的状态作为整个触发器的状态，即当Q=1，=0时，触发器为1态；当Q=0，=1时，触发器为0态。（2）触发器具有状态记忆功能，即触发器的输入信号不起作用（为无效电平）时，其输出端状态保持不变，这样触发器能够记忆一位二进制数码0和1，或反映数字电路的两个逻辑状态0和1。（3）在输入信号作用下，触发器的状态可以翻转。这表示触发器能接收信息。触发器接收触发输入信号之前的状态称为现态，用表示；触发器接收触发信号之后的状态称为次态，用表示。现态和次态是两个相邻离散时间里触发器输出端的状态。2、分类：根据次态是否受脉冲信号控制，可将触发器分为时钟触发器和基本触发器。按照逻辑功能不同，分为RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器等。按照电路结构不同，可分为同步触发器、主从触发器、维持阻塞触发器、边沿触发器。按照触发器所使用开关器件的不同，又可分为TTL触发器和CMOS触发器。它们广泛应用于计数器、运算器、寄存器等电子部件。新课讲授内容1、基本RS触发器（1）概念RS触发器：具有保持、置0、置1功能的触发器。基本RS触发器：RS触发器是构成其它各种功能触发器的基本组成部分。（另一称呼）（2）结构基本RS触发器可由两个与非门交叉耦合而成。还可由两个或非门组成。（3）工作原理：以两个与非门组成的基本RS触发器为例，分析其工作原理。山东工业职业学院教案用纸触发器的次态不仅取决于触发输入信号，还与触发器的现态有关（具有保持功能时），由此可列出表征触发器次态触发器的次态不仅取决于触发输入信号，还与触发器的现态有关（具有保持功能时），由此可列出表征触发器次态与现态和触发输入信号、之间关系的表格，如表13.1，称之为特性表。000不定001不定010001101001101111001111基本RS触发器的特性表功能描述00不定不允许010置0101置111保持基本RS触发器的简化特性表在特性表的基础上，可推导出基本RS触发器的特性方程：（4）基本RS触发器的特点1）结构简单，是构成其它触发器的基本单元。2）具有置0、置1和保持的逻辑功能。3）输出受电平直接控制，即在输入信号作用时间内，其电平直接控制触发器输出端的状态。这是基本RS触发器的动作特点。因此，又将和叫做直接复位端和直接置位端，并且也常将和分别用和表示。电平直接控制导致该电路抗干扰能力下降。4）和之间有约束。这限制了基本RS触发器的使用。山东工业职业学院教案用纸2、2、其它功能触发器时钟触发器的控制方式分为高电平控制、上升沿和下降沿控制三种。高电平控制方式在CP高电平期间，输入触发信号起作用；CP低电平期间，即使有触发信号也不改变触发器的状态。但是，若在一个高电平期间，触发信号有变化，触发器状态就相应有变化，CP脉冲失去同步作用，同时造成触发器的空翻。因此，高电平控制方式要求CP脉冲尽量窄，这就限制了这种方式的使用。上升沿控制方式在这种控制方式中，触发信号只在CP上升沿起作用，从而控制输出状态。下降沿控制方式在这种控制方式中，触发信号只在CP下降沿起作用，从而控制输出状态。几种常见的时钟触发器同步RS触发器图示同步RS触发器，即为高电平控制。从图中可以看出，时，门G3、G4的输出都是1，输入S、R不起作用；时，输入S、R经过门G3、G4的输出为、，同步RS触发器变为基本RS触发器。2、同步D触发器将同步RS触发器输入端R经过一个非门与输入端S连接在一起作为整个触发器的输入端D，如图所示。这样连接之后，无论输入端D是0还是1，对于G1、G2、G3和G4组成的同步RS触发器来说，一直满足。不过触发器的逻辑功能也发生了变化，时，；时，；时，，也即这个触发器只具有置0和置1的功能，称为D触发器，加之该触发器受同步信号的控制，又称其为同步D触发器。3、主从JK触发器该触发器有J、K两个信号输入端，对比图13.5和图13.6可知，这相当于，的主从RS触发器。所以，不管J、K如何取值，始终满足RS触发器的约束条件,即不存在约束条件。将，代入主从RS触发器的特性方程可得：=即主从JK触发器特性方程为：(13－4)通过特性方程，不难推出该触发器的特性表和逻辑功能。主从JK触发器山东工业职业学院教案用纸逻辑功能逻辑功能0000保持00110100置001101001置110111101翻转1110主从JK触发器的特性表具有置0、置1、保持和翻转功能的触发器称为JK触发器，由于图13.6所示触发器是主从电路结构，所以称其为主从JK触发器。3、不同逻辑功能触发器之间的转换实际生产的触发器，只有JK型和D型两种，而在设计和应用时，经常需要具有其它逻辑功能的触发器，这就需要能够进行不同逻辑功能触发器之间的转换。在转换时，可以遵循以下步骤：写出已有触发器和待求触