数电第四章ok.ppt

1、触发器特点：,触发器分类：,本章重点：,触发器外部逻辑功能、触发方式。,能够存储一位二进制信息的基本单元。,1、有两个能够自行保持的稳定状态：0状态和1状态。,2、根据不同的输入信号，可以置成1状态或0状态。,按触发方式分：电位触发方式、主从触发方式及边沿触发方式。,按逻辑功能分：R-S触发器、D触发器、J-K触发器和T触发器。,组合电路：,不含记忆元件,、无反馈,输出与原来状态无关、,触发器：,第四章 触发器,触发器的状态由输出端Q 的状态表示,时序电路：,输出与原来状态有关、具有记忆功能,第一节 RS触发器,第二节 主从触发器,第三节 边沿型触发器,第四节 触发器逻辑功能的转换,第四章 触

2、发器,第一节 RS触发器,电路图与逻辑符号,1、引入,随着输入不同，输出跟随变化。 (无记忆功能）,一、基本RS触发器,将 接回门1的另一个输入端，当信号消失时两个门的输出状态仍可保持。,1,0,0,1,2、由两个“与非”门构成的基本RS触发器电路图,两个稳定状态：,输入：RD，SD;,输出: Q，,将触发器Q端的状态作为触发器的状态；,称为1态,称为0态,RD、SD均为1时，输出不变，维持原态。,1,0,0,1,0,1,RD、SD同时变 为1时，输出不稳定,置1或置0状态,若门1的传输时间门2的传输时间，则Q=0；反之Q=1。,Q端：称触发器原端或称1端,端：称触发器非端或称0端,逻辑符号,

3、若触发器原为1态，欲使之变为0态，必须将RD端的电平由1变为0，SD端的电平由0变为1，这里所加的输入信号称为触发信号，由它们导致的转换过程称为翻转。,RD：置零或复位端（低电平置零，逻辑符号上用小圆圈表示）,SD：置1或置位端（低电平置）,二、触发器的特性表及特征方程,约束条件，不 能同时为零,次态卡诺图,特性方程,Qn ： 原状态或现态 Qn+1：新状态或次态,1、 特性表：输入信号与原态、次态列入真值表中，这种含有状态变量的真值表称为特性表。,2、 特性方程：表示电路次态与输入变量和电路现态之间的逻辑关系的状态方程。,例：基本RS触发器电路中已知输入端的电压波形，画出输出端的电压波形。,

4、解：,t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8,三、钟控RS触发器（同步RS触发器）,1、电路图与逻辑符号,CP = 0：状态不变,增加一个控制端，引入同步信号，使触发器只在同步信号到达时，触发器的状态随输入变化。称这个同步信号为时钟脉冲，用CP（Clock Pulse）表示。凡是受时钟信号控制的触发器统称为时钟触发器。钟控RS触发器是结构最简单的一种。,S = 0，R = 0：Qn+1 = Qn,S = 1，R = 0：Qn+1 = 1,S = 0，R = 1：Qn+1 = 0,S = 1，R = 1：Qn+1 = ,CP = 1：,基本R-S触发器 输入端均为1,CP=0,1,1,C

5、P=1,S=0,R=0,S=1,0,控制输入端R、S通过“非”门作用于 基本R-S触发器,2、真值表,约束条件，不 能同时为1,3、特征方程,CP=1，,卡诺图,假设CP=1时，控制输入不改变。,4、时钟控制RS触发器逻辑功能波形图,设触发器的初始状态为Q=0,对脉冲宽度的要求严格：例如，构成移位寄存器时，脉宽大于二个“与非”门的平均延迟时间,(没有考虑门的延迟时间）,例：已知触发器的输入信号如图所示，试画出输出端的电压波形。设触发器的初始状态为Q = 0。,CP = 1期间内输入信号多次发生变化，则触发器也会多次翻转。,解：,t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,第二节 主从触发器,（一

6、）逻辑符号,一、主从触发器,二、主从JK触发器,J、K：输入,R、S：异步置0、置1（不受CP限制）,CP：时钟控制输入,主从触发器有： 主从RS触发器、计数型触发器、T触发器 及主从JK触发器,从触发器,（二）逻辑功能,由两个钟控RS触发器构成,CP=0:从触发器接受主触发器状态并翻转稳定,CP=1:主触发器接受激励信号并翻转稳定,1、J = K =1 且 CP = 1 主：,则A=1，B=0,则A=0，B=1,当CP由1变0后，从：,2、J = 1，K = 0 且 CP = 1 主：,3、J = 0，K = 1 和 J = K = 0 主：,则A=1，B=0,则维持原态,当CP由1变0后，

7、从：,则A=0，B=1,则维持原态,当CP由1变0后，从：,4、J = K = 0，且 CP = 1 则维持原态,主触发器,（三）状态转换图与特征方程,、状态转换图,状态 0,状态 1,状态转换图,状态转换图：用图形的方式描述触发器的逻辑功能，两个圆圈分别表示两个稳定状态，用带箭头的直线或弧线表示状态转换的方向，而且在其上标注转换条件。,主从JK触发器消除了不定态,2、特征方程,（四）主从JK触发器对激励信号的要求,JK触发器的工作波形：,CP = 1，若J、K变化，触发器的状态与真值表不对应。,故使用主从JK触发器，要求其JK输入端的信号在CP脉冲作用期间保持恒定，以免产生多次翻转现象。,（

8、五）JK触发器构成触发器,JK触发器的J、K端连接在一起构成触发器,1、逻辑符号,2、真值表,T触发器：每来一个时钟脉冲CP，触发器就翻转一次，故又称为翻转（计数）触发器。,3、状态转换图,4、特征方程,T触发器是一个受控制的翻转触发器。,第三节 边沿型触发器,一、工作原理,主从触发器：CP=1，若J、K变化，触发器的状态与真值表不 对应，对激励信号要求严格。,二、维持-阻塞D触发器,（一）逻辑符号,D：输入,：输出,CP：时钟控制，上升沿触发,边沿触发器：上升沿触发或下降沿触发，激励端的信号在触发 时间的前后几个延迟时间内保持不变，便可以稳 定地根据激励输入翻转。,次态仅取决于时钟信号边沿时

9、刻输入信号的取值,包括：利用CMOS传输门的边沿触发器、维持阻塞触发器、利用门电路传输延迟时间的边沿触发器及利用二极管进行电平配置的边沿触发器等。,（二）逻辑功能,0,0,1,1,1,0,CP = 0，若D = 0；CP上升沿：Q = 0,置0维持线,置1阻塞线,CP = 0时， 门G、H被封锁。,基本RS触发器的状态维持。,（二）逻辑功能,1,0,1,1,0,1,1,0,CP = 0，若D = 1；CP上升沿：Q = 1,置1维持线,置0阻塞线,Qn+1 = D,（三）状态转换图,（四）特征方程,（五）触发器的应用,1、移位寄存器,3按Q4原来的状态翻转，2按Q3原来的状态翻转，1按Q2原来的状态翻转,2、计数器,D1与状态非连接 Q1在CP上升沿翻转,CP2与D1相连 Q2在Q1下降沿翻转,CP,Q3在Q2下降沿翻转,Q4在Q3下降沿翻转,第四节 触发器逻辑功能的转换,一、J-K型改D型,J-K触发器特征方程：,D触发器特征方程：,比较得：,二、D型改J-K型,三、D型改T型,自己完成,令两者相等,步骤：写出已知和待求触发器的特性方程; 令二者相等，得出待求触发器输入端的表达式; 画逻辑图,1、时钟控制R-S触发器,电平触发方式，当CP=1时，其状态随输入端R、S的变化而改变,2、主从J-K触发器,3、维持-阻塞D触发器,触发方式不同，逻辑功能与主