第22章觸發(fā)器和時序邏輯電路

1、（1-1） 第第2222章章 觸發(fā)器和時序邏輯電路觸發(fā)器和時序邏輯電路 (1)(1) （1-2） 觸發(fā)器輸出有兩種可能的狀態(tài)：觸發(fā)器輸出有兩種可能的狀態(tài)：0、1 輸出狀態(tài)不只與現(xiàn)時的輸入有關，還輸出狀態(tài)不只與現(xiàn)時的輸入有關，還 與原來的輸出狀態(tài)有關與原來的輸出狀態(tài)有關 觸發(fā)器是有記憶功能的邏輯部件觸發(fā)器是有記憶功能的邏輯部件 按功能分類：按功能分類：R-S觸發(fā)器、觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、型觸發(fā)器、 JK觸發(fā)器、觸發(fā)器、T型觸發(fā)器等型觸發(fā)器等 按穩(wěn)定狀態(tài)分類：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、單按穩(wěn)定狀態(tài)分類：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、單 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)器、無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 （1-3） &a&b QQ DR DS 反

2、饋反饋 兩個輸入端兩個輸入端 兩個輸出端兩個輸出端 22.122.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 22.1.1 RS觸發(fā)器觸發(fā)器 1. 基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 （1-4） &a&b QQ DRDS 原狀態(tài)原狀態(tài)10QQ 1 1 0 0 1 01 0 輸出仍保持輸出仍保持10QQ 輸入輸入 =0(1 0 1), =1時時 DRDS （1-5） &a&b QQ DRDS 原狀態(tài)原狀態(tài) 01QQ 0 1 1 1 1 01 0 輸出變?yōu)檩敵鲎優(yōu)?0QQ 輸入輸入 =0(1 0 1), =1時時 DRDS （1-6） 原狀態(tài)原狀態(tài) 10QQ 10 101 0 1 1 輸出變?yōu)檩敵鲎優(yōu)?1QQ &a&b Q

3、Q DRDS 輸入輸入 =1, =0(1 0 1)時時 DRDS （1-7） 原狀態(tài)原狀態(tài) 01QQ 0 0 1 1 0 10 1 輸出保持輸出保持 01QQ &a&b Q Q DR DS 輸入輸入 =1, =0(1 0 1)時時 DRDS （1-8） 原狀態(tài)原狀態(tài) 10 1 1 1 0 0 1 輸出保持原狀態(tài)輸出保持原狀態(tài) 01QQ 01QQ &a&b QQ D R D S 輸入輸入 =1, =1時時 DRDS （1-9） 原狀態(tài)原狀態(tài) 10QQ 01 110 1 1 0 輸出保持原狀態(tài)輸出保持原狀態(tài)10QQ &a&b QQ DRDS 輸入輸入 =1, =1時時 DRDS （1-10） 00

4、 11 輸出全是輸出全是1 但當?shù)擱D=SD=0同時變?yōu)橥瑫r變?yōu)?時，翻轉快時，翻轉快 的門輸出變?yōu)榈拈T輸出變?yōu)?，另一個不得翻轉。，另一個不得翻轉。 &a&b QQ DR DS 輸入輸入 =0(1 0 1), =0(1 0 1)時時 DRDS （1-11） 基本觸發(fā)器的功能表基本觸發(fā)器的功能表 Q Q 1 1 保持原狀態(tài)保持原狀態(tài) 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 同時變?yōu)橥瑫r變?yōu)?1 后不確定后不確定 DR DS （1-12） 基本觸發(fā)器的特點總結：基本觸發(fā)器的特點總結： （1 1）有兩個互補的輸出端，有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)。）有兩個互補的輸出端，有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)。 （2 2）有復位（有

5、復位（Q Q=0=0）、置位（）、置位（Q Q=1=1）、保持原狀態(tài)三種）、保持原狀態(tài)三種 功能。功能。 （3 3）由于反饋線的存在，無論是復位還是置位，有效）由于反饋線的存在，無論是復位還是置位，有效 信號只需要作用很短的一段時間，即信號只需要作用很短的一段時間，即“一觸即發(fā)一觸即發(fā)”。 （1-13） 2.可控可控 RS觸發(fā)器觸發(fā)器 &c&d Q Q DR DS &a&b R SC 時鐘信號時鐘信號 直接置直接置0 、置、置1 R、S為輸入為輸入 控制端控制端 （1-14） &c&d Q Q DR DS &a&b RS C C=0時時 0 11 觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器保持原態(tài) （1-15） C

6、=1時時 1 RS &c&d Q Q DR DS &a&b RS C （1-16） RS觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表 Q （1-17） 簡化的功能表簡化的功能表 R S Qn+1 0 0 Qn 0 1 1 1 0 0 1 1 不確定不確定 Qn+1 -下一狀態(tài)下一狀態(tài) （一個時鐘脈沖過后的狀態(tài)）（一個時鐘脈沖過后的狀態(tài)） Qn -原狀態(tài)原狀態(tài) （1-18） 邏輯符號邏輯符號 RSC QQ DR DS （1-19） 例：畫出例：畫出RS觸發(fā)器的輸出波形觸發(fā)器的輸出波形 。 CP R S Q Q Set Reset使輸出全為使輸出全為1 CP撤去后撤去后 狀態(tài)不定狀態(tài)不定 （1-20） 22.1.

7、2 JK觸發(fā)器觸發(fā)器 JK觸發(fā)器有觸發(fā)器有 兩個輸入控兩個輸入控 制端制端J、K， 它的功能最它的功能最 完善完善 Q Q R2S2 C F從 從 Q Q R1S1 C F主 主 QQ CP KJ CP 1 （1-21） JK觸發(fā)器觸發(fā)器 的功能的功能 =0=0 被封鎖被封鎖 保持原態(tài)保持原態(tài) J=K=0時：時： KJ R2S2 C F從 從 Q Q R1S1 C F主 主 CP QQ CP 1 （1-22） JK觸發(fā)器觸發(fā)器 的功能的功能 =1=1 J=K=1時：時： KJ R2S2 C F從 從 Q Q R1S1 C F主 主 CP QQ CP 1 狀態(tài)翻轉狀態(tài)翻轉 （1-23） JK觸發(fā)

8、器觸發(fā)器 的功能的功能 =0=1 Qn=0時時 01 Qn+1=1 1 J=1，K=0時：時： 分兩種情況分兩種情況 （Q=0,Q=1） KJ R2S2 C F從 從 Q Q R1S1 C F主 主 CP QQ CP 1 （1-24） JK觸發(fā)器觸發(fā)器 的功能的功能 =0=1 Qn=1時時 10 0 0 F主 主被封 被封 保持原態(tài)保持原態(tài) Qn+1 =1 KJ R2S2 C F從 從 Q Q R1S1 C F主 主 CP QQ CP 1 （1-25） JK觸發(fā)器觸發(fā)器 的功能的功能 =1=0 Qn+1=0 同樣原理：同樣原理： J=0，K=1時：時： KJ R2S2 C F從 從 Q Q R

9、1S1 C F主 主 CP QQ CP 1 （1-26） J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 n Q 功能表功能表邏輯符號邏輯符號 C Q Q KJ DRDS （1-27） 時序圖時序圖 CP K J Q JQ 保持保持T （1-28） 1. JK觸發(fā)器轉換成觸發(fā)器轉換成D觸發(fā)器觸發(fā)器 C Q Q KJ D CP 22.1.3 22.1.3 觸發(fā)器邏輯功能的轉換觸發(fā)器邏輯功能的轉換 （1-29） D Qn+1 0 0 1 1 功能表功能表邏輯符號邏輯符號 D C Q Q DRDS （1-30） CP D Q Q 例：畫出例：畫出D觸發(fā)器的輸出波形。觸發(fā)器的輸出波形。

10、 （1-31） 2. JK觸發(fā)器轉換成觸發(fā)器轉換成T觸發(fā)器觸發(fā)器 C Q Q KJ T CP （1-32） T 0 1 n Q n Q 1n Q 功能表功能表 RDSD C QQ T 邏輯符號邏輯符號 （1-33） 時序圖時序圖 CP Q T （1-34） 3. D觸發(fā)器轉換成觸發(fā)器轉換成T 觸發(fā)器觸發(fā)器 C QQ D CP （1-35） CP D Q t1t2 Q D在在CP=1期間有干擾，便產生了錯誤的輸出。期間有干擾，便產生了錯誤的輸出。 因此，主從觸發(fā)器不允許在因此，主從觸發(fā)器不允許在CP=1期間有干擾，期間有干擾， 否則可能產生誤動作。否則可能產生誤動作。 22.1.4 22.1.4

11、 觸發(fā)器的觸發(fā)方式觸發(fā)器的觸發(fā)方式 1. 主從觸發(fā)方式主從觸發(fā)方式 （1-36） 2. 邊沿觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式 為了免除為了免除CP=1期間輸入控制電平不許期間輸入控制電平不許 改變的限制，可采用改變的限制，可采用邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)方式。其特方式。其特 點是：觸發(fā)器只在時鐘跳轉時發(fā)生翻轉，點是：觸發(fā)器只在時鐘跳轉時發(fā)生翻轉， 而在而在CP=1或或CP=0期間，輸入端的任何變期間，輸入端的任何變 化都不影響輸出?；疾挥绊戄敵觥?如果翻轉發(fā)生在上升沿就叫如果翻轉發(fā)生在上升沿就叫“上升沿觸上升沿觸 發(fā)發(fā)”或或“正邊沿觸發(fā)正邊沿觸發(fā)”。如果翻轉發(fā)生在。如果翻轉發(fā)生在 下降沿就叫下降沿就叫“下降沿觸發(fā)

12、下降沿觸發(fā)”或或“負邊緣觸負邊緣觸 發(fā)發(fā)”。 （1-37） &e&f Q Q &c&d &a&b DCP 設原態(tài)設原態(tài)Q=0 并設并設D=1 1 CP=0期間，期間， c 、d被鎖，被鎖， 輸出為輸出為1。 0 0 11 0維持維持阻塞阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)器 （1-38） 1 c=1 、d=1 反饋到反饋到a、 b的輸入，的輸入， a、b輸出輸出 為為0、1。 0 0 11 11 01 0 &e&f Q Q &c&d &a&b DCP （1-39） CP正沿到達正沿到達 時時c、d開啟，開啟， 使使c=1，d=0。 1 1 11 01 10 Q翻轉為翻轉為1 01 &e&f Q Q &c&d &a&b DCP （1-40） CP正沿過正沿過 后，后，d=0將將 c封鎖封鎖,并使并使 b=1，維持，維持 d=0。 1 10 01 因此以后因此以后 CP=1期期 間間D的變的變 化不影響化不影響 輸出。輸出。 0 0 1 &e&f Q Q &c&d &a&b DCP 其它情況，請自己分析。其它情況，請自己分析。 （1-41） CPDQn+1 0Qn 1Qn 00 11 邊沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)的D觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表 正沿觸發(fā)正沿觸發(fā)