數(shù)字邏輯電路fan5-3

1、第五章 集成觸發(fā)器l5.1 5.1 基本觸發(fā)器基本觸發(fā)器l5.2 5.2 鐘控觸發(fā)器鐘控觸發(fā)器l5.3 5.3 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器l5.4 5.4 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器一、主從一、主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)相同的同步RS觸發(fā)器組成，cp相位相反。Q QQ QCPCP&G3G1G7G5G9G4G2G8G6S SR RQ Q/ /Q Q/ /1主觸發(fā)器從觸發(fā)器3 3 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器CPQQCPR2S2CF從從QQR1S1CF主主QQS SR RQ Q 7、8門打開，可以翻轉(zhuǎn)，由R、S決定。 如 R=0，S=1 Q=1；2.工作原理（1）cp&G3G1G7G5G9G4G2G

2、8G6S SR RQ Q/ /Q Q/ /1CPCPCPCPQ QQ Q設(shè)原態(tài) Qn=03、4門被封鎖 ，維持原狀態(tài)不變， Q=0。稱上升沿存貯準(zhǔn)備階段。從：cp=0011010主：cp=1，10 7、8門被封鎖，隔斷主觸發(fā)器與 R、S的聯(lián)系。使Q=1維持不變；(Q=1)3、4門打開，可以翻轉(zhuǎn)，決定于 R(Q)、S(Q)，則Qn+1= Q=1，稱下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)階段。從：cp=1（2）cp&G3G1G7G5G9G4G2G8G6S SR RQ Q/ /Q Q/ /1CPCPCPCPQ QQ Q01101010主：cp=0(3)cp=0期間:01主觸發(fā)器與R、S無聯(lián)系，即R、S變化不能使Q 變化。從

3、觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)成主觸發(fā)器的狀態(tài)，即Qn+1= Q。 Q不變，Qn+1 = Q 后亦不再變，故一個(gè)脈沖，只能翻轉(zhuǎn) 一次，無空翻現(xiàn)象。（1 1）主從結(jié)構(gòu)）主從結(jié)構(gòu)RSRS觸發(fā)器，完成觸發(fā)器，完成RSRS觸發(fā)功能，與鐘控觸發(fā)功能，與鐘控RSRS觸觸 發(fā)器一樣發(fā)器一樣仍有約束仍有約束 R R* *S=0S=0。說明說明:DDSR 、（2 2）主從）主從RSRS觸發(fā)器為觸發(fā)器為: : 準(zhǔn)備；準(zhǔn)備； 翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。（3 3）集成觸發(fā)器多有異步輸入端）集成觸發(fā)器多有異步輸入端 （74LS7174LS71）。）。功能更完善，且功能更完善，且R=S=1R=S=1時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)也確定的一種觸發(fā)器。時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)也確定的

4、一種觸發(fā)器。二、主從二、主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)SR&G3G1G7G5QG9G4G2G8G6QCPSRQ/Q/1RK QR K，S JSJ Q 將從觸發(fā)器的將從觸發(fā)器的Q Q、Q Q 端作為端作為一對(duì)附加控制信號(hào)，接回到一對(duì)附加控制信號(hào)，接回到輸入端。功能上不同與輸入端。功能上不同與RSRS觸觸發(fā)器，故用發(fā)器，故用J J、K K表示信號(hào)輸表示信號(hào)輸入端，稱主從入端，稱主從J J、K K觸發(fā)器。觸發(fā)器。KJ2、工作原理、工作原理KSJR&G3G1G7G5QG9G4G2G8G6QCPQ/Q/1RK Q SJ QR SQ(n+1)功能說明0 00 11 01 1Q 1 0d不變置

5、1置 0不定J=K=0J=K=0時(shí)，相當(dāng)時(shí)，相當(dāng)R=0R=0，S=0S=0，維持原態(tài)不變維持原態(tài)不變J=0J=0，K=1K=1時(shí)，相當(dāng)時(shí)，相當(dāng)R=QR=Q，S=0S=0， Q Qn n= =0 0時(shí)，時(shí)，RS=00QRS=00Qn n1 10 0 Q Qn n= =1 1時(shí)，時(shí)，RS=10QRS=10Qn n1 10 0置置0 0J=1J=1，K=0K=0時(shí)，相當(dāng)時(shí)，相當(dāng)R=0R=0，S=QS=Q， Q Qn n= =0 0時(shí)，時(shí)，RS=01QRS=01Qn n1 11 1 Q Qn n= =1 1時(shí)，時(shí)，RS=00QRS=00Qn n1 11 1置置1 1J=1J=1，K=1K=1時(shí)，相當(dāng)時(shí)

6、，相當(dāng)R=QR=Q，S=QS=Q， Q Qn n= =0 0時(shí)，時(shí)，RS=01QRS=01Qn n1 11 1 Q Qn n= =1 1時(shí)，時(shí)，RS=10QRS=10Qn n1 10 0 此時(shí)，此時(shí)，Q Q狀態(tài)在狀態(tài)在cpcp作用下，交替翻作用下，交替翻轉(zhuǎn)，稱為轉(zhuǎn)，稱為計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)， Q Qn n1 1=Q=Qn n 。3 3、功能描述、功能描述（1 1）特征表和特征方程）特征表和特征方程真值表真值表 ：特征表：特征表： Qn J K Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 J K Qn+1

7、0 0 Qn0 1 01 0 1 1 1 Qn JK=00JK=00時(shí)，時(shí)，維持原態(tài)不變，維持原態(tài)不變，Q Qn n1 1 = = Q Qn nJK=01JK=01時(shí)，時(shí)，置置0 0 Q Qn n1 1 =0=0JK=10JK=10時(shí)，時(shí)，置置1 1 Q Qn n1 1 =1=1JK=11JK=11時(shí)，時(shí)，計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn) Q Qn n1 1 = Q= Qn nnnnQK QJQ 1 1 1 1 100 01 11 1001JKQn特征方程：特征方程：J=0 K=J= K=001J= 1，K=J= ，K= 1(2)(2)激勵(lì)表激勵(lì)表(3)(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖Qn Qn+1 J K 0 0

8、 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Qn J K Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 cp J K Q主主QQ從從(4)時(shí)序圖時(shí)序圖01J=1 K= J= K=0J=0 K= J= K=1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)置置0保持保持置置1置置0故當(dāng)故當(dāng)cpcp為為 時(shí)，時(shí)，Q Q翻成翻成Q QQ Q1 1的錯(cuò)的錯(cuò)誤狀態(tài)。誤狀態(tài)。(1)cp=1(1)cp=1期間期間J J、K K不能變化，否則可能產(chǎn)不能變化，否則可能產(chǎn)生誤動(dòng)作。只有生誤動(dòng)作。只有兩種情況會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤：兩種情況會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤：4、一次變化、一次變化Q=

9、0Q=0時(shí)，時(shí)，J J：0 10 1Q=1Q=1時(shí)，時(shí)，K K：0 10 1G9KJ&G3G1G7G5QG4G2G8G6QCPQ/Q/1CPJKQ/Qt1t2100(2)(2)一次變化一次變化( (錯(cuò)翻一次錯(cuò)翻一次, ,不再恢復(fù)不再恢復(fù)) )：分析分析: :因?yàn)橐驗(yàn)镼 Q、Q Q引回引回7 7、8 8門輸入端，必然門輸入端，必然 封鎖一個(gè)門，設(shè)封鎖一個(gè)門，設(shè)Q=0Q=0，封鎖，封鎖7 7門門。1t t1 1時(shí)刻，如時(shí)刻，如J:0J:011，會(huì)使，會(huì)使 Q Q=1=1。100111t t2 2時(shí)刻，如時(shí)刻，如J:10J:10, , Q Q 維持為維持為1,1,不再變化。不再變化。自行分析自行分析

10、:Cp:Cp1 1期間期間, ,如如Q Q1,1,而而K K由由0101時(shí)的過程時(shí)的過程 。此時(shí)，Q 會(huì)變化嗎只會(huì)發(fā)生1次變化JK10，置1JK11,翻轉(zhuǎn)說明說明。、異步輸入端異步輸入端 S DDR) 1 (無論cp狀態(tài)如何,直接作用端端，置置端端、清清10 S DDR電電平平有有效效。高高、有有的的觸觸發(fā)發(fā)器器為為觸觸發(fā)發(fā)輸輸入入為為止止。直直到到有有新新的的狀狀態(tài)態(tài)不不變變，撤撤除除后后，維維持持、。不不能能同同時(shí)時(shí)為為、，置置、置置無無論論何何時(shí)時(shí)，注注： 0 1 0 0 0 DDDDDDDDSRSRSRSRG9KJ&G3G1G7G5QG4G2G8G6QCPQ/Q/1DSDR說明（續(xù)）說

11、明（續(xù)） :G9KJ&G3G1G7G5QG4G2G8G6QCPQ/Q/1DSDR。、異步輸入端異步輸入端 S DDR) 1 (1 10 01 11 10 00 01 11 10 01 Q 0Q 1S 14G0G6 1G81G5 1 0如DDQR。觸發(fā)器清 0 1 , 0QQ異步置異步置1,1,自行分析。自行分析。作用原理：作用原理：說明（續(xù)）說明（續(xù)）: (2) (2) 有些集成電路產(chǎn)品中，輸入端有多個(gè)，如有些集成電路產(chǎn)品中，輸入端有多個(gè)，如J J1 1、J J2 2、J J3 3 和和K K1 1、K K2 2、K K3 3等，則等，則 J=J J=J1 1* *J J2 2* *J J3

12、3，K= KK= K1 1* * K K2 2* *K K3 3 。符號(hào)：符號(hào)：低電平低電平有效有效下降沿下降沿翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)時(shí)鐘時(shí)鐘輸入端輸入端QJcpK1JC11KQ DR DS(2)(2)主觸發(fā)器本身仍是一個(gè)同步主觸發(fā)器本身仍是一個(gè)同步RSRS觸發(fā)器，故在觸發(fā)器，故在cp=1cp=1期期間輸入信號(hào)對(duì)主觸發(fā)器起控制作用。間輸入信號(hào)對(duì)主觸發(fā)器起控制作用。5、動(dòng)作特點(diǎn)、動(dòng)作特點(diǎn)(1)(1)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為兩步動(dòng)作，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為兩步動(dòng)作， cp=1cp=1期間主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)，被置成相應(yīng)狀態(tài)，期間主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)，被置成相應(yīng)狀態(tài)，從觸發(fā)器維持不變；從觸發(fā)器維持不變； 在在cp cp 時(shí)刻，觸發(fā)器翻

13、轉(zhuǎn)成主觸發(fā)器狀態(tài)。時(shí)刻，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)成主觸發(fā)器狀態(tài)。 主從主從JKJK觸發(fā)器已克服了空翻和輸入的約束條件，觸發(fā)器已克服了空翻和輸入的約束條件，但仍存在一次翻轉(zhuǎn)的缺陷。但仍存在一次翻轉(zhuǎn)的缺陷。 小結(jié)小結(jié)難點(diǎn)：主從J-K觸發(fā)器主觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象 重點(diǎn)：主從觸發(fā)器的工作原理、主從J-K觸發(fā)器主觸 發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象 關(guān)鍵：觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)為什么會(huì)導(dǎo)致其動(dòng)作特點(diǎn) 作業(yè)作業(yè)P174： 7，8，9維持阻塞邊沿觸發(fā)器維持阻塞邊沿觸發(fā)器 ；利用各門電路傳輸延遲時(shí)間的不同構(gòu)成邊沿觸發(fā)器；利用各門電路傳輸延遲時(shí)間的不同構(gòu)成邊沿觸發(fā)器；利用利用CMOSCMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器；傳輸門的邊沿觸發(fā)器；利用二極管進(jìn)行

14、配置的邊沿觸發(fā)器等。利用二極管進(jìn)行配置的邊沿觸發(fā)器等。4 4 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器主要有：主要有： 邊沿觸發(fā)器即利用邊沿觸發(fā)器即利用cpcp邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器，也就是觸發(fā)器邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器，也就是觸發(fā)器的次態(tài)的次態(tài)僅取決于僅取決于cpcp信號(hào)的上升沿信號(hào)的上升沿 ( () )或下降沿或下降沿 ( () )到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)。到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)。一、邊沿一、邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器(74LS112)自學(xué)工作原理（了解）。自學(xué)工作原理（了解）。原理提示原理提示: :由或非門由或非門G1,G2G1,G2和與非門和與非門G4,G5G4,G5構(gòu)成基本觸發(fā)器。構(gòu)成基本觸發(fā)器。與非門與非門G7,G8G7,

15、G8構(gòu)成觸發(fā)引導(dǎo)門構(gòu)成觸發(fā)引導(dǎo)門, ,且且G7,G8 G7,G8 的的延遲時(shí)間延遲時(shí)間 大于大于基本觸發(fā)器的基本觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間翻轉(zhuǎn)時(shí)間。 下降沿觸發(fā)。下降沿觸發(fā)。QJcpK1JC11KQ DR DS符號(hào)符號(hào)利用各門電路傳輸延利用各門電路傳輸延遲時(shí)間的不同構(gòu)成的遲時(shí)間的不同構(gòu)成的邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器二、維持阻塞二、維持阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)器 維持阻塞結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器形式較多，有對(duì)稱、非對(duì)稱之維持阻塞結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器形式較多，有對(duì)稱、非對(duì)稱之分；有維持阻塞分；有維持阻塞RSRS觸發(fā)器和維持阻塞觸發(fā)器和維持阻塞D D觸發(fā)器等。觸發(fā)器等。1、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu) 6 6與非門組成對(duì)稱形式，與非門組成對(duì)稱形式，其中

16、其中1 1、2 2、3 3、4 4、為同步觸發(fā)器，、為同步觸發(fā)器，集成芯片如集成芯片如74LS7474LS74。 維維0線線CP&阻阻0線線阻阻1線線維維1線線G2G3G5G4G6G1QQD2、工作原理、工作原理設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1CP=0CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=1100110&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線 G3=G4=1 G3=G4=1反饋到反饋到 G5 G5，G6G6的輸入，的輸入， G5 G51 1、G6G60 0100110&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維

17、0線線阻阻1線線11001設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1 CP=0 CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=110011011001 CP CP正沿到達(dá)時(shí)正沿到達(dá)時(shí) G3G4G3G4開啟，使開啟，使 G3=0G3=0，G4=1G4=1。 Q Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為1 1111&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線10 G3=G4=1 G3=G4=1反饋到反饋到 G5 G5，G6G6的輸入，的輸入， G5 G51 1、G6G60 0。設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1 CP=0 CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=111110011

18、&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線10 CP CP正沿過后，正沿過后，G3=0G3=0 將將G4G4封鎖封鎖, ,并使并使 G5=1G5=1，維持，維持G3=0G3=0。010因此以后因此以后CPCP=1=1期間期間D D 的變化不影響輸出。的變化不影響輸出。 CPCP正沿到達(dá)時(shí)正沿到達(dá)時(shí) G3G4G3G4開啟，使開啟，使 G3=0G3=0，G4=1G4=1。 Q Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為1 1 G3=G4=1 G3=G4=1反饋到反饋到 G5 G5，G6G6的輸入，的輸入， G5 G51 1、G6G60 0。設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1 CP

19、=0 CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=1其它情況（其它情況（D0）時(shí)的翻轉(zhuǎn)以及異步清）時(shí)的翻轉(zhuǎn)以及異步清0、異步置異步置1的工作原理，請(qǐng)大家自己分析。的工作原理，請(qǐng)大家自己分析。工作原理小結(jié)工作原理小結(jié):(1)cp=0(1)cp=0，3 3、4 4門被封鎖，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變門被封鎖，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變(2)cp (2)cp 時(shí)刻，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，狀態(tài)由時(shí)刻，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，狀態(tài)由D D決定，決定，Q Qn+1n+1=D=D。(3)(3)翻轉(zhuǎn)后，在翻轉(zhuǎn)后，在cpcp1 1期間，靠期間，靠4 4條反饋線（維持、阻塞線）條反饋線（維持、阻塞線） 維持新狀態(tài)，無空翻。維持新狀態(tài)，無空翻。說明說明:2. 邊沿觸發(fā)抗干擾能力強(qiáng)，且不存在空翻，應(yīng)用較廣泛。邊沿觸發(fā)抗干擾能力強(qiáng)，