第5章 數(shù)字電子技術(shù)

1、第第5章章 觸發(fā)器觸發(fā)器第第5章章 觸發(fā)器觸發(fā)器5.1 概述概述5.2 基本基本RS觸發(fā)器（鎖存器）觸發(fā)器（鎖存器）5.3 同步時鐘觸發(fā)器同步時鐘觸發(fā)器5.4 主從時鐘觸發(fā)器主從時鐘觸發(fā)器5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器5.6 集成觸發(fā)器的使用集成觸發(fā)器的使用5.1 概述概述What？Why？存儲存儲1 1位二值信號位二值信號的基本單元電路的基本單元電路。記憶功能，保存信號及運(yùn)算結(jié)果。記憶功能，保存信號及運(yùn)算結(jié)果。（功能功能）5.1 概述概述基本特點(diǎn)：基本特點(diǎn)：3. 在輸入信號消失后，能將獲得的新狀態(tài)在輸入信號消失后，能將獲得的新狀態(tài)保保存存下來下來。2. 根據(jù)不同的輸入信號可以根據(jù)不同的輸入信號

2、可以置置成成1或或0狀態(tài)狀態(tài)。1.具有兩個穩(wěn)定邏輯狀態(tài)具有兩個穩(wěn)定邏輯狀態(tài)0和和1;5.1 概述概述分類分類按按觸發(fā)方式觸發(fā)方式分分1.電平觸發(fā)電平觸發(fā)2. 脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)3. 邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)5.1 概述概述分類分類按按邏輯功能邏輯功能分分1.RS觸發(fā)器觸發(fā)器2.JK觸發(fā)器觸發(fā)器3.D觸發(fā)器觸發(fā)器4.T觸發(fā)器觸發(fā)器5.T觸發(fā)器觸發(fā)器5.1 概述概述分類分類按按存儲原理存儲原理分分1.靜態(tài)觸發(fā)器自鎖存儲靜態(tài)觸發(fā)器自鎖存儲2.動態(tài)觸發(fā)器動態(tài)觸發(fā)器MOS柵極電容充放電柵極電容充放電無電荷為無電荷為1有電荷為有電荷為05.2 基本基本RS觸發(fā)器（鎖存器）觸發(fā)器（鎖存器）一、電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號一、電

3、路結(jié)構(gòu)和邏輯符號邏輯符號邏輯符號1狀態(tài)狀態(tài)Q=1,Q=00狀態(tài)狀態(tài)Q=0,Q=1置位端、置位端、置置1端端復(fù)位端、復(fù)位端、置置0端端一、用與非門組成的一、用與非門組成的RS鎖存器鎖存器1. 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) R: 置置0輸入端輸入端 S: 置置1 1輸入端輸入端置置0 0端端置置1 1端端低電平有低電平有效效RG&GQ2Q&1SQSQR邏輯符號邏輯符號5.2 基本基本RS觸發(fā)器（鎖存器）觸發(fā)器（鎖存器）2. 邏輯功能邏輯功能Qn+1R S功能功能Qn功能表功能表011100置置0 000R稱為置稱為置0輸入端輸入端低電平有效低電平有效 0 1011 0011 1010 001QSQ RQS R

4、QS 輸出輸出輸出輸出（次態(tài)）（次態(tài)）nn+1（原態(tài)）（原態(tài)）（現(xiàn)態(tài)）現(xiàn)態(tài)）置置0 0端端置置1 1端端0態(tài)態(tài)RG&GQ2Q&1SQn+1R S功能功能Qn功能表功能表100011置置1 111S稱為置稱為置1輸入端輸入端低電平有效低電平有效 0 1011 0011 1010 00100置置0 0QSQ RQS RQS nn+1置置0 0端端置置1 1端端1態(tài)態(tài)RG&GQ2Q&1SQn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1置置0 000011 0置置1 111011 1111100001011Qn+1Qn保持保持0 001QSQ RQS RQS nn+1置置0 0端端置置1 1端端RG&G

5、Q2Q&1SQn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1置置0 000011 0置置1 111011 1001111011011Qn+1Qn保持保持0 0不定不定01？QSQ RQS RQS nn+1置置0 0端端置置1 1端端RG&GQ2Q&1SRSQQ3. 波形分析波形分析 在用與非門組成的在用與非門組成的RS鎖存器中，設(shè)初始狀態(tài)為鎖存器中，設(shè)初始狀態(tài)為0，已知輸入，已知輸入R、S的波形圖，畫出兩輸出端的波形圖。的波形圖，畫出兩輸出端的波形圖。Qn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1置置1 111011 0置置0 000011 101不定不定0 0保持保持0101邏輯功能：邏輯功能

6、：1000110二、用或非門組成的二、用或非門組成的RS鎖存器鎖存器S仍然稱為置仍然稱為置1輸入端，但為高電平有效。輸入端，但為高電平有效。R仍然稱為置仍然稱為置0輸入端，也為高電平有效輸入端，也為高電平有效。QS2G1GR1111Q 邏輯符號：邏輯符號：QQRS波形分析：波形分析：RS 由于該鎖存器的觸發(fā)信號由于該鎖存器的觸發(fā)信號是高電平有效，因此在邏輯符號是高電平有效，因此在邏輯符號的輸入端處沒有小圓圈。的輸入端處沒有小圓圈。QQ高電平有效高電平有效基本基本RSRS鎖存器的特點(diǎn)總結(jié)：鎖存器的特點(diǎn)總結(jié)：（1 1）有兩個互補(bǔ)的輸出端，有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)。）有兩個互補(bǔ)的輸出端，有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)。（

7、2 2）有復(fù)位（）有復(fù)位（Q=0Q=0）、置位（）、置位（Q=1Q=1）、保持原狀態(tài)三種功）、保持原狀態(tài)三種功能。能。（3 3）R R為復(fù)位輸入端，為復(fù)位輸入端，S S為置位輸入端，可以是低電平有為置位輸入端，可以是低電平有效，也可以是高電平有效，取決于觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。效，也可以是高電平有效，取決于觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。（4 4）由于反饋線的存在，無論是復(fù)位還是置位，有效信）由于反饋線的存在，無論是復(fù)位還是置位，有效信號只需要作用很短的一段時間，即號只需要作用很短的一段時間，即“一觸即發(fā)一觸即發(fā)”。5.3 同步時鐘觸發(fā)器同步時鐘觸發(fā)器Why？How？為協(xié)調(diào)各部分的工作，常常要求某些為協(xié)調(diào)各部分的工作，常

8、常要求某些電路電路同時同時工作。工作。需要一個需要一個同步信號同步信號（觸發(fā)信號）叫做（觸發(fā)信號）叫做時鐘時鐘信號（信號（CLOCK），簡稱時鐘，用，簡稱時鐘，用CLK或或CP表示。表示。1電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)QQ1S1R C1CP&CP3G4G&GG12QQSR不加不加o表示表示高高電平電平有效有效2邏輯功能邏輯功能當(dāng)當(dāng)CP0時，控制門時，控制門G3、G4關(guān)閉，鎖存器的狀態(tài)保持不變。關(guān)閉，鎖存器的狀態(tài)保持不變。當(dāng)當(dāng)CP1時，時，G3、G4打開，其輸出狀態(tài)由打開，其輸出狀態(tài)由R、S端的輸入信號決定。端的輸入信號決定。該鎖存器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分別由該鎖存器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分別由R、S和和CP控制，其中，控制，其

9、中，R、S控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向；的方向；CP控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時刻。控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時刻。Qn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1 0 1置置1 11101 1 0 1 0置置0 000011 11 101不定不定0 00 0保持保持01011001101&CP3G4G&GG12QQSR 波形圖波形圖 已知同步已知同步RS觸發(fā)器的輸入波形，畫出輸出波形圖。觸發(fā)器的輸入波形，畫出輸出波形圖。SRCPQQR、S控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向；控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向；CP控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時刻?？刂茽顟B(tài)轉(zhuǎn)換的時刻。103. 預(yù)置功能預(yù)置功能異步置異步置1端端異步置異步置0端端不受時鐘的控制不受時鐘的控制動作特

10、點(diǎn)總結(jié)：動作特點(diǎn)總結(jié)：當(dāng)當(dāng)CLK0，輸出保持，輸出保持;當(dāng)當(dāng)CLK1，輸出隨，輸出隨S、R變而變。變而變。這種控制方式稱為這種控制方式稱為高電平高電平觸發(fā)方式。觸發(fā)方式。加圈為低電平加圈為低電平觸發(fā)方式。觸發(fā)方式。當(dāng)當(dāng)CLK1， 輸出保持輸出保持;當(dāng)當(dāng)CLK0，輸出隨輸出隨S、R變而變。變而變。4D鎖存器鎖存器RS鎖存器的缺點(diǎn)：輸出有不定狀態(tài)。鎖存器的缺點(diǎn)：輸出有不定狀態(tài)。設(shè)：設(shè)：D=111010設(shè)：設(shè)：D=001010為此將為此將R、S端用一非門反相，變成端用一非門反相，變成一個輸入端一個輸入端D端。端。 D鎖存器的功能表鎖存器的功能表Q Q置置0置置10 11 01 0 1 1 保持保持不

11、變不變 0 功能功能CP D1DQQC1CP邏輯符號邏輯符號S1GCPGG24&6Q&D5&G&G13RG1Q不加不加o表示表示高高電平電平有效有效2CP1DQ 波形圖波形圖 已知已知D鎖存器的輸入波形，鎖存器的輸入波形， 畫出輸出波形圖。畫出輸出波形圖。鎖存鎖存鎖存鎖存鎖存鎖存透明透明透明透明當(dāng)當(dāng)CP0時，時，Q狀態(tài)被鎖存。狀態(tài)被鎖存。當(dāng)當(dāng)CP1時，時，Q總是隨著總是隨著D狀態(tài)的變化而變換。狀態(tài)的變化而變換。所以所以D鎖存器又被稱為鎖存器又被稱為“透明鎖存器透明鎖存器”。S1GCPGG24&6Q&D5&G&G13RG1Q特點(diǎn)：特點(diǎn)：多次翻轉(zhuǎn)，抗干擾性很差多次翻轉(zhuǎn)，抗干擾性很差QC10CPQQ

12、C1QQC171D1D1Q0DD11DD7 鎖存器的應(yīng)用鎖存器的應(yīng)用計算機(jī)輸出口計算機(jī)輸出口 當(dāng)計算機(jī)需要向外部端口輸出數(shù)據(jù)時，首先在數(shù)據(jù)線上給出需要當(dāng)計算機(jī)需要向外部端口輸出數(shù)據(jù)時，首先在數(shù)據(jù)線上給出需要輸出的數(shù)據(jù)，然后給出一個高電平的鎖存脈沖輸出的數(shù)據(jù)，然后給出一個高電平的鎖存脈沖CP，該脈沖將數(shù)據(jù)線，該脈沖將數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)鎖存到上的數(shù)據(jù)鎖存到D鎖存器。鎖存器。數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線鎖存脈沖鎖存脈沖5.4 主從時鐘觸發(fā)器主從時鐘觸發(fā)器目的：目的：為了提高觸發(fā)器工作的為了提高觸發(fā)器工作的可靠性可靠性，希望在每一，希望在每一個個CLK周期里輸出端的狀態(tài)周期里輸出端的狀態(tài)只能改變一次只能改變一次。 在

13、電平觸發(fā)器的基礎(chǔ)上又設(shè)計出了在電平觸發(fā)器的基礎(chǔ)上又設(shè)計出了脈脈沖沖觸發(fā)器（也稱觸發(fā)器（也稱主從主從觸發(fā)器）。觸發(fā)器）。實現(xiàn)：實現(xiàn)： 時鐘信號與觸發(fā)器時鐘信號與觸發(fā)器 1. 時鐘信號時鐘信號 跳變沿有效跳變沿有效 當(dāng)由當(dāng)由0跳變成跳變成1，稱為上升沿。，稱為上升沿。 當(dāng)由當(dāng)由1跳變成跳變成0，稱為下降沿。，稱為下降沿。 上升沿上升沿下降沿下降沿2. 空翻空翻在一個在一個CP周期內(nèi)多于一次的翻轉(zhuǎn)周期內(nèi)多于一次的翻轉(zhuǎn) 2E1DQ 有效翻轉(zhuǎn)有效翻轉(zhuǎn) 空翻空翻只在時鐘信號跳變沿改變只在時鐘信號跳變沿改變狀態(tài)且沒有空翻的記憶元狀態(tài)且沒有空翻的記憶元件稱為觸發(fā)器。件稱為觸發(fā)器。 觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)在鎖

14、存器的基礎(chǔ)上加上適當(dāng)?shù)目刂凭€或控制電路。在鎖存器的基礎(chǔ)上加上適當(dāng)?shù)目刂凭€或控制電路。5.4.1 主從主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器 由兩級門控由兩級門控RS鎖存器串聯(lián)組成。鎖存器串聯(lián)組成。 CP 與與CP互補(bǔ)，使兩個鎖存器輪流工作?；パa(bǔ)，使兩個鎖存器輪流工作。1 1電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)CPQC1 1SQ1R1SC11R1S1R C1R1CP從鎖存器從鎖存器Q QQQSCP 主鎖存器主鎖存器下降沿下降沿觸發(fā)觸發(fā)Qn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1 0 1置置1 11101 1 0 1 0置置0 000011 11 101不定不定0 00 0保持保持0101012工作原理工作原理主從觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)分

15、為兩個節(jié)拍：主從觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)分為兩個節(jié)拍：（1）當(dāng)）當(dāng)CP1時，時，CP0， “主主”動作動作 “從從”鎖存鎖存（2）當(dāng)）當(dāng)CP 時，即時，即CP 0、CP1。 “從從”動作動作 “主主”鎖存鎖存 10101001SC11R1S1R C1R1CP從鎖存器從鎖存器Q QQQSCP 主鎖存器主鎖存器RSCPQQ 有效翻轉(zhuǎn)有效翻轉(zhuǎn)克服空翻的原理：克服空翻的原理：&GCP器器G&G6G 9G1&2 鎖鎖鎖鎖G&器器主主G存存存存4G3QCPQRQ從從&S8Q57G1動作特點(diǎn)動作特點(diǎn)延遲輸出延遲輸出下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)3觸發(fā)器功能的幾種表示方法觸發(fā)器功能的幾種表示方法 （1）特性

16、方程）特性方程由功能表畫出卡諾圖得特性方程：由功能表畫出卡諾圖得特性方程：Qn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)1101 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)00011 11 101不定不定0 00 0保持保持0101nnQRSQ 101Q1011RS10101000Qn+11n00 RS（約束條件）（約束條件）（2）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖體現(xiàn)觸發(fā)器從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)體現(xiàn)觸發(fā)器從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)或保持原狀不變時，對輸入信號的要求?；虮３衷瓲畈蛔儠r，對輸入信號的要求。Qn+1R S功能功能Qn功能

17、表功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)1101 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)00011 11 101不定不定0 00 0保持保持0101S=1S=R=S=S=R=0001R=010R= （3）驅(qū)動表）驅(qū)動表 驅(qū)動表是用表格的方式表示觸發(fā)器從一個狀態(tài)變化到另驅(qū)動表是用表格的方式表示觸發(fā)器從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)或保持原狀態(tài)不變時，對輸入信號的要求。一個狀態(tài)或保持原狀態(tài)不變時，對輸入信號的要求。Qn+1R S功能功能Qn功能表功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)1101 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同S S狀態(tài)狀態(tài)00011 11

18、101不定不定0 00 0保持保持01010 00 11 01 1Qn Qn+1 00 11 00 R S RS觸發(fā)器的驅(qū)動表觸發(fā)器的驅(qū)動表 5.4.2 5.4.2 主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器RS觸發(fā)器的缺點(diǎn)：使用時有約束條件觸發(fā)器的缺點(diǎn)：使用時有約束條件1電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)S=JQR=KQ1SC11R1S1R C1K CP1CPQ QQQ&J1G2G1SC11R1S1R C1R1CP從鎖存器從鎖存器Q QQQSCP 主鎖存器主鎖存器2 2工作原理工作原理Qn+1J K功能功能QnJK觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同J狀態(tài)狀態(tài)0001 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同

19、J狀態(tài)狀態(tài)11011 11 101100 00 0Qn1 = Qn0101Qn1 = Qn11100110101010CPQ1J1KQC11SC11R1S1RC1K CP1CPQ QQQ&J1G2G3JK觸發(fā)器邏輯功能的幾種表示方法觸發(fā)器邏輯功能的幾種表示方法(1(1）功能表：）功能表：（2 2）特性方程：）特性方程：nnnQKQJQ 1110100J00111Kn0100QQn+1101Qn+1J K功能功能QnJK觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同J J狀態(tài)狀態(tài)0001 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同J J狀態(tài)狀態(tài)11011 11 101100 00 0Qn1

20、 = Qn0101Qn1 = Qn（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（4）驅(qū)動表）驅(qū)動表0 00 11 01 1Qn Qn+10 1 1 0J K JKJK觸發(fā)器的驅(qū)動表觸發(fā)器的驅(qū)動表 Qn+1J K功能功能QnJK觸發(fā)器觸發(fā)器功能表功能表 0 1 0 1輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同J J狀態(tài)狀態(tài)0001 1 0 1 0輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)同同J J狀態(tài)狀態(tài)11011 11 101100 00 0保持保持010101J=K=0J=K=1K=J=K=01J=Qn1 = Qn例例 已知主從已知主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器J、K的波形如圖所示，畫出輸出的波形如圖所示，畫出輸出Q的波形圖（的波形圖（設(shè)初始狀態(tài)為設(shè)初始狀態(tài)為0）

21、。）。在畫主從觸發(fā)器的波形圖時，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：在畫主從觸發(fā)器的波形圖時，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：（1 1）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在時鐘脈沖的觸發(fā)沿（這里是下降沿）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在時鐘脈沖的觸發(fā)沿（這里是下降沿）61KCPJ5423Q（2 2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是時鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是時鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)。（5）波形圖）波形圖5.4.3 主從主從T觸發(fā)器和觸發(fā)器和T觸發(fā)器觸發(fā)器將將JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的J和和K相連作為相連作為T輸入端就構(gòu)成了輸入端就構(gòu)成了T觸發(fā)器觸發(fā)器。nnnQTQTQ 1T觸發(fā)器特性方程：觸發(fā)器特性方程：0 00 11 01 1

22、 T Qn 0 1 1 0 Qn+1 功能功能 T觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表 Qn+1= QnQn+1= Qn1JQCPC1Q1KTQQC1 1T 當(dāng)當(dāng)T觸發(fā)器的輸入端為觸發(fā)器的輸入端為T=1時時， 稱為稱為T觸發(fā)器。觸發(fā)器。nnQQ 1T觸發(fā)器的特性方程：觸發(fā)器的特性方程：計數(shù)狀態(tài)計數(shù)狀態(tài)CPQ1CPQQC1 1T1主從主從JK觸發(fā)器存在的問題觸發(fā)器存在的問題一次變化現(xiàn)象一次變化現(xiàn)象例例 已知主從已知主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器J、K的波形如圖所示，畫出輸出的波形如圖所示，畫出輸出Q的波形圖（設(shè)初始的波形圖（設(shè)初始狀態(tài)為狀態(tài)為0）。）。KJCPQ011001110101 0011001SC11R1

23、S1R C1K CP1CPQ QQQ&J1G2G由此看出，主從由此看出，主從JK觸發(fā)器在觸發(fā)器在CP=1期間，主觸發(fā)器只變化（翻轉(zhuǎn)）一次，期間，主觸發(fā)器只變化（翻轉(zhuǎn)）一次，這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為一次變化現(xiàn)象一次變化現(xiàn)象。5.4.4 主從觸發(fā)器工作特點(diǎn)主從觸發(fā)器工作特點(diǎn)2. 主從觸發(fā)方式的動作特點(diǎn)主從觸發(fā)方式的動作特點(diǎn)1）觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)分兩步動作）觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)分兩步動作 CLK1，主觸發(fā)器接收信號，主觸發(fā)器接收信號 CLK 期間，從觸發(fā)器動作；期間，從觸發(fā)器動作；2）CLK1期內(nèi)，輸入信號對主觸發(fā)器的控制作用。期內(nèi)，輸入信號對主觸發(fā)器的控制作用。CLK1若若JK都沒變，則只要看都沒變，則只要看

24、時的輸入信號時的輸入信號若若JK變了，則記住變了，則記住一次翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)的特點(diǎn) 對對JK，具有，具有一次翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)的特點(diǎn) 對對RS，輸入信號都對主觸發(fā)器起控制作用，輸入信號都對主觸發(fā)器起控制作用例例5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器目的：目的：為了提高觸發(fā)器的為了提高觸發(fā)器的可靠性可靠性，增強(qiáng)抗干擾能，增強(qiáng)抗干擾能力，希望觸發(fā)器的次態(tài)僅僅取決于力，希望觸發(fā)器的次態(tài)僅僅取決于CLK信號下降信號下降沿（或上升沿）到達(dá)時刻輸入信號的狀態(tài)。沿（或上升沿）到達(dá)時刻輸入信號的狀態(tài)。方案：方案：邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)（edge-triggered）的觸發(fā)器。）的觸發(fā)器。種類：種類：電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的D觸

25、發(fā)器構(gòu)成的邊沿觸發(fā)器觸發(fā)器構(gòu)成的邊沿觸發(fā)器*維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器*利用門電路傳輸延遲時間的邊沿觸發(fā)器利用門電路傳輸延遲時間的邊沿觸發(fā)器（1）D鎖存器：鎖存器：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：有空翻現(xiàn)象。有空翻現(xiàn)象。設(shè)：設(shè)：D=111010設(shè)：設(shè)：D=001010S1GEGG24&6Q&D5&G&G13RG1Q5.5.1 維持維持阻塞邊沿阻塞邊沿D觸發(fā)器觸發(fā)器（2 2）用）用“維持維持阻塞阻塞”結(jié)構(gòu)克服空翻結(jié)構(gòu)克服空翻0011001置置0。設(shè)：設(shè)：D=0L3稱為置稱為置0維持線。維持線。01 在原電路的基礎(chǔ)上在原電路的基礎(chǔ)上引入三根反饋線。引入三根反饋線。S1GCPGG24&6Q&D5&G&G13RG1Q3

26、L11001101 置置1。設(shè)：設(shè)：D=100L1稱為置稱為置1維持線。維持線。L2稱為置稱為置0阻塞線。阻塞線。 引入了維持線和阻塞線后，引入了維持線和阻塞線后，使觸發(fā)器克服了空翻。使觸發(fā)器克服了空翻。 觸發(fā)器在觸發(fā)器在CP上升沿觸發(fā)翻上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，并且，轉(zhuǎn)，并且，CP上升沿前一瞬上升沿前一瞬間的間的D信號決定輸出狀態(tài)信號決定輸出狀態(tài)（具有邊沿觸發(fā)的特點(diǎn)）（具有邊沿觸發(fā)的特點(diǎn)）。（2 2）用）用“維持維持阻塞阻塞”結(jié)構(gòu)克服空翻結(jié)構(gòu)克服空翻S1GCPGG24&6Q&D5&G&G13RG1Q3LL1L2例例 已知維持已知維持阻塞阻塞D觸發(fā)器的輸入波形，畫出輸出波形圖。觸發(fā)器的輸入波形，畫出輸出

27、波形圖。解：解：在波形圖時，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：在波形圖時，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：（1）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)時刻發(fā)生在）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)時刻發(fā)生在CP的上升沿。的上升沿。（2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是CP上升沿前一瞬間輸入端上升沿前一瞬間輸入端D的狀態(tài)。的狀態(tài)。24135CPDQ（3）D觸發(fā)器的直接置觸發(fā)器的直接置0和置和置1端端 RD和和SD不受不受CP和和D信號的影信號的影響，具有最高的優(yōu)先級。響，具有最高的優(yōu)先級。 RD SDQn+100不定不定01010111棄權(quán)棄權(quán) RD直接置直接置0端，低電平有效端，低電平有效 SD直接置直接置1端；低電平有效。端；低電平有效。S1GCPG

28、G24&6Q&D5&G&G13RG1Q3LL1L2SDRD（4）邏輯符號）邏輯符號邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)（5）動作特點(diǎn)）動作特點(diǎn) Q*僅取決于僅取決于CLK邊沿時的輸入信號，而與之邊沿時的輸入信號，而與之前、后的狀態(tài)無關(guān)。前、后的狀態(tài)無關(guān)。 Q的的變化發(fā)生變化發(fā)生在在CLK的上升沿或下降沿的上升沿或下降沿例例 5.5.3 CMOS傳輸門型傳輸門型邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器1 1電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu): :由由CMOS邏輯門和邏輯門和CMOS傳輸門組成傳輸門組成TG1TG2TG3TG41G2G3G4GCPCPCPCPCPCPCPCP主鎖存器主鎖存器從鎖存器從鎖存器1111D

29、QQQQ5.5.2 利用門延遲時間的利用門延遲時間的邊沿觸發(fā)器（略）邊沿觸發(fā)器（略）2工作原理工作原理（1）當(dāng)）當(dāng)CP1時，時，TG1開通，開通，TG2關(guān)閉。主觸發(fā)器接收關(guān)閉。主觸發(fā)器接收D信號。信號。同時，同時，TG3關(guān)閉，關(guān)閉，TG4開通，從觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。開通，從觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。（2）當(dāng)）當(dāng)CP由由1變?yōu)樽優(yōu)?時，時，TG1關(guān)閉，關(guān)閉，TG2開通，主觸發(fā)器自保持。開通，主觸發(fā)器自保持。同時，同時，TG3開通，開通，TG4關(guān)閉，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器的狀態(tài)。關(guān)閉，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器的狀態(tài)。設(shè)：設(shè)：D=1（原狀態(tài)（原狀態(tài)Qn=0）011101011001觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)分為兩個節(jié)

30、拍：觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)分為兩個節(jié)拍：特點(diǎn)：特點(diǎn)：CPCP下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，次態(tài)取決于下降沿前一瞬間的輸入下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，次態(tài)取決于下降沿前一瞬間的輸入D D。TG1TG2TG3TG41G2G3G4GCPCPCPCPCPCPCPCP主鎖存器主鎖存器從鎖存器從鎖存器1111DQQQQ3帶有帶有RD端和端和SD端的端的 CMOS觸發(fā)器觸發(fā)器 RD SDQn+100棄權(quán)棄權(quán)01110011不允許不允許100101011000QCPD1GQ1141TGQGGCP2CPCP34TGQCPTGCP3G2CPCPTG111111SDDRC1QQ1DRSSDRD5.5.4 集成鎖存器與觸發(fā)器集成鎖存器與觸發(fā)器一、一

31、、集成觸發(fā)器舉例集成觸發(fā)器舉例1 1TTL主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器7474LS7272 特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）有）有3個個J端和端和3個個K端，它們之間是與邏輯關(guān)系。端，它們之間是與邏輯關(guān)系。（2）帶有直接置）帶有直接置0端端RD和直接置和直接置1端端SD，都為低電平有效，不用時應(yīng)接高電平。，都為低電平有效，不用時應(yīng)接高電平。（3）為主從型結(jié)構(gòu)，）為主從型結(jié)構(gòu)，CP下跳沿觸發(fā)。下跳沿觸發(fā)。RJD2K&11&CPR3S2KKD3QJJSQ1KC11J74LS723DVccQJ25GNDJ1R62J3471KSK13CP2K11D112NC93Q101482高速高速CMOS邊沿邊沿D觸發(fā)器觸發(fā)器74H

32、C74特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）單輸入端的雙）單輸入端的雙D觸發(fā)器。觸發(fā)器。（2）它們都帶有直接置）它們都帶有直接置0端端RD和直接置和直接置1端端SD，為低電平有效。，為低電平有效。（3）為邊沿觸發(fā)器，）為邊沿觸發(fā)器，CP上升沿觸發(fā)。上升沿觸發(fā)。D2CP1Q2Q1QSC12QR1D2R2SD2DD1D1S1CPD1R11562RVcc2DD1DGND1342CPR1474HC74122Q1CP2SD1Q92D2Q1S1D10731Q81一、觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換一、觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換1.用用JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成其他功能的觸發(fā)器觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成其他功能的觸發(fā)器（1）JKD分別寫出分別寫出JK觸發(fā)器和觸發(fā)器和D觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程比較得：比較得：畫出邏輯圖：畫出邏輯圖：nnnQKQJQ 1DQn 1)(nnQQD nnDQQD DJ DK 1J1K C1CPDQQ15.6 集成鎖存器與觸發(fā)器的應(yīng)用集成鎖存器與觸發(fā)器的應(yīng)用（2）JKT寫出寫出JK觸發(fā)器和觸發(fā)器和T觸發(fā)器的特性方程：觸發(fā)器的特性方程：比較得：比較得：J=T，K=T。令