數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(Liu)-Chapter4-觸發(fā)器

1、第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院教材：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）周良權(quán) 方向喬1第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器第第4 4章章 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器觸發(fā)器的綜合應(yīng)用舉例觸發(fā)器的綜合應(yīng)用舉例同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器時鐘脈沖邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器時鐘脈沖邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器T T觸發(fā)器和觸發(fā)器和TT觸發(fā)器觸發(fā)器2第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院本章教學(xué)基本要求本章教學(xué)基本要求 要知道：要知道：觸發(fā)器的工作特點、基本觸發(fā)器的工作特點、基本RS觸發(fā)器功能，同步觸發(fā)器特觸發(fā)器功能，同步觸發(fā)器特點，脈沖邊沿觸發(fā)器工作特點，點，脈沖邊沿觸發(fā)器工作特點，T和和T觸發(fā)器的功能。觸

2、發(fā)器的功能。 會畫出：會畫出：與非與非門、門、或非或非門組成基本門組成基本RS觸發(fā)器的電路及邏輯符號觸發(fā)器的電路及邏輯符號圖，上升邊沿觸發(fā)的圖，上升邊沿觸發(fā)的D觸發(fā)器、下邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器、下邊沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器和邏輯符號圖觸發(fā)器和邏輯符號圖及其輸出波形圖，用及其輸出波形圖，用JK和和D觸發(fā)器構(gòu)成觸發(fā)器構(gòu)成T觸發(fā)器的連線圖。觸發(fā)器的連線圖。 會寫出：會寫出：RS觸發(fā)器、觸發(fā)器、D觸發(fā)器、觸發(fā)器、JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程式。觸發(fā)器的狀態(tài)方程式。 會背出：會背出：JK觸發(fā)器的輸出觸發(fā)器的輸出Q的次態(tài)在的次態(tài)在CP下降沿作用下與輸入下降沿作用下與輸入JK狀態(tài)的關(guān)系。狀態(tài)的關(guān)系。 會使用：會使用：集成觸發(fā)器

3、直接置位、復(fù)位端集成觸發(fā)器直接置位、復(fù)位端SD、RD和和 的狀的狀態(tài)在各種情況下的設(shè)置方法。態(tài)在各種情況下的設(shè)置方法。SD、RD3第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 概 述 在數(shù)字電路系統(tǒng)中，經(jīng)常采用觸發(fā)器以及由它在數(shù)字電路系統(tǒng)中，經(jīng)常采用觸發(fā)器以及由它們與各種門電路一起組成的時序邏輯電路。們與各種門電路一起組成的時序邏輯電路。 時序邏輯電路的特點是：時序邏輯電路的特點是：輸出狀態(tài)不僅取決于輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時的輸入信號狀態(tài)，而且還與原輸出狀態(tài)有關(guān)當(dāng)時的輸入信號狀態(tài)，而且還與原輸出狀態(tài)有關(guān)。 電路結(jié)構(gòu)上電路結(jié)構(gòu)上存在反饋存在反饋，使時序邏輯電路具有記，使時序邏輯電路具有記憶功能，即在輸入

4、信號作用撤消后，能保持在輸入憶功能，即在輸入信號作用撤消后，能保持在輸入信號作用時所具有的輸出狀態(tài)。信號作用時所具有的輸出狀態(tài)。4第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院概述概述一、觸發(fā)器的基本特性一、觸發(fā)器的基本特性1. 有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)(0、1)，以用來存儲內(nèi)容；，以用來存儲內(nèi)容；2. 能夠接收、保存和輸出信號。能夠接收、保存和輸出信號。二、現(xiàn)態(tài)和次態(tài)二、現(xiàn)態(tài)和次態(tài)1. 現(xiàn)態(tài)：現(xiàn)態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)。觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)。nQ2. 次態(tài)：次態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之后的狀態(tài)。觸發(fā)器接收輸入信號之后的狀態(tài)。1nQ三、分類三、分類在輸入信號作用下，觸發(fā)器的兩個在

5、輸入信號作用下，觸發(fā)器的兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換(稱為狀態(tài)的翻稱為狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))。輸入信號消失后，新狀態(tài)可長。輸入信號消失后，新狀態(tài)可長期保持下來，因此具有記憶功能，期保持下來，因此具有記憶功能，可存儲可存儲二進制信息。二進制信息。 1. 按按有無動作的統(tǒng)一時間節(jié)拍有無動作的統(tǒng)一時間節(jié)拍（時鐘脈沖（時鐘脈沖CP）來分）來分:有有基本基本觸發(fā)器（無時鐘觸發(fā)器）和觸發(fā)器（無時鐘觸發(fā)器）和時鐘時鐘觸發(fā)器。觸發(fā)器。2. 按按電路的結(jié)構(gòu)電路的結(jié)構(gòu)來分來分:有有主從主從觸發(fā)器、觸發(fā)器、維持阻塞維持阻塞觸發(fā)器、觸發(fā)器、邊邊沿沿觸發(fā)器和觸發(fā)器和主從型邊沿主從型邊沿觸發(fā)器等。觸發(fā)器等。3. 按按

6、邏輯功能邏輯功能來分來分:有有 RS 觸發(fā)器、觸發(fā)器、D 觸發(fā)器、觸發(fā)器、JK 觸發(fā)器、觸發(fā)器、T 觸發(fā)器、觸發(fā)器、T觸發(fā)器。觸發(fā)器。5第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.1 基本觸發(fā)器基本觸發(fā)器G24.1.1 由與非門組成由與非門組成一、電路及符號一、電路及符號QG1R&SQQQRSRSQ = 0Q = 10 態(tài)態(tài)Q = 1Q = 01 態(tài)態(tài)100101106第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院G2QG1R&SQQSQ QRQ 二、工作原理二、工作原理1 RSQ = QQQ “保持保持”0, 1 RS1001Q = 0Q = 10 態(tài)態(tài)“置置 0”或或“復(fù)位復(fù)位” (Reset)1,

7、 0 RS0110Q = 1Q = 01 態(tài)態(tài)“置置 1”或或“置位置位” (Set)0 RSQ和和Q 均為均為UHR 先撤消：先撤消：1 態(tài)態(tài)S 先撤消：先撤消：0 態(tài)態(tài)信號同時撤消：信號同時撤消：狀態(tài)不定狀態(tài)不定 ( (隨機隨機) )7第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院簡化波形圖簡化波形圖狀態(tài)翻轉(zhuǎn)過程需要一定的延遲時間狀態(tài)翻轉(zhuǎn)過程需要一定的延遲時間,如如 1 0，延遲時間為延遲時間為 tPHL； 0 1，延遲時間為延遲時間為 tPLH 。 實際中翻轉(zhuǎn)延遲時間相對于脈沖的實際中翻轉(zhuǎn)延遲時間相對于脈沖的寬度和周期很小，故可視為寬度和周期很小，故可視為0。QG1R&SQ設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為設(shè)觸

8、發(fā)器初始狀態(tài)為0：SRQQSRQQ信號同時撤消信號同時撤消,出出現(xiàn)不確定狀態(tài)現(xiàn)不確定狀態(tài)信號不同時撤信號不同時撤消，狀態(tài)確定消，狀態(tài)確定8第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、現(xiàn)態(tài)、次態(tài)、特性表和特性方程三、現(xiàn)態(tài)、次態(tài)、特性表和特性方程1. 現(xiàn)態(tài)和次態(tài)現(xiàn)態(tài)和次態(tài)現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)Qn：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)。觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)。次態(tài)次態(tài)Qn+1：觸發(fā)器接收輸入信號之后的新狀態(tài)。觸發(fā)器接收輸入信號之后的新狀態(tài)。2. 特性表和特性方程特性表和特性方程R S QnQ n+10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1011100不用不用不用不用特性表特性

9、表簡化特性表簡化特性表R SQ n+10 00 11 01 1Q n保持保持1置置 10置置 0不用不用 失效失效RS0100011110nQQ n+1011100特性方程特性方程Q n+1= S + RQ n0 RS9第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 例例 SRQQRSQQ10第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.1.2 由或非門組成由或非門組成一、電路及符號一、電路及符號QQSRSR二、工作原理二、工作原理0 SRnnnnQQQQ 11 ,1, 0 SR0, 111 nnQQ0, 1 SR1, 011 nnQQ1 SRL11UQQnn均均為為、 “保持保持”“置置 0”“置置 1

10、”“”若高電平同時撤消，則狀態(tài)若高電平同時撤消，則狀態(tài)不定不定。G2QG1RSQ1111第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系1 10 01 1設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”1”態(tài)。態(tài)。翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“0”0”態(tài)態(tài)(1) R=(1) R=1 1，S S = = 0 0. .G1G1. .G2G2111112第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“0”0”態(tài)態(tài)1 10 0觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“0”0”態(tài)不變態(tài)不變復(fù)位復(fù)位 結(jié)論結(jié)論: : 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當(dāng)當(dāng) R R=1=1， S S

11、=0=0時時， 將使將使觸發(fā)器觸發(fā)器 置置“0”0”或稱或稱 為為復(fù)位復(fù)位。. .G1G1. .G2G21111R=R=1 1，S S = = 0 013第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“0”0”態(tài)態(tài)0 0翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”1”態(tài)態(tài)(2)(2) R R= =0 0，S S= = 1 1. .G1G1. .G2G2111114第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“1”1”態(tài)態(tài)0 01 1觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“1”1”態(tài)不變態(tài)不變置位置位 結(jié)論結(jié)論: : 不論不論 觸發(fā)器原來觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)，為何種狀態(tài)， 當(dāng)當(dāng) R R=0=0， S S=1=1時時，

12、將使將使觸發(fā)器觸發(fā)器 置置“1”1”或稱或稱 為為置位置位。. .G1G1. .G2G21111R R= =0 0，S S= = 1 115第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“0”0”態(tài)態(tài)1 1保持為保持為“0”0”態(tài)態(tài)(3) R=(3) R=0 0，S S = = 0 0. .G1G111. .11G2G216第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)原態(tài)為設(shè)原態(tài)為“1”1”態(tài)態(tài)0 01 1觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“1”1”態(tài)不變態(tài)不變 當(dāng)當(dāng) R R=0=0， S S=0=0時時， 觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持 原來的狀態(tài)，原來的狀態(tài)， 即即觸發(fā)器具觸發(fā)器具 有保持、記有保持、記 憶功

13、能憶功能。. .G1G1. .G2G21111R=R=0 0，S S = = 0 017第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院0 00 00 00 01 11 10 00 00 01 1若若G G1 1先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為“1”1”態(tài)態(tài)“0”“0”態(tài)態(tài)(4) (4) R R= =1 1，S S= = 1 1 當(dāng)信號當(dāng)信號R R= = S S= 1= 1同時同時變?yōu)樽優(yōu)? 0時，由于與非時，由于與非門的翻轉(zhuǎn)時間不可能門的翻轉(zhuǎn)時間不可能完全相同，觸發(fā)器狀完全相同，觸發(fā)器狀態(tài)可能是態(tài)可能是“1”1”態(tài)，態(tài)，也可能是也可能是“0”0”態(tài)，態(tài)，不能根據(jù)輸入信號確不能根據(jù)輸入信號確定。定。

14、. .G1G1. .G2G20 01 1111118第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院SRQQ三、特性表和特性方程三、特性表和特性方程R SQ n+10 00 11 01 1Q n保持保持置置 1置置 0失效失效10禁用禁用G2QG1RSQ11波波形形圖圖特性表特性表（下頁說明）（下頁說明）19第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院邏輯符號邏輯符號Q QQ QR RS SR RS SQ Q1 0 0 1 0 0 置置0 00 1 1 0 1 1 置置1 10 0 0 0 不變不變 保持保持1 1 1 1 同時變同時變 0 0后不確定后不確定功能功能20第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院

15、 Qn 00 01 11 10 0 0 1 0 1 1 1 0 Qn+1 RS SRQn100Q n+1= S + RQ n0 RS約束條件約束條件2. 次態(tài)卡諾圖次態(tài)卡諾圖3. 特性方程特性方程21第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院四、【總結(jié)】四、【總結(jié)】“與非門與非門”、“或非門或非門”構(gòu)構(gòu)成的成的基本基本RS 觸發(fā)器主要特點觸發(fā)器主要特點1. 優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單， 具有置具有置 0、置、置 1、保持功能。、保持功能。2. 問題問題：（1）輸入電平直接控制輸出狀態(tài)，使用不便，）輸入電平直接控制輸出狀態(tài)，使用不便，抗干擾能力差；抗干擾能力差；（2）R、S 之間之間須須有約束。

16、有約束。22第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院例例1：用：用RS觸發(fā)器構(gòu)成無抖動開關(guān)觸發(fā)器構(gòu)成無抖動開關(guān)4.1.3 應(yīng)用實例應(yīng)用實例 在機械開關(guān)扳動或按動過程中在機械開關(guān)扳動或按動過程中,一般都存在接觸抖動一般都存在接觸抖動,在幾十毫秒的在幾十毫秒的時間里連續(xù)產(chǎn)生多個脈沖時間里連續(xù)產(chǎn)生多個脈沖,如圖如圖(a)、(b)所示。這在數(shù)字系統(tǒng)中會造成電所示。這在數(shù)字系統(tǒng)中會造成電路的誤動作。為了克服電壓抖動，可在電源和輸出端之間接入一個基本路的誤動作。為了克服電壓抖動，可在電源和輸出端之間接入一個基本RS觸發(fā)器，在開關(guān)動作時，使輸出產(chǎn)生一次性的階躍，如圖（觸發(fā)器，在開關(guān)動作時，使輸出產(chǎn)生一次性的階

17、躍，如圖（c）、）、（d）所示，這種無抖動開頭稱為邏輯開關(guān)。若將開關(guān)）所示，這種無抖動開頭稱為邏輯開關(guān)。若將開關(guān)S來回扳動一次，來回扳動一次，即可在輸出端即可在輸出端Q得到無抖動的負(fù)的單拍脈沖。如圖（得到無抖動的負(fù)的單拍脈沖。如圖（c）輸出端的波形。）輸出端的波形。23第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院例例2：用基本：用基本RS觸發(fā)器構(gòu)成水位控制電路觸發(fā)器構(gòu)成水位控制電路 如圖所示是一個水位自動控制電路。水箱中放入兩個探測水位的電極如圖所示是一個水位自動控制電路。水箱中放入兩個探測水位的電極Ea和和Eb，分別對應(yīng)水位，分別對應(yīng)水位a和和b的位置?？刂齐娐酚苫镜奈恢?。控制電路由基本RS觸發(fā)

18、器（觸發(fā)器（G2、G3）輸）輸入信號引導(dǎo)電路（入信號引導(dǎo)電路（G1、R1、R2、R3、R4、C1、C2）和繼電器驅(qū)動電路（）和繼電器驅(qū)動電路（KA、T、R5、C3、D）構(gòu)成。電容）構(gòu)成。電容C1、C2、C3在電路中起去耦抗干擾作用。在電路中起去耦抗干擾作用。R5為為T的基極限流電阻。的基極限流電阻。R1R4為門電路為門電路G1、G3輸入端限流電阻。輸入端限流電阻。 兩電極兩電極Ea、Eb在不同時入水的情況下應(yīng)有足夠大的絕緣電阻。三極管在不同時入水的情況下應(yīng)有足夠大的絕緣電阻。三極管T選用選用3DG130作為繼電器作為繼電器KA線圈電流驅(qū)動電路，二極管線圈電流驅(qū)動電路，二極管D構(gòu)成構(gòu)成KA斷電瞬

19、間的斷電瞬間的續(xù)流回路，防止出現(xiàn)過高的感應(yīng)電壓。續(xù)流回路，防止出現(xiàn)過高的感應(yīng)電壓。24第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院工作原理如右：工作原理如右： （1）當(dāng)水位低于）當(dāng)水位低于a時，時，Ea、Eb均不在水中，門均不在水中，門G1、G3入端由電源入端由電源Vcc經(jīng)經(jīng)電阻電阻R3、R4確定，為高電平。門確定，為高電平。門G3入端入端R=1，門，門G1出端出端S=0，基本，基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器輸出端輸出端Q置置1，三極管，三極管T導(dǎo)通，繼電器線圈有電流，其常開觸點閉合，通過接導(dǎo)通，繼電器線圈有電流，其常開觸點閉合，通過接觸器使電動機運轉(zhuǎn)，水泵向水箱注水。觸器使電動機運轉(zhuǎn)，水泵向水箱注水。 （2

20、）當(dāng)水位高于）當(dāng)水位高于a低于低于b時，時，Ea在水中，使在水中，使G1入端為低電平，入端為低電平，S變?yōu)樽優(yōu)?，Eb仍然為高阻，仍然為高阻，R仍為仍為1，Q的狀態(tài)不變，仍為的狀態(tài)不變，仍為1，水泵繼續(xù)往水箱中注水。，水泵繼續(xù)往水箱中注水。 這種情況下如因用戶用水使水位低于這種情況下如因用戶用水使水位低于b高于高于a，又會出現(xiàn)，又會出現(xiàn) S=R=1 的情況，的情況，Q保持保持0不變，仍然不往水箱中注水，待水位降到不變，仍然不往水箱中注水，待水位降到a以下，再重新啟動電機進以下，再重新啟動電機進行注水。行注水。 （3）當(dāng)水位高于）當(dāng)水位高于b時，時，Ea 、Eb均在水中，使均在水中，使R=0、S

21、=1，Q為為0，三極，三極管管T截止，截止，KA斷電，其觸點斷開電動機停止運轉(zhuǎn)，水泵停止注水。斷電，其觸點斷開電動機停止運轉(zhuǎn)，水泵停止注水。25第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院集成基本觸發(fā)器集成基本觸發(fā)器一、一、CMOS 集成基本觸發(fā)器集成基本觸發(fā)器1. 由與非門組成：由與非門組成：CC4044&1TGRSENENQ11ENENEN三態(tài)三態(tài) RS 鎖存觸發(fā)器特性表鎖存觸發(fā)器特性表R S ENQ n+1 注注 0 Z 高阻態(tài)高阻態(tài)0 0 10 1 11 0 11 1 1Q n保保 持持 置置 1 置置 0不允許不允許10不用不用內(nèi)含內(nèi)含 4 個個基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器2. 由或非門組

22、成：由或非門組成：CC4043( (略略) )+VCC1R1SA1SB2R2S3R3SA3SB4R4S1Q2Q3Q4Q12356101112141547913Q1Q2Q3Q4816R1S11S12R2S2R3S31S32R4S426第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、二、TTL 集成基本觸發(fā)器集成基本觸發(fā)器74279、74LS279QR&SQR&S1S2+VCC1R1SA1SB2R2S3R3SA3SB4R4S1Q2Q3Q4Q12356101112141547913Q1Q2Q3Q4816R1S11S12R2S2R3S31S32R4S427第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.2 同步觸

23、發(fā)器同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器：同步觸發(fā)器： 觸發(fā)器的工作狀態(tài)不僅受輸入端觸發(fā)器的工作狀態(tài)不僅受輸入端 (R、S)控制，而且還受時鐘脈沖控制，而且還受時鐘脈沖(CP) 的控制。的控制。CP (Clock Pulse): 等周期、等幅的脈沖串。等周期、等幅的脈沖串。 基本基本 RS 觸發(fā)器：觸發(fā)器：S 直接置位端；直接置位端；R 直接復(fù)位端。直接復(fù)位端。(不受不受 CP 控制控制)同步觸發(fā)器：同步觸發(fā)器：同步同步 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器同步同步 D 觸發(fā)器觸發(fā)器4.2.1 同步同步 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 28第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、電路組成及工作原理一、電路組成及工作原理1. 電路及邏輯符

24、號電路及邏輯符號QG1R&SQG3R&SG2G4曾用符號曾用符號QQRSRS CPCP國標(biāo)符號國標(biāo)符號QQRSRS CPC12. 工作原理工作原理當(dāng)當(dāng) CP = 01 RSnnQQ 1保持保持當(dāng)當(dāng) CP = 1SSCPS 1與基本與基本 RS 觸發(fā)器功能相同觸發(fā)器功能相同RRCPR 129第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院時鐘觸發(fā)器邏輯功能的表時鐘觸發(fā)器邏輯功能的表示方法除使用真值表（特示方法除使用真值表（特性表）、符號圖、時序圖性表）、符號圖、時序圖（波形圖）以外，還用特（波形圖）以外，還用特性方法、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（或性方法、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（或轉(zhuǎn)換表）來表示。轉(zhuǎn)換表）來表示。3.3.邏輯功能分析

25、邏輯功能分析分析電路可知，在分析電路可知，在 CP=0 CP=0 期間，期間， 觸發(fā)器不動作。在觸發(fā)器不動作。在CP=1 CP=1 期間，期間，R R 和和 S S 端的信號經(jīng)倒相后被引導(dǎo)到基本端的信號經(jīng)倒相后被引導(dǎo)到基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器的輸入端的輸入端 端和端和 端。在端。在 CPCP 作用下，新狀態(tài)作用下，新狀態(tài) 是輸入信號是輸入信號R R 和和 S S 及原狀態(tài)及原狀態(tài) 的函數(shù)，即的函數(shù)，即 = = F(R,S, )F(R,S, )1 SR1nQ1nQRSnQnQ01111輸入端全為輸入端全為1的基本的基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器輸入狀態(tài)保持不變輸入狀態(tài)保持不變.30第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠

26、東職業(yè)技術(shù)學(xué)院(1)真值表真值表 同步同步 RSRS 觸發(fā)器的真值表如表所示。其功能與基本觸發(fā)器的真值表如表所示。其功能與基本 RS RS 觸發(fā)器相同，觸發(fā)器相同，但只能在但只能在 CP=1 CP=1 到來時狀態(tài)才能翻轉(zhuǎn)。到來時狀態(tài)才能翻轉(zhuǎn)。 輸輸 入入 S R 初初 態(tài)態(tài) 次次 態(tài)態(tài) 功能說明功能說明 0 0 0 0 0 1 0 1 保持保持 0 1 0 1 0 1 0 0 置置0 1 0 1 0 0 1 1 1 置置1 1 1 1 1 0 1 不定不定 不定不定 失效失效（禁用狀態(tài)）（禁用狀態(tài)）nQ1nQ1nQ同步同步RS觸發(fā)器的真值表觸發(fā)器的真值表31第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)

27、院是指不允許將是指不允許將R和和S同時取為同時取為1，所以，所以稱為約束條件。稱為約束條件。（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 將觸發(fā)器兩個穩(wěn)態(tài)將觸發(fā)器兩個穩(wěn)態(tài)0 0和和1 1用兩用兩個圓圈表示，用箭頭表示由現(xiàn)態(tài)個圓圈表示，用箭頭表示由現(xiàn)態(tài)到次態(tài)的轉(zhuǎn)換方向，在箭頭旁邊到次態(tài)的轉(zhuǎn)換方向，在箭頭旁邊用文字符號及其相應(yīng)信號表示實用文字符號及其相應(yīng)信號表示實現(xiàn)轉(zhuǎn)換所必備的輸入條件，這種現(xiàn)轉(zhuǎn)換所必備的輸入條件，這種圖稱為圖稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。(2)(2)卡諾圖與特性方程卡諾圖與特性方程01RSQRSQnn（約束條件）（約束條件） 將將 作為輸出變量作為輸出變量,把把S、R和和 作為輸入變量填入卡諾圖，作為

28、輸入變量填入卡諾圖，經(jīng)化簡得特性方程經(jīng)化簡得特性方程1nQnQ32第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4 4、同步、同步RSRS觸發(fā)器的觸發(fā)器的問題問題 P133P133 給時序邏輯電路加時鐘脈沖的目的是統(tǒng)一電路動作的節(jié)拍。對觸發(fā)器給時序邏輯電路加時鐘脈沖的目的是統(tǒng)一電路動作的節(jié)拍。對觸發(fā)器而言，在一個時鐘脈沖作用下，要求觸發(fā)器的狀態(tài)只能翻轉(zhuǎn)一次。而同步而言，在一個時鐘脈沖作用下，要求觸發(fā)器的狀態(tài)只能翻轉(zhuǎn)一次。而同步RSRS觸發(fā)器在一個時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)可能發(fā)生兩次或兩次以上觸發(fā)器在一個時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)可能發(fā)生兩次或兩次以上的翻轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為的翻轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為空翻空

29、翻。出現(xiàn)空翻現(xiàn)象有以下兩種情況：。出現(xiàn)空翻現(xiàn)象有以下兩種情況：（1 1）在）在CP=1CP=1期間，如果輸入端的信號期間，如果輸入端的信號R R和和S S再有變化，可能引起輸出端再有變化，可能引起輸出端Q Q翻翻轉(zhuǎn)兩次或兩次以上。轉(zhuǎn)兩次或兩次以上。 如如圖圖所示，保證在所示，保證在CP=1CP=1期間只變化一次，則要求在期間只變化一次，則要求在CP=1CP=1期間不允許期間不允許R R和和S S的輸入信號發(fā)生變化。的輸入信號發(fā)生變化。33第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院01010001111（2 2）當(dāng)同步）當(dāng)同步RSRS觸發(fā)器接成觸發(fā)器接成計數(shù)狀態(tài)計數(shù)狀態(tài)時，容易發(fā)生時，容易發(fā)生空翻空

30、翻。 設(shè)設(shè)Q=0Q=0，當(dāng)，當(dāng)CP=1CP=1脈沖到來時，脈沖到來時，G4G4輸出輸出0 0，G2G2輸出輸出1 1，Q Q由由0 0變?yōu)樽優(yōu)? 1。如果。如果CP=1CP=1繼續(xù)保持繼續(xù)保持，G3G3輸出輸出0 0，引起，引起 由由0 0變以變以1 1，而而Q Q由由1 1變以變以0 0。此時出現(xiàn)空翻。此時出現(xiàn)空翻。Q34第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院1. 特性表：特性表：CP R S Q nQ n+1注注 0 Q n保持保持 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1011100不用不用不用不用保持

31、保持置置1置置0失效失效2. 特性方程特性方程:nnQRSQ 1約束條件約束條件0 RSCP = 1期間有效期間有效3. 主要特點主要特點(1) 時鐘電平控制時鐘電平控制CP = 1 期間接受輸入信號；期間接受輸入信號；CP = 0 期間輸出保持不變。期間輸出保持不變。（抗干擾能力有所增強）（抗干擾能力有所增強）(2) RS 之間有約束之間有約束同步同步RS小結(jié)小結(jié)(3) CP=1期間，同步期間，同步RS觸發(fā)器接成計數(shù)狀態(tài)時，觸發(fā)器接成計數(shù)狀態(tài)時，容易發(fā)生空翻。容易發(fā)生空翻。35第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.2.2 同步同步 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 一、電路組成及工作原理一、電路組成及工

32、作原理QG1R&SQG3R&SG2G41DRDS ,nnQRSQ 1nDQD D （CP = 1期間有效）期間有效）簡化電路：省掉反相器。簡化電路：省掉反相器。二、主要特點二、主要特點1. 時鐘電平控制，無約束問題；時鐘電平控制，無約束問題；2. CP = 1 時跟隨。時跟隨。)(1DQn 下降沿到來時鎖存下降沿到來時鎖存)(1nnQQ 36第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、集成同步三、集成同步 D 觸發(fā)器觸發(fā)器1. TTL 74LS375QG1QG3R&SG2G4111G5RSnnQRSQ 1nDQD D +VCC1D01LE1D12D02LE2D11Q01Q01Q11Q12Q02Q

33、02Q12Q114791215236510111413Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4D1CP1、2D2D3CP3、4D481637第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院2. CMOS：CC4042CG1QG3G2G41TGCQTGC111CG5G611CC=10 1CP = 1保持保持CP = 0CP = 1CP = 0保持保持當(dāng)當(dāng) POL=1 CP 下降沿下降沿鎖存信號鎖存信號當(dāng)當(dāng) POL=0 CP 上升沿上升沿鎖存信號鎖存信號38第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院+VCCD0D1D2D3CPPOLQ0Q0Q1Q1Q2Q2Q3Q347131456329101211151Q0Q0Q1Q1

34、Q2Q2Q3Q3D0D1D2D3CPPOL816VSSD CP POL QnQn+1注注 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 01010101保持保持接收接收接收接收保持保持特性表特性表真值表真值表 D CP POL Q注注 D 0 0 D 0 D 1 1 D 1 D鎖存鎖存D鎖存鎖存接接 收收CP 上升沿鎖存上升沿鎖存接接 收收CP 下降沿鎖存下降沿鎖存39第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.3 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器4.3.1 主從型主從型CMOS邊沿邊沿 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 一、電路組成及工作原理一、電路組成及工作原理QMQM

35、CPRSQQS C1 R R S C1111G7Q&QG3&DG2G4&G6G81G1G511QMQM曾用曾用符號符號國標(biāo)國標(biāo)符號符號QQCPC11D QQCPC11D QQ1. 電路組成及邏輯符號電路組成及邏輯符號40第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院2. 工作原理工作原理(1)接收信號：接收信號：CP = 1主觸發(fā)器接收輸入信號主觸發(fā)器接收輸入信號DQn 1M主觸發(fā)器跟隨主觸發(fā)器跟隨D變化變化(2) 輸出信號：輸出信號：CP = 0主觸發(fā)器保持不變；主觸發(fā)器保持不變；從觸發(fā)器由從觸發(fā)器由CP到來之前的到來之前的 QnM 確定。確定。QMQMCPRSQQS C1 R R S C1111即

36、：即：DQn 1下降沿時刻有效下降沿時刻有效41第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院3. 異步輸入端的作用異步輸入端的作用 P136G7Q&QG3&DG2G4&G6G81G1G511D 同步輸入端同步輸入端受時鐘受時鐘 CP 同步控制同步控制SDRDDD SR 、 異步輸入端異步輸入端不受時鐘不受時鐘 CP 控制控制10直直接接置置位位端端直直接接復(fù)復(fù)位位端端異異步步置置位位端端異異步步復(fù)復(fù)位位端端國標(biāo)符號國標(biāo)符號曾用符號曾用符號SD D CP RD QQ111010100100110111 SD RDD CP QQ42第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4. 波形波形QQCPC11D 觸

37、發(fā)器的初始觸發(fā)器的初始 0 狀態(tài)可利用異步復(fù)位端接低電平實現(xiàn)狀態(tài)可利用異步復(fù)位端接低電平實現(xiàn)43波形變化特點，可參照波形變化特點，可參照P137例題例題4.3.1及其圖及其圖4.3.2學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院集成邊沿集成邊沿D 觸發(fā)器觸發(fā)器1. CMOS 邊沿邊沿 D 觸發(fā)器觸發(fā)器CC4013 (雙雙 D 觸發(fā)器觸發(fā)器)符號符號引出端引出端功能功能Q1 Q1VDD SD1 CP1 SD2 CP2 D1 RD1 D2 RD2Q2 Q2VSS6 5 3 4 8 9 11 101 2 13 12147特性表特性表CP D RD SDQn+1注注 0 0 0 1 0 0 0 0

38、0 1 1 0 1 101Qn 10不用不用同步置同步置0同步置同步置1保持保持( ( 無效無效) )異步置異步置1異步置異步置0不允許不允許CP 上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)QQCPC11D S RSD RD44第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院2. TTL 邊沿邊沿 D 觸發(fā)器觸發(fā)器7474 (雙雙 D 觸發(fā)器觸發(fā)器)符號符號引出端引出端功能功能特性表特性表CP D RD SDQn+1注注 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 101Qn 01不用不用同步置同步置0同步置同步置1保持保持( ( 無效無效) )異步置異步置0異步置異步置1不允許不允許Q1 Q1VCC SD1 CP1

39、 SD2 CP2 D1 RD1 D2 RD2Q2 Q2地4 2 3 1 10 12 11 135 6 9 8147 3. 主要特點主要特點 CP 的的上升沿上升沿(正正邊沿邊沿)或或下降沿下降沿(負(fù)負(fù)邊沿邊沿)觸發(fā)；觸發(fā)； 抗干擾能力極強；抗干擾能力極強； 只有置只有置 1、置、置 0 功能。功能。QQCPC11D S RSD RD45第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.3.2 邊沿邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器（下降沿（下降沿or負(fù)邊沿）負(fù)邊沿）nnnQKQJQ 1CP 下降沿下降沿有效有效“一次翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)”，克服，克服“空翻空翻”問題問題RS：存在約束條件：存在約束條件“RS=0” CP

40、=1期間，存在期間，存在“空翻空翻” 存在存在“失效失效” “不定不定”D型：存在型：存在“空翻空翻”第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.3.2 邊沿邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器（下降沿（下降沿or負(fù)邊沿）負(fù)邊沿）一、電路組成及符號一、電路組成及符號二、工作原理二、工作原理QMQMCPRSQQS C1 R R S C111111&DQn 1nnKQQJ )(nnQKQJ nnQKQJKJ nnnQKQJQ 1冗余項冗余項國國標(biāo)標(biāo)符符號號QQCPC11J IKQQCPCP J K曾曾用用符符號號CP 下降沿下降沿有效有效47大家也可對比參照大家也可對比參照P138圖圖4.3.3邏輯圖，邏輯圖，

41、及及P139工作原理（動作特點）分析工作原理（動作特點）分析第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 J K Qn RD SD CPQn+1功能說明功能說明 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 01001110保保 持持同步置同步置0同步置同步置1翻翻 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 0 0 0 1 0 0 01不不 變變 0 1 1 0 1 1 10不用不用異步置異步置1異步置異步置0不允許不允許JK觸發(fā)器觸發(fā)器48第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院JK觸發(fā)器簡化特性表觸發(fā)器簡化特性表JK觸發(fā)

42、器波形圖觸發(fā)器波形圖【舉例舉例】已知已知JK-FF電路和其輸入波形，試畫出輸出電路和其輸入波形，試畫出輸出Q端的波形端的波形JK觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 集成邊沿集成邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器1. CMOS 邊沿邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器CC4027國國標(biāo)標(biāo)符符號號曾曾用用符符號號QQCPC1 1J IKS RSD RDQQCPCP J KSD RD SD RD引出端功能引出端功能JK觸發(fā)器工作特性表觸發(fā)器工作特性表Q1 Q1VDD J1 K1 SD2 CP2 RD2SD1 CP1 RD1 J2 K2 Q2 Q2VSS7 6 3 5 4 9 10 13

43、 11121 2 15 1416850第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院2. TTL 邊沿邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 CP 下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā) 異步復(fù)位端異步復(fù)位端 RD、異步置位端、異步置位端 SD 均為低電平有效均為低電平有效74LS112 (雙雙 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器)3. 主要特點主要特點 CP 的上升沿或下降沿觸發(fā)；的上升沿或下降沿觸發(fā)； 抗干擾能力極強，工作速度很高，在觸發(fā)沿瞬間，抗干擾能力極強，工作速度很高，在觸發(fā)沿瞬間，按按 的規(guī)定更新狀態(tài)；的規(guī)定更新狀態(tài)；nnnQKQJQ 1功能齊全功能齊全(保持、置保持、置 1、置、置 0、翻轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn))，使用方便。，使用方便。51第四章

44、集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)輸出端設(shè)輸出端初態(tài)為初態(tài)為 0QJ = K = 0保持保持J = K = 1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)524. 波形圖波形圖第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.3.3 邊沿觸發(fā)器功能分類、功能表示方法及轉(zhuǎn)換邊沿觸發(fā)器功能分類、功能表示方法及轉(zhuǎn)換一、邊沿觸發(fā)器功能分類一、邊沿觸發(fā)器功能分類定義定義在在CP作用下，作用下，J、K取值不同時，取值不同時， 具有具有保持保持、置置0、置置1、翻轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)功能的電路，都叫做功能的電路，都叫做JK型時鐘型時鐘觸發(fā)器觸發(fā)器。1. JK 型觸發(fā)器型觸發(fā)器符號符號特性表特性表J KQ n+1功能功能 0 0 0 0 1 0 1 1Q n01保持

45、保持置置0置置1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)特性方程特性方程nnnQKQJQ 1CP下降沿下降沿 時刻有效時刻有效QQCPC11J IKQ n53第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院2. D 型觸發(fā)器型觸發(fā)器符號符號特性表特性表特性方程特性方程CP 上升沿上升沿 時刻有效時刻有效QQCPC11DDQ n+1功能功能 0 0 1 1置置 0置置 1DQn 1定義定義在在CP作用下，作用下，D 取值不同時，取值不同時， 具有具有置置0、置置1功能的電路，都叫做功能的電路，都叫做 D 型時鐘型時鐘觸發(fā)器觸發(fā)器。54第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院3. T 型觸發(fā)器型觸發(fā)器QQCPC11TTQ n+1功能功能 0

46、 Q n 1 Q n保持保持翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)nnnnQTQTQTQ 1CP 下降沿下降沿時刻有效時刻有效4. T 型觸發(fā)器型觸發(fā)器QQCPC1Q n Q n+1功能功能 0 1 1 0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)nnQQ 1 CP 下降沿下降沿時刻有效時刻有效 在在CP作用下，當(dāng)作用下，當(dāng)T = 0時時保持保持狀態(tài)不變，狀態(tài)不變，T =1 時狀態(tài)時狀態(tài)翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)的電路，叫的電路，叫T 型時鐘型時鐘觸發(fā)器觸發(fā)器。每來一個每來一個CP就就翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)一次的電路叫一次的電路叫T 型時鐘觸發(fā)器型時鐘觸發(fā)器.55第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院T和和T觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能 T和和T觸發(fā)器是一種可控翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器，廣泛應(yīng)用觸

47、發(fā)器是一種可控翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器，廣泛應(yīng)用各類各類。 在在CP的作用下，根據(jù)輸入信號的作用下，根據(jù)輸入信號T情況的不同，情況的不同，決定觸發(fā)器是否翻轉(zhuǎn)。當(dāng)決定觸發(fā)器是否翻轉(zhuǎn)。當(dāng)T=0時，時，CP作用沿到來觸作用沿到來觸發(fā)器并不翻轉(zhuǎn)，保持原狀態(tài)；當(dāng)發(fā)器并不翻轉(zhuǎn)，保持原狀態(tài)；當(dāng)T=1時，時，CP作用沿作用沿到來，觸發(fā)器將發(fā)生翻轉(zhuǎn)。到來，觸發(fā)器將發(fā)生翻轉(zhuǎn)。 T觸發(fā)器，觸發(fā)器，CP作用沿到來時，其狀態(tài)一定發(fā)生作用沿到來時，其狀態(tài)一定發(fā)生翻轉(zhuǎn)，所以其功能就是令翻轉(zhuǎn)，所以其功能就是令T=1的的T觸發(fā)器。觸發(fā)器。T和和T觸發(fā)器無獨立產(chǎn)品。觸發(fā)器無獨立產(chǎn)品。關(guān)于T和T觸發(fā)器幾點說明：56第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)

48、技術(shù)學(xué)院用用JK、D觸觸發(fā)發(fā)器器轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換實實現(xiàn)現(xiàn)T和和T觸觸發(fā)發(fā)器器輸入輸入為為T輸入輸入全為全為1 由由 JKJK 觸觸發(fā)器構(gòu)成的發(fā)器構(gòu)成的 T,T T,T 觸發(fā)觸發(fā)器器 用用 D D 觸發(fā)器觸發(fā)器構(gòu)成的構(gòu)成的 T,TT,T 觸發(fā)器觸發(fā)器57第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、邊沿觸發(fā)器邏輯功能表示方法二、邊沿觸發(fā)器邏輯功能表示方法1.1. 特性表、卡諾圖、特性方程特性表、卡諾圖、特性方程特性表、特性表、卡諾圖卡諾圖、特性方程、特性方程、狀態(tài)圖狀態(tài)圖和時序圖。和時序圖。(1) (1) 特性表特性表( (真值表真值表) )DQ n+1功能功能 0 0置置 0 1 1置置 1J KQ nQ

49、 n+1功能功能 0 0 0 001Q n保持保持 0 1 0 101 0置置 0 1 0 1 0011置置 1 1 1 1 101 Q n翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)58第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院(2) 卡諾圖卡諾圖D 觸發(fā)器：觸發(fā)器：單變量的函數(shù)，其卡諾圖無意義。單變量的函數(shù)，其卡諾圖無意義。JK 觸發(fā)器：觸發(fā)器：nnnQKQJQ 110011100Qn+1Qn J K0100 01 11 10(3) 特性方程特性方程D 觸發(fā)器：觸發(fā)器：DQn 1JK 觸發(fā)器：觸發(fā)器：nnnQKQJQ 159第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院2. 狀態(tài)圖和時序圖狀態(tài)圖和時序圖(1)(1)狀態(tài)圖狀態(tài)圖D 觸發(fā)器

50、：觸發(fā)器：01D = 0 D = 1 D = 1D = 0JK 觸發(fā)器觸發(fā)器:01J = 0 K = J = 1， K = J = K= 0 J = ， K = 1 60第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院(2) 時序圖時序圖D 觸發(fā)器：觸發(fā)器： 特點：特點：表述了表述了CP 對輸入和觸發(fā)器狀態(tài)在時間上的對應(yīng)對輸入和觸發(fā)器狀態(tài)在時間上的對應(yīng) 關(guān)系和控制或觸發(fā)作用。關(guān)系和控制或觸發(fā)作用。CP 上升上升沿觸發(fā)沿觸發(fā)JK 觸發(fā)器：觸發(fā)器：CP 下降下降沿觸發(fā)沿觸發(fā)61第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、三、邊沿邊沿觸發(fā)器邏輯功能表示方法間的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器邏輯功能表示方法間的轉(zhuǎn)換1.1.特性表特性

51、表 卡諾圖、特性方程、狀態(tài)圖和時序圖卡諾圖、特性方程、狀態(tài)圖和時序圖Qn+1Qn J K0100 01 11 10J K Q n+1功能功能 0 0 Q n保持保持 1置置 0置置 1 1 Q n翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)0100111001 0 /1 / 0 / 1 /(1) 特性表特性表 卡諾圖、狀態(tài)圖卡諾圖、狀態(tài)圖(2) 特性表特性表 特性方程特性方程nnnQKQJQ 1向時序圖的轉(zhuǎn)換向時序圖的轉(zhuǎn)換(略略)62第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院2. 狀態(tài)圖狀態(tài)圖 特性表、卡諾圖、特性方程和時序圖特性表、卡諾圖、特性方程和時序圖01 0 /1 / 0 / 1 / 00/ 01/10 /11 /00/ 1

52、0/ 01 /11 /J KQ nQ n+1Qn+1Qn JK01 00 01 11 100 00 0010101 0 1 0 1 0 1 0000 1 0 1 0011111 1 1 1 1011010 1nQKJQnJKQn KJQn KJQn nnnQKQJQ 163第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院狀態(tài)圖狀態(tài)圖 時序圖時序圖 例例 4.3.1 已知已知 CP、J、K 波形，波形，畫輸出波形。畫輸出波形。 假設(shè)初始狀態(tài)為假設(shè)初始狀態(tài)為 0。CPJK01 00/ 01/10 /11 /01 /11 /00/ 10/ 1001110000Q01001164第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技

53、術(shù)學(xué)院4.5 觸發(fā)器的綜合應(yīng)用觸發(fā)器的綜合應(yīng)用-舉例舉例一、觸摸式密碼電子鎖電路一、觸摸式密碼電子鎖電路觸摸式密碼電子鎖電路圖觸摸式密碼電子鎖電路圖門鎖結(jié)構(gòu)示意圖門鎖結(jié)構(gòu)示意圖65第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、二、8位搶答電路位搶答電路66第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院觸發(fā)器的電氣特性觸發(fā)器的電氣特性靜態(tài)特性靜態(tài)特性一、一、CMOS 觸發(fā)器觸發(fā)器 由于由于 CMOS 觸發(fā)器的輸入、輸出以觸發(fā)器的輸入、輸出以 CMOS反相器反相器作為緩沖級，故特性與作為緩沖級，故特性與 CMOS 反相器相同，不贅述。反相器相同，不贅述。二、二、TTL 觸發(fā)器觸發(fā)器與與 TTL 反相器相同，不

54、贅述。反相器相同，不贅述。67第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院動態(tài)特性動態(tài)特性一、一、輸入信號的建立時間和保持時間輸入信號的建立時間和保持時間1. 建立時間建立時間 tset指要求觸發(fā)器輸入信號指要求觸發(fā)器輸入信號 先于先于 CP 信號的時間。信號的時間。2. 保持時間保持時間 th 指保證觸發(fā)器可靠翻轉(zhuǎn)，指保證觸發(fā)器可靠翻轉(zhuǎn)， CP 到來后輸入信號需保到來后輸入信號需保持的時間。持的時間。邊沿邊沿 D 觸發(fā)器的觸發(fā)器的 tset 和和 th 均在均在 10 ns 左右。左右。setthtsettht0 1 01 0 168第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、時鐘觸發(fā)器的傳輸延遲時

55、間二、時鐘觸發(fā)器的傳輸延遲時間 指從指從 CP 觸發(fā)沿到達開始，到輸出端觸發(fā)沿到達開始，到輸出端 Q、Q 完成狀完成狀態(tài)改變所經(jīng)歷的時間。態(tài)改變所經(jīng)歷的時間。1. tPHL為輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖降膫鬏斞舆t時間。為輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖降膫鬏斞舆t時間。TTL 邊沿邊沿 D 觸發(fā)器觸發(fā)器7474， tPHL 40 ns。2. tPLH為輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖降膫鬏斞舆t時間。為輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖降膫鬏斞舆t時間。7474， 25 ns。三、時鐘觸發(fā)器的最高時鐘頻率三、時鐘觸發(fā)器的最高時鐘頻率 fmax 由于每一級門電路的傳輸延遲，使時鐘觸發(fā)器的由于每一級門電路的傳輸延遲，使時鐘觸發(fā)器的最

56、高工作頻率受到限制。最高工作頻率受到限制。7474， fmax 15 MHz。69第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院觸發(fā)器的選擇和使用觸發(fā)器的選擇和使用 各種觸發(fā)器具有不同的邏輯功能，即使功能相同，不同各種觸發(fā)器具有不同的邏輯功能，即使功能相同，不同系列的觸發(fā)器在結(jié)構(gòu)、性能等方面也有差異，在使用中注系列的觸發(fā)器在結(jié)構(gòu)、性能等方面也有差異，在使用中注意處理好一些實際問題，綜述如下：意處理好一些實際問題，綜述如下： 基本基本RS觸發(fā)器及其性質(zhì)是觸發(fā)器電路的基礎(chǔ)。同步觸發(fā)器及其性質(zhì)是觸發(fā)器電路的基礎(chǔ)。同步RS觸觸發(fā)器，在基本發(fā)器，在基本RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上加入時鐘脈沖，缺點是有觸發(fā)器的基礎(chǔ)上加入時

57、鐘脈沖，缺點是有空翻現(xiàn)象。實用的集成時鐘觸發(fā)器分為主從型、邊沿型和空翻現(xiàn)象。實用的集成時鐘觸發(fā)器分為主從型、邊沿型和主從邊沿型。主從邊沿型。 同步觸發(fā)器有空翻現(xiàn)象，只能用在脈沖高或低有效電平同步觸發(fā)器有空翻現(xiàn)象，只能用在脈沖高或低有效電平作用期間輸入信號不變的場合。作用期間輸入信號不變的場合。70第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 邊沿觸發(fā)方式分上升、下降沿觸發(fā)，無空翻，抗干擾能力邊沿觸發(fā)方式分上升、下降沿觸發(fā)，無空翻，抗干擾能力強，但使用這種觸發(fā)器時，對時鐘脈沖的邊沿要求嚴(yán)格。時強，但使用這種觸發(fā)器時，對時鐘脈沖的邊沿要求嚴(yán)格。時間不能長，防止電路無法正常工作。間不能長，防止電路無法正常

58、工作。 主從觸發(fā)器也無空翻，但采取雙拍工作方式，主觸發(fā)器可主從觸發(fā)器也無空翻，但采取雙拍工作方式，主觸發(fā)器可能誤動作，抗干擾能力依然較弱，能誤動作，抗干擾能力依然較弱， 由于電路實際上存在延遲時間，所以由于電路實際上存在延遲時間，所以 ，時鐘輸入和信號輸，時鐘輸入和信號輸入在作用時間上應(yīng)當(dāng)很好配合，否則就不能可靠地工作。要入在作用時間上應(yīng)當(dāng)很好配合，否則就不能可靠地工作。要求信號輸入在求信號輸入在CP 有效作用沿前、后各有一段時間保持不變。有效作用沿前、后各有一段時間保持不變。 在選用時根據(jù)需要從速度、功耗、功能、觸發(fā)方式等方面在選用時根據(jù)需要從速度、功耗、功能、觸發(fā)方式等方面考慮?？紤]。 設(shè)

59、置直接置設(shè)置直接置0、置、置1為使用觸發(fā)器提供了方便。為使用觸發(fā)器提供了方便。71第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 本章小結(jié)本章小結(jié)觸發(fā)器構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元，具有觸發(fā)器構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元，具有記憶功能，用于構(gòu)成時序邏輯電路。記憶功能，用于構(gòu)成時序邏輯電路。觸發(fā)器有兩個基本特性：觸發(fā)器有兩個基本特性：有兩個穩(wěn)定狀態(tài)；有兩個穩(wěn)定狀態(tài)；在外信號作用下，兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換，沒在外信號作用下，兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換，沒有外信號作用時保持原狀態(tài)不變。因此，觸發(fā)器有外信號作用時保持原狀態(tài)不變。因此，觸發(fā)器具有記憶功能，常用來保存二進制信息。具有記憶功能，常用來保存二進制信息。72第

60、四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院1 0Qn+110DQn+1 = DQnQnQn+110TnnQTQ 1不定不定01 QnQn+111011000SRQn+1 = S + RQnRS = 0( (約束條件約束條件) )Qn10 QnQn+111011000KJQn+1 =JQn + KQn只有只有 CP 輸入端，輸入端，無數(shù)據(jù)輸入端。無數(shù)據(jù)輸入端。來一個來一個CP翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次Qn+1 = QnD 觸發(fā)器觸發(fā)器 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 T觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器根據(jù)邏輯功能不同分為觸發(fā)器根據(jù)邏輯功能不同分為73第四章 集成觸發(fā)器曲阜遠東職業(yè)技術(shù)學(xué)院不同觸發(fā)方式