第4章觸發(fā)器

1、第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 4.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 4.3 多諧振蕩器多諧振蕩器 4.4 施密特施密特觸發(fā)器觸發(fā)器第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4.1 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 4.1.1 RS觸發(fā)器觸發(fā)器 4.1.2 JK觸發(fā)器觸發(fā)器 4.1.3 D觸發(fā)器觸發(fā)器 4.1.4 T觸發(fā)器觸發(fā)器 4.15 觸發(fā)器的時(shí)間參數(shù)觸發(fā)器的時(shí)間參數(shù) 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定的輸出狀態(tài)：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定的輸出狀態(tài)：0態(tài)和態(tài)和1態(tài)。雙穩(wěn)態(tài)。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以用來(lái)存儲(chǔ)一位二進(jìn)制代態(tài)觸發(fā)器可以用來(lái)存儲(chǔ)一位二進(jìn)制代 碼。按邏輯功能分碼。按邏輯功能分類，

2、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以分成類，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以分成RS觸發(fā)器、觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、觸發(fā)器、D觸觸發(fā)器和發(fā)器和T觸發(fā)器等。觸發(fā)器等。 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4.1.1 RS觸發(fā)器觸發(fā)器1. 基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 圖（圖（a）是基本）是基本RS觸發(fā)器的邏輯電路，圖（觸發(fā)器的邏輯電路，圖（b）（）（c）是它的邏輯）是它的邏輯符號(hào)。電路由兩個(gè)與非門交叉連接而成，符號(hào)。電路由兩個(gè)與非門交叉連接而成， 是兩個(gè)輸入端，分別稱為置是兩個(gè)輸入端，分別稱為置位端和復(fù)位端，或稱為置位端和復(fù)位端，或稱為置1端和置端和置0端。端。 S.R第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 Q和和 是兩個(gè)輸出端。在正常情況下，是兩個(gè)輸出端。在正

3、常情況下，Q和和 的狀態(tài)的狀態(tài)相反，是一種互補(bǔ)邏輯關(guān)系。一般規(guī)定相反，是一種互補(bǔ)邏輯關(guān)系。一般規(guī)定Q的狀態(tài)代表觸的狀態(tài)代表觸發(fā)器的狀態(tài)，若發(fā)器的狀態(tài)，若Q=0時(shí)，稱觸發(fā)器為時(shí)，稱觸發(fā)器為0狀態(tài)，也稱復(fù)位狀狀態(tài)，也稱復(fù)位狀態(tài)；若態(tài)；若Q=1時(shí)，稱觸發(fā)器為時(shí)，稱觸發(fā)器為1狀態(tài)，也稱置位狀態(tài)。狀態(tài)，也稱置位狀態(tài)。 基本基本RS觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能 約束條件約束條件 狀態(tài)表及狀態(tài)圖狀態(tài)表及狀態(tài)圖 次態(tài)方程次態(tài)方程QQ第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 邏輯功能邏輯功能 ： =0 , =1 不管觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，觸發(fā)器置不管觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，觸發(fā)器置0=0=1SR第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 =1 ,

4、 =0 不管觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，觸發(fā)器置不管觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，觸發(fā)器置1=1=0RS第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 =1, =1觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變=1=0RS第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 =0, =0 =1=1破壞了觸發(fā)器所規(guī)定的破壞了觸發(fā)器所規(guī)定的Q Q與與 的互補(bǔ)邏輯關(guān)系的互補(bǔ)邏輯關(guān)系，非正常狀態(tài)，非正常狀態(tài)QRS第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 約束條件：約束條件： RS=0或或 + =1 如果如果S和和R同時(shí)由同時(shí)由1變?yōu)樽優(yōu)?,與非門與非門G1和和G2的輸出端都的輸出端都趨向于變?yōu)橼呄蛴谧優(yōu)?。由于變化快慢不同。由于變化快慢不同,先變?yōu)橄茸優(yōu)?的與非門通的與非門通過(guò)反饋使另一個(gè)

5、與非門保持為過(guò)反饋使另一個(gè)與非門保持為1。在這種情況下。在這種情況下,如果如果不知道不知道S和和R的變化誰(shuí)先誰(shuí)后的變化誰(shuí)先誰(shuí)后,我們就無(wú)法可靠地預(yù)估觸我們就無(wú)法可靠地預(yù)估觸發(fā)器將變?yōu)榘l(fā)器將變?yōu)?狀態(tài)還是狀態(tài)還是1狀態(tài)狀態(tài),這種情況是正常工作時(shí)不這種情況是正常工作時(shí)不允許出現(xiàn)的，所以允許出現(xiàn)的，所以RS=0稱為約束條件。稱為約束條件。RS第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)Qn觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)信號(hào)次態(tài)次態(tài)Qn+1說(shuō)說(shuō) 明明0110狀態(tài)保持狀態(tài)保持11110101置置111010010置置01010000d狀態(tài)不定狀態(tài)不定100d表表4-1為為基本基本RSRS觸發(fā)器次態(tài)真值表觸發(fā)器次態(tài)真值表 RS第第4

6、章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 根據(jù)基本根據(jù)基本RSRS觸發(fā)器的次態(tài)真值表可得狀態(tài)表和狀態(tài)圖：觸發(fā)器的次態(tài)真值表可得狀態(tài)表和狀態(tài)圖： 圖圖4-2 基本基本RS觸發(fā)器狀態(tài)表和狀態(tài)圖觸發(fā)器狀態(tài)表和狀態(tài)圖第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 根據(jù)狀態(tài)表可寫出如下方程根據(jù)狀態(tài)表可寫出如下方程: 上述方程描述了基本上述方程描述了基本RS觸發(fā)器的次態(tài)和輸入信號(hào)以觸發(fā)器的次態(tài)和輸入信號(hào)以及現(xiàn)態(tài)之間的邏輯關(guān)系及現(xiàn)態(tài)之間的邏輯關(guān)系,稱為基本稱為基本RS觸發(fā)器的次態(tài)方程。觸發(fā)器的次態(tài)方程。 分析結(jié)果表明分析結(jié)果表明,該觸發(fā)器具有保持、置該觸發(fā)器具有保持、置0、置、置1三種邏三種邏輯功能輯功能,兩個(gè)輸入端必須滿足約束條件兩個(gè)輸入端必須滿足

7、約束條件RS=0。n+1nQ=S+RQRS=0第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 基本觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)基本觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn): 在基本在基本RS觸發(fā)器電路中觸發(fā)器電路中,由于不存在控制信號(hào)由于不存在控制信號(hào),且輸且輸入信號(hào)是直接加到與非門入信號(hào)是直接加到與非門G1和和G2的輸入端的輸入端,只要只要S或或R發(fā)發(fā)生變化生變化,都可能導(dǎo)致觸發(fā)器的輸出狀態(tài)跟著發(fā)生變化。這都可能導(dǎo)致觸發(fā)器的輸出狀態(tài)跟著發(fā)生變化。這一特性稱為直接控制一特性稱為直接控制,S稱為直接置位端稱為直接置位端,R稱為直接復(fù)位稱為直接復(fù)位端。端。 圖圖4-3所示的時(shí)序圖反映了由與非門構(gòu)成的基本所示的時(shí)序圖反映了由與非門構(gòu)成的基本RS觸觸發(fā)器在接

8、收不同的輸入信號(hào)時(shí)，狀態(tài)的變化情況發(fā)器在接收不同的輸入信號(hào)時(shí)，狀態(tài)的變化情況。 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 圖圖4-3 由與非門構(gòu)成的基本由與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器的時(shí)序圖觸發(fā)器的時(shí)序圖第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 2. 同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器 圖圖4-4 同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 同步同步RS觸發(fā)器是在基本觸發(fā)器是在基本RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加一個(gè)觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加一個(gè)時(shí)鐘控制端構(gòu)成的時(shí)鐘控制端構(gòu)成的,其目的是提高觸發(fā)器的抗干擾能力其目的是提高觸發(fā)器的抗干擾能力,同同時(shí)使多個(gè)觸發(fā)器能夠在一個(gè)控制信號(hào)的作用下同步工作。時(shí)使多個(gè)觸發(fā)器能夠在一個(gè)控制信號(hào)的作用下同步工作。圖圖4

9、-4(a)是一個(gè)由與非門組成的同步是一個(gè)由與非門組成的同步RS觸發(fā)器，圖觸發(fā)器，圖4-4(b)是它的邏輯符號(hào)。是它的邏輯符號(hào)。 同步同步RS觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能 狀態(tài)表及狀態(tài)圖狀態(tài)表及狀態(tài)圖 次態(tài)方程次態(tài)方程第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 CP=0保持原狀態(tài)不變保持原狀態(tài)不變保持原狀態(tài)不變保持原狀態(tài)不變第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 CP=1與非門與非門G G3 3、G G4 4打開，打開，R R、S S通過(guò)控制門反相后作用到基本通過(guò)控制門反相后作用到基本RSRS觸發(fā)器的輸入端觸發(fā)器的輸入端 保持原狀態(tài)不變保持原狀態(tài)不變=1=0R=0，S=0第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 R=0，S=1觸發(fā)器置觸發(fā)

10、器置1=1=0第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 R=1，S=0觸發(fā)器置觸發(fā)器置0=0=1第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 R=1，S=1互補(bǔ)邏輯關(guān)系遭到破壞互補(bǔ)邏輯關(guān)系遭到破壞 ，非正常狀態(tài)，非正常狀態(tài)=1=1第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 表表4 4- -2 2是同步是同步RSRS觸發(fā)器的次態(tài)真值表觸發(fā)器的次態(tài)真值表 RSQn+1 00Qn01110011d 同步同步RSRS觸發(fā)器的次態(tài)真值表觸發(fā)器的次態(tài)真值表 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 同步同步RSRS觸發(fā)器的狀態(tài)圖和狀態(tài)表如觸發(fā)器的狀態(tài)圖和狀態(tài)表如圖圖4-54-5：圖圖4-5 同步同步RS觸發(fā)器狀態(tài)表和狀態(tài)圖觸發(fā)器狀態(tài)表和狀態(tài)圖第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 由狀態(tài)

11、圖和狀態(tài)表可得同步由狀態(tài)圖和狀態(tài)表可得同步RS觸發(fā)器的特性方程如下觸發(fā)器的特性方程如下: n 1nn 1nQSRQ,CP1RS0QQCP0第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4.1.2 JK觸發(fā)器觸發(fā)器 1. JK觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能 JK觸發(fā)器是一種功能十分完善的觸發(fā)器，不會(huì)出現(xiàn)輸觸發(fā)器是一種功能十分完善的觸發(fā)器，不會(huì)出現(xiàn)輸出狀態(tài)不定的問(wèn)題。下圖是出狀態(tài)不定的問(wèn)題。下圖是JK觸發(fā)器的邏輯符號(hào)：觸發(fā)器的邏輯符號(hào)： 圖圖(a)為負(fù)邊沿為負(fù)邊沿(下降沿）觸發(fā)的下降沿）觸發(fā)的JK觸發(fā)器的邏輯符號(hào)，觸發(fā)器的邏輯符號(hào)，圖圖(b)為正邊沿（上升沿）觸發(fā)的為正邊沿（上升沿）觸發(fā)的JK觸發(fā)器的邏輯符號(hào)觸發(fā)器

12、的邏輯符號(hào) 。第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 JK觸發(fā)器的次態(tài)真值表如觸發(fā)器的次態(tài)真值表如表表4-3所示：所示：JKQn+1 00Qn01010111nQ表表4-3 JK觸發(fā)器次態(tài)真值表觸發(fā)器次態(tài)真值表第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 根據(jù)根據(jù)JK觸發(fā)器的次態(tài)真值表，可得觸發(fā)器的次態(tài)真值表，可得JK觸發(fā)器的狀態(tài)表觸發(fā)器的狀態(tài)表和狀態(tài)圖如和狀態(tài)圖如圖圖4-8所示，其次態(tài)方程為所示，其次態(tài)方程為圖圖4-8 JK觸發(fā)器狀態(tài)表和狀態(tài)圖觸發(fā)器狀態(tài)表和狀態(tài)圖n+1nnQ=JQ +KQ第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 表表4-44-4為為JKJK觸發(fā)器的激勵(lì)表。觸發(fā)器的激勵(lì)表。 QnQn+1JK00 0d d011d d10d

13、d111d d0表表4-4 JK觸發(fā)器觸發(fā)器的激勵(lì)的激勵(lì)表表第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 例如：例如：負(fù)邊沿負(fù)邊沿JKJK觸發(fā)器的觸發(fā)器的J、K和和CP的波形的波形及輸出端及輸出端Q的波的波形，設(shè)初始狀態(tài)為形，設(shè)初始狀態(tài)為0。如圖如圖4 4- -9 9 ：圖圖4-9 波形圖波形圖第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 2. 主從主從JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器 圖圖4-10(a)4-10(a)是主從是主從JKJK觸發(fā)器的電路，它的主要組成觸發(fā)器的電路，它的主要組成部分是兩個(gè)同步部分是兩個(gè)同步RSRS觸發(fā)器，其中接受外界輸入信號(hào)的觸發(fā)器，其中接受外界輸入信號(hào)的一個(gè)稱為主觸發(fā)器，輸出信號(hào)的一個(gè)稱為從觸發(fā)器。一個(gè)稱為主觸發(fā)器

14、，輸出信號(hào)的一個(gè)稱為從觸發(fā)器。觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)信號(hào)CPCP經(jīng)反相后加到從觸發(fā)器的時(shí)鐘端。當(dāng)經(jīng)反相后加到從觸發(fā)器的時(shí)鐘端。當(dāng)CPCP脈脈沖到來(lái)時(shí)，先使主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，然后再使從觸發(fā)器翻沖到來(lái)時(shí)，先使主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，然后再使從觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，因此稱為主從型觸發(fā)器。轉(zhuǎn)，因此稱為主從型觸發(fā)器。第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 圖圖4-10 4-10 主從主從JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 當(dāng)當(dāng)CP=1時(shí)，主觸發(fā)時(shí)，主觸發(fā)器打開，器打開，由于輸入有由于輸入有Qn和和 的反饋，的反饋，R和和S不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)都是不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)都是1的狀態(tài)，的狀態(tài)，從而克服從而克服了不定狀態(tài)的出現(xiàn)。了不定狀態(tài)的出現(xiàn)。nQ第第4章章 觸

15、發(fā)器觸發(fā)器 為了提高主從觸發(fā)器的可靠性，設(shè)計(jì)了帶數(shù)據(jù)鎖定的主為了提高主從觸發(fā)器的可靠性，設(shè)計(jì)了帶數(shù)據(jù)鎖定的主從從JK觸發(fā)器，邏輯符號(hào)如觸發(fā)器，邏輯符號(hào)如圖圖4-11所示，它不是在所示，它不是在CP=1期期間接受數(shù)據(jù)輸入信號(hào)，而是在間接受數(shù)據(jù)輸入信號(hào)，而是在CP的上升沿時(shí)刻接受數(shù)據(jù)的上升沿時(shí)刻接受數(shù)據(jù)輸入信號(hào)，而在下降沿到來(lái)時(shí)輸出。輸入信號(hào)，而在下降沿到來(lái)時(shí)輸出。 圖圖4-14-11 1 帶數(shù)據(jù)鎖定的主從帶數(shù)據(jù)鎖定的主從JKJK觸發(fā)器國(guó)標(biāo)邏輯符號(hào)觸發(fā)器國(guó)標(biāo)邏輯符號(hào) 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 3. D觸發(fā)器觸發(fā)器 圖圖4-12 維持阻塞維持阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 (1)

16、D=1 當(dāng)當(dāng)CP=0=0時(shí)，時(shí)，G G3 3和和G G4 4的輸出均為的輸出均為1 1，觸發(fā)器狀態(tài)不變。由于，觸發(fā)器狀態(tài)不變。由于D=1=1，G G5 5輸出輸出為為0 0，G G6 6輸出為輸出為1 1。在。在CP脈沖的上升沿到來(lái)時(shí)，脈沖的上升沿到來(lái)時(shí)，G G3 3輸出為輸出為1 1，G G4 4輸出為輸出為0 0，觸發(fā)，觸發(fā)器輸出器輸出Q=1=1， 。 Q=0=1=0=1=1第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 CP=1期間，期間，D由由1變變0，保持不變。保持不變。v 則則G G5 5輸出為輸出為1 1，分別送到，分別送到G G3 3和和G G6 6的輸入。的輸入。但但G G3 3由于被從由于被從G

17、 G4 4的輸出反饋過(guò)來(lái)的的輸出反饋過(guò)來(lái)的0 0信號(hào)封鎖，輸出仍為信號(hào)封鎖，輸出仍為1 1，觸發(fā)器不會(huì)被置觸發(fā)器不會(huì)被置0 0；v 而而G G6 6同樣被從同樣被從G G4 4輸出端反饋過(guò)來(lái)的輸出端反饋過(guò)來(lái)的0 0信號(hào)封鎖，使信號(hào)封鎖，使G G6 6維持維持1 1態(tài)，態(tài)，這樣這樣G G4 4維持維持0 0 態(tài)，態(tài)，從而維持了觸發(fā)器置從而維持了觸發(fā)器置1 1狀態(tài)狀態(tài)。 1-0=1=1第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 (2) D=0CP=0時(shí)，時(shí)，G3和和G4的輸出同樣都是的輸出同樣都是1。由于。由于D=0，G5輸出為輸出為1，G6輸出為輸出為0。當(dāng)當(dāng)CP脈沖的上升沿到來(lái)時(shí)，脈沖的上升沿到來(lái)時(shí)，G3輸出為

18、輸出為0，G4輸出為輸出為1，使觸發(fā)器輸出，使觸發(fā)器輸出Q=0， =1。=0=0保持不變保持不變=0=0Q第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 CP=1期間，期間，D由由0變變1，保持不變。保持不變。v 由于由于G3輸出反饋到輸出反饋到G5輸入端，輸入端，使得使得G5被封鎖，被封鎖，輸入信號(hào)輸入信號(hào)D不能進(jìn)入，不能進(jìn)入，觸發(fā)器維持置觸發(fā)器維持置0狀態(tài)狀態(tài) ；v 而而G5輸出輸出1的信號(hào)送到的信號(hào)送到G6的輸入，的輸入，使使G6輸出仍為輸出仍為0，G4輸出仍為輸出仍為1，觸發(fā)器不會(huì)被置觸發(fā)器不會(huì)被置1 。0-1=1=0第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 次態(tài)真值表如次態(tài)真值表如表表4-54-5所示所示 ：DQn+10

19、011表表4-54-5 D D觸發(fā)器的次態(tài)真值表觸發(fā)器的次態(tài)真值表 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 圖圖4-14-12 2是是D D觸發(fā)器的狀態(tài)表和狀態(tài)圖觸發(fā)器的狀態(tài)表和狀態(tài)圖 ： 圖圖4-14-12 2 D D觸發(fā)器的狀態(tài)表和狀態(tài)圖觸發(fā)器的狀態(tài)表和狀態(tài)圖 次態(tài)方程為：次態(tài)方程為： Qn+1=D, CP=1 時(shí)時(shí) Qn+1 =Qn,CP=0 時(shí)時(shí)第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 表表4-4-5 5是是D D觸發(fā)器的激勵(lì)表觸發(fā)器的激勵(lì)表 ：QnQn+1D000011100111表表4-4-5 5 D D觸發(fā)器的激勵(lì)表觸發(fā)器的激勵(lì)表 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 圖圖4-14所示的時(shí)序圖反映了所示的時(shí)序圖反映了D觸

20、發(fā)器在觸發(fā)器在CP信號(hào)的信號(hào)的控制下，接收不同輸入信號(hào)時(shí)狀態(tài)的變化情況?？刂葡?，接收不同輸入信號(hào)時(shí)狀態(tài)的變化情況。 圖圖4-14 D觸發(fā)器的時(shí)序圖觸發(fā)器的時(shí)序圖 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4. T觸發(fā)器觸發(fā)器 T觸發(fā)器邏輯符號(hào)觸發(fā)器邏輯符號(hào),如如圖圖4-15所示：所示： 圖圖4-15 T觸發(fā)器的邏輯符號(hào)觸發(fā)器的邏輯符號(hào)第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 次態(tài)真值表如次態(tài)真值表如表表4-7所示所示 ： 表表4-7 T觸發(fā)器的次態(tài)真值表觸發(fā)器的次態(tài)真值表 由表可知當(dāng)由表可知當(dāng)T=0時(shí)，觸發(fā)信號(hào)到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器保持時(shí)，觸發(fā)信號(hào)到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器保持狀態(tài)不變；當(dāng)狀態(tài)不變；當(dāng)T=1時(shí)，觸發(fā)信號(hào)到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器輸出狀時(shí)，觸

21、發(fā)信號(hào)到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。因此態(tài)翻轉(zhuǎn)。因此T觸發(fā)器的次態(tài)方程為：觸發(fā)器的次態(tài)方程為： TQn+10Qn1n+1nQ=TQ +TQnQ第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4.1.5 觸發(fā)器的時(shí)間參數(shù)觸發(fā)器的時(shí)間參數(shù)1. 1. 觸發(fā)器的建立時(shí)間和保持時(shí)間觸發(fā)器的建立時(shí)間和保持時(shí)間(1) 建立時(shí)間建立時(shí)間t tsetset ：輸入信號(hào)必須在時(shí)鐘脈沖信號(hào)有效邊輸入信號(hào)必須在時(shí)鐘脈沖信號(hào)有效邊沿到來(lái)之前提前到來(lái)的時(shí)間。沿到來(lái)之前提前到來(lái)的時(shí)間。(2) 保持時(shí)間保持時(shí)間t th h：輸入信號(hào)在時(shí)鐘脈沖信號(hào)有效邊沿到來(lái)輸入信號(hào)在時(shí)鐘脈沖信號(hào)有效邊沿到來(lái)之后繼續(xù)保持不變的時(shí)間之后繼續(xù)保持不變的時(shí)間 。2. 觸發(fā)

22、器的最高時(shí)鐘頻率觸發(fā)器的最高時(shí)鐘頻率(1)時(shí)鐘高電平寬度時(shí)鐘高電平寬度t t1min1min：時(shí)鐘脈沖信號(hào)保持為高電平的最時(shí)鐘脈沖信號(hào)保持為高電平的最小持續(xù)時(shí)間。小持續(xù)時(shí)間。(2) 時(shí)鐘低電平寬度時(shí)鐘低電平寬度t t0min0min：時(shí)鐘脈沖信號(hào)保持為低電平的時(shí)鐘脈沖信號(hào)保持為低電平的最小持續(xù)時(shí)間。最小持續(xù)時(shí)間。 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 t1min、t0min與與tset、th有關(guān)。有關(guān)。t1min與與t0min之和是保證觸發(fā)之和是保證觸發(fā)器能正常工作的最小時(shí)鐘周期，進(jìn)而可確定觸發(fā)器的器能正常工作的最小時(shí)鐘周期，進(jìn)而可確定觸發(fā)器的最高工作頻率：最高工作頻率：3. 觸發(fā)器的傳輸延時(shí)時(shí)間觸發(fā)器的

23、傳輸延時(shí)時(shí)間(1) 輸出高變低的時(shí)間延時(shí)輸出高變低的時(shí)間延時(shí)tPHL：從從CP觸發(fā)邊沿到輸出完觸發(fā)邊沿到輸出完成由高變低的時(shí)間延時(shí)。成由高變低的時(shí)間延時(shí)。(2) 輸出低變高的時(shí)間延時(shí)輸出低變高的時(shí)間延時(shí)tPLH：從從CP觸發(fā)邊沿到輸出完觸發(fā)邊沿到輸出完成由低變高的時(shí)間延時(shí)。成由低變高的時(shí)間延時(shí)。minminmax011ttf第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4 4. .2 2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在沒(méi)有外界觸發(fā)信號(hào)作用時(shí)，觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在沒(méi)有外界觸發(fā)信號(hào)作用時(shí)，觸發(fā)器處于某種穩(wěn)定狀態(tài)處于某種穩(wěn)定狀態(tài)(0(0態(tài)或態(tài)或1 1態(tài)態(tài)) )，在觸發(fā)信號(hào)作用下，觸，在觸發(fā)信號(hào)作用下，觸發(fā)器翻

24、轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)發(fā)器翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)(1(1態(tài)或態(tài)或0 0態(tài)態(tài)) )，但經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，但經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，它將它將自動(dòng)返回自動(dòng)返回到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有只有一個(gè)一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，另一種狀態(tài)稱為暫穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)，另一種狀態(tài)稱為暫穩(wěn)態(tài)。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分不可重復(fù)不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和可可重復(fù)重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 常見的不可重復(fù)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有常見的不可重復(fù)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有7412174121、7422174221及及74HC22174HC221等，可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有等，可重

25、復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有7412274122、7412374123等。等。 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 圖圖4-16 不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的波形圖和符號(hào)不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的波形圖和符號(hào)圖圖4-17 可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的波形圖和符號(hào)可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的波形圖和符號(hào)第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4 4. .3 3 多諧振蕩器多諧振蕩器 4 4. .3 3. .1 RC1 RC環(huán)形多諧振蕩器環(huán)形多諧振蕩器 4 4. .3 3. .2 2 石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器 多諧振蕩器又稱無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，多諧振蕩器又稱無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，不需

26、要外加觸發(fā)信號(hào)就能產(chǎn)生周期性矩形脈沖。由于矩不需要外加觸發(fā)信號(hào)就能產(chǎn)生周期性矩形脈沖。由于矩形脈沖波含有多次諧波，因此稱為多諧振蕩器。形脈沖波含有多次諧波，因此稱為多諧振蕩器。第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4.3.1 RC4.3.1 RC環(huán)形多諧振蕩器環(huán)形多諧振蕩器 圖圖4-14-18 8（a a）是由三級(jí)非門組成的多諧振蕩器，是由三級(jí)非門組成的多諧振蕩器，R R、C C用于用于延時(shí)，延時(shí)，R RS S是限流電阻，約為是限流電阻，約為100100 ，圖圖4-184-18（b b）是它波形是它波形圖。圖。 圖4-18 RC環(huán)形多諧振蕩器第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 工作原理：工作原理：（1）第一個(gè)暫態(tài)）

27、第一個(gè)暫態(tài) 在在t1時(shí)刻，設(shè)非門時(shí)刻，設(shè)非門G3的輸出的輸出uo（uI1）由由0態(tài)變成態(tài)變成1態(tài)，態(tài)，則則G1的輸出的輸出uo1(uI2)由由1態(tài)變成態(tài)變成0態(tài)，態(tài)，G2的輸出的輸出uo2由由0態(tài)變成態(tài)變成1態(tài)，態(tài)，但這時(shí)但這時(shí)G3的輸入?yún)s不是高電平，的輸入?yún)s不是高電平，這是因?yàn)檫@是因?yàn)镚1的輸出的輸出uo1(uI2)由由1態(tài)變成態(tài)變成0態(tài)，態(tài)，電容兩端的電壓不能躍變，電容兩端的電壓不能躍變，uI3必定跟隨必定跟隨uo1發(fā)生負(fù)跳變。發(fā)生負(fù)跳變。這個(gè)低電平使這個(gè)低電平使G3的輸出維持為的輸出維持為1態(tài)。態(tài)。第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 電容充電回路如電容充電回路如圖圖4-14-19 9所示，隨著電容

28、的充電，所示，隨著電容的充電，uI3逐逐漸上升。在漸上升。在t2時(shí)刻，時(shí)刻，uI3上升到門電路門檻電壓上升到門電路門檻電壓UT（TTLTTL約為約為1.4V1.4V），使），使G G3 3的輸出由的輸出由uo由由1 1態(tài)變成態(tài)變成0 0態(tài)。態(tài)。圖圖4-14-19 9 充電回路充電回路 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 （2 2）第二暫穩(wěn)態(tài)）第二暫穩(wěn)態(tài)在在t2時(shí)刻，時(shí)刻，uo由由1 1態(tài)變成態(tài)變成0 0態(tài)時(shí)，態(tài)時(shí)，uo1則從則從0 0態(tài)變成態(tài)變成1 1態(tài)，態(tài)，而而uo2從從1 1態(tài)變成態(tài)變成0 0態(tài)，電容態(tài)，電容放電。同樣由于電容兩端放電。同樣由于電容兩端的電壓不能躍變，的電壓不能躍變，uI3必定必定跟

29、隨跟隨uo1發(fā)生正跳變。這個(gè)發(fā)生正跳變。這個(gè)高電平使高電平使G G3 3的輸出維持為的輸出維持為0 0態(tài)。態(tài)。第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 電容放電回路如電容放電回路如圖圖4-4-2020所示，隨著電容的放電，所示，隨著電容的放電，u uI3I3逐逐漸下降。在漸下降。在t t4 4時(shí)刻，時(shí)刻，uI3下降到下降到UT，使，使G G3 3的輸出由的輸出由uo由由0 0態(tài)變成態(tài)變成1 1態(tài)，第二暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，再次進(jìn)入第一暫穩(wěn)態(tài)。態(tài)，第二暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，再次進(jìn)入第一暫穩(wěn)態(tài)。 圖圖4-20 放電回路放電回路 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4.3.2 4.3.2 石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器 1.

30、石英晶體的電特性石英晶體的電特性 石英晶體具有壓電特性，石英晶體具有壓電特性，圖圖4-24-21 1是石英晶體的符號(hào)、等是石英晶體的符號(hào)、等效電路和電抗頻率特性效電路和電抗頻率特性 圖圖4-24-21 1 石英晶體等效電路及電抗頻率特性石英晶體等效電路及電抗頻率特性 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 f0為石英晶體的串聯(lián)諧振頻率，為石英晶體的串聯(lián)諧振頻率，f為石英晶體的并聯(lián)為石英晶體的并聯(lián)諧振頻率。當(dāng)信號(hào)頻率為諧振頻率。當(dāng)信號(hào)頻率為f0時(shí)，電抗最小；當(dāng)信號(hào)頻率時(shí)，電抗最??；當(dāng)信號(hào)頻率為為f時(shí)，電抗最大。根據(jù)石英晶體的等效電路可知：時(shí)，電抗最大。根據(jù)石英晶體的等效電路可知： LCf2100000121C

31、CfCCCCLf第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 2. 串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器 圖圖4-214-21是串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器的電路。圖中并聯(lián)是串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器的電路。圖中并聯(lián)在兩個(gè)反相器輸入和輸出之間的電阻在兩個(gè)反相器輸入和輸出之間的電阻 R R，是使反相器工作，是使反相器工作在電壓傳輸特性曲線的線性放大區(qū)。在電壓傳輸特性曲線的線性放大區(qū)。 圖圖4-24-22 2 串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器 第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 3. 并聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器并聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器 圖圖4-24-23 3是并聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器電路。圖中反是并聯(lián)型石英

32、晶體多諧振蕩器電路。圖中反相器相器G G1 1用于產(chǎn)生振蕩，與它并聯(lián)的電阻是使它工作在電用于產(chǎn)生振蕩，與它并聯(lián)的電阻是使它工作在電壓傳輸特性的線性放大區(qū)。門壓傳輸特性的線性放大區(qū)。門G G2 2用于緩沖和整形。用于緩沖和整形。 圖圖4-24-23 3 并聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器并聯(lián)型石英晶體多諧振蕩器第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 4 4. .4 4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 施密特觸發(fā)器是一種特殊的雙穩(wěn)態(tài)時(shí)序電路，是數(shù)字施密特觸發(fā)器是一種特殊的雙穩(wěn)態(tài)時(shí)序電路，是數(shù)字系統(tǒng)中常用的一種脈沖波形轉(zhuǎn)換電路，它具有兩個(gè)重要特系統(tǒng)中常用的一種脈沖波形轉(zhuǎn)換電路，它具有兩個(gè)重要特性：性： (1) (1) 施密特觸發(fā)器是一種電平觸發(fā)器，能將變化緩慢的模擬施密特觸發(fā)器是一種電平觸發(fā)器，能將變化緩慢的模擬信號(hào)信號(hào)( (如正弦波、三角波以及各種如正弦波、三角波以及各種 周期性的