重要數(shù)字電路PPT

1、湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5 . 5 . 鎖存器和觸發(fā)器鎖存器和觸發(fā)器5.1 雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路5.2 鎖存器5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.4 觸發(fā)器的邏輯功能 湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作1. 掌握SR、D鎖存器的邏輯功能；2. 掌握 SR 觸發(fā)器、JK 觸發(fā)器、D 觸發(fā)器及 T 觸發(fā)器的邏輯功能，掌握觸發(fā)器邏輯功能表示方法功能表、特性方程、狀態(tài)圖、波形圖，掌握觸發(fā)器功能轉(zhuǎn)換的方法；3. 理解鎖存器、觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和動(dòng)態(tài)特性。教學(xué)要求教學(xué)要求湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作概述概述時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路工作特征：

2、時(shí)序邏輯電路工作特點(diǎn)是任意時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅與該當(dāng)前的輸入信號(hào)有關(guān)，而且與此前電路的狀態(tài)有關(guān)。即具有記憶功能。 結(jié)構(gòu)特征：由組合邏輯電路和存儲(chǔ)電路組成，電路中存在反饋。鎖存器和觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本邏輯單元。湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.1 5.1 雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路雙穩(wěn)態(tài)的概念：只有兩種穩(wěn)定的狀態(tài)(0，1)，在外作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。5.1.1 雙穩(wěn)態(tài)的概念雙穩(wěn)態(tài)的概念湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.1 5.1 雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路1. 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)最基本的雙穩(wěn)態(tài)電路如圖所示5.

3、1.2 雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路 反饋Q端的狀態(tài)定義為電路輸出狀態(tài)。電路有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端Q和Q湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.1 5.1 雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路2. 邏輯狀態(tài)分析邏輯狀態(tài)分析5.1.1 雙穩(wěn)態(tài)的概念雙穩(wěn)態(tài)的概念11000狀態(tài)11001狀態(tài)在兩種穩(wěn)定狀態(tài)中，輸出Q和 總是互補(bǔ)的；電路只存在兩種可以長(zhǎng)期保持的穩(wěn)定狀態(tài)，故稱雙穩(wěn)態(tài)電路；電路具有記憶1位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的功能。Q湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器1. 基本基本SR鎖存器鎖存器基本SR鎖存器如圖所示邏輯符號(hào)電路說(shuō)明：兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端Q和

4、兩個(gè)輸入端R、S R- Reset 為置0端（復(fù)位端） S- Set 為置1端 （置位端）現(xiàn)態(tài)：R、S信號(hào)作用前Q端的狀態(tài)，現(xiàn)態(tài)用Qn表示，可簡(jiǎn)寫(xiě)為Q。次態(tài)：R、S信號(hào)作用后Q端的狀態(tài)，次態(tài)用Qn+1 表示。邏輯表達(dá)式：QQRQQSQ5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器工作原理工作原理. R = 0、S = 0RSQQ110工作原理Q R S 功能 Qn+11RSQQ110100000 0000 011保持可以看出：R、S信號(hào)=1有效，當(dāng)R、S信號(hào)都無(wú)效，狀態(tài)保持不變。5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室

5、制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器工作原理工作原理. R = 1、S = 0RSQQ1101RSQQ110100工作原理Q R S 功能 Qn+10 0000 011保持111 000101 01100置0R信號(hào)有效，置0。信號(hào)消失后，記憶05.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器工作原理工作原理. R = 0、S = 1RSQQ1101RSQQ110100110 101100 11101置1S信號(hào)有效，置1。信號(hào)消失后，記憶1工作原理Q R S 功能 Qn+10 0000 011保持1 0001 010置05.2 鎖存器鎖存器湖南理工

6、學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器工作原理工作原理. R = 1、S = 1RSQQ1101RSQQ110111 10？101 110？不允許11工作原理Q R S 功能 Qn+10 0000 011保持1 0001 010置00 1010 111置100不允許R、S信號(hào)同時(shí)有效。R、S信號(hào)都有效后同時(shí)撤銷(xiāo)，狀態(tài)不確定。5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器基本基本SR鎖存器工作原理鎖存器工作原理小結(jié)小結(jié). 輸入信號(hào)高電平為有效電平. R=0 S=0 都無(wú)效 保持不變. R=1有效 置0 Q=0.

7、S=1有效 置1 Q=1. 不允許S、R同時(shí)有效輸入信號(hào)約束條件：SR=0波形圖如圖S=1，置1，R=1，置0，R S Qn+1 功能說(shuō)明0 0 Q 保持 1 0 0 置00 1 1 置11 1 d 不定RS鎖存器功能表S撤銷(xiāo)后仍為1R撤銷(xiāo)后仍為05.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器例5.2.1基本SR鎖存器的S、R波形如圖所示，試畫(huà)出Q和 的波形。Q初態(tài)為1置0不定置0保持置1不定置1保持S先撤銷(xiāo)置0R先撤銷(xiāo)置1S、R同時(shí)撤銷(xiāo)，不定置0不定5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器

8、鎖存器用與非門(mén)構(gòu)成的基本用與非門(mén)構(gòu)成的基本SR鎖存器鎖存器邏輯符號(hào)邏輯圖R S Qn+1 功能說(shuō)明1 1 Q 保持 0 1 0 置01 0 1 置10 0 d 不定RS鎖存器功能表5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作利用基本利用基本RS鎖存器消去機(jī)械開(kāi)關(guān)的振動(dòng)鎖存器消去機(jī)械開(kāi)關(guān)的振動(dòng)機(jī)械開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)， vO=0，但由于振動(dòng)，開(kāi)關(guān)一會(huì)兒閉合，一會(huì)兒斷開(kāi)，使得 vO在幾十ms內(nèi)，時(shí)=0，時(shí)=1。vOto5V幾十ms5.2.1 SR 鎖存器鎖存器5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作消去機(jī)械開(kāi)關(guān)的振動(dòng)電路如圖當(dāng)開(kāi)關(guān)由A到B，S=0 R=1

9、 vO=1 若振動(dòng)S=1，R S=11，vO=1不變當(dāng)開(kāi)關(guān)由B到 A ，R=0 S=1 vO=0 若振動(dòng)R=1，R S=11，vO=0不變vOvBvA振動(dòng)R S=11或10，vO=1振動(dòng)R S=11或01，vO=05.2.1 SR 鎖存器鎖存器ABR S Qn+11 1 Q 0 1 01 0 1 0 0 d5.2 鎖存器鎖存器輸出沒(méi)有時(shí)=0時(shí)=1現(xiàn)象湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器2. 邏輯門(mén)控邏輯門(mén)控SR鎖存器鎖存器 基本RS鎖存器，鎖存器狀態(tài)直接受輸入信號(hào)RS控制，一旦輸入信號(hào)變化，鎖存器狀態(tài)隨之發(fā)生變化。 實(shí)際應(yīng)用中，要求鎖存器按一定的時(shí)間節(jié)

10、拍動(dòng)作，輸入信號(hào)的作用受到使能信號(hào)E的控制。為此設(shè)計(jì)如圖邏輯門(mén)控SR鎖存器。邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器2. 邏輯門(mén)控邏輯門(mén)控SR鎖存器鎖存器簡(jiǎn)單SR鎖存器使能信號(hào)控制門(mén)電路封鎖概念從另一個(gè)角度看：L = 1有效，B：控制信號(hào)，A：輸入信號(hào)。B=0，L=0(無(wú)效)， 門(mén)被封鎖，輸入信號(hào)不能通過(guò)；B=1，L=A ，門(mén)被打開(kāi)，輸入信號(hào)能通過(guò)。E=0，G3、G4門(mén)被封鎖， Q3=Q4 =0，鎖存器狀態(tài)不變；E=1，G3、G4門(mén)被打開(kāi)， Q3=S ，Q4=R，鎖存器狀態(tài)隨輸入信號(hào)R、S變化而變化。與簡(jiǎn)單SR鎖存器功能

11、一致。5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.1 SR 鎖存器鎖存器2. 邏輯門(mén)控邏輯門(mén)控SR鎖存器鎖存器例5.2.3 門(mén)控SR鎖存器波形如圖，初始Q = 0，畫(huà)出Q3、Q4 、Q和 的波形。Q5.2 鎖存器鎖存器解：E=0，Q3=Q4 =0，狀態(tài)不變；E=1，Q3=S=0 ，Q4=R=1，Q=0；E=1，Q3=S=1 ，Q4=R=0，Q=1；湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.2 D 鎖存器鎖存器1. 邏輯門(mén)控邏輯門(mén)控D鎖存器鎖存器邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)門(mén)控SR鎖存器E=0，Q3=Q4 =0，狀態(tài)不變；E=1，D=0，S=0 ，R=1，Q=0

12、；E=1，D=1，S=1 ，R=0，Q=1；E=1，Q=D。D鎖存器無(wú)約束條件，邏輯功能：置0，置1。輸入信號(hào)D5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.2 D 鎖存器鎖存器2. 傳輸門(mén)控傳輸門(mén)控D鎖存器鎖存器電路結(jié)構(gòu)C=E，E=0，TG1斷，TG2通，狀態(tài)保持不變。E=1，TG1通，TG2斷，Q=D 傳輸門(mén)控D鎖存器，其邏輯功能、邏輯符號(hào)與邏輯門(mén)控D鎖存器一致。5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作例5.2.4 傳輸門(mén)控D鎖存器的E、D的波形如下圖所示，鎖存器的原始狀態(tài)為Q = 0，試畫(huà)出Q和 的波形。E=0， 狀態(tài)不變；E=1

13、， Q=D；5.2.2 D 鎖存器鎖存器Q5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.2 D 鎖存器鎖存器3. D鎖存器的動(dòng)態(tài)特性鎖存器的動(dòng)態(tài)特性定時(shí)圖：表示電路動(dòng)作過(guò)程中，對(duì)各輸入信號(hào)的時(shí)間要求以及輸出對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間。 D鎖存器定時(shí)圖如圖。建立時(shí)間tSU：D應(yīng)在E之前建立，才能保證正確鎖存， tSU表示D對(duì)E最少時(shí)間提前量；保持時(shí)間tH：在E后D不能立即撤除， tH表示E后D需保留時(shí)間；脈沖寬度tW：為了保證Q=D，E=1的最小時(shí)間；傳輸延遲時(shí)間tPLH和tPHL：在D和 E共同作用后，Q端最大響應(yīng)時(shí)間。tPLH指Q從01的最大響應(yīng)時(shí)間， tPHL指Q從

14、10的最大響應(yīng)時(shí)間。5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.2 D 鎖存器鎖存器4. 典型集成電路典型集成電路74HC373 八D鎖存器Q7核心電路是8個(gè)傳輸門(mén)控D鎖存器。LE=1，Qi = Di每一個(gè)D鎖存器輸出都帶三態(tài)門(mén)。OE=1，輸出高阻；OE=0，Qi = Qi 74HC373內(nèi)部邏輯圖74373功能：LE=1時(shí)數(shù)據(jù)輸入，在LE鎖存；OE = 0時(shí)，輸出。5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.2.2 D 鎖存器鎖存器4. 典型集成電路典型集成電路74HC373 八D鎖存器74HC/HCT373的功能表OE工作模式輸

15、入內(nèi)部鎖存器輸出狀態(tài)Qn輸 出 LEDnQn使能和讀鎖存器（傳送模式）LHLLLLHHHH鎖存和讀鎖存器LLL*LLLLH*HH鎖存和禁止輸出H高阻H高阻L*和H*表示門(mén)控電平LE由高變低之前瞬間Dn的邏輯電平。5.2 鎖存器鎖存器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作鎖存器與觸發(fā)器鎖存器與觸發(fā)器共同點(diǎn)：具有0 和1兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，一旦狀態(tài)被確定，就能自行保持。一個(gè)鎖存器或觸發(fā)器能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制碼。不同點(diǎn)：鎖存器：對(duì)脈沖電平敏感的存儲(chǔ)電路，在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。觸發(fā)器：對(duì)脈沖邊沿敏感的存儲(chǔ)電路，在時(shí)鐘脈沖的上升沿或下降沿的變化瞬間改變狀態(tài)。 E E CP CP 5.3 觸發(fā)

16、器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器三種結(jié)構(gòu)：主從、維持阻塞和利用傳輸延遲觸發(fā)器。湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.1 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器設(shè)計(jì)思想主從觸發(fā)器設(shè)計(jì)思想采用主、從兩個(gè)鎖存器CP=0，主鎖存器使能；Q=D，但Q不變。CP=1，從鎖存器使能Q=Q ， Q不變；Q已經(jīng)不變了，所以Q=時(shí)的Q，而時(shí)的Q是= 到來(lái)前的D。結(jié)論：Q僅僅在CP信號(hào)到達(dá)時(shí)變化，= 到達(dá)前瞬間的D信號(hào)。主鎖存器從鎖存器DCPQDCPQQ湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)

17、和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.1 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器1. 工作原理工作原理主從D觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)如圖CP=0TG1通，TG2斷，TG3斷，TG4通，CP=1TG1斷，TG2通，TG3通，TG4斷，湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.1 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器1. 工作原理工作原理CP=0TG1通，TG2斷，TG3斷，TG4通，CP=1TG1斷，TG2通，TG3通，TG4斷，CP=0期間主鎖存器隨D變化 Q=D， 從鎖存器保持不變；CP瞬間主鎖存器保持上升沿前時(shí)狀態(tài)，從鎖存器變化 Q=Q；CP=1期間 主

18、鎖存器保持不變； 從鎖存器 Q=Q，也不變；結(jié)論：觸發(fā)器狀態(tài)Q僅僅取決于CP信號(hào)上升沿到達(dá)前瞬間的D信號(hào)。 D湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.1 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器1. 工作原理工作原理CP=0，CP=1期間，觸發(fā)器狀態(tài)不變；觸發(fā)器狀態(tài)Q變化發(fā)生在CP瞬間，狀態(tài)Q取決于CP信號(hào)上升沿到達(dá)前瞬間的D信號(hào)。有效沿到來(lái)前，觸發(fā)器狀態(tài)為現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)，用Qn ( Q )表示；有效沿到來(lái)后，觸發(fā)器狀態(tài)為次態(tài)次態(tài)，用Qn+1 表示，它又是下一個(gè)有效沿的現(xiàn)態(tài)。D觸發(fā)器特性方程： Qn+1 =DCPDQ123主從D觸發(fā)器波形如圖現(xiàn)

19、態(tài)次態(tài)湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.1 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器2. 典型集成電路典型集成電路 74HC74 是雙D觸發(fā)器，D觸發(fā)器的邏輯圖如圖湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.1 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器2. 典型集成電路典型集成電路74HC74RD=SD=1 ，無(wú)效與原分析的主從D觸發(fā)器電路一致。1100湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作分析 RD 、SD作用 RD ：直接復(fù)位端SD ：直接置位端低電平有效在正常工作前

20、由RD 、SD給出一個(gè)確定的狀態(tài)。5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.1 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器2. 典型集成電路典型集成電路若 RD =0 、SD =1 ，Q = 0，Q = 1，若 RD =1 、SD =0 ，Q = 1，Q = 0，RD =0 、SD =0 ，Q = 0， Q = 0，不允許；約束條件 RD+ SD =1。正常工作時(shí)， RD =1 、SD =1 10100101直接復(fù)位、置位端的作用與CP無(wú)關(guān)，故又叫異步復(fù)位、置位端。湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.1 主從觸

21、發(fā)器主從觸發(fā)器2. 典型集成電路典型集成電路 74HC74 雙D觸發(fā)器邏輯符號(hào)如圖兩個(gè)相互獨(dú)立的D觸發(fā)器前綴為1，表示第一個(gè)觸發(fā)器；前綴為2，表示第二個(gè)觸發(fā)器；C1、C2 表示上升沿有效。湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.1 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器2. 典型集成電路典型集成電路 74HC/HCT74的功能表DSQ1nQLHHHHHLLHHQn+1DCPHHLLHLLHLHHL Q D CP輸 出輸 入DRDSDR直接復(fù)位、置位正常工作湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理

22、觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.2 維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器1.工作原理工作原理維持阻塞D觸發(fā)器邏輯電路如圖由3個(gè)與非門(mén)構(gòu)成的基本RS鎖存器組成。響應(yīng)輸入D和CP信號(hào)根據(jù) S、R確定觸發(fā)器的狀態(tài)湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.2 維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器1.工作原理工作原理. CP=0G2、G3門(mén)被封鎖， Q2=Q3 =1，鎖存器狀態(tài)Q不變；Q3、Q2 的反饋信號(hào)將G4、G1門(mén)打開(kāi)， Q4=D，Q1 =D在CP=0期間，D信號(hào)進(jìn)入觸發(fā)器，為觸發(fā)器刷新做好準(zhǔn)備。011DD湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電

23、子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.2 維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器1.工作原理工作原理. CPG2、G3門(mén)被打開(kāi)， Q2、Q3狀態(tài)由Q1、Q4 確定，Q2=D，Q3 =DD=0，R=0，S=1，Q=0；D=1，R=1，S=0，Q=1；即：CP，Qn+1=D觸發(fā)器的狀態(tài)按此前D的邏輯值刷新。011DD1DDDD湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.2 維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器1.工作原理工作原理. CP=1Q2、Q3狀態(tài)不受D影響保持不變，即Q保持不變；Q=1情況分

24、析Q2=0， G1、G3門(mén)封鎖置1維持線維持Q2=0 ， 即維持置1 信號(hào)置0阻塞線使Q3=1 ， 阻塞D輸入來(lái)的置0信號(hào)。同理可分析Q=0的情況。11001置1維持線1置0 阻塞線置0維持線置1 阻塞線01101典型集成電路74LS74邏輯功能和符號(hào)都與74HC74完全相同。湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.3 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.3.4 觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性 觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性反映其觸發(fā)器對(duì)輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)間的時(shí)間要求，以及輸出狀態(tài)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)響應(yīng)的延遲時(shí)間。 以D觸發(fā)器為例建立時(shí)間tSU：D應(yīng)在CP之前建立并保持不變， tS

25、U表示D對(duì)CP最少時(shí)間提前量；保持時(shí)間tH：在CP之后D需保留時(shí)間；脈沖寬度tW：為了保證可靠觸發(fā)，CP高電平的最小時(shí)間；傳輸延遲時(shí)間tPLH和tPHL： CP至新?tīng)顟B(tài)穩(wěn)定建立的傳輸延遲時(shí)間。tPLH指Q從01的延遲時(shí)間， tPHL指Q從10的延遲時(shí)間。最高觸發(fā)頻率fcmax：允許CP的最高頻率。mincmaxcT1f湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.4 觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器邏輯功能：次態(tài)與現(xiàn)態(tài)、輸入信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。觸發(fā)器的次態(tài)不僅僅與當(dāng)前輸入信號(hào)有關(guān)，而且與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)。觸發(fā)器邏輯功能描述方式：特性表、特性方程、狀態(tài)圖、波形圖等。說(shuō)明：邏輯功能與電路結(jié)

26、構(gòu)是不同概念，例如主從D觸發(fā)器與維持阻塞D觸發(fā)器邏輯功能相同，電路結(jié)構(gòu)不同。按照觸發(fā)器邏輯功能，通常分為D、JK、T、SR觸發(fā)器。D觸發(fā)器JK觸發(fā)器T觸發(fā)器SR觸發(fā)器需要說(shuō)明的是，實(shí)際中同樣存在下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.4 觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能5.4.1 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 Q D Qn+10 0 00 1 1 1 0 01 1 11.特性表2.特性方程Qn+1=D3.狀態(tài)圖01D=0D=1D=1D=0CPDQ1234.波形圖湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.4 觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能1.特性表Q J K Qn+

27、1 0 0 0 00 0 1 00 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 01 1 0 11 1 1 0說(shuō)明：J、K高電平有效J： 置1端K：置0端功能說(shuō)明保持 置0置1翻轉(zhuǎn)保持 置0置1翻轉(zhuǎn)5.4.2 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 2.特性方程從特性表得到QJK0100011110 0 0 1 1 1 0 1 0KQ JQQn+1+Qn+1 =KQ JQ特性方程：3.狀態(tài)圖01J=0，K=J=1，K=J=，K=0J=，K=1湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.4 觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能5.4.2 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 例5.4.1 設(shè)下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器時(shí)鐘脈沖和

28、J、K信號(hào)的波形如圖所示試畫(huà)出輸出端Q的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。J K Qn+1 0 0 Q0 1 01 0 11 1 QJK觸發(fā)器功能表Q現(xiàn)態(tài)次態(tài)湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.4 觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能5.4.3 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 Q T Qn+10 0 00 1 1 1 0 11 1 01.特性表T=0，保持；T=1，翻轉(zhuǎn)Q TQ TQ1n2.特性方程3.狀態(tài)圖01T=0T=1T=0T=14. T 觸發(fā)器 T觸發(fā)器的T端固定接高電平， 就構(gòu)成T 觸發(fā)器。時(shí)鐘脈沖作用一次，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次。Q Q1nT 觸發(fā)器邏輯符號(hào)JK觸發(fā)器J、K端連接在一起，就構(gòu)成T

29、觸發(fā)器。湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.4 觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能5.4.4 SR 觸發(fā)器觸發(fā)器 1.特性表Q S R Qn+1 0 0 0 00 0 1 00 1 0 10 1 1 d1 0 0 11 0 1 01 1 0 11 1 1 d說(shuō)明：SR高電平有效S：置1端，R：置0端不允許SR同時(shí)有效2.特性方程從特性表得到QRS0100011110 0 1 0 d 1 1 0 dS +Qn+1= SRQ特性方程：約束方程： R S = 0RQQn+13.狀態(tài)圖01S=0，R=S=1，R=0S=，R=0S=0，R=1湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作

30、5.4 觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器功能表便于理解和記憶，分析JK觸發(fā)器功能表。J K Qn+1 功能0 0 Q 保持0 1 0 置01 0 1 置11 1 Q 翻轉(zhuǎn)JK觸發(fā)器功能表JK觸發(fā)器特性表Q J K Qn+1 0 0 0 00 0 1 00 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 01 1 0 11 1 1 0J、K 高電平有效J：置1端，K：置0端功能說(shuō)明保持 置0置1翻轉(zhuǎn)保持 置0置1翻轉(zhuǎn)JK觸發(fā)器中，影響次態(tài)Qn+1的是輸入信號(hào)JK和現(xiàn)態(tài)Q，觸發(fā)器特性表將現(xiàn)態(tài)Q列在輸入一起，而功能表不將現(xiàn)態(tài)Q列在輸入一起，而在次態(tài)Qn+1中體現(xiàn)。湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室制作5.4 觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能各種觸發(fā)器功能表J K Qn+1 功能0 0 Q 保持0 1 0 置01 0 1 置11 1 Q 翻轉(zhuǎn)JK觸發(fā)器功能表S R Qn+1 功能0 0 Q 保持0 1 0 置01 0 1 置