數(shù)字電路康華光(第五版)ch5鎖存器和觸發(fā)器

1、1思考：思考： 設(shè)計一個帶搶答控制開關(guān)的三人搶答器。要求：設(shè)計一個帶搶答控制開關(guān)的三人搶答器。要求： A為總清零及搶答控制開關(guān)，當(dāng)被開關(guān)閉合時搶答電路為總清零及搶答控制開關(guān)，當(dāng)被開關(guān)閉合時搶答電路清零，斷開后則允許搶答；清零，斷開后則允許搶答； 由搶答按鈕由搶答按鈕J1J3實(shí)現(xiàn)搶答信號的輸入，當(dāng)實(shí)現(xiàn)搶答信號的輸入，當(dāng)J1J3 中的任中的任何一個按鈕被按下時，即有搶答信號輸入，相應(yīng)的指示燈何一個按鈕被按下時，即有搶答信號輸入，相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。此時再按下其它任何搶答按鈕均無效，指示燈仍點(diǎn)亮。此時再按下其它任何搶答按鈕均無效，指示燈仍“保持保持”第一個開關(guān)合上時所對應(yīng)的狀態(tài)不變。第一個開關(guān)合上時所

2、對應(yīng)的狀態(tài)不變。21 、邏輯抽象、邏輯抽象輸入變量：輸入變量：A、 J1、 J2、 J3 A=1允許搶答，允許搶答， A=0清零；清零； J1J3 =0搶答，搶答， J1J3 =1未搶答；未搶答；輸出變量：輸出變量： Y1、 Y2、 Y3 Y1Y3 =1亮，亮， Y1Y3 =0滅。滅。2、根據(jù)邏輯要求，列出真值表根據(jù)邏輯要求，列出真值表AJ1J2J3Y1Y2Y3000010111001101010111000133、 根據(jù)真值表寫出邏輯表達(dá)式根據(jù)真值表寫出邏輯表達(dá)式3211JJJAY 3212JJAJY 3213JJAJY A J1 J2 VCC & & Y1 Y2 Y3 J3

3、 1 1 1 & 4、畫出電路圖、畫出電路圖4電路的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時的輸電路的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時的輸入信號，而且與電路原來的狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)輸入信號消失入信號，而且與電路原來的狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)輸入信號消失后，電路狀態(tài)仍維持不變。這種具有后，電路狀態(tài)仍維持不變。這種具有記憶功能記憶功能的電路稱的電路稱為時序邏輯電路。為時序邏輯電路。是構(gòu)成時序電路的基本邏輯單元。是構(gòu)成時序電路的基本邏輯單元。如何改進(jìn)電路如何改進(jìn)電路55 鎖存器和觸發(fā)器鎖存器和觸發(fā)器5.1 雙穩(wěn)態(tài)存儲單元電路雙穩(wěn)態(tài)存儲單元電路5.2 鎖存器鎖存器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5.4 觸發(fā)器的

4、邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能6本章要求：本章要求：1、了解鎖存器、觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。、了解鎖存器、觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。2、熟練掌握、熟練掌握SR觸發(fā)器、觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、觸發(fā)器、D觸發(fā)器及觸發(fā)器及T 觸發(fā)器的邏輯功能。觸發(fā)器的邏輯功能。3、正確理解鎖存器、觸發(fā)器的動態(tài)特性。、正確理解鎖存器、觸發(fā)器的動態(tài)特性。75.1 雙穩(wěn)態(tài)存儲單元電路雙穩(wěn)態(tài)存儲單元電路 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) 0 0 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) 1 1 介穩(wěn)態(tài)介穩(wěn)態(tài) metastablemetastable 鎖存器和觸發(fā)器：鎖存器和觸發(fā)器： 具有具有0 和和1兩個穩(wěn)定狀態(tài)；兩個穩(wěn)定狀態(tài)； 能根據(jù)輸入信號，被置成能根據(jù)輸入信號，被置成“0”態(tài)

5、或態(tài)或“1”態(tài)；態(tài)； 狀態(tài)確定后能自行保持，即具有記憶功能。狀態(tài)確定后能自行保持，即具有記憶功能。85.2 鎖存器鎖存器5.2.1 SR 鎖存器鎖存器5.2.1 D 鎖存器鎖存器95.2.1 SR鎖存器鎖存器(flip-latch) 1 1 Q Q R G1 G2 1 1 S 1、或非門構(gòu)成的基本、或非門構(gòu)成的基本SR 鎖存器鎖存器兩兩輸輸入入端端兩兩互互補(bǔ)補(bǔ)輸輸出出端端 正常情況下，兩輸出正常情況下，兩輸出端的狀態(tài)保持相反。端的狀態(tài)保持相反。 通常以通常以 Q 端的邏輯電端的邏輯電平表示鎖存器的狀態(tài)，平表示鎖存器的狀態(tài)，即即Q = “1”，Q = “0”時，時，稱為稱為“1”態(tài)態(tài)； 反之，則

6、稱為反之，則稱為“0”態(tài)態(tài)。(1) 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)10(2) 工作原理工作原理 R = 0、S = 0 狀態(tài)保持不變狀態(tài)保持不變0100現(xiàn)態(tài)：現(xiàn)態(tài)：R、S信號作用前信號作用前Q端的狀態(tài)，端的狀態(tài)，用用Q n表示。表示。次態(tài)：次態(tài)：R、S信號作用后信號作用后Q端的狀態(tài)端的狀態(tài)，用用Q n+1表示。表示。1000G若現(xiàn)態(tài)若現(xiàn)態(tài) Q n = 00 1Q Q R1G2 1S1G若現(xiàn)態(tài)若現(xiàn)態(tài) Q n = 11 1Q Q R1G2 1S011 R = 0、S = 10101G若現(xiàn)態(tài)若現(xiàn)態(tài) Q n = 11 1Q Q R1G2 1S00101G若現(xiàn)態(tài)若現(xiàn)態(tài) Q n = 00 1Q Q R1G2 1S1置置

7、”1”（置位）（置位）12 R = 1、S = 01010G若現(xiàn)態(tài)若現(xiàn)態(tài) Q n = 11 1Q Q R1G2 1S01010G若現(xiàn)態(tài)若現(xiàn)態(tài) Q n = 00 1Q Q R1G2 1S1置置”0”（復(fù)位）（復(fù)位）13 S 1 Q Q 1 R G1 G2 1 11 10 00 0 R = 1 、 S = 1狀態(tài)不確定狀態(tài)不確定約束條件約束條件: RS = 0鎖存器的輸出既不是鎖存器的輸出既不是0態(tài)，也不是態(tài)，也不是1態(tài)態(tài)001 100 01若若G2先翻轉(zhuǎn)，則鎖存器為先翻轉(zhuǎn)，則鎖存器為“0”態(tài)態(tài)若若G1先翻轉(zhuǎn)，則鎖存器為先翻轉(zhuǎn)，則鎖存器為“1”態(tài)態(tài)14或非門構(gòu)成的基本或非門構(gòu)成的基本SR鎖存器鎖存

8、器、 S Q Q R R S 邏輯符號邏輯符號功能表功能表SRQn+10 1 0 置置 “0”1 0 1 置置 “1”0 0 Qn 保保 持持1 1 不確定不確定 功功 能能復(fù)位端復(fù)位端置位端置位端 S 1 Q Q 1 R G1 G2 15 & & Q Q R S 2、與非門構(gòu)成的基本、與非門構(gòu)成的基本SR鎖存器鎖存器、 S Q Q R R S 邏輯符號邏輯符號功能表功能表SRQn+11 0 0 置置 “0”0 1 1 置置 “1”1 1 Qn 保保 持持0 0 不確定不確定 功功 能能16思考：思考：下圖為一個帶搶答控制按鈕的三人搶答器。試分析下圖為一個帶搶答控制按鈕的三人搶

9、答器。試分析其邏輯功能。其邏輯功能。 A J1 J2 VCC 1 1 Y1 Y2 Y3 J3 1 S R S R S R Q1 Q2 Q3 17 例：例：運(yùn)用基本運(yùn)用基本SR鎖存器消除機(jī)械開關(guān)觸點(diǎn)抖動引起的脈沖輸出。鎖存器消除機(jī)械開關(guān)觸點(diǎn)抖動引起的脈沖輸出。 R vO t0 t1 vO t0 t1 t +5V +5V 18 100k A B Q 1 2 74HCT00 R S 100k S +5V +5V R S Q 19 R E S & & 1 1 1 1 G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 1R C1 1S Q Q ES R 邏輯符號邏輯符號基本基

10、本SR鎖存器鎖存器3、邏輯門控、邏輯門控SR鎖存器鎖存器使能信號使能信號控制電路控制電路使能信號使能信號20工作原理工作原理 S = 0，R = 0：Qn+1 = Qn S = 1，R = 0：Qn+1 = 1 S = 0，R = 1：Qn+1 = 0 S = 1，R = 1：Qn+1 = E = 1：E = 0： 狀態(tài)保持不變狀態(tài)保持不變Q3 = S Q4 = R R E S & & 1 1 1 1 G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q 0 0001 1功能同基本功能同基本SR鎖存器鎖存器E為低電平時，鎖存器狀態(tài)保持不變；為低電平時，鎖存器狀態(tài)保持不變；E為高電平時鎖存

11、器狀態(tài)由為高電平時鎖存器狀態(tài)由S、R決定。決定。21例：例：邏輯門控邏輯門控SR鎖存器的鎖存器的E、S、R的波形如圖所示，鎖存的波形如圖所示，鎖存器初始狀態(tài)為器初始狀態(tài)為Q = 0，試畫出，試畫出Q和和Q的波形。的波形。 1R C1 1S Q Q E S R 不定不定不定不定QQ1225.2.2 D 鎖存器鎖存器1. 邏輯門控邏輯門控D鎖存器鎖存器 E D & & 1 1 1 1 G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q 1 1 G5 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)基本基本SR鎖存器鎖存器使能信號使能信號控制電路控制電路 1D C1 1E1 Q Q E D 邏輯符號邏輯符號23 R E D

12、 & & 1 1 1 1 G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q S 1 1 G5 S =0 R=1D=0Qn+1 = 0D=1Qn+1 = 1Qn+1 = DS =1 R=0工作原理工作原理E = 1：E = 0： 狀態(tài)保持不變狀態(tài)保持不變Q3 = S Q4 = R24 E D & & 1 1 1 1 G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q 1 1 G5 D鎖存器的功能表鎖存器的功能表置置10111置置01001保持保持不變不變不不變變0功能功能QDEQ邏輯功能邏輯功能252. 傳輸門控傳輸門控D鎖存器鎖存器 1 1 TG2 TG1 1 1 G1 G2

13、 G4 G3 E C Q Q C C C D C C 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)C 26 1 1 TG2 TG1 1 1 G1 G2 G4 G3 E C Q Q C C C D C C 1 1 G1 TG2 G2 Q Q TG1 D 1 1 G1 TG2 G2 Q Q TG1 D E=0時時E=1時時CTG2導(dǎo)通，導(dǎo)通，TG1斷開斷開 TG1導(dǎo)通，導(dǎo)通，TG2斷開斷開Qn+1 = DQ不變不變工作原理工作原理273. D鎖存器的動態(tài)特性鎖存器的動態(tài)特性定時圖定時圖: :表示電路動作過程中，對各輸入信號的時間要求表示電路動作過程中，對各輸入信號的時間要求以及輸出對輸入信號的響應(yīng)時間。以及輸出對輸入信號的響

14、應(yīng)時間。 D Q tSU tH tW TpLH E TpHL 建立時間建立時間保持時間保持時間脈沖寬度脈沖寬度傳輸延時時間傳輸延時時間傳輸延時時間傳輸延時時間2874HC/HCT373 八八D鎖存器鎖存器 LE 1 1 OE 1 E 1 E 1 E Q1 Q7 Q0 D1 D7 D0 1D C1 C1 1 1D C1 C1 1D C1 C1 4. 典型集成電路典型集成電路2974HC/HCT373的功能表的功能表OE工作模式工作模式輸輸 入入內(nèi)部鎖存器內(nèi)部鎖存器狀狀 態(tài)態(tài)輸輸 出出LEDnQn使能和讀鎖存使能和讀鎖存器器（傳送模式）（傳送模式）LHLLLLHHHH鎖存和讀鎖存鎖存和讀鎖存器器L

15、LL*LLLLH*HH鎖存和禁止輸鎖存和禁止輸出出H高阻高阻H高阻高阻L*和和H*表示門控電平表示門控電平LE由高變低之前瞬間由高變低之前瞬間D的邏輯電平。的邏輯電平。30 D E Q Q 例：例：D鎖存器的鎖存器的E、D的波形如圖所示，鎖存器初始狀態(tài)為的波形如圖所示，鎖存器初始狀態(tài)為Q = 0，試畫出，試畫出Q和和Q的波形。的波形。 D E Q Q D E Q Q D E Q Q D E Q Q D E Q Q D E Q Q D E Q Q D E Q Q 31時鐘脈沖不能過寬，否時鐘脈沖不能過寬，否則出現(xiàn)空翻現(xiàn)象，即在則出現(xiàn)空翻現(xiàn)象，即在一個時鐘脈沖期間鎖存一個時鐘脈沖期間鎖存器翻轉(zhuǎn)一次

16、以上。器翻轉(zhuǎn)一次以上。CP采用主從觸發(fā)器或邊沿觸發(fā)器。觸發(fā)器只在時采用主從觸發(fā)器或邊沿觸發(fā)器。觸發(fā)器只在時鐘脈沖鐘脈沖CP的上升沿或下降沿接受輸入信號，電路狀態(tài)才發(fā)的上升沿或下降沿接受輸入信號，電路狀態(tài)才發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而提高了觸發(fā)器工作的可靠性和抗干擾能力，克生翻轉(zhuǎn)，從而提高了觸發(fā)器工作的可靠性和抗干擾能力，克服了空翻現(xiàn)象。服了空翻現(xiàn)象。Q=SQ=R32鎖存器與觸發(fā)器鎖存器與觸發(fā)器共同點(diǎn)：共同點(diǎn)：具有具有0 和和1兩個穩(wěn)定狀態(tài)，一旦狀態(tài)被確定，就能自行兩個穩(wěn)定狀態(tài)，一旦狀態(tài)被確定，就能自行保持。一個鎖存器或觸發(fā)器能存儲一位二進(jìn)制碼。保持。一個鎖存器或觸發(fā)器能存儲一位二進(jìn)制碼。 不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：鎖

17、存器鎖存器-對脈沖電平敏感的對脈沖電平敏感的存儲存儲電路，在特定輸入脈沖電平作用下電路，在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。改變狀態(tài)。觸發(fā)器觸發(fā)器-對脈沖邊沿敏感對脈沖邊沿敏感的存儲電的存儲電路，在時鐘脈沖的上升沿或下降沿路，在時鐘脈沖的上升沿或下降沿的變化瞬間改變狀態(tài)。的變化瞬間改變狀態(tài)。 E E CP CP 335.3 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5.3.2 維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器5.3.4 觸發(fā)器的動態(tài)特性觸發(fā)器的動態(tài)特性5.3.3 利用傳輸延遲的觸發(fā)器利用傳輸延遲的觸發(fā)器345. 3. 1 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器1、主從、主從S

18、R觸發(fā)器觸發(fā)器 1 1R C1 1S Q Q CP S R 主主鎖鎖存存器器互補(bǔ)時鐘控制主、從互補(bǔ)時鐘控制主、從鎖存器不能同時翻轉(zhuǎn)鎖存器不能同時翻轉(zhuǎn) 2S C2 2R Q Q CP 從從鎖鎖存存器器時鐘脈沖時鐘脈沖Clock Pulse35工作原理工作原理 主鎖存器主鎖存器1 1 1R C1 1S Q Q CP S R 主主鎖鎖存存器器 2S C2 2R Q Q CP 從從鎖鎖存存器器打開打開封鎖封鎖36工作原理工作原理1 1 1R C1 1S Q Q CP S R 主主鎖鎖存存器器 2S C2 2R Q Q CP 從從鎖鎖存存器器0打開打開封鎖封鎖主鎖存器主鎖存器37 CP高電平時觸發(fā)高電平

19、時觸發(fā)器接收信號并暫存器接收信號并暫存 CP下降沿觸發(fā)器翻下降沿觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(主、從鎖存器狀主、從鎖存器狀態(tài)一致態(tài)一致) CP低電平時低電平時, 主主鎖存器鎖存器封鎖封鎖, R、S不起作用不起作用 1 1R C1 1S Q Q CP S R 主主鎖鎖存存器器 2S C1 2R Q Q CP 從從鎖鎖存存器器邏輯符號邏輯符號 1R C1 1S Q Q CP S R 觸發(fā)器的狀態(tài)僅僅取決于觸發(fā)器的狀態(tài)僅僅取決于CP信號下降沿到達(dá)前瞬間的信號下降沿到達(dá)前瞬間的R、S信號。信號。 38例：例：主從主從SR觸發(fā)器的觸發(fā)器的CP、S、R的波形如圖所示，觸發(fā)器的波形如圖所示，觸發(fā)器初始狀態(tài)為初始狀態(tài)為Q =

20、 0，試畫出，試畫出Q的波形。的波形。 CPRSQ 1R C1 1S Q Q CP S R 39 1 1 TG2 TG1 Q CP CP D 主主鎖存鎖存器器 1 1 TG4 TG3 Q Q CP CP CP 從從鎖存鎖存器器 Q G1 G4 G3 G2 CP CP CP TG1和和TG4的的工作狀態(tài)相同工作狀態(tài)相同TG2和和TG3的的工作狀態(tài)相同工作狀態(tài)相同2、主從、主從D觸發(fā)器觸發(fā)器40 1 1 TG2 TG1 Q CP CP D 主主鎖存鎖存器器 1 1 TG4 TG3 Q Q CP CP CP 從從鎖存鎖存器器 Q G1 G4 G3 G2 CP CP CP TG1導(dǎo)通，導(dǎo)通，TG2斷開

21、斷開輸入信號輸入信號D 送入送入主鎖存器。主鎖存器。TG3斷開，斷開，TG4導(dǎo)通導(dǎo)通從鎖存狀態(tài)保持不變。從鎖存狀態(tài)保持不變。 1) CP = 0時時: Q 跟隨跟隨D端的狀態(tài)端的狀態(tài)變化，使變化，使Q =D。 工作原理工作原理導(dǎo)通導(dǎo)通斷開斷開導(dǎo)通導(dǎo)通斷開斷開41 1 1 TG2 TG1 Q CP CP D 主主鎖存鎖存器器 1 1 TG4 TG3 Q Q CP CP CP 從從鎖存鎖存器器 Q G1 G4 G3 G2 CP CP CP 2) CP由由0跳變到跳變到1:TG3導(dǎo)通，導(dǎo)通，TG4斷開斷開Q = Q = D 工作原理工作原理斷開斷開導(dǎo)通導(dǎo)通斷開斷開導(dǎo)通導(dǎo)通42 1 1 TG2 TG1

22、 Q CP CP D 主主鎖存鎖存器器 1 1 TG4 TG3 Q Q CP CP CP 從從鎖存鎖存器器 Q G1 G4 G3 G2 CP CP CP 3) CP=1:觸發(fā)器的狀態(tài)僅僅取決于觸發(fā)器的狀態(tài)僅僅取決于CP信號上升沿到達(dá)前瞬間的信號上升沿到達(dá)前瞬間的D信號。信號。 TG1斷開，斷開，TG2導(dǎo)通導(dǎo)通輸入信號輸入信號D 不能不能送入主鎖存器。送入主鎖存器。 主鎖存器主鎖存器狀態(tài)保持不變。狀態(tài)保持不變。 工作原理工作原理斷開斷開導(dǎo)通導(dǎo)通斷開斷開導(dǎo)通導(dǎo)通43功能表功能表 C1 1D 1CP 1D Q Q 邏輯符號邏輯符號上升沿觸發(fā)的上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器觸發(fā)器HHLLQn Qn+1 DCP4

23、4。 1 TG TG TG2 C C C TG1 D C 1 TG TG TG4 Q Q C C C TG3 C 1 G3 1 1 1 G1 1 1 1 1 RD SD CP 1 C C G4 G2 典型集成電路典型集成電路 74HC/HCT74 中中D觸發(fā)器的邏輯圖觸發(fā)器的邏輯圖45功能表功能表DSQDSDR1nQLHHHHHLLHHQn+1DCPHHLLHLLHLHHL Q D CP輸輸 出出輸輸 入入DR S C1 1D R S C2 2D R 1SD 1RD 1CP 1D 1Q 1Q 2SD 2RD 2CP 2D 2Q 2Q 邏輯符號邏輯符號74HC/HCT74的邏輯符號和功能表的邏輯

24、符號和功能表46 & G6 & G5 Q Q SDRD & G4 & G1 & G2 & G3 CPD5.3.2 維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器基本基本SRSR鎖存器鎖存器導(dǎo)引電路導(dǎo)引電路反饋線反饋線47工作原理工作原理 & G6 & G5 Q Q & G4 & G1 & G2 & G3 CPD1) D = 0CP = 0時時11001觸發(fā)器狀態(tài)不變觸發(fā)器狀態(tài)不變1CP 時時01001觸發(fā)器置觸發(fā)器置“0”0”觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變態(tài)不變10置置1阻塞、阻塞、置置0維持線維持線48工作原理工

25、作原理 & G6 & G5 Q Q & G4 & G1 & G2 & G3 CPD2) D = 1CP = 0時時1110觸發(fā)器狀態(tài)不變觸發(fā)器狀態(tài)不變1CP 時時01110觸發(fā)器置觸發(fā)器置“1”1”觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變態(tài)不變010置置1維持線維持線置置0阻塞線阻塞線49典型集成電路典型集成電路-74LS74 & CP & & & & D Q Q & SD RD S C1 1D R SD RD CP D Q Q 50CP上升沿前接收信號，上升沿時觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，上升沿前接收信號，上升沿時觸發(fā)器

26、翻轉(zhuǎn)，Qn+1 =D；上升沿后輸入；上升沿后輸入 D不再起作用，觸發(fā)器狀態(tài)保持不再起作用，觸發(fā)器狀態(tài)保持 ，即不會空翻即不會空翻 。邏輯符號邏輯符號 1S C1 1D 1R SD RD CP D 1Q 1Q DSDRLHHHHHLLHHQn+1HHLLHLLHLHHLDCP輸輸 出出輸輸 入入功能表功能表51 CPDQ例：例：D觸發(fā)器的觸發(fā)器的CP、D的波形如圖所示，觸發(fā)器初始狀態(tài)的波形如圖所示，觸發(fā)器初始狀態(tài)為為Q = 0，試畫出，試畫出Q的波形。的波形。 1S C1 1D 1R SD RD CP D 1Q 1Q 52&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G

27、22G11G13G120011觸發(fā)器狀態(tài)觸發(fā)器狀態(tài)保持不變保持不變5.3.3 利用傳輸延遲的觸發(fā)器利用傳輸延遲的觸發(fā)器053首先，首先，G12 、G22打打開，直接影響觸發(fā)開，直接影響觸發(fā)器的輸出。器的輸出。另外，另外，G3 、 G4打打開，再經(jīng)開，再經(jīng)G13 和和G23影影響觸發(fā)器的狀態(tài)。響觸發(fā)器的狀態(tài)。顯然，顯然，CP的跳變經(jīng)前的跳變經(jīng)前者影響輸出比經(jīng)后者要者影響輸出比經(jīng)后者要快?？?。CP 時時01&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G120154001設(shè)現(xiàn)態(tài)為設(shè)現(xiàn)態(tài)為“0”態(tài)態(tài)11111000001保持為保持為“0”態(tài)態(tài)CP 時時01

28、&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1255設(shè)設(shè)現(xiàn)現(xiàn)態(tài)為態(tài)為“1”1”態(tài)態(tài)101100111000保持為保持為“1”1”態(tài)態(tài)CP 時時0101 G12 、G22首先跳變首先跳變使觸發(fā)器狀態(tài)不變。使觸發(fā)器狀態(tài)不變。&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1256CP 時時1010101010011（1）J = 0 、 K = 0設(shè)現(xiàn)態(tài)為設(shè)現(xiàn)態(tài)為“0”態(tài)態(tài)00010保持為保持為“0”態(tài)態(tài)&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1257CP

29、時時1010011010100（1） J = 0 、 K = 0設(shè)現(xiàn)態(tài)為設(shè)現(xiàn)態(tài)為“1”態(tài)態(tài)00101保持為保持為“1”態(tài)態(tài)&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1258CP 時時1010101010011（2）J = 0 、 K = 1設(shè)現(xiàn)態(tài)為設(shè)現(xiàn)態(tài)為“0”態(tài)態(tài)10010保持為保持為“0”態(tài)態(tài)0&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1259CP 時時101001001011（2） J = 0 、 K = 1設(shè)現(xiàn)態(tài)為設(shè)現(xiàn)態(tài)為“1”態(tài)態(tài)10010翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)態(tài)1&G4&

30、;11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1260CP 時時1010100010100（3） J = 1 、 K = 0設(shè)現(xiàn)態(tài)為設(shè)現(xiàn)態(tài)為“0”態(tài)態(tài)0111翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)態(tài)1&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1261CP 時時1010010010100（3） J = 1 、 K = 0設(shè)現(xiàn)態(tài)為設(shè)現(xiàn)態(tài)為“1”態(tài)態(tài)0111保持為保持為“1”態(tài)態(tài)1&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1262CP 時時1010100010100（4） J = 1 、 K =

31、 1設(shè)現(xiàn)態(tài)為設(shè)現(xiàn)態(tài)為“0”態(tài)態(tài)1111翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)態(tài)10&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1263CP 時時1010011000100（4） J = 1 、 K = 1設(shè)現(xiàn)態(tài)為設(shè)現(xiàn)態(tài)為“1”態(tài)態(tài)1111翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)態(tài)01&G4&11G21&G3&Q3Q4G23G22G11G13G1264 C1 1J CP J Q Q 1K K 邏輯符號邏輯符號功能表功能表HL Qn+1 JCP K LQnQnLLHHHHLQn下降沿觸發(fā)的下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器觸發(fā)器65CPJKQ例：例：JK觸發(fā)器的觸發(fā)器

32、的CP、J、K端的波形如圖所示，觸發(fā)器初端的波形如圖所示，觸發(fā)器初始狀態(tài)為始狀態(tài)為Q = 0，試畫出，試畫出Q的波形。的波形。 C1 1J CP J Q Q 1K K 66 D Q tSU tH tW tPLH CPP tPHL Tcmin Q tPHL tPLH 5.3.4 觸發(fā)器的動態(tài)特性觸發(fā)器的動態(tài)特性 C1 1D Q Q D C 觸發(fā)器的觸發(fā)器的動態(tài)特性動態(tài)特性反映其對輸入信號和時鐘信號間的時間反映其對輸入信號和時鐘信號間的時間要求，以及輸出對時鐘信號響應(yīng)的延遲時間。要求，以及輸出對時鐘信號響應(yīng)的延遲時間。 建立時間建立時間保持時間保持時間脈沖寬度脈沖寬度傳輸延時時間傳輸延時時間傳輸延

33、時時間傳輸延時時間最小工作周期最小工作周期67保持時間保持時間tH ：保證保證D狀態(tài)可靠地傳送到狀態(tài)可靠地傳送到Q。建立時間建立時間tSU ：保證與保證與D 相關(guān)的電路建立起穩(wěn)定的狀態(tài)，相關(guān)的電路建立起穩(wěn)定的狀態(tài)，使觸發(fā)器狀態(tài)使觸發(fā)器狀態(tài)得到正確的轉(zhuǎn)換。得到正確的轉(zhuǎn)換。最高觸發(fā)頻率最高觸發(fā)頻率fcmax ：觸發(fā)器內(nèi)部都要完成一系列動作，需觸發(fā)器內(nèi)部都要完成一系列動作，需要一定的時間延遲，所以對于要一定的時間延遲，所以對于CP最高工作頻率有一個限制。最高工作頻率有一個限制。觸發(fā)脈沖寬度觸發(fā)脈沖寬度tW ：保證內(nèi)部各門正確翻轉(zhuǎn)。保證內(nèi)部各門正確翻轉(zhuǎn)。傳輸延遲時間傳輸延遲時間tPLH和和tPHL ：

34、時鐘脈沖時鐘脈沖CP上升沿至輸出端新狀上升沿至輸出端新狀態(tài)穩(wěn)定建立起來的時間。態(tài)穩(wěn)定建立起來的時間。685.4.1 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 5.4 觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能5.4.2 SR 觸發(fā)器觸發(fā)器 5.4.4 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 5.4.5 觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換 5.4.3 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 69不同邏輯功能觸發(fā)器的國際邏輯符號不同邏輯功能觸發(fā)器的國際邏輯符號 1D C1 Q Q D CP D 觸發(fā)器觸發(fā)器 1J C1 1K Q Q J CP K JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 1T C1 Q Q T CP T 觸發(fā)器觸發(fā)器 1S C1 1R Q Q S CP R SR 觸發(fā)器觸發(fā)器7

35、05.4.1 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 1. 特性表特性表 DQnQn+10000101011112. 特性方程特性方程Qn+1 = D D=1 D=0 D=0 D=1 0 1 3. 狀態(tài)圖狀態(tài)圖 1D C1 Q Q D CP D 觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號及現(xiàn)態(tài)之間的關(guān)系。觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號及現(xiàn)態(tài)之間的關(guān)系。715.4.2 SR 觸發(fā)器觸發(fā)器 1. 特性表特性表 1S C1 1R Q Q S CP R SR 觸發(fā)器觸發(fā)器QnQn+1SR0 0 00 0 11 0 01 0 10 1 01 1 00 1 11 1 1010011不定不定不定不定722. 特性方程特性方程3. 狀態(tài)圖狀態(tài)圖nnQRSQ 1SR=0（約束條件）（約束條件）QnQn+1SR0 0 00 0 11 0 01 0 10 1 01 1 00 1 11 1 1010011不定不定不定不定 S=0 R= S= R=0 S=1 R=0 S=0 R=1 0 1 731.特性表特性表 5