課件第4章觸發(fā)器

1、Chapter4 觸發(fā)器第4章 觸發(fā)器觸發(fā)器(trigger)：具有記憶功能，能夠存儲一位二進(jìn)制信號的基本邏輯單元。觸發(fā)器在邏輯功能上具有以下基本特點(diǎn)：有兩個自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)， “0”和 “1”狀態(tài)。根據(jù)輸入信號的不同可以置成“0” 或“1”狀態(tài)。輸入信號消失后，能將獲得的狀態(tài)保持。第4章 觸發(fā)器4.1 基本觸發(fā)器4.2 TTL集成觸發(fā)器4.3 MOS觸發(fā)器4.4 觸發(fā)器的邏輯功能分類及相互間的轉(zhuǎn)換4.1 基本觸發(fā)器4.1.1 閂鎖電路及基本RS觸發(fā)器Q=1，Q=0為1狀態(tài)；Q=0，Q=1為0狀態(tài)。圖4-1 閂鎖電路(一) 閂鎖電路1.結(jié)構(gòu)2.原理Chapter4 觸發(fā)器4.1 基本觸發(fā)器(

2、二)基本RS觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)&RSQQ組合電路，無記憶功能圖4-1 基本RS觸發(fā)器R=S=11. 基本結(jié)構(gòu)S：置位（置1）端R：復(fù)位（置0）端(二) 基本RS觸發(fā)器兩互補(bǔ)輸出端兩輸入端&QQ.G1&.G2SR反饋線&QQ.G1&.G2SR 正常情況下，兩輸出端的狀態(tài)保持相反。通常以Q端的邏輯電平表示觸發(fā)器的狀態(tài)，即Q=1，Q=0時，稱為“1”態(tài)；反之為“0”態(tài)。(二) 基本RS觸發(fā)器2. 邏輯功能 觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系1001設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)。翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)(1) S=1， R = 01010QQ.G1&.&G2SR設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)1001110觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變復(fù)位0 結(jié)論:

3、不論 觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)， 當(dāng) S=1， R=0時， 將使觸發(fā)器 置“0”或稱 為復(fù)位。QQ.G1&.&G2SR01設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)(2) S=0， R = 1QQ.G1&.&G2SR設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)0110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變置位1 結(jié)論: 不論 觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)， 當(dāng) S=0， R=1時， 將使觸發(fā)器 置“1”或稱 為置位。QQ.G1&.&G2SR11設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)010011保持為“0”態(tài)(3) S=1， R = 1QQ.G1&.&G2SR設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)1110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變1 當(dāng) S=1， R=1時， 觸發(fā)器保持 原來的狀態(tài)

4、， 即觸發(fā)器具 有保持、記 憶功能。QQ.G1&.&G2SR01110011111110若G1先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為“0”態(tài)“1”態(tài)(4) S=0， R = 0 當(dāng)信號S = R = 0同時變?yōu)?時，由于與非門的翻轉(zhuǎn)時間不可能完全相同，觸發(fā)器狀態(tài)可能是“1”態(tài)，也可能是“0”態(tài)，不能根據(jù)輸入信號確定。若先翻轉(zhuǎn)QQ.G1&.&G2SR基本 RS 觸發(fā)器狀態(tài)表SRQ1 0 0 置00 1 1 置11 1 不變 保持0 0 1* 不定功能1*表示不正常狀態(tài)，0信號消失后，觸發(fā)器狀態(tài)不定。注意：3. 基本RS觸發(fā)器應(yīng)用電路：(1) 無震顫開關(guān)電路機(jī)械開關(guān)在靜止到新的位置之前其機(jī)械觸頭將要震顫幾次。圖4-3

5、電路可以解決震顫問題。設(shè)初始時接端，基本原理如下：圖4-4 波形圖QSR+5V0Vb.由左扳向右端，并且震顫幾次，相當(dāng)于（或）原理如圖a.由右扳向左端，并且震顫幾次，相當(dāng)于（或）(2) 聲報警控制電路：a、正常狀態(tài)b、故障狀態(tài)10111011101不發(fā)聲發(fā) 聲c、復(fù)位狀態(tài)0101011010消音014.1.2 同步（可控）RS觸發(fā)器011不變不變 0 10111010101 1 000111不變不變11100 1* 1*不變Qn0說明Qn+1SRCP表4-2 同步RS觸發(fā)器特性表置00011置11101不變Qn001不定 111工作原理:例：畫出可控 RS 觸發(fā)器的輸出波形RSCP不定不定CP

6、高電平時觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定QQ01可控 RS狀態(tài)表0 0 SR0 1 01 0 11 1 不定Qn+1Qn邏輯功能描述方法特性表(狀態(tài)真值表)特性方程： Qn+1的函數(shù)表達(dá)式。驅(qū)動表：觸發(fā)器由現(xiàn)態(tài)Qn轉(zhuǎn)換到次態(tài)Qn+1情況下，對輸入端狀態(tài)的要求。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖表示觸發(fā)器0、1狀態(tài)轉(zhuǎn)換對輸入端狀態(tài)的要求。 時序波形圖Qn Qn+1S R 0 0 0 1 1 0 1 10 1 00 1 0 同步RS觸發(fā)器驅(qū)動表特性方程：次態(tài)圖：Qn+1=S+R Qn00111000 01 11 1001RSQn狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：01SR/10/01/0/0/ 狀態(tài)表0 0 SR0 1 01 0 11 1 不定Qn+1Q

7、n時序波形圖：CPSR2tpd3tpd2tpd3tpd同步RS觸發(fā)器符號圖：Q QCPDQn+1說明01101Qn01不變置0置1表4-4 D觸發(fā)器特性表特性方程：Qn+1=S+RQn=D+DQn=D4.1.3 D觸發(fā)器4.1.4 JK觸發(fā)器表4-5 JK觸發(fā)器特性表特性方程：Qn+1=JQn+KQn0011100100 01 11 1001JKQn次態(tài)圖：其它邏輯功能觸發(fā)器 T觸發(fā)器：將JK觸發(fā)器J，K兩端連在一起作為T輸入端，便得到了T觸發(fā)器。其它邏輯功能觸發(fā)器 T觸發(fā)器 ：當(dāng)T觸發(fā)器T端恒為1時，即是T觸發(fā)器。其特性方程為 14.2 邊沿觸發(fā)器增強(qiáng)抗干擾能力，使觸發(fā)器狀態(tài)只在時鐘邊沿時由

8、輸入確定狀態(tài)。 TTL 邊沿觸發(fā)器JK觸發(fā)器CP=0時，門G3、G4、G5、G6封鎖，A=B=1，G5=G6=0，電路變成下圖，J、K不起作用。 TTL 邊沿觸發(fā)器JK觸發(fā)器CP到來時，CP=1G5、G6先打開,設(shè)G5=1，G6=0 觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。 TTL 邊沿觸發(fā)器JK觸發(fā)器CP=1時，自鎖，觸發(fā)器不變，J、K不起作用。CP時，先G5=G6=0，在A、B還未變成全1的時間內(nèi)，觸發(fā)器已按J、K狀態(tài)翻轉(zhuǎn)完畢。依靠與非門G3、G4的延時實現(xiàn)邊沿控制，制造工藝要求很嚴(yán)。 TTL 邊沿觸發(fā)器JK觸發(fā)器CMOS 邊沿觸發(fā)器用CMOS電路也可以構(gòu)成邊沿D、JK觸發(fā)器。CPCP有效CMOS 邊沿觸發(fā)器

9、用CMOS電路也可以構(gòu)成邊沿D、JK觸發(fā)器。CPCP有效主從觸發(fā)型JK觸發(fā)器反饋線反饋線互補(bǔ)時鐘控制主、從觸發(fā)器不能同時翻轉(zhuǎn)F主F從基本結(jié)構(gòu)其它結(jié)構(gòu)類型觸發(fā)器基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路維持阻塞 D 觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)反饋線1置1維持線2阻塞置0信號線3置0維持線4阻塞置1信號線1234&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CPDSDRDRD&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CPD維持阻塞 D 觸發(fā)器邏輯功能01（1）D = 01觸發(fā)器狀態(tài)不變0當(dāng)CP= 0時110當(dāng)CP= 1時0101觸發(fā)器置“0”封鎖在CP= 1期間，觸發(fā)器保持“0”不變&G2&G1QQSDRD&G3&G4

10、&G5&G6CPD維持阻塞 D 觸發(fā)器邏輯功能01（1）D = 10觸發(fā)器狀態(tài)不變1當(dāng)CP= 0時111當(dāng)CP= 1時0110觸發(fā)器置“1”封鎖在CP= 1期間，觸發(fā)器保持“1”不變封鎖D觸發(fā)器狀態(tài)表D Qn+1 0101CP上升沿前接收信號，上升沿時觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，（ 其Q的狀態(tài)與D狀態(tài)一致；但Q的狀態(tài)總比D的狀態(tài)變化晚一步，即Qn+1 =Dn ) ；上升沿后輸入 D不再起作用，觸發(fā)器狀態(tài)保持。 即(不會空翻)結(jié)論：表4-8 維持阻塞D觸發(fā)器功能表 0 1 0 1Qn+1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 Rd Sd CP D例：D 觸發(fā)器工作波形圖CPDQ 上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)4.3 MOS觸發(fā)器MOS觸發(fā)器是由以MOS管為元件的MOS門組成的。ENS RQn+101111 0 0 1 0 0 1 1 1高阻Qn10不定高阻Qn10不定Qn+1 1 1 0 1 1 0 0 0S R01111ENMOS觸發(fā)器表4-9表4-10三態(tài)RS鎖存觸發(fā)器4.4 觸發(fā)器邏輯功能轉(zhuǎn)換RS觸發(fā)器：在CP脈沖有效時，根據(jù)R、S信號的不同，具有置0、置1和保持功能的電路。D觸發(fā)器：在CP脈沖有效時，根據(jù)D的不同，具有置1、 置0功能的電路。JK觸發(fā)器：在CP脈沖有效時