自動化電子線路觸發(fā)器

第四章觸發(fā)器 4.1概述 4.2RS觸發(fā)器 4.3JK觸發(fā)器 4.4D觸發(fā)器、其他觸發(fā)器 4.5觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.1概概述能夠存儲儲1位二二進(jìn)制型型號的基基本電路路單元稱稱為觸發(fā)發(fā)器按功能分分類RS觸發(fā)器JK觸發(fā)器D觸發(fā)器T觸發(fā)器T’觸發(fā)器按結(jié)構(gòu)分分類基本RS觸發(fā)器同步RS觸發(fā)器主從RS/JK觸發(fā)器邊沿觸發(fā)發(fā)器觸發(fā)器是是構(gòu)成時時序邏輯輯電路的的基本邏邏輯部件件。它有兩個個穩(wěn)定的的狀態(tài)：：0狀態(tài)和1狀態(tài)；在不同的的輸入情情況下，，它可以以被置成成0狀態(tài)或1狀態(tài)；當(dāng)輸入信信號消失失后，所所置成的的狀態(tài)能能夠保持持不變。。EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET由于存在在記憶（（存儲）），觸發(fā)發(fā)器的輸輸出（狀狀態(tài)）具具有時間間性，我我們把分分析問題題時立足足點(diǎn)的輸輸出狀態(tài)態(tài)稱為現(xiàn)態(tài)，而把下下一個時時間點(diǎn)時時的輸出出狀態(tài)稱稱為次態(tài)。tABCDEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.2RS觸觸發(fā)器開始基本RS同步RS主從RS實(shí)例電路結(jié)構(gòu)工作原理特性表次態(tài)卡諾圖波形圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖動作特點(diǎn)符號說明立即置數(shù)與復(fù)位EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET.1基基本RSQ和Q是是觸發(fā)器器的輸出出端觸發(fā)器的的0狀態(tài)態(tài)觸發(fā)器的的1狀態(tài)態(tài)假設(shè)現(xiàn)在在的觸發(fā)發(fā)器狀態(tài)態(tài)為0狀狀態(tài)(現(xiàn)現(xiàn)態(tài))1)當(dāng)RD=0,SD=1時時,將得得到一個個新的觸觸發(fā)器狀狀態(tài)(次次態(tài))1狀態(tài)一.基本RS觸發(fā)器電電路結(jié)構(gòu)構(gòu)與工作作原理EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET實(shí)際上,,無論現(xiàn)現(xiàn)態(tài)是0狀態(tài)還還是1狀狀態(tài),只只要RD=1,SD=0,次次態(tài)就是是0狀態(tài)態(tài);RD=0,SD=1,次次態(tài)就是是1狀態(tài)態(tài)。所以以,RD叫做復(fù)位位輸入端端,也叫叫置0端端，SD叫做置位位輸入端端,也叫叫置1端端。例如現(xiàn)態(tài)態(tài)為0狀狀態(tài),且且RD=1SD=0時，，次態(tài)仍仍為0狀狀態(tài)。顯然,現(xiàn)態(tài)和次次態(tài)相同同,也就是狀狀態(tài)沒有有改變?yōu)榱藚^(qū)分分現(xiàn)態(tài)和和次態(tài),規(guī)定:2)接著著,當(dāng)RD=1,SD=0時,,也將得得到一個個新的狀狀態(tài)(次次態(tài))0狀態(tài)表示現(xiàn)態(tài)態(tài)表示次態(tài)態(tài)此例中保持不變變EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET3)RD=SD=0時,,不管現(xiàn)現(xiàn)態(tài)是0狀態(tài)還還是1狀狀態(tài),次次態(tài)都保保持原狀狀,即::4)當(dāng)當(dāng)RD=SD=1時,,不管現(xiàn)現(xiàn)態(tài)是0狀態(tài)或或是1狀狀態(tài),輸輸出為::非法狀態(tài)態(tài)因此RD=SD=1是是不允許輸輸入的信號,,即有輸輸入約束束條件::RDSD=0總結(jié)得到到基本RS觸發(fā)發(fā)器的真真值表::狀態(tài)變量量（輸入入）狀態(tài)輸出出設(shè)：EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NETRDSD說明0000不變0011不變0101同SD0111同SD1000同SD1010同SD110不定非法111不定非法基本RS觸發(fā)器器的特性性表RDSD說明000不定非法001不定非法0100同SD0110同SD1001同SD1011同SD1100不變1111不變與非門組組成的基基本RS觸發(fā)器器的特性性表與非門組組成的基基本RS觸發(fā)器EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET次態(tài)卡諾諾圖X11X10001111001QnRDSDQn+1次態(tài)方程程約束條件件考慮約束條件時：EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET二.基基本RS觸發(fā)器器的動作作特點(diǎn)RD和SD是直接加加在輸出出門上,,在輸入入信號的的作用時時間內(nèi),,都能直直接改變變輸出狀狀態(tài)。例如,輸輸入信號號如圖,,看看輸輸出信號號情況::SDRDQQEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET.2同同步RS觸發(fā)器器CP是同同步信號號，叫做做時鐘脈脈沖信號號，簡稱稱時鐘信信號或時時鐘。當(dāng)CP==0時，，兩個輸輸入與門門被封鎖鎖，觸發(fā)發(fā)器的狀狀態(tài)不變變；當(dāng)CP==1時，，兩個輸輸入與門門被打開開，觸發(fā)發(fā)器的狀狀態(tài)由RS決定定。當(dāng)?shù)谝粋€個CP==1時決決定的觸觸發(fā)器狀狀態(tài)，只只有到下下一個CP=1到來時時才有可可能改變變一電路路結(jié)構(gòu)EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET例如輸入入信號如如圖CPSRQQ同步RS觸發(fā)器器的特性性表RS說明0000不變0011不變0101同S0111同S1000同S1010同S110不定非法111不定非法CP111111110XX不變X約束條件件：RS=0EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET帶異步置置位、復(fù)復(fù)位端的的同步RS觸發(fā)器（a）電路結(jié)結(jié)構(gòu)（（b）圖形符符號注意圖形形符號顯然，RDSD都不受同步信號的控制所以，稱SDRD為異步置位復(fù)位端。當(dāng)SD或RD有效時（輸入低電平）輸出立即被置位或復(fù)位。RDSD不能同時有效。為了設(shè)置觸發(fā)器的初態(tài)，有時還增加兩個輸入信號：SD和RD，如圖EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET二同同步RS的動作作特點(diǎn)時鐘電平平控制。。當(dāng)CP==0時,,觸發(fā)器器的狀態(tài)態(tài)不受RS的直直接控制制,RS的變變化不能能改變觸觸發(fā)器的的輸出狀狀態(tài);當(dāng)當(dāng)CP==1時,,RS的的變化直直接影響響Q,且且RS變變化多少少次,Q相應(yīng)地地變化多多少次。。即：多多次變化化現(xiàn)象..R、S之間有約約束。不不能允許許出現(xiàn)R和S同時為1的情況況，否則則會使觸觸發(fā)器處處于不確確定的狀狀態(tài)。CPQRSCP=0時最后留留下的狀狀態(tài)是由由最后一一個不等等于00的RS決定EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET.3主主從觸發(fā)發(fā)器———RS、、JK一主從從RS觸觸發(fā)器的的結(jié)構(gòu)及及工作原原理EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET1）當(dāng)CP==1，主主觸發(fā)器器打開，，從觸發(fā)發(fā)器被封封鎖主觸發(fā)器器輸出由由RS決決定從觸發(fā)器器輸出保保持原狀狀整個觸發(fā)發(fā)器的輸輸出狀態(tài)態(tài)保持不不變2）當(dāng)CP從從1變變到0的的時刻，，主觸發(fā)發(fā)器被封封鎖，從從觸發(fā)器器被打開開,主主觸發(fā)器器的輸出出保持了了CP=1時時由RS決決定的的最后狀狀態(tài)，且且在整個個CP=0期間間主觸發(fā)發(fā)器的輸輸出保持持不變；；從觸發(fā)發(fā)器的輸輸出由主主觸發(fā)器器的輸出出決定，，則從觸觸發(fā)器的的輸出在在整個個CP=0期期間保保持不變變。所以，整個觸發(fā)發(fā)器的輸輸出變化化只發(fā)生生在CP信號的的下降沿沿下降沿時鐘CPEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET主從RS觸發(fā)器器的特性性表CPSRQ’QQ’QCPSR說明X不變X00不0011變00000110同0101S1011100不定非111不定法11CP回到到低電平平后輸出出狀態(tài)不不定波形圖（（時序圖圖）EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET1主從RS觸發(fā)器采采用主從從控制結(jié)結(jié)構(gòu)，從從根本上上解決了了輸入信信號直接接控制的的問題，，具有CP＝1期間接收收輸入信信號，CP下降沿到到來時觸觸發(fā)翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)點(diǎn)（下降降沿觸發(fā)發(fā)）。但但其主觸觸發(fā)器存存在多次次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)現(xiàn)象。而而使觸發(fā)發(fā)器““空翻”2仍然存在在著約束束問題，，即在CP＝1期間，輸輸入信號號R和S不能同時時為1。二、主從從RS觸發(fā)器動動作特點(diǎn)點(diǎn)CPRSQ下降沿到到來后的的狀態(tài)由由CP=1時最后一一個不為為00的RS決定EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.3JK觸觸發(fā)器開始主從JK邊沿JK電路結(jié)構(gòu)工作原理特性表次態(tài)卡諾圖波形圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖動作特點(diǎn)符號說明一次變換問題例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET三、從RS到JK觸發(fā)器&&&&Q'Q'&&&&QQ1SCPRJK主從JK觸發(fā)器器EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET1）J=1，K=0，若現(xiàn)態(tài)態(tài)為0，則：CP=1時主觸發(fā)發(fā)器置1，到CP=0時從觸發(fā)發(fā)器也置置1，J=1，K=0，若現(xiàn)態(tài)態(tài)為1，則：CP=1時主觸發(fā)發(fā)器不變變，到CP=0時從觸發(fā)發(fā)器也不不變所以以，J=1，K=0時觸發(fā)器器置1，即：2）J==0，K=1時時，觸觸發(fā)器置置0，，即：四、主主從JK觸發(fā)器工工作原理理3）J==K=0時，，觸發(fā)器器保持原原狀不變變，即：：4）J==K=1時，，如：則：CP=1時主觸發(fā)發(fā)器置1，CP=0時從觸發(fā)發(fā)器也置置1即：同理，如如：觸發(fā)器置置0所以，J=K==1時觸發(fā)器器翻轉(zhuǎn)，，即：EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET主從JK觸發(fā)器器的符號號主從JK觸發(fā)器器的特性性表CPJK說明X不變X00不0011變00000110同0101J10111001翻1110轉(zhuǎn)11次態(tài)卡諾諾圖JK00011101111011特性方程程EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET五主從從觸發(fā)器器的動作作特點(diǎn)1.觸發(fā)發(fā)器的動動作分成成兩步,,一步是是CP==1,主主觸發(fā)器器接受輸輸入(S.R或或J.K)被置置成響應(yīng)應(yīng)的狀態(tài)態(tài);一步步是CP下降沿沿到來時時,從觸觸發(fā)器根根據(jù)主觸觸發(fā)器的的狀態(tài)翻翻轉(zhuǎn)。2.因主主從觸發(fā)發(fā)器都是是同步RS觸發(fā)發(fā)器,在在CP==1期間間輸入信信號都將將對主觸觸發(fā)器起起控制作作用。因因此會導(dǎo)導(dǎo)致主從從觸發(fā)器器的一次次變換現(xiàn)現(xiàn)象。已知CP，J，，K的的波形，，試確定定主從JK觸發(fā)發(fā)器的輸輸出波形形。CPJKQQ例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET主從觸發(fā)發(fā)器只有有在CP=1時時，輸入入信號保保持不變變的情況況下，觸觸發(fā)器的的輸出才才和特性性表一致致。CPJKQ’Q’QQEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.4D觸發(fā)發(fā)器、其其他觸發(fā)發(fā)器開始邊沿DT/T’電路結(jié)構(gòu)工作原理特性表次態(tài)卡諾圖波形圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖動作特點(diǎn)符號說明例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.邊沿沿觸發(fā)器器觸發(fā)器的的狀態(tài)僅僅取決于于CP的的上升沿沿或下降降沿到達(dá)達(dá)時的輸輸入信號號狀態(tài)。。種類有：：維持阻塞塞觸發(fā)器器CMOS傳輸門門邊沿觸觸發(fā)器傳輸延遲遲邊沿觸觸發(fā)器CMOS傳輸門門邊沿觸觸發(fā)器結(jié)結(jié)構(gòu)當(dāng)CP==0時,,TG1導(dǎo)通,,TG2截止,,Q’==D,且且隨D變變而變當(dāng)CP==1時,,TG1截止,,TG2導(dǎo)通,,Q’由由于TG2的反反饋而被被保持,,同時TG3也也導(dǎo)通則Q==Q’EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET嚴(yán)格遵守守：沿前的輸輸入決定定沿后的的輸出EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NETD觸發(fā)器器的特性性表CPD說明X不變XX0同0X1D1試確定D觸發(fā)器器的輸出出波形CPDQ例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.3觸觸發(fā)器器的邏輯輯功能及及描述方方法1.RS觸發(fā)發(fā)器

SR說明00不0011變00000110同0101S1011100不定非111不定法11從特性表表得到::約束條件件:SR0001110x11x1011特性方程程:EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET狀態(tài)轉(zhuǎn)換換圖:2.JK觸發(fā)發(fā)器01S=1R=0S=0R=1S=XR=0S=0R=XJK說明00不0011變00000110同0101J10111001翻1110轉(zhuǎn)11EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET用卡諾圖圖表示::表示成狀狀態(tài)圖::JK00011101111011得特性方方程:01J=1K=xJ=xK=1J=XK=0J=0K=XEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET3.D觸發(fā)器器得特性方方程:D說明X0同0X1D1用卡諾圖圖表示:D010111用狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換圖表表示:01D=1D=0D=1D=0EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.T觸發(fā)器器狀態(tài)圖:T觸發(fā)器器的特性性表:T說明00不011變001翻110轉(zhuǎn)1狀態(tài)方程程:01T=1T=1T=0T=0電路符號號:1N

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EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.5觸觸發(fā)器器的相互互轉(zhuǎn)換開始原理D到JKJK到DD到其他JK到其他次態(tài)方程例例例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.4觸觸發(fā)器器功能的的相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換在實(shí)際的的使用過過程中,,經(jīng)常需需要把一一種觸發(fā)發(fā)器轉(zhuǎn)換換成另一一種觸發(fā)發(fā)器,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換方法法如下::現(xiàn)有觸發(fā)發(fā)器QQ新觸發(fā)器器的輸入入轉(zhuǎn)換電路路EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET1.D觸發(fā)器到到其他觸觸發(fā)器的的轉(zhuǎn)換一.從從D到JK的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換已知D觸觸發(fā)器的的邏輯功功能:從而可以以轉(zhuǎn)換電電路:且JK觸發(fā)器的的邏輯功功能:由轉(zhuǎn)換方方法知,新的JK觸發(fā)器的的次態(tài)就就是原有有D觸發(fā)器的的次態(tài).所以:&1&&KJQQD轉(zhuǎn)換電路路EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NETD觸發(fā)器轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成JK觸發(fā)器的的電路圖圖&&&KJQQD1D

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CPEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET二.從D到RSRS的邏邏輯功能能是:即有:則轉(zhuǎn)換圖圖CP&&RSQQD1D

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EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET三.從D到T,T’’T觸發(fā)器器的特性性方程::顯然有::所以,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換圖::&&&TQQD1D

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CPEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET2.從JK觸發(fā)器到到其他觸觸發(fā)器的的轉(zhuǎn)換一.從JK到D已知JK觸發(fā)器器的特性性方程為為:對照等式式兩邊有有:D觸發(fā)器器的特性性方程::所以變形:從而得到到轉(zhuǎn)換電電路:1JC11KDCPEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET二.從JK到T,T’’由T觸發(fā)發(fā)器的特特性方程程因為當(dāng)T=1時時,T觸觸發(fā)器就就是T’’觸發(fā)器器,所以以轉(zhuǎn)換成成T’觸觸發(fā)器的的電路為為:對照J(rèn)K觸發(fā)器器的特性性方程,,顯然有有:所以,T觸發(fā)器器的轉(zhuǎn)換換電路圖圖為:1JC11KTCP1JC11K1CPEvaluationWa