數(shù)字電路09ch43觸發(fā)器課件

4-3-2R-S觸發(fā)器4-3-3主從觸發(fā)器4-3-4邊沿型觸發(fā)器4-3-5觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換4-3-1概述第三節(jié)觸發(fā)器4-3-6施密特觸發(fā)器見講義P220~2404-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4-3-2R-S觸發(fā)器4-3-3主從觸發(fā)器4-3-414-3-1概述觸發(fā)器：分單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫時狀態(tài)。電路只有一個輸出端，在沒有觸發(fā)信號時，電路的輸出狀態(tài)固定在高電平或低電平，當(dāng)有觸發(fā)信號時，電路的輸出從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫態(tài)，維持一段時間后自動返回穩(wěn)態(tài)。有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，在觸發(fā)信號的作用下,從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，簡稱為觸發(fā)器。4-3-1概述觸發(fā)器：分單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，2二、觸發(fā)器特點：三、觸發(fā)器分類：能夠存儲一位二進制信息的基本單元。1.有兩個能夠保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別用來表示邏輯0和邏輯1。2.在適當(dāng)輸入信號作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸入信號取消后，能將獲得的新狀態(tài)保存下來。按觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式。按邏輯功能分：R-S觸發(fā)器、D觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器和T觸發(fā)器。一、觸發(fā)器4-3-1概述二、觸發(fā)器特點：三、觸發(fā)器分類：能夠存儲一位二進制信息的基本34-3-2R-S觸發(fā)器11101101一、電路圖與邏輯符號（2）由兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器電路圖

RD=1，SD=1，Q=0：=1兩個穩(wěn)定狀態(tài)：

RD=1，SD=1，Q=1：=0RD，SD：輸入RD、SD為1輸出不變（1）邏輯符號；Q，：輸出4-3-2R-S觸發(fā)器11101101一、電路圖與邏輯符410真值表

RD

SD Q 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0不定（Ф）

1 1 不變 0001100111二、真值表

RD=0，SD=1：=1，Q=0

RD=1，SD=0：=0，Q=1

RD=1，SD=1：、Q（不變）RD=0，SD=0：=Q=1，不穩(wěn)定RD、SD同時變?yōu)?時，輸出不穩(wěn)定。10真值表0001100111二、真值表RD=5RD：置零或復(fù)位端（低電平置零，邏輯符號上用小圓圈表示。）：觸發(fā)器非端或0端真值表

RD

SD Q 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0不定（Ф）

1 1 不變 SD：置1或置位端（低電平置１）Q：觸發(fā)器原端或1端RD：置零或復(fù)位端（低電平置零，邏輯符號上用小圓圈表示。）：6三、狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表及特征方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表

RD SD Qn Qn+1

0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 約束條件，不能同時為零?？ㄖZ圖特征方程Qn

：原狀態(tài)(或現(xiàn)態(tài))Qn+1：新狀態(tài)(或次態(tài))狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：輸入信號與原態(tài)、次態(tài)之間的關(guān)系。ФФ001101真值表真值表RD

SD Q 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0不定（Ф）

1 1 不變 三、狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表及特征方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表7或非門構(gòu)成的RS觸發(fā)器見P233或非門構(gòu)成的RS觸發(fā)器見P2338型號功能說明74279四與非結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器置位、復(fù)位信號低電平有效4043四或非結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器置位、復(fù)位信號高電平有效4044四與非結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器置位、復(fù)位信號低電平有效常見集成基本RS觸發(fā)器的邏輯符號

型號功能說明74279四與非結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器9四、鐘控R-S觸發(fā)器（1）電路圖與邏輯符號CP=0：狀態(tài)不變增加一個控制端，在其控制下，觸發(fā)器的狀態(tài)隨輸入變化。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=Ф控制輸入端R、S通過“非”門作用于基本R-S觸發(fā)器。CP=1：基本R-S觸發(fā)器輸入端均為1。四、鐘控R-S觸發(fā)器（1）電路圖與邏輯符號CP=0：狀態(tài)不變10（2）真值表約束條件不能同時為1。（3）特征方程CP=1：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=ФR S Qn+1

0 0 Qn

0 1 1 1 0 0 1 1 Ф

鐘控R-S觸發(fā)器真值表íì?=0SR+=+QRSQ

n1n（2）真值表約束條件不（3）特征方程CP=111假設(shè)CP=1時，控制輸入不改變。對脈沖寬度的要求嚴(yán)格：例如，構(gòu)成移位寄存器時，脈寬大于三個、小于四個“與非”門的平均延遲時間。（4）時鐘控制R-S觸發(fā)器邏輯功能波形圖假設(shè)CP=1時，控制輸入不改變。對脈沖寬度124-3-3主從觸發(fā)器一、主從觸發(fā)器鐘控Ｒ-Ｓ觸發(fā)器在CP＝１時，Ｒ、Ｓ變化引起輸出多次改變。主從觸發(fā)器有：Ｒ－Ｓ主從觸發(fā)器、記數(shù)型主從觸發(fā)器、Ｔ觸發(fā)器及Ｊ－Ｋ主從觸發(fā)器。4-3-3主從觸發(fā)器一、主從觸發(fā)器鐘控Ｒ-Ｓ觸發(fā)器13數(shù)字電路09ch43觸發(fā)器課件144-3-3主從觸發(fā)器（一）邏輯符號二、主從Ｊ－Ｋ觸發(fā)器Ｊ、Ｋ：輸入ＲＤ、ＳＤ：異步置０、置１（不受ＣＰ限制）Ｑ、：輸出ＣＰ：時鐘控制輸入4-3-3主從觸發(fā)器（一）邏輯符號二、主從Ｊ－Ｋ觸發(fā)器Ｊ15主觸發(fā)器從觸發(fā)器真值表

K J Qn+1

0 0 Qn

1 0 0 0 1 1 1 1 （二）邏輯功能由兩個鐘控Ｒ－Ｓ觸發(fā)器構(gòu)成Ｋ與Ｒ對應(yīng)，Ｊ與Ｓ對應(yīng)。CP=0：從觸發(fā)器接受主觸發(fā)器狀態(tài)并翻轉(zhuǎn)穩(wěn)定CP=1:主觸發(fā)器接受激勵信號并翻轉(zhuǎn)穩(wěn)定主觸發(fā)器從觸發(fā)器真值表（二）邏輯功能由兩個鐘控Ｒ－Ｓ觸16真值表

K J Qn+1

0 0 Qn

1 0 0 0 1 1 1 1 （三）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖與特征方程（１）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表

Qn Qn+1 J K 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 01狀態(tài)0狀態(tài)1J=0K=K=0J=J=1K=K=1J=狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖真值表（三）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖與特征方程（１）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)17（２）特征方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表

Qn Qn+1 J K 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 卡諾圖中對應(yīng)格中填入1（２）特征方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表 卡諾圖中對18J-K觸發(fā)器的工作波形（四）J-K觸發(fā)器對激勵信號的要求CP=1,若J、K變化，觸發(fā)器的狀態(tài)與真值表不對應(yīng)。J-K觸發(fā)器的工作波形（四）J-K觸發(fā)器對激勵信號的要求CP19（五）J-K觸發(fā)器構(gòu)成Ｔ觸發(fā)器Ｊ－Ｋ觸發(fā)器的Ｊ、Ｋ端連接在一起形成Ｔ觸發(fā)器。真值表

K J Qn+1

0 0 Qn

1 0 0 0 1 1 1 1

真值表

T Qn+1

0 Qn

1 （１）邏輯符號（２）真值表（五）J-K觸發(fā)器構(gòu)成Ｔ觸發(fā)器Ｊ－Ｋ觸發(fā)器的Ｊ、Ｋ端連接在一20

激勵表

Qn Qn+1 T 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 （３）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（４）特征方程激勵表 （３）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（４）特征方程214-3-4邊沿型觸發(fā)器一、工作原理主從觸發(fā)器：CP=1,若J、K變化，觸發(fā)器的狀態(tài)與真值表不對應(yīng)。二、維持-阻塞D觸發(fā)器（一）邏輯符號D：輸入ＲＤ、ＳＤ：異步置０、置１Ｑ、：輸出ＣＰ：時鐘控制，上升沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)器：上升沿觸發(fā)或下降沿觸發(fā)，激勵端的信號在觸發(fā)時間的前后幾個延遲時間內(nèi)保持不變，便可以穩(wěn)定地根據(jù)激勵輸入翻轉(zhuǎn)。

對激勵信號要求嚴(yán)格。4-3-4邊沿型觸發(fā)器一、工作原理主從觸發(fā)器：CP=1,22（二）邏輯功能０１１１１０１００１１１００１Ｄ＝１，Ｑn＝０，ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１置0阻塞線置1維持線（二）邏輯功能０１１１１０１００１１１００１Ｄ＝１，Ｑn＝０23（二）邏輯功能０１１１１０１1０１１0００１Ｄ＝１，Ｑn＝０，ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１Ｄ＝１，Ｑn＝１ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１Ｄ＝０，Ｑn＝０Ｄ＝０，Ｑn＝１（二）邏輯功能０１１１１０１1０１１0００１Ｄ＝１，Ｑn＝０24（二）邏輯功能０１0１１1001001110Ｄ＝１，Ｑn＝０，ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１Ｄ＝１，Ｑn＝１ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１Ｄ＝０，Ｑn＝０ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝0Ｄ＝０，Ｑn＝１自己分析置0維持線置1阻塞線（二）邏輯功能０１0１１1001001110Ｄ＝１，Ｑn＝０25數(shù)字電路09ch43觸發(fā)器課件26

Qn+1=D

真值表D Qn+1

0 0 1 1

激勵表

Qn Qn+1 D 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 （三）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（四）狀態(tài)方程Qn+1=D真值表激勵表（三）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（四27（五）觸發(fā)器的應(yīng)用（１）移位寄存器數(shù)碼1數(shù)碼1數(shù)碼2數(shù)碼1數(shù)碼3數(shù)碼2數(shù)碼1數(shù)碼4數(shù)碼3數(shù)碼2（五）觸發(fā)器的應(yīng)用（１）移位寄存器數(shù)碼1數(shù)碼1數(shù)碼2數(shù)碼1數(shù)28（２）計數(shù)D與狀態(tài)非連接，Q在CP上升沿翻轉(zhuǎn)。CP2與D1相連，Q2在Q1下降沿翻轉(zhuǎn)。（２）計數(shù)D與狀態(tài)非連接，CP2與D1相連，294-3-5觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換一、Ｊ－Ｋ型改Ｄ型Ｊ－Ｋ觸發(fā)器特征方程：Ｄ觸發(fā)器特征方程：Ｊ＝Ｄ＝Ｄ比較得：二、Ｄ型改Ｊ－Ｋ型

三、Ｄ型改Ｔ型自己完成4-3-5觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換一、Ｊ－Ｋ型改Ｄ型Ｊ－Ｋ觸304-3-6施密特觸發(fā)器特點：

1、輸入信號從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應(yīng)的輸入電平，與輸入信號從高電平到低電平下降過程中對應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同----簡稱為遲滯特性。

2、電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形的邊沿變得很陡。功能與用途：消除系統(tǒng)自激和提高抗干擾能力。利用這兩個特點不僅能將邊沿變換緩慢的信號波行整形為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形波上的噪聲有效的清楚。4-3-6施密特觸發(fā)器特點：功能與用途：消除系統(tǒng)自激和提314-3-6施密特觸發(fā)器具有施密特特性的與非門電路圖由于R2＞R3,所以產(chǎn)生滯后特性具有施密特特性的與非門：正反饋電路，由于R2＞R3，使得T2導(dǎo)通時的VR4高于T1導(dǎo)通時的VR4，從而體現(xiàn)出施密特特性。邏輯符號4-3-6施密特觸發(fā)器具有施密特特性的與非門電路圖由于R324-3-6施密特觸發(fā)器用門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：（一）、電路結(jié)構(gòu)假定G1,G2是CMOS電路，他們的閥值電壓為VTH=VDD／2而且R1＜R2（二）、工作原理當(dāng)VI從0逐漸升高并到達VI’=VTH時，G1進入了電壓傳輸特性轉(zhuǎn)折區(qū)，引發(fā)正反饋：VI↑→V01↓→V0↑于是V0迅速上升V0=V0H≈VDD我們定義臨界轉(zhuǎn)折點的VI叫正向轉(zhuǎn)折電壓VI+4-3-6施密特觸發(fā)器用門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：（一）334-3-6施密特觸發(fā)器當(dāng)VI從高電平逐漸下降并到達VI’=VTH時，引發(fā)又一個正反饋：VI↓→V01↑→V0↓于是V0迅速下降V0=V0L≈0我們定義臨界轉(zhuǎn)折點的VI叫負向轉(zhuǎn)折電壓VT－整理上式得：將VDD=2VTH代入上式得：我們定義VT+與VT－之差為回差電壓⊿VT:則有⊿VT提問：R1＞R2會怎樣？討論：改變R1、R2，可改變回差電壓4-3-6施密特觸發(fā)器當(dāng)VI從高電平逐344-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點：

1、它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)。

2、在外界觸發(fā)脈沖的作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫態(tài)，在暫態(tài)維持一段時間后，再自動返回穩(wěn)態(tài)。

3、暫態(tài)維持時間的長短取決于電路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。功能與用途：

脈沖整形，延時（產(chǎn)生滯后于觸發(fā)脈沖的輸出脈沖），以及定時（產(chǎn)生固定時間寬度的脈沖信號）等。4-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點：功能與用途：354-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（一）、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路電路結(jié)構(gòu)有：微分型；積分型；分立元件型；門電路型；集成電路型等。（二）、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理①穩(wěn)態(tài)下：VI=0，VI2=VDD,V0=0,V01=VDD②暫態(tài)下：當(dāng)觸發(fā)脈沖VI加到輸入端時，在VD點產(chǎn)生一個微分脈沖。當(dāng)VD上升到VTH以后，引發(fā)正反饋過程：VD↑→V01↓→VI2↓→V0↑由于C上電壓不能突變所以電路進入暫穩(wěn)態(tài)。4-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（一）、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路電路結(jié)構(gòu)364-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與此同時，C開始充電。隨著充電過程的進行VI2逐漸升高，當(dāng)升至VI2=VTH時，又引發(fā)另一個正反饋

VI2↑→V0↓→V01↑輸出脈沖寬度TW≈0.69RC4-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與此同時，C開始充電。隨著充電過程374-3-7補充555定時電路數(shù)字系統(tǒng)在工作時需要各種形式的時鐘和定時控制信號，產(chǎn)生這些信號的典型電路有多諧振、施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

555定時器是一個用途很廣的器件，有雙極型555/556和CMOS型7555/7556。它們的等效電路相似，外型和引腳相同。A1A24-3-7補充555定時電路數(shù)字系統(tǒng)384-3-7補充555定時電路555定時器組成的多諧振蕩器震蕩原理：當(dāng)接通電源時，電容C充電，UC上升到大于2/3VCC時比較器A1動作，輸出低電平，使觸發(fā)器復(fù)位，輸出UO變成低電平，此時三極管處于飽和導(dǎo)通，電容C通過RB放電；當(dāng)UC下降至小于1/3VCC時比較器A2動作輸出低電平，使觸發(fā)器置位，Uo變?yōu)楦唠娖?，?dāng)放電結(jié)束時，三極管截止，VCC又經(jīng)過RA和RB向電容C充電；當(dāng)UC再次上升到大于2/3VCC時，比較器A1又動作，周而復(fù)始，重復(fù)下去。4-3-7補充555定時電路555定時器組成的多諧振39震蕩原理：當(dāng)接通電源時，電容C充電，UC上升到大于2/3VCC時比較器A1動作，輸出低電平，使觸發(fā)器復(fù)位，輸出UO變成低電平，此時三極管處于飽和導(dǎo)通，電容C通過RB放電；當(dāng)UC下降至小于1/3VCC時比較器A2動作輸出低電平，使觸發(fā)器置位，Uo變?yōu)楦唠娖?，?dāng)放電結(jié)束時，三極管截止，VCC又經(jīng)過RA和RB向電容C充電；當(dāng)UC再次上升到大于2/3VCC時，比較器A1又動作，周而復(fù)始，重復(fù)下去。A1A2震蕩原理：當(dāng)接通電源時，電容C充電，UC上升到大于2/3VC404-3-8觸發(fā)器的主要技術(shù)指標(biāo)一、觸發(fā)器的主要技術(shù)指標(biāo)

1．傳輸延遲時間tp

，在使用中需要注意如下4種傳輸延遲：1）tpLH，從觸發(fā)脈沖CLK（能使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的脈沖信號）上升至高電平的50%，到觸發(fā)器輸出端Q電平從低到高上升至高電平的50%所需要的時間。如圖

(a)所示。

2）tpHL，從觸發(fā)脈沖CLK上升至高電平的50%，到觸發(fā)器輸出端Q電平從高到低下降至高電平的50%所需要的時間。如圖

(b)所示。

4-3-8觸發(fā)器的主要技術(shù)指標(biāo)一、觸發(fā)器的主要技術(shù)指標(biāo)413）tpLH，從觸發(fā)脈沖CLKz下降至高電平的50%，到觸發(fā)器輸出端Q電平從低到高上升至高電平的50%所需要的時間。如圖(a)所示。4）tpHL，從觸發(fā)脈沖CLK下降至高電平的50%，到觸發(fā)器輸出端Q電平從高到低下降至高電平的50%所需要的時間。如圖

(b)所示。

4-3-8觸發(fā)器的主要技術(shù)指標(biāo)3）tpLH，從觸發(fā)脈沖CLKz下降至高電平的50%，到觸422．建立時間ts

建立時間是觸發(fā)器輸出數(shù)據(jù)信號從低到高進入穩(wěn)定狀態(tài)所需要的時間。工程中把建立時間定義為：數(shù)據(jù)信號由低到高達到高電平的50%后，到下一個有效觸發(fā)脈沖CLK由低到高達到高電平的50%之間的時間差

。如圖（a）。3．保持時間th工程中把保持時間定義為：從下一個有效觸發(fā)脈沖CLK由低到高達到高電平的50%，到觸發(fā)器輸出數(shù)據(jù)信號（如D、J、K）從高到低達到高電平的50%所需要的時間。如圖（b)

2．建立時間ts3．保持時間th434．最高時鐘頻率fmax觸發(fā)器的最高時鐘頻率fmax是指能保證觸發(fā)器可靠觸發(fā)所允許使用的最高時鐘頻率

5．脈沖寬度tW

觸發(fā)器脈沖寬度tW是指觸發(fā)脈沖、復(fù)位信號、置位信號、數(shù)據(jù)信號等的最小脈沖寬度。對于時鐘信號來說，最小脈沖寬度是指高電平或低電平維持的最短時間。

6．功率損耗P與其它數(shù)字電路相同，觸發(fā)器的功率損耗是指整個器件所消耗的功率，即P=VccIcc，這里Vcc是器件所使用的電源電壓，Icc是電源輸出到器件的電流。

4-3-8觸發(fā)器的主要技術(shù)指標(biāo)4．最高時鐘頻率fmax5．脈沖寬度tW6．功率損耗P4-344（1）時鐘控制R-S觸發(fā)器電平觸發(fā)方式：當(dāng)CP=1時，其狀態(tài)隨輸入端R、S的變化而改變。（2）主從J-K觸發(fā)器（3）邊沿觸發(fā)器維持-阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)方式不同，邏輯功能與主從J-K觸發(fā)器的相同。Qn+1=D（4）邊沿J-K觸發(fā)器小結(jié)（1）時鐘控制R-S觸發(fā)器電平觸發(fā)方式：當(dāng)CP=1時，其狀態(tài)45要求掌握：（1）觸發(fā)器的概念（2）電平觸發(fā)、邊沿觸發(fā)（3）鐘控R-S、J-K、D觸發(fā)器的邏輯功能（4）觸發(fā)器功能之間的轉(zhuǎn)換（5）施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的用途要求掌握：（1）觸發(fā)器的概念（2）電平觸發(fā)、邊沿觸發(fā)（3）鐘46第四章作業(yè)題(3)補1、用基本R-S觸發(fā)器連接成一個消除機械開關(guān)震顫的防顫電路，機械開關(guān)產(chǎn)生的波形如圖所示：補2、圖(a)所示由一個維持—阻塞D觸發(fā)器及一個邊沿J-K觸發(fā)器構(gòu)成的電路，圖（b)是輸入信號，試?yán)L出Q1及Q2的波形補3、如補2圖(a)所示電路，圖（c)是輸入信號，試?yán)L出Q1及Q2的波形第四章作業(yè)題(3)補1、用基本R-S觸發(fā)器連接成一個47數(shù)字電路09ch43觸發(fā)器課件484-3-2R-S觸發(fā)器4-3-3主從觸發(fā)器4-3-4邊沿型觸發(fā)器4-3-5觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換4-3-1概述第三節(jié)觸發(fā)器4-3-6施密特觸發(fā)器見講義P220~2404-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4-3-2R-S觸發(fā)器4-3-3主從觸發(fā)器4-3-4494-3-1概述觸發(fā)器：分單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫時狀態(tài)。電路只有一個輸出端，在沒有觸發(fā)信號時，電路的輸出狀態(tài)固定在高電平或低電平，當(dāng)有觸發(fā)信號時，電路的輸出從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫態(tài)，維持一段時間后自動返回穩(wěn)態(tài)。有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，在觸發(fā)信號的作用下,從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，簡稱為觸發(fā)器。4-3-1概述觸發(fā)器：分單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，50二、觸發(fā)器特點：三、觸發(fā)器分類：能夠存儲一位二進制信息的基本單元。1.有兩個能夠保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別用來表示邏輯0和邏輯1。2.在適當(dāng)輸入信號作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸入信號取消后，能將獲得的新狀態(tài)保存下來。按觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式。按邏輯功能分：R-S觸發(fā)器、D觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器和T觸發(fā)器。一、觸發(fā)器4-3-1概述二、觸發(fā)器特點：三、觸發(fā)器分類：能夠存儲一位二進制信息的基本514-3-2R-S觸發(fā)器11101101一、電路圖與邏輯符號（2）由兩個“與非”門構(gòu)成的R-S觸發(fā)器電路圖

RD=1，SD=1，Q=0：=1兩個穩(wěn)定狀態(tài)：

RD=1，SD=1，Q=1：=0RD，SD：輸入RD、SD為1輸出不變（1）邏輯符號；Q，：輸出4-3-2R-S觸發(fā)器11101101一、電路圖與邏輯符5210真值表

RD

SD Q 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0不定（Ф）

1 1 不變 0001100111二、真值表

RD=0，SD=1：=1，Q=0

RD=1，SD=0：=0，Q=1

RD=1，SD=1：、Q（不變）RD=0，SD=0：=Q=1，不穩(wěn)定RD、SD同時變?yōu)?時，輸出不穩(wěn)定。10真值表0001100111二、真值表RD=53RD：置零或復(fù)位端（低電平置零，邏輯符號上用小圓圈表示。）：觸發(fā)器非端或0端真值表

RD

SD Q 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0不定（Ф）

1 1 不變 SD：置1或置位端（低電平置１）Q：觸發(fā)器原端或1端RD：置零或復(fù)位端（低電平置零，邏輯符號上用小圓圈表示。）：54三、狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表及特征方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表

RD SD Qn Qn+1

0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 約束條件，不能同時為零。卡諾圖特征方程Qn

：原狀態(tài)(或現(xiàn)態(tài))Qn+1：新狀態(tài)(或次態(tài))狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：輸入信號與原態(tài)、次態(tài)之間的關(guān)系。ФФ001101真值表真值表RD

SD Q 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0不定（Ф）

1 1 不變 三、狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表及特征方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表55或非門構(gòu)成的RS觸發(fā)器見P233或非門構(gòu)成的RS觸發(fā)器見P23356型號功能說明74279四與非結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器置位、復(fù)位信號低電平有效4043四或非結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器置位、復(fù)位信號高電平有效4044四與非結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器置位、復(fù)位信號低電平有效常見集成基本RS觸發(fā)器的邏輯符號

型號功能說明74279四與非結(jié)構(gòu)RS觸發(fā)器57四、鐘控R-S觸發(fā)器（1）電路圖與邏輯符號CP=0：狀態(tài)不變增加一個控制端，在其控制下，觸發(fā)器的狀態(tài)隨輸入變化。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=Ф控制輸入端R、S通過“非”門作用于基本R-S觸發(fā)器。CP=1：基本R-S觸發(fā)器輸入端均為1。四、鐘控R-S觸發(fā)器（1）電路圖與邏輯符號CP=0：狀態(tài)不變58（2）真值表約束條件不能同時為1。（3）特征方程CP=1：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=ФR S Qn+1

0 0 Qn

0 1 1 1 0 0 1 1 Ф

鐘控R-S觸發(fā)器真值表íì?=0SR+=+QRSQ

n1n（2）真值表約束條件不（3）特征方程CP=159假設(shè)CP=1時，控制輸入不改變。對脈沖寬度的要求嚴(yán)格：例如，構(gòu)成移位寄存器時，脈寬大于三個、小于四個“與非”門的平均延遲時間。（4）時鐘控制R-S觸發(fā)器邏輯功能波形圖假設(shè)CP=1時，控制輸入不改變。對脈沖寬度604-3-3主從觸發(fā)器一、主從觸發(fā)器鐘控Ｒ-Ｓ觸發(fā)器在CP＝１時，Ｒ、Ｓ變化引起輸出多次改變。主從觸發(fā)器有：Ｒ－Ｓ主從觸發(fā)器、記數(shù)型主從觸發(fā)器、Ｔ觸發(fā)器及Ｊ－Ｋ主從觸發(fā)器。4-3-3主從觸發(fā)器一、主從觸發(fā)器鐘控Ｒ-Ｓ觸發(fā)器61數(shù)字電路09ch43觸發(fā)器課件624-3-3主從觸發(fā)器（一）邏輯符號二、主從Ｊ－Ｋ觸發(fā)器Ｊ、Ｋ：輸入ＲＤ、ＳＤ：異步置０、置１（不受ＣＰ限制）Ｑ、：輸出ＣＰ：時鐘控制輸入4-3-3主從觸發(fā)器（一）邏輯符號二、主從Ｊ－Ｋ觸發(fā)器Ｊ63主觸發(fā)器從觸發(fā)器真值表

K J Qn+1

0 0 Qn

1 0 0 0 1 1 1 1 （二）邏輯功能由兩個鐘控Ｒ－Ｓ觸發(fā)器構(gòu)成Ｋ與Ｒ對應(yīng)，Ｊ與Ｓ對應(yīng)。CP=0：從觸發(fā)器接受主觸發(fā)器狀態(tài)并翻轉(zhuǎn)穩(wěn)定CP=1:主觸發(fā)器接受激勵信號并翻轉(zhuǎn)穩(wěn)定主觸發(fā)器從觸發(fā)器真值表（二）邏輯功能由兩個鐘控Ｒ－Ｓ觸64真值表

K J Qn+1

0 0 Qn

1 0 0 0 1 1 1 1 （三）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖與特征方程（１）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表

Qn Qn+1 J K 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 01狀態(tài)0狀態(tài)1J=0K=K=0J=J=1K=K=1J=狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖真值表（三）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖與特征方程（１）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)65（２）特征方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表

Qn Qn+1 J K 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 卡諾圖中對應(yīng)格中填入1（２）特征方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表 卡諾圖中對66J-K觸發(fā)器的工作波形（四）J-K觸發(fā)器對激勵信號的要求CP=1,若J、K變化，觸發(fā)器的狀態(tài)與真值表不對應(yīng)。J-K觸發(fā)器的工作波形（四）J-K觸發(fā)器對激勵信號的要求CP67（五）J-K觸發(fā)器構(gòu)成Ｔ觸發(fā)器Ｊ－Ｋ觸發(fā)器的Ｊ、Ｋ端連接在一起形成Ｔ觸發(fā)器。真值表

K J Qn+1

0 0 Qn

1 0 0 0 1 1 1 1

真值表

T Qn+1

0 Qn

1 （１）邏輯符號（２）真值表（五）J-K觸發(fā)器構(gòu)成Ｔ觸發(fā)器Ｊ－Ｋ觸發(fā)器的Ｊ、Ｋ端連接在一68

激勵表

Qn Qn+1 T 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 （３）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（４）特征方程激勵表 （３）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（４）特征方程694-3-4邊沿型觸發(fā)器一、工作原理主從觸發(fā)器：CP=1,若J、K變化，觸發(fā)器的狀態(tài)與真值表不對應(yīng)。二、維持-阻塞D觸發(fā)器（一）邏輯符號D：輸入ＲＤ、ＳＤ：異步置０、置１Ｑ、：輸出ＣＰ：時鐘控制，上升沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)器：上升沿觸發(fā)或下降沿觸發(fā)，激勵端的信號在觸發(fā)時間的前后幾個延遲時間內(nèi)保持不變，便可以穩(wěn)定地根據(jù)激勵輸入翻轉(zhuǎn)。

對激勵信號要求嚴(yán)格。4-3-4邊沿型觸發(fā)器一、工作原理主從觸發(fā)器：CP=1,70（二）邏輯功能０１１１１０１００１１１００１Ｄ＝１，Ｑn＝０，ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１置0阻塞線置1維持線（二）邏輯功能０１１１１０１００１１１００１Ｄ＝１，Ｑn＝０71（二）邏輯功能０１１１１０１1０１１0００１Ｄ＝１，Ｑn＝０，ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１Ｄ＝１，Ｑn＝１ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１Ｄ＝０，Ｑn＝０Ｄ＝０，Ｑn＝１（二）邏輯功能０１１１１０１1０１１0００１Ｄ＝１，Ｑn＝０72（二）邏輯功能０１0１１1001001110Ｄ＝１，Ｑn＝０，ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１Ｄ＝１，Ｑn＝１ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝１Ｄ＝０，Ｑn＝０ＣＰ上升沿：Ｑn+1＝0Ｄ＝０，Ｑn＝１自己分析置0維持線置1阻塞線（二）邏輯功能０１0１１1001001110Ｄ＝１，Ｑn＝０73數(shù)字電路09ch43觸發(fā)器課件74

Qn+1=D

真值表D Qn+1

0 0 1 1

激勵表

Qn Qn+1 D 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 （三）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（四）狀態(tài)方程Qn+1=D真值表激勵表（三）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（四75（五）觸發(fā)器的應(yīng)用（１）移位寄存器數(shù)碼1數(shù)碼1數(shù)碼2數(shù)碼1數(shù)碼3數(shù)碼2數(shù)碼1數(shù)碼4數(shù)碼3數(shù)碼2（五）觸發(fā)器的應(yīng)用（１）移位寄存器數(shù)碼1數(shù)碼1數(shù)碼2數(shù)碼1數(shù)76（２）計數(shù)D與狀態(tài)非連接，Q在CP上升沿翻轉(zhuǎn)。CP2與D1相連，Q2在Q1下降沿翻轉(zhuǎn)。（２）計數(shù)D與狀態(tài)非連接，CP2與D1相連，774-3-5觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換一、Ｊ－Ｋ型改Ｄ型Ｊ－Ｋ觸發(fā)器特征方程：Ｄ觸發(fā)器特征方程：Ｊ＝Ｄ＝Ｄ比較得：二、Ｄ型改Ｊ－Ｋ型

三、Ｄ型改Ｔ型自己完成4-3-5觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換一、Ｊ－Ｋ型改Ｄ型Ｊ－Ｋ觸784-3-6施密特觸發(fā)器特點：

1、輸入信號從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應(yīng)的輸入電平，與輸入信號從高電平到低電平下降過程中對應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同----簡稱為遲滯特性。

2、電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形的邊沿變得很陡。功能與用途：消除系統(tǒng)自激和提高抗干擾能力。利用這兩個特點不僅能將邊沿變換緩慢的信號波行整形為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形波上的噪聲有效的清楚。4-3-6施密特觸發(fā)器特點：功能與用途：消除系統(tǒng)自激和提794-3-6施密特觸發(fā)器具有施密特特性的與非門電路圖由于R2＞R3,所以產(chǎn)生滯后特性具有施密特特性的與非門：正反饋電路，由于R2＞R3，使得T2導(dǎo)通時的VR4高于T1導(dǎo)通時的VR4，從而體現(xiàn)出施密特特性。邏輯符號4-3-6施密特觸發(fā)器具有施密特特性的與非門電路圖由于R804-3-6施密特觸發(fā)器用門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：（一）、電路結(jié)構(gòu)假定G1,G2是CMOS電路，他們的閥值電壓為VTH=VDD／2而且R1＜R2（二）、工作原理當(dāng)VI從0逐漸升高并到達VI’=VTH時，G1進入了電壓傳輸特性轉(zhuǎn)折區(qū)，引發(fā)正反饋：VI↑→V01↓→V0↑于是V0迅速上升V0=V0H≈VDD我們定義臨界轉(zhuǎn)折點的VI叫正向轉(zhuǎn)折電壓VI+4-3-6施密特觸發(fā)器用門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：（一）814-3-6施密特觸發(fā)器當(dāng)VI從高電平逐漸下降并到達VI’=VTH時，引發(fā)又一個正反饋：VI↓→V01↑→V0↓于是V0迅速下降V0=V0L≈0我們定義臨界轉(zhuǎn)折點的VI叫負向轉(zhuǎn)折電壓VT－整理上式得：將VDD=2VTH代入上式得：我們定義VT+與VT－之差為回差電壓⊿VT:則有⊿VT提問：R1＞R2會怎樣？討論：改變R1、R2，可改變回差電壓4-3-6施密特觸發(fā)器當(dāng)VI從高電平逐824-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點：

1、它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)。

2、在外界觸發(fā)脈沖的作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫態(tài)，在暫態(tài)維持一段時間后，再自動返回穩(wěn)態(tài)。

3、暫態(tài)維持時間的長短取決于電路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。功能與用途：

脈沖整形，延時（產(chǎn)生滯后于觸發(fā)脈沖的輸出脈沖），以及定時（產(chǎn)生固定時間寬度的脈沖信號）等。4-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點：功能與用途：834-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（一）、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路電路結(jié)構(gòu)有：微分型；積分型；分立元件型；門電路型；集成電路型等。（二）、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理①穩(wěn)態(tài)下：VI=0，VI2=VDD,V0=0,V01=VDD②暫態(tài)下：當(dāng)觸發(fā)脈沖VI加到輸入端時，在VD點產(chǎn)生一個微分脈沖。當(dāng)VD上升到VTH以后，引發(fā)正反饋過程：VD↑→V01↓→VI2↓→V0↑由于C上電壓不能突變所以電路進入暫穩(wěn)態(tài)。4-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（一）、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路電路結(jié)構(gòu)844-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與此同時，C開始充電。隨著充電過程的進行VI2逐漸升高，當(dāng)升至VI2=VTH時，又引發(fā)另一個正反饋

VI2↑→V0↓→V01↑輸出脈沖寬度TW≈0.69RC4-3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與此同時，C開始充電。隨著充電過程854-3-7補充555定時電路數(shù)字系統(tǒng)在工作時需要各種形式的時鐘和定時控制信號，產(chǎn)生這些信號的典型電路有多諧振、施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

555定時器是一個用途很廣的器件，有雙極型555/556和CMOS型7555/7556。它們的等效電路相似，外型和引腳相同。A1A24-3-7補充555定時電路數(shù)字系統(tǒng)864-3-7補充555定時電路555定時器組成的多諧振蕩器震蕩原理：當(dāng)接通電源時，電容C充電，UC上升到大于2/3VCC時比較器A1動作，輸出低電平，使觸發(fā)器復(fù)位，輸出UO變成低電平，此時三極管處于飽和導(dǎo)通，電容C通過RB放電；當(dāng)UC下降至小于1/3VCC時比較器A2動作輸出低電平，使觸發(fā)器置位，Uo變?yōu)楦唠娖剑?dāng)放電結(jié)束時，三極管截止，VCC又經(jīng)過RA和RB向電容C充電；當(dāng)UC再次上升到大于2/3VCC時，比較器A1又動作，周而復(fù)始，重復(fù)下去。4-3-7補充555定時電路555定時器組成的多諧振87震蕩原理：當(dāng)接通電源時，電容C充電，UC上升到大于2/3VCC時比較器A1動作，輸出低電平，使觸發(fā)器復(fù)位，輸出UO變成低電平，此時三極管處于飽和導(dǎo)通，電容C通過RB放