數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) 第3章 集成邏輯門(mén)與觸發(fā)器1

第3章集成邏輯門(mén)與觸發(fā)器3-1數(shù)字集成電路簡(jiǎn)介3-2半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)特性3-3邏輯門(mén)電路3-4觸發(fā)器吉林大學(xué)儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)重點(diǎn)及難點(diǎn)1、觸發(fā)器的概念及特點(diǎn)2、觸發(fā)器的種類(lèi)，觸發(fā)器與鎖存器的區(qū)別3、現(xiàn)態(tài)、次態(tài)4、D觸發(fā)器特點(diǎn)及次態(tài)方程吉林大學(xué)儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)3-4觸發(fā)器

在數(shù)字系統(tǒng)中，為了構(gòu)造實(shí)現(xiàn)各種功能的邏輯電路，除了需要實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算的邏輯門(mén)之外，還需要有能夠保存信息的邏輯器件。觸發(fā)器是一種具有記憶功能的電子器件。觸發(fā)器能用來(lái)存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息。集成觸發(fā)器的種類(lèi)很多，分類(lèi)方法也各不相同，但就其結(jié)構(gòu)而言，都是由邏輯門(mén)加上適當(dāng)?shù)姆答伨€(xiàn)耦合而成。

觸發(fā)器的特點(diǎn)：☆

有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端；☆

在一定輸入信號(hào)作用下，觸發(fā)器可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)?！?/p>

有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；現(xiàn)態(tài)：輸入信號(hào)作用前的狀態(tài)，記作：次態(tài)：輸入信號(hào)作用后的狀態(tài)，記作：

現(xiàn)態(tài)與次態(tài)次態(tài)是現(xiàn)態(tài)和輸入的函數(shù)。按觸發(fā)方式：電平，脈沖，邊沿按邏輯功能：RS，JK，D，T按組成結(jié)構(gòu)：維持-阻塞型，主從型，利用傳輸延時(shí)

觸發(fā)器的分類(lèi)注意：鎖存器（latch）與觸發(fā)器(flip-flop)

前者對(duì)脈沖電平敏感；后者對(duì)脈沖邊沿敏感。3-4-1基本RS觸發(fā)器&a&b反饋兩個(gè)輸入端兩個(gè)輸出端（一）邏輯功能描述RSQn+1功能說(shuō)明00011011d01Q不定置0置1不變基本R-S觸發(fā)器功能表表中“d”表示觸發(fā)器次態(tài)不確定。該表又稱(chēng)為次態(tài)真值表。（二）次態(tài)方程（特征方程）基本RS觸發(fā)器的次態(tài)是其現(xiàn)態(tài)及其輸入R、S的函數(shù)，如何求?。吭摵瘮?shù)有無(wú)約束條件？3-4-2鐘控觸發(fā)器（鎖存器）具有時(shí)鐘脈沖控制的觸發(fā)器稱(chēng)為“時(shí)鐘控制觸發(fā)器”或者“定時(shí)觸發(fā)器”，簡(jiǎn)稱(chēng)“鐘控觸發(fā)器”。時(shí)鐘脈沖控制觸發(fā)器的工作特點(diǎn)：由時(shí)鐘脈沖確定狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻(即何時(shí)轉(zhuǎn)換？)；由輸入信號(hào)確定觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向(即如何轉(zhuǎn)換？)。

一、鐘控RS觸發(fā)器&c&d&a&bCP時(shí)鐘信號(hào)直接置0、置1端R、S為輸入控制端（一）邏輯功能分析

與基本RS觸發(fā)器相同（功能表、次態(tài)方程、約束條件）注意：在時(shí)鐘控制觸發(fā)器中，時(shí)鐘信號(hào)CP是一種固定的時(shí)間基準(zhǔn)，通常不作為輸入信號(hào)列入表中。對(duì)觸發(fā)器功能進(jìn)行描述時(shí)，均只考慮時(shí)鐘有效作用(CP=1)時(shí)的情況。（二）缺點(diǎn)二、D觸發(fā)器RS（一）邏輯功能分析功能表、次態(tài)方程（特征方程）（二）功能特點(diǎn)在時(shí)鐘作用時(shí)，D觸發(fā)器狀態(tài)的變化僅取決于輸入信號(hào)D，而與現(xiàn)態(tài)無(wú)關(guān)。三、J-K觸發(fā)器（一）邏輯功能分析功能表、次態(tài)方程（二）功能特點(diǎn)

利用觸發(fā)器兩個(gè)輸出端信號(hào)始終互補(bǔ)的特點(diǎn)，有效地解決了時(shí)鐘控制R-S觸發(fā)器狀態(tài)不確定的問(wèn)題。四、T觸發(fā)器3-4-3邊沿觸發(fā)器空翻現(xiàn)象：在同一個(gè)時(shí)鐘脈沖作用期間觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生兩次或兩次以上變化的現(xiàn)象。解決辦法：采用主從型結(jié)構(gòu)、維持阻塞結(jié)構(gòu)、或者利用門(mén)電路傳輸延時(shí)，使?fàn)顟B(tài)的變化發(fā)生在時(shí)鐘的邊沿（上升沿或者下降沿）。具體內(nèi)容參考教材自學(xué)。一、邊沿觸發(fā)器的特點(diǎn)邊沿型D觸發(fā)器工作原理邊沿D觸發(fā)器波形圖二、常用邊沿觸發(fā)器74LS74帶異步置位、復(fù)位功能的雙D觸發(fā)器74LS107帶異步復(fù)位功能的雙JK觸發(fā)器3-4-4觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性*建立時(shí)間保持時(shí)間傳輸延遲時(shí)間，觸發(fā)脈沖寬度最高觸發(fā)頻率（最大工作頻率）3-4-5觸發(fā)器功能的相互轉(zhuǎn)換D觸發(fā)器構(gòu)成J-K觸發(fā)器

D觸發(fā)器構(gòu)成T觸發(fā)器

J-K觸發(fā)器構(gòu)成D觸發(fā)器

J-K觸發(fā)器構(gòu)成T觸發(fā)器