數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)全套-5

-觸發(fā)器第五章精選課件§5.1概述§5.2觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)§5.3觸發(fā)器邏輯功能及其描述方法

教學(xué)內(nèi)容精選課件

教學(xué)要求一.重點(diǎn)掌握的內(nèi)容：1.觸發(fā)器的特點(diǎn)，現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的概念．觸發(fā)器邏輯功能的表示方法。2.觸發(fā)器四種結(jié)構(gòu)形式及其動(dòng)作特點(diǎn)。3.觸發(fā)器在邏輯功能上的四種主要類型，及其各自的功能特點(diǎn)和邏輯功能表示形式。二.一般掌握的內(nèi)容：1.觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)形式和邏輯功能的關(guān)系2.常用集成電路觸發(fā)器邏輯符號(hào)、功能特點(diǎn)以及異步置位、復(fù)位端的作用。精選課件5.1概述一、觸發(fā)器１.概念：能夠存儲(chǔ)１位二值信號(hào)的基本單元電路。２.特點(diǎn)：（１）有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)：０和１。（２）在適當(dāng)輸入信號(hào)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(hào)取消后，能將獲得的新狀態(tài)保存下來(lái)。精選課件二、觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)和次態(tài)現(xiàn)態(tài)：Ｑ次態(tài)：Ｑ*三、觸發(fā)器邏輯功能描述方法功能表（特性表）、特性方程、狀態(tài)圖、波形圖精選課件按結(jié)構(gòu)可分為SR鎖存器邊沿觸發(fā)觸發(fā)器電平觸發(fā)的觸發(fā)器脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器四、觸發(fā)器分類按邏輯功能可分為SR觸發(fā)器JK觸發(fā)器D觸發(fā)器T和T′觸發(fā)器精選課件5.2觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)一、SR鎖存器1.或非門構(gòu)成RD—Reset直接復(fù)位端(置0端）SD—Set直接置位端(置1端）（基本RS觸發(fā)器）精選課件或非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表0000111100精選課件或非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表01001精選課件或非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表10001精選課件或非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表11000000當(dāng)SD、RD同時(shí)撤去時(shí)，輸出端Q和Q′狀態(tài)不定。?設(shè)計(jì)電路時(shí)此種情況應(yīng)避免精選課件特性方程：精選課件

已知或非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器輸入波形，試畫出輸出Q和Q′的波形。精選課件2.與非門構(gòu)成精選課件與非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表1100111010精選課件與非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表011100精選課件與非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表101100精選課件與非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表00111111?當(dāng)SD′、RD′同時(shí)撤去時(shí)，輸出端Q和Q′狀態(tài)不定。設(shè)計(jì)電路時(shí)此種情況應(yīng)避免精選課件特性方程：基本RS觸發(fā)器動(dòng)作特點(diǎn):

輸入信號(hào)在全部作用時(shí)間內(nèi)都直接改變輸出端Q和Q′的狀態(tài)。精選課件例5.2.100111001110101101001110101100011精選課件二、電平觸發(fā)的觸發(fā)器1.電平觸發(fā)SR觸發(fā)器（同步觸發(fā)器）精選課件同步SR觸發(fā)器的特性表特性方程：精選課件帶異步置位、復(fù)位端的電平觸發(fā)SR觸發(fā)器異步置位端（低電平有效）異步復(fù)位端（低電平有效）精選課件電平觸發(fā)方式的動(dòng)作特點(diǎn):

在CLK＝1期間，輸入信號(hào)的變化都直接改變輸出端Q和Q′的狀態(tài);CLK=0期間輸出狀態(tài)保持不變。例：5.3.1不變不變不變精選課件2.D鎖存器特性方程：Q*=D精選課件例：5.3.2特性方程：Q*=D精選課件三、脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器1.主從SR觸發(fā)器（主從觸發(fā)器）精選課件（1）接收輸入信號(hào)過(guò)程CLK=1期間：主觸發(fā)器控制門G7、G8打開，接收輸入信號(hào)S、R,從觸發(fā)器控制門G3、G4封鎖，其狀態(tài)保持不變。1011精選課件（2）輸出信號(hào)過(guò)程CLK下降沿到來(lái)時(shí)，主觸發(fā)器封鎖，從觸發(fā)器按照主觸發(fā)器的狀態(tài)改變。0111CLK下降沿到來(lái)時(shí)有效特性方程精選課件例5.4.1精選課件2.主從JK觸發(fā)器主從JK觸發(fā)器沒(méi)有約束。精選課件J=1K=0時(shí)，CLK＝1期間主觸發(fā)器置1；CLK下降沿到達(dá)時(shí)，從觸發(fā)器置1，Q*=1。1011精選課件01J=0K=1時(shí)，CLK＝1期間主觸發(fā)器置0；CLK下降沿到達(dá)時(shí)，從觸發(fā)器置0，Q*=0。00精選課件00J=0K=0時(shí)，觸發(fā)器保持原來(lái)狀態(tài)不變，

Q*=Q。精選課件11J=1K=1時(shí)，Q=0,G7輸出0，主觸發(fā)器置1，CLK↓,Q*=1；Q=1,G8輸出0，主觸發(fā)器置0，CLK↓,Q*=0。Q*=Q′精選課件JK觸發(fā)器的特性表精選課件

具有多輸入端的主從JK觸發(fā)器，輸入端J1和J2、K1和K2是與的關(guān)系。精選課件集成主從JK觸發(fā)器低電平有效低電平有效CP下降沿觸發(fā)精選課件例5.4.2精選課件脈沖觸發(fā)方式的動(dòng)作特點(diǎn):

（1）觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)分兩步動(dòng)作：第一步，在CLK＝1期間主觸發(fā)器接收輸入端信號(hào)，被置成相應(yīng)的狀態(tài)，從觸發(fā)器不變；第二步，CLK下降沿到來(lái)時(shí)從觸發(fā)器按照主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出端Q和Q′的狀態(tài)改變發(fā)生在CLK下降沿。（2）在CLK=1的全部時(shí)間里輸入信號(hào)都將對(duì)主觸發(fā)器起控制作用。精選課件

在Q=0時(shí)，J端出現(xiàn)正向干擾，在Q=1時(shí)，K端出現(xiàn)正向干擾，觸發(fā)器的狀態(tài)只能根據(jù)輸入端的信號(hào)（正向干擾信號(hào)）改變一次的現(xiàn)象稱為一次變化現(xiàn)象。

一次變化現(xiàn)象降低了主從JK觸發(fā)器的抗干擾能力。

主從JK觸發(fā)器在使用時(shí)要求J、K信號(hào)在CLK上升沿前加入，CLK=1期間保持不變，CLK下降沿時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生改變。一次變化現(xiàn)象：精選課件例5.4.301第二個(gè)CLK＝1期間，Q=1,J=0,K=1,主觸發(fā)器被置0；雖然CLK下降沿到達(dá)時(shí)又回到K=0,但從觸發(fā)器輸出Q*=0.011第三個(gè)CLK=1期間，Q=0，J=K=1,主觸發(fā)器被置1，雖然CLK下降沿到達(dá)時(shí)又回到J=0,從觸發(fā)器保持輸出Q*=1。精選課件四、邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器1.用兩個(gè)電平觸發(fā)D觸發(fā)器組成的邊沿觸發(fā)器精選課件邏輯符號(hào)帶異步置位、復(fù)位端的CMOS邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器上升沿觸發(fā)異步置位端（高電平有效）異步復(fù)位端（高電平有效）精選課件2.維持阻塞邊沿觸發(fā)器多輸入端上升沿觸發(fā)低電平有效精選課件3.利用傳輸延遲時(shí)間的邊沿觸發(fā)器下降沿觸發(fā)特性表精選課件邊沿觸發(fā)器動(dòng)作特點(diǎn):

觸發(fā)器的次態(tài)僅僅取決于時(shí)鐘信號(hào)的上升沿（下降沿）到達(dá)時(shí)輸入的邏輯狀態(tài)，而在這以前或以后，輸入信號(hào)的變化對(duì)觸發(fā)器輸出的狀態(tài)沒(méi)有影響。

邊沿觸發(fā)器有效地提高了觸發(fā)器的抗干擾能力，因而也提高了電路的工作可靠性。精選課件集成邊沿D觸發(fā)器注意：CC4013的異步輸入端RD和SD為高電平有效。CP上升沿觸發(fā)精選課件集成邊沿JK觸發(fā)器①74LS112為CP下降沿觸發(fā)。②CC4027為CP上升沿觸發(fā)，且其異步輸入端RD和SD為高電平有效。注意精選課件例5.5.1已知D和CP的波形，試畫出Q的波形。設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為0。精選課件課堂練習(xí)題目:時(shí)鐘CP及輸入信號(hào)D的波形如圖所示,試畫出各觸發(fā)器輸出端Q的波形,設(shè)各輸出端Q的初始狀態(tài)為0.DQDCPQ1Q2DQDCP精選課件CPDQ1DQDCPQ1精選課件Q2DQDCPCPDQ2精選課件5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法按邏輯功能可分為SR觸發(fā)器T和T'觸發(fā)器JK觸發(fā)器D觸發(fā)器一、觸發(fā)器按邏輯功能的分類精選課件

SR觸發(fā)器1.特性表精選課件2.特性方程3.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖01S=1R=0S=0R=1S=0R=×S=×R=0(約束條件)RS觸發(fā)器的特性方程為精選課件

JK觸發(fā)器1.特性表精選課件2.特性方程3.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖01J=1K=×J=×K=1J=0K=×J=×K=0JK觸發(fā)器的特性方程為精選課件

T觸發(fā)器1.特性表2.特性方程3.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖01T=1T=1T=0T=0當(dāng)T=1時(shí)，稱為T′觸發(fā)器。精選課件

D觸發(fā)器1.特性表2.特性方程3.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖01D=1D=0D=0D=1精選課件例1：時(shí)鐘CLK波形如圖所示,試畫出各觸發(fā)器輸出端Q的波形,設(shè)Q的初始狀態(tài)為0.精選課件

CLKQ1Q2精選課件例2：時(shí)鐘CP波形如圖所示,試畫出各觸發(fā)器Q端的波形,設(shè)各輸出端Q的初始狀態(tài)Q=0。K=1CPCP精選課件CPQ1Q2精選課件

二、不同邏輯功能觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換

利用已有觸發(fā)器和待求觸發(fā)器的特性方程相等的原則，求出轉(zhuǎn)換邏輯，得到被轉(zhuǎn)換觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。關(guān)鍵：找出被轉(zhuǎn)換觸發(fā)器的激勵(lì)條件。精選課件轉(zhuǎn)換步驟：（1）寫出已有觸發(fā)器和待求觸發(fā)器的特性方程。（2）變換待求觸發(fā)器的特性方程，使之形式與已有觸發(fā)器的特性方程一致。（3）比較已有和待求觸發(fā)器的特性方程，根據(jù)兩個(gè)方程相等的原則求出轉(zhuǎn)換邏輯。（4）根據(jù)轉(zhuǎn)換邏輯畫出邏輯電路圖。精選課件JK觸發(fā)器→RS觸發(fā)器RS觸發(fā)器特性方程變換RS觸發(fā)器的特性方程，使之