數(shù)字電路第5章(2電平觸發(fā)器)-2

第五章觸發(fā)器本章主要內(nèi)容5.1概述

5.2SR鎖存器（基本RS觸發(fā)器）

5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器

5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法電路結(jié)構(gòu)：兩個(gè)與非門+反饋電路輸入信號(hào)：S‘、R’

；低電平有效回顧“基本RS觸發(fā)器”：輸入信號(hào)作用前（后）的觸發(fā)器狀態(tài)稱現(xiàn)（次）態(tài),用Qn（Qn+1）表示三個(gè)功能：直接復(fù)位功能；直接置位功能；維持原狀態(tài)功能。若R‘S’=0011，輸出為不定態(tài)。施加R‘+S‘=1約束。R'S'Qn+1000110111*01Qn動(dòng)作特點(diǎn)：在任何時(shí)刻，輸入信號(hào)S‘、R’都能直接控制觸發(fā)器的狀態(tài)。復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中,當(dāng)采用多個(gè)觸發(fā)器工作時(shí),要求各個(gè)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作在時(shí)間上同步:翻轉(zhuǎn)到何種狀態(tài)，則由輸入信號(hào)決定；需要一個(gè)公用的同步信號(hào)來控制翻轉(zhuǎn)時(shí)刻；即：觸發(fā)器只有當(dāng)同步信號(hào)到達(dá)時(shí)才按照輸入信號(hào)改變輸出狀態(tài)。

電平觸發(fā)的觸發(fā)器脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器這個(gè)同步信號(hào)叫做時(shí)鐘信號(hào)（Clock）,簡稱時(shí)鐘,用CLK表示。將具有時(shí)鐘控制的觸發(fā)器統(tǒng)稱為時(shí)鐘觸發(fā)器§5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)工作原理邏輯功能描述動(dòng)作特點(diǎn)電平觸發(fā)器的多翻現(xiàn)象帶異步置位和復(fù)位端的電平SR觸發(fā)器電平觸發(fā)的D觸發(fā)器電平觸發(fā)SR觸發(fā)器在基本RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)鐘控“與非”門（G3，G4）實(shí)現(xiàn)的?；維R鎖存器輸入控制門只有在CLK＝1時(shí)，S,R才能起作用§5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器時(shí)鐘S,R為輸入信號(hào)CLK=1,相當(dāng)于S'D相當(dāng)于R'D一、電路結(jié)構(gòu)二、工作原理1.CLK＝0此時(shí)門G3和G4被封鎖，輸入信號(hào)S,R不起作用；輸出為高電平。0觸發(fā)器保持原態(tài):Qn+1=Qn。11S'R'Qn+1001001111*01Qn基本RS觸發(fā)器特性表二、工作原理2.CLK＝1此時(shí)門G3和G4開啟，工作情況與基本RS觸發(fā)器相同:觸發(fā)器輸出由S和R決定。(a).S=0,R=0100=1=1Qn+1=QnS'R'Qn+1001001111*01Qn基本RS觸發(fā)器特性表S'R'(b).S=0,R=1011S'=1R'=010Qn+1

=02.CLK＝1此時(shí)門G3和G4開啟，工作情況與基本RS觸發(fā)器相同:觸發(fā)器輸出由S和R決定。S'R'Qn+1001001111*01Qn基本RS觸發(fā)器特性表二、工作原理(c).S=1,R=0110R'=1S'=010Qn+1

=12.CLK＝1此時(shí)門G3和G4開啟，工作情況與基本RS觸發(fā)器相同:觸發(fā)器輸出由S和R決定。S'R'Qn+1001001111*01Qn基本RS觸發(fā)器特性表二、工作原理(d).S=1,R=1111S'=0R'=011Qn+1

=(Qn+1)=

1（未定義狀態(tài)）2.CLK＝1此時(shí)門G3和G4開啟，工作情況與基本RS觸發(fā)器相同:觸發(fā)器輸出由S和R決定。R'S'Qn+1000110111*01Qn當(dāng)CLK由1變?yōu)?，或SR=11變?yōu)?0,輸出為不定狀態(tài)；基本RS觸發(fā)器特性表二、工作原理CLK=0時(shí)，狀態(tài)保持不變；CLK=1時(shí)，接收輸入信號(hào)；與基本RS觸發(fā)器相比，對(duì)觸發(fā)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?cè)黾恿藭r(shí)鐘電平控制。*CLK=1

0后輸出狀態(tài)不定三、電平觸發(fā)的SR觸發(fā)器邏輯功能的描述

10101*11置011置101保持01Qn+1CLKSR××0保持（1）特性表S'R'Qn+1001001111*01Qn基本RS觸發(fā)器特性表（2）特性方程?íì=+=+（約束條件）01RSQR'SQnn10101*11置011置101保持01Qn+1CLKSR××0保持QnSR0001111001次態(tài)Qn＋1的卡諾圖0

0

×110

×1

（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖01R=×S=0R=0,S=1R=1,S=0R=0,S=×?íì=+=+（約束條件）01RSQR'SQnn四、電平觸發(fā)方式動(dòng)作特點(diǎn)(1)只有當(dāng)CLK＝1時(shí)，S和R能通過控制門G3和G4，并按照輸入信號(hào)將觸發(fā)器的輸出置為相應(yīng)的狀態(tài)；(2)在CLK＝1的全部時(shí)間里，S和R的變化都將引起觸發(fā)器輸出端狀態(tài)的變化。在CLK回到0以后，觸發(fā)器保存的是CLK回到0以前瞬間的狀態(tài)。這種觸發(fā)器的觸發(fā)輸入和狀態(tài)轉(zhuǎn)換都發(fā)生在時(shí)鐘CLK一個(gè)周期的高電平期間，稱為電平觸發(fā)型觸發(fā)器。10101*11置011置101保持01Qn+1CLKSR××0保持五、電平觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象電平觸發(fā)器在CLK=1，即一個(gè)時(shí)鐘周期的整個(gè)高電平期間，如果R、S

端輸入信號(hào)多次發(fā)生變化，可能引起輸出端狀態(tài)多次翻轉(zhuǎn)，時(shí)鐘失去控制作用，這種現(xiàn)象稱“空翻”現(xiàn)象。空翻現(xiàn)象降低電路的抗干擾能力，限制了在實(shí)際中使用。實(shí)際應(yīng)用中，要求觸發(fā)器在每個(gè)CLK信號(hào)作用期間狀態(tài)只能改變一次。另外S和R的取值受到約束，即不能同時(shí)為1。CLKSRQ空翻正常翻轉(zhuǎn)例2:對(duì)于同步SR觸發(fā)器，電路、時(shí)鐘及輸入端波形如圖示，若Q

＝0，試畫出Q和Q的波形。

解：輸出波形如圖示空翻

在某些應(yīng)用場合，有時(shí)需要在時(shí)鐘CLK到來之前，先將觸發(fā)器預(yù)置成某一初始狀態(tài)，故實(shí)際的同步SR觸發(fā)器設(shè)置了異步置位端SD和異步復(fù)位端RD。六、帶異步置位/復(fù)位的電平觸發(fā)SR觸發(fā)器注意事項(xiàng):(1)觸發(fā)器在時(shí)鐘信號(hào)控制下正常工作時(shí)，應(yīng)使S'D或R'D處于高電平；(2)異步置位或復(fù)位應(yīng)當(dāng)在CLK=0情況下完成，否則當(dāng)SD或RD返回高電平后，預(yù)置狀態(tài)不一定能保存下來小圓圈表示低電平有效無小圓圈表示高電平控制所謂異步是指電路的輸出狀態(tài)與時(shí)鐘脈沖不同時(shí)發(fā)生:只要在SD或RD加入低電平，即可完成觸發(fā)器置1或置0功能；而不受時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)的控制。異步置1輸入端異步置0輸入端

為了適應(yīng)單端輸入信號(hào)的需要，有時(shí)將S通過反相器接到R上，即:R=S',構(gòu)成電平觸發(fā)的D觸發(fā)器，此電路稱為D鎖存器。1DQQ'C1CLKD圖形符號(hào)七、電平觸發(fā)的D觸發(fā)器11×0111110110101000100×0Q*QDCLK（1）特性表電平觸發(fā)的D觸發(fā)器邏輯功能的描述：

10101*11置011置101保持01Qn+1CLKSR××0保持其特點(diǎn)是：在CLK的有效電平期間輸出狀態(tài)始終跟隨輸入狀態(tài)變化，即輸出與輸