第十三講邊沿觸發(fā)器及其功能變換

第十三講邊沿觸發(fā)器及其功能變換第1頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二同步觸發(fā)器的空翻在CP為高電平1期間，若同步觸發(fā)器的輸入信號發(fā)生多次變化時，其輸出狀態(tài)也會相應(yīng)發(fā)生多次變化的現(xiàn)象。D觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象第2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二第十三講邊沿觸發(fā)器及其功能變換第3頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二內(nèi)容：1.邊沿觸發(fā)器

2.主從觸發(fā)器目的與要求：1.掌握觸發(fā)器的邊沿觸發(fā)方式和主從觸發(fā)方式。2.掌握各種邏輯功能的觸發(fā)器：RS、D、JK、T、T′的邏輯功能。重點：1.正確理解觸發(fā)器的邏輯功能和觸發(fā)方式。

2.熟練掌握觸發(fā)器的特性方程。難點：觸發(fā)方式、特性表、驅(qū)動表的正確理解。第4頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二邊沿觸發(fā)器為何要用邊沿觸發(fā)器同步觸發(fā)方式存在空翻，為了克服空翻。邊沿觸發(fā)器只在時鐘脈沖CP上升沿或下降沿時刻接收輸入信號，電路狀態(tài)才發(fā)生翻轉(zhuǎn)。從而提高了觸發(fā)器工作的可靠性和抗干擾能力，它沒有空翻現(xiàn)象。

邊沿觸發(fā)器主要有維持阻塞D觸發(fā)器，邊沿JK觸發(fā)器等邊沿觸發(fā)器的具體電路不詳細分析其工作原理，只簡單了解即可。（集成觸發(fā)器的學(xué)習(xí)以應(yīng)用為主，不強調(diào)內(nèi)部電路。）？CP上升沿，下降沿第5頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二邊沿JK觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)邏輯符號中CP端加“^”表示邊沿觸發(fā)輸入，加小圓圈表示下降沿有效觸發(fā)，不加小圓圈表示上升沿有效觸發(fā)。邊沿觸發(fā)器下降沿有效觸發(fā)第6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二式中Qn+1為CP下降沿到來后的狀態(tài)；Qn為CP到來前的狀態(tài)。2.邏輯功能邊沿JK觸發(fā)器第7頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二3.具有直接置0和置1端的邊沿JK觸發(fā)器下圖為下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器74LS112。置0（）置1（）端均為低電平有效，異步方式(不受CP的影響)。第8頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二4.JK觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器和T’觸發(fā)器T觸發(fā)器：具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器。T’觸發(fā)器：只具有翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器。第9頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二(1)JK觸發(fā)器T觸發(fā)器令JK觸發(fā)器的J=K=T，可得T觸發(fā)器的特性方程為：（CP下降沿到來有效）T觸發(fā)器的邏輯功能為：

T=1時：每輸入一個時鐘脈沖CP，觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；

T=0時：輸入時鐘脈沖CP時，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變T觸發(fā)器的作用：計數(shù)。第10頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二(2)JK觸發(fā)器T’觸發(fā)器令JK觸發(fā)器的J=K=1，可得T'觸發(fā)器的特性方程為：（CP下降沿到來有效）T’觸發(fā)器是T觸發(fā)器在T=1時的特例。第11頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二集成邊沿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。注意第12頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二

由3個基本SR鎖存器組成置0維持線接受D、CP輸入信號根據(jù)確定觸發(fā)器的狀態(tài)維持阻塞D觸發(fā)器（邊沿D觸發(fā)器）第13頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二011DD

1

&

CP

Q1

&

G33

&

&

&

Q2

Q3

S

RQ4

D

QQ&

CP=0

Qn+1=QnD信號進入觸發(fā)器,為狀態(tài)刷新作好準備Q1=DQ4=D工作原理:觸發(fā)器,狀態(tài)不變G2G1G4G5G6第14頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二01DD

G1

&

CP

Q1

&

3

&

&

&

G5

Q2

Q3

S

R

G

Q4

D

G

Q

Q

&

當(dāng)CP由0跳變?yōu)?100DD在CP脈沖的上升沿，觸法器按此前的D信號刷新11G2G4G6G5G3工作原理:第15頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二

1

&

CP

Q1

&

3

&

&

&

G5

Q2

Q3

S

R

G

Q4

D

G6

Q

Q

&

當(dāng)CP=1置0維持線110D信號不影響、的狀態(tài)，Q的狀態(tài)不變0置1阻塞線如Qn+1=0G1G2G3G4G5G601D不能改變Q3、Q2第16頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二1

1

&

CP

Q1

&

3

&

&

&

5

Q2

Q3

S

R

G

Q4

D

G

Q

Q

&

當(dāng)CP=101置1維持線置0阻塞線1D信號不影響、的狀態(tài)，Q的狀態(tài)不變?nèi)鏠n+1=1G1G2G3G4G5G6011

Q2、Q3狀態(tài)不變第17頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二觸發(fā)方式—邊沿維持阻塞D觸發(fā)器是用時鐘脈沖上升沿觸發(fā)的。因此，又稱為邊沿D觸發(fā)器。

Qn+1=D

（CP上升沿到來有效）式中的D信號指CP上升沿到來前的狀態(tài)，Qn+1為CP上升沿到來后的狀態(tài)。邏輯符號第18頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二具有直接置0和置1端的維持阻塞D觸發(fā)器：直接（異步）置0端；低電平有效。

：直接（異步）置1端；低電平有效。直接（異步）：指不受CP的影響。第19頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二D觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器和T’觸發(fā)器1.D觸發(fā)器T觸發(fā)器（CP脈沖上升沿到來有效）令D=T⊕Qn2.D觸發(fā)器T’觸發(fā)器（CP脈沖上升沿到來有效）令第20頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二主從觸發(fā)器1.主從觸發(fā)器與邊沿觸發(fā)器一樣可以克服空翻。2.結(jié)構(gòu)：主從結(jié)構(gòu)。內(nèi)部有相對稱的主觸發(fā)器和從觸發(fā)器3.觸發(fā)方式：主從式。主、從兩個觸發(fā)器分別工作在CP兩個不同的時區(qū)內(nèi)?？傮w效果上與邊沿觸發(fā)方式相同。狀態(tài)更新的時刻只發(fā)生在CP信號的上升沿或下降沿4.優(yōu)點：在CP的每個周期內(nèi)觸發(fā)器的狀態(tài)只可能變化一次，能提高觸發(fā)器的工作可靠性。主從觸發(fā)器是在同步RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的各種邏輯功能的觸發(fā)器都有主從觸發(fā)方式的觸發(fā)器,即：主從RS觸發(fā)器、主從JK觸發(fā)器、主從D觸發(fā)器、主從T觸發(fā)器、主從T’觸發(fā)器。第21頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二主從RS觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)由兩個同步RS觸發(fā)器串聯(lián)組成，上面的為從觸發(fā)器，下面的為主觸發(fā)器。

G9門的作用是將CP反相，使主、從兩個觸發(fā)器分別工作在兩個不同的時區(qū)內(nèi)。CP下降沿到來時有效特性方程第22頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二主從RS觸發(fā)器(1)接收輸入信號過程：CP=1期間，主觸發(fā)器控制門G7、G8打開，接收輸入信號R、S，有：

從觸發(fā)器控制門G3、G4封鎖，其狀態(tài)保持不變。工作原理第23頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二01(2)輸出信號過程：CP下降沿到來時，主觸發(fā)器控制門G7、G8封鎖，在CP=1期間接收的內(nèi)容被存儲起來。同時，從觸發(fā)器控制門G3、G4被打開，主觸發(fā)器將其接收的內(nèi)容送入從觸發(fā)器，輸出端隨之改變狀態(tài)。在CP=0期間，由于主觸發(fā)器保持狀態(tài)不變，因此受其控制的從觸發(fā)器的狀態(tài)也即Q、的值當(dāng)然不可能改變。第24頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二邏輯符號電路特點主從RS觸發(fā)器采用主從控制結(jié)構(gòu)，從根本上解決了輸入信號直接控制的問題，具有CP＝1期間接收激勵信號，CP下降沿到來時觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的特點。存在著約束問題，即在CP＝1期間，激勵信號R和S不能同時為1。邊沿觸發(fā)器第25頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二主從JK觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)代入主從RS觸發(fā)器的特性方程，即可得到主從JK觸發(fā)器的特性方程：將主從JK觸發(fā)器沒有約束。第26頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二特性表、時序圖第27頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二電路特點邏輯符號①主從JK觸發(fā)器采用主從控制結(jié)構(gòu)，從根本上解決了輸入信號直接控制的問題，具有CP＝1期間接收輸入信號,CP下降沿到來時觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的特點。②輸入信號J、K之間沒有約束。第28頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二帶清零端和預(yù)置端的主從JK觸發(fā)器RD=0，直接置0001SD=0，直接置101第29頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二帶清零端和預(yù)置端的主從JK觸發(fā)器的邏輯符號第30頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二集成主從JK觸發(fā)器低電平有效低電平有效CP下降沿觸發(fā)第31頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二與輸入主從JK觸發(fā)器的邏輯符號第32頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二主從D觸發(fā)器特性方程為：下降沿時刻有效第33頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二集成邊沿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)第34頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二總結(jié)：觸發(fā)器的兩要素一、邏輯功能1.描述方法：邏輯符號、特性表、驅(qū)動表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖1）邏輯符號

“^”：表示邊沿觸發(fā)輸入。

小圓圈：表示下降沿有效觸發(fā)。無小圓圈：表示上升沿有效觸發(fā)。

“┓”：表示主從觸發(fā)輸出。第35頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二2）特性表3）驅(qū)動表XQn第36頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二4）特性方程第37頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二二、觸發(fā)方式1.基本RS觸發(fā)器：直接電平觸發(fā)（低電平有效/高電平有效）,無CP。2.同步觸發(fā)

CP的（高/低）電平期間觸發(fā)；即在整個有效電平期間接收輸入信號（RS/JK/D/T）；在整個電平期間狀態(tài)相應(yīng)更新；存在空翻。3.邊沿觸發(fā)只在CP的↓或↑邊沿觸發(fā)；即只在CP的↓或↑邊沿接收輸入信號（RS/JK/D/T）；只在CP的↓或↑邊沿狀態(tài)更新；無空翻。4.主從觸發(fā)有主、從兩個觸發(fā)器，在CP的高/低電平期間交替工作、封鎖。只在CP的高電平期間（或低電平期間）接收輸入信號（RS/JK/D/T）；只在CP的↓或↑邊沿總的輸出狀態(tài)更新。第38頁，共44頁，2023年，2月20日，星期二集成觸發(fā)器中常見的置0和置1端：直接（異步）置0端。：直接（異步）置1端。有非號：低電平有效。無非號：高電平有效。直接（異步）：指不受CP的影響。同步：與CP節(jié)拍相同。第39頁，共44頁，2