數(shù)字電子技術基礎第四章觸發(fā)器

第四章觸發(fā)器第一節(jié)觸發(fā)器的電路結構及工作特點作業(yè)4-24-34-11第一節(jié)觸發(fā)器的電路結構及工作特點一、基本RS鎖存器1．用與非門組成的基本RS鎖存器（一）電路結構和邏輯符號

鎖存器有兩個互補的輸出端，通常把Q端的狀態(tài)作為鎖存器的狀態(tài)輸入端低電平有效Q=1、=01狀態(tài)Q=0、=10狀態(tài)(二)邏輯功能分析不穩(wěn)定狀態(tài)的約束R=S=0同時撤消時電路的狀態(tài)可能有三種情況組合電路與時序電路的區(qū)別：組合電路在某時刻的輸出只決定于這時刻的輸入時序電路在某時刻的輸出決定于兩個因素：①這時刻的輸入；②這時刻以前的輸入?；蛘哌@樣說：②這時刻電路的狀態(tài)這時刻電路的狀態(tài)反映的是這時刻以前的電路的輸入的歷史幾個概念1狀態(tài)0狀態(tài)現(xiàn)態(tài)：Qn正在考察的瞬間電路所處的狀態(tài)次態(tài)：Qn+1以正在考察的瞬間為基準，下一個考察瞬間觸發(fā)器將要進入的狀態(tài)狀態(tài)：時序電路的最重要的概念（三）或非門構成的基本RS鎖存器輸入端高電平有效例

在用與非門組成的基本RS鎖存器中，設初始狀態(tài)為0，已

知輸入R、S的波形圖，畫出兩輸出端的波形圖。解：由知，當R、S都為高電平時，鎖存器保持原狀態(tài)不變；當S變低電平時，觸發(fā)器翻轉為1狀態(tài)；當R變低電平時，鎖存器翻轉為0狀態(tài)；不允許R、S同時為低電平。二、邏輯門控RS鎖存器（一）電路結構和邏輯符號

（二）邏輯功能分析當CP=0時，G3和G4門被封鎖，輸入信號R、S不起作用，輸出全為1，基本RS鎖存器狀態(tài)不變。 當CP=1時，G3和G4門打開，輸入信號R、S經G3、G4門作用于基本RS鎖存器，使Q的狀態(tài)跟隨輸入狀態(tài)的變化而改變，其特性表如表4-3所示。當R=S=1時當CP由1變0時鎖存器的狀態(tài)不定。或者當CP=1時，R、S同時由1變0時鎖存器的狀態(tài)不定。(三)鎖存器功能的幾種描述方法1．特性方程2．狀態(tài)轉換圖3．驅動表4．波形圖1．特性方程2．狀態(tài)轉換圖3．驅動表4．波形堤圖由于在CP=1期剝間，G3、G4門都是開原著的，都潛能接收R、S信號，尋所以，盼如果在CP=1期伴間R、S發(fā)生多次心變化，則搭鎖存器的覆狀態(tài)也可顯能發(fā)生多滑次翻轉。在一個吉時鐘脈狂沖周期必中，鎖頓存器發(fā)察生多次恢翻轉的?，F(xiàn)象叫泰做空翻。同步觸發(fā)鎮(zhèn)器存在的碼問題——空翻三、主從檢觸發(fā)器（一）主裁從RS觸辱發(fā)器主從觸流發(fā)器的將觸發(fā)翻壓轉分為袖兩個節(jié)特拍：（1）當CP＝1時稅，CP’＝0，恰從觸發(fā)器旺被封鎖，舌保持原狀年態(tài)不變：功主觸發(fā)器站工作，接蠟收R和S端的輸餅入信號散。（2）當CP由1躍變皺到0時，斷即CP=0、CP’＝1素。主觸無發(fā)器被秤封鎖，孟輸入信餐號R、S不再影俊響主觸娘發(fā)器的蒙狀態(tài)；喝從觸發(fā)映器工作燃，接收曲主觸發(fā)紹器輸出率端的狀宗態(tài)。特點：（1）主娘從觸發(fā)器塘的翻轉是績在CP由1變0動時刻（CP下降沿）汽發(fā)生的。（2）CP一旦變鞠為0后廢，主觸鉆發(fā)器被穿封鎖，猾其狀態(tài)遙不再受R、S影響，運因此不效會有空等翻現(xiàn)象沸。（3）輸吼入端直接鬧控制的問企題已經解懷決主從RS若觸發(fā)器的財缺點R、S數(shù)不能同兼時為1烤，即有嶺效的輸下入電平主從JK觸發(fā)器跨可解決芹此問題（二）功主從J榴K觸發(fā)遇器主從R憐S觸發(fā)敢器的缺秋點：使用時兔有約束嫌條件RS=0造。為此，娃將觸發(fā)啞器的兩恥個互補脆的輸出監(jiān)端信號嶼通過兩籠根反饋辦線分別越引到輸深入端的笑G7、G8門，這樣周，就構成于了JK觸廣發(fā)器。(1）檔功能表懂：（2）定特性方棒程：（3）問狀態(tài)轉她換圖（4）接驅動表已知主從漏JK觸發(fā)士器J、K的波形如朱圖所示，走畫出輸出Q的波形圖編（設初始島狀態(tài)為0鍛）。在畫主從絨觸發(fā)器的公波形圖時兔，應注意攤以下兩點后：（1）觸劉發(fā)器的觸器發(fā)翻轉發(fā)部生在時鐘菜脈沖的觸刮發(fā)沿（這禮里是下降薄沿）。（2）汗CP=冠1期間禍主觸發(fā)喂器接收響，在C研P下降櫻沿的瞬慈間從觸晝發(fā)器翻婆轉。（3）一噴次變化問判題。已知主爹從JK束觸發(fā)器J、K的波形攏如圖所成示，畫個出輸出Q的波形第圖（設扮初始狀號態(tài)為0腫）。解：畫出輸出膛波形如圖姿示。主從JK謎觸發(fā)器的缺一次變化渠現(xiàn)象主從JK蠅觸發(fā)器在CP=1期沒間，主綱觸發(fā)器寧在輸入混發(fā)生多歪次變化頂?shù)那闆r暈下，而惹其狀態(tài)詳只能變腿化（翻健轉）一文次，這襯種現(xiàn)象但稱為一筍次變化魯現(xiàn)象。李Q=0誼時J不支能發(fā)生翻從0—深1—0愁的變化辟，Q=孟1時K萄不能發(fā)突生從0?！?—撿0的變螺化，主從T觸爆發(fā)器和T好’觸發(fā)器如果將J炎K觸發(fā)器攜的J和K病相連作為翠T輸入端組就構成了周T觸發(fā)器。T觸發(fā)燦器特性番方程：當T觸駁發(fā)器的巨輸入控槐制端為T=1時，疏稱為T’瞇觸發(fā)器。T’觸喇發(fā)器的續(xù)特性方叔程為：四、邊型沿觸發(fā)忌器（一）字CMO忠S主從需結構的宮邊沿觸者發(fā)器（二）生維持阻帆塞觸發(fā)燥器（三）利在用傳輸延耽遲的邊沿坊觸發(fā)器D觸發(fā)器的馳狀態(tài)轉換飛圖：D觸發(fā)器的扶驅動表：2．維莫持—阻饞塞邊沿雨D觸發(fā)違器的結告構及工決作原理（1）鍋同步D忽觸發(fā)器湯：該電路燈滿足D旗觸發(fā)器的邏輯功咳能，但有同步觸察發(fā)器的空翻現(xiàn)形象。（2）維持—總阻塞邊憲沿D觸盡發(fā)器為了克游服空翻必，并具老有邊沿浙觸發(fā)器燒的特性勤，在原寄電路的占基礎上傻引入三叢根反饋伶線L1、L2、L3。例5.3遍.1已知維餐持—阻魄塞D觸布發(fā)器的宮輸入波爛形，畫擾出輸出洽波形圖安。解：在訪波形圖器時，應豬注意以泛下兩點春：（1）觸議發(fā)器的觸輩發(fā)翻轉發(fā)小生在CP色的上升沿物。（2）發(fā)判斷觸旦發(fā)器次備態(tài)的依故據(jù)是C刮P上升庸沿前一淋瞬間輸求入端D岡的狀態(tài)睬。根據(jù)D觸披發(fā)器的功別能表，可役畫出輸出飯端Q的波形圖偏。（3）觸摧發(fā)器的直姜接置0和轉置1端RD——直根接置0員端，低杰電平有仁效；SD——直縣接置1陵端；低鑒電平有廈效。RD和SD不受CP和D信號俗的影響，糾具有最高膛的優(yōu)先級幻玉。二、CM挨OS主從結構臘的觸發(fā)器1．電型路結構刻:由CMOS邏輯門和CMOS傳輸門組摩成主從D觸發(fā)器證。由于引逮入了傳玩輸門，杜該電路正雖為主違從結構毀，卻沒遙有一次微變化問扁題，具有邊駝沿觸發(fā)怖器的特同性。2．工作違原理觸發(fā)器襖的觸發(fā)陜翻轉分移為兩個梁節(jié)拍：（1）推當CP變?yōu)?稈時，TG1開通，TG2關閉。主勵觸發(fā)器接準收D信號。同時，TG3關閉，TG4開通，炊從觸發(fā)嚴器保持拔原狀態(tài)違不變。（2）傷當CP由1變乖為0時汁，TG1關閉，TG2開通，束主觸發(fā)它器自保交持。同時，TG3開通，TG4關閉，從悟觸發(fā)器接候收主觸發(fā)酬器的狀態(tài)報。3．具有直逆接置0名端RD和直接隸置1端SD的CM溪OS邊歪沿D觸蘋發(fā)器集成觸發(fā)投器一、集成觸發(fā)炸器舉例1．TTL主從JK觸發(fā)器7烤4LS72特點：（從1）有3蓮個J端和3晨個K端，它們者之間是與麥邏輯關系服。（2）帶翁有直接置三0端RD和直接翼置1端SD，都為低笑電平有摟效，不訴用時應傭接高電昨平。（3）單為主從惡型結構基，CP下跳沿卵觸發(fā)。74LS72的功能累表2．高速C嶼MOS殘邊沿D觸發(fā)器7患4HC74特點：宗（1）化單輸入惰端的雙婆D觸發(fā)矮器。（2）芹它們都巾帶有直案接置0針端RD和直接置變1端SD，為低守電平有中效。（3）煎為CM濱OS邊街沿觸發(fā)器，CP上升沿湊觸發(fā)。3.集成扭觸發(fā)器的禮主要參數(shù)1.直流救參數(shù)（1）電墻源電流I淺CC（2）低貓電平輸入繩電流II虧L（3）高胖電平輸入濤電流II世H（4）輸菜出高電平蹦VOH輸液出低電平耀VOL2.開奧關參數(shù)（1）最饞高時鐘頻械率fmax（2）對萍時鐘的延格遲（tCP鍛LH和tCP搞HL）（3）對佛直接置0識置1端的訓延遲時間(tRLHtRHLtSLHtshl)二．集成徒觸發(fā)器童的脈沖甚工作特概性觸發(fā)器死的脈沖關工作特若性是指喉觸發(fā)器犧對時鐘償脈沖、戀輸入信煤號以及望它們之乞間相互遙配合的的時間關蒜系的要求典。掌握這叢種工作特串性對觸發(fā)吼器的應用幅非常重要國。（1）維子持—阻塞D觸發(fā)器候的脈沖吹工作特克性。tset=2tpd。tset=2tpd?？梢钥椿畛?，該快電路的朋建立時慶間為兩治級與非巴門的延揚遲時間藍，即tset=2tpd。取tH=1tpd由圖可以殃看出，該旅電路的tCPL漲H=2tpd，tCPHL=3tpd，所以觸發(fā)候器的tCPH≥tCPHL=3tpd。（2）艦主從JK觸發(fā)器謀的脈沖峰工作特戀性。在主從JK觸發(fā)器電墻路中，當誓時鐘脈沖CP上跳沿番到達時華，輸入慌信號J、K進入主卸觸發(fā)器汗，由于J、K和CP同時接配到G7、G8門，所幅以J、K信號只要須不遲于CP上跳沿嬌即可，所以，tset=0。tCPH≥3tpd。tH=0。該電路鑰的tCPL亡H=2tpd，tCPH鍛L=3tpd，所以撥觸發(fā)器的tCPL≥tCPH擋L=3tpd。綜上所述睡，主從JK觸發(fā)器要班求CP的最小工糕作周期Tmin=tCPH+tCPL三、觸發(fā)喜器功能的馳轉換1.用JK觸發(fā)器轉廢換成其他介功能的觸騙發(fā)器（1）JK→D分別寫出JK觸發(fā)器你和D觸跟發(fā)器的裙特性方放程比較得：畫出邏輯獄圖：（2）JK→T（T’）寫出T觸發(fā)器參的特性蹦方程：與JK觸閃發(fā)器的特賠性方程比薪較，得：J=T，K=T。令T=1，即斯可得T’觸發(fā)器鏟。2．用D觸發(fā)器忘轉換成蝕其他功秩能的觸遇發(fā)器（1）D→JK寫出D觸發(fā)器衫和JK觸發(fā)器古的特性稀方程：比較兩式筍，得：畫出邏患輯圖。（2）D→T圖（b訓）（3）D→T’圖（c衫）三、觸發(fā)尊器應用舉舊例設計一個俘3人搶答逮電路。3慌人A、B悉、C各控償制一個按爬鍵開關KA、KB、KC和一個發(fā)屆光二極管桐DA、DB、DC。誰先倍按下開潑關，誰絞的發(fā)光俘二極管徐亮，同拼時使其連他人的享搶答信肌號無效溜。利用觸發(fā)海器的“記像憶”作用縣，使搶答渴電路工作菠更可靠、幻玉穩(wěn)定。本章小途結1．觸擱發(fā)器有忠兩個基蔥本性質地：（1叨）在一濤定條件遷下，觸印發(fā)器可熊維持在程兩種穩(wěn)滲定狀態(tài)蛙（0或墻1狀態(tài)霉）之一堵而保持擇不變；鐘（2）瞞在一定旦的外加擔信號作欠用下，醋觸發(fā)器液可從一伐個穩(wěn)定污狀態(tài)轉茫變到另寫一個穩(wěn)截定狀態(tài)籠。2．描棉寫觸發(fā)途器邏輯訴功能的械方法主籍要有特殲性表、沿特性方鄉(xiāng)豐程、驅邀動表、床狀態(tài)轉厚換圖和左波形圖敞(又稱買時序圖耗)等。3．按照結糧構不同，豈觸發(fā)器可