項(xiàng)目十一集成觸發(fā)器－課題1 RS觸發(fā)器

項(xiàng)目十一集成觸發(fā)器課題一RS觸發(fā)器學(xué)習(xí)導(dǎo)入在前面的章節(jié)中，介紹了邏輯門(mén)電路和組合邏輯電路，這種電路的特點(diǎn)是，電路的輸出完全由當(dāng)時(shí)的輸入狀態(tài)決定，電路并沒(méi)有記憶功能。但是在有的數(shù)字電路中，任何時(shí)刻的輸出結(jié)果，不但與當(dāng)時(shí)電路的輸入狀態(tài)有關(guān)，還與該電路前一時(shí)刻的輸出狀態(tài)有關(guān)系，這樣的電路就稱(chēng)為時(shí)序邏輯電路，電路中的基本邏輯單元是觸發(fā)器。因此本章將介紹可以這種存儲(chǔ)1位二進(jìn)制代碼的基本單元電路——觸發(fā)器。本章主要介紹幾種常用觸發(fā)器的邏輯功能和原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：掌握觸發(fā)器特點(diǎn)和類(lèi)型。掌握基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器的邏輯功能和基本原理。掌握J(rèn)K觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器的邏輯功能和基本原理。2.能力目標(biāo)：可以根據(jù)給定的觸發(fā)器電路進(jìn)行分析和功能判斷?？梢愿鶕?jù)給定的觸發(fā)器電路寫(xiě)出特征方程。理論引入在數(shù)字電路中，各種信息都是用二進(jìn)制這一基本信號(hào)來(lái)表示的，而觸發(fā)器是存放這種信號(hào)的基本單元。由于觸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，在基本觸發(fā)器的基礎(chǔ)上能演變出許許多多的其他應(yīng)用電路，因此被廣泛運(yùn)用。特別是時(shí)鐘控制的觸發(fā)器為同時(shí)控制多個(gè)觸發(fā)器的工作狀態(tài)提供了條件，它是時(shí)序電路的基礎(chǔ)單元電路，常被用來(lái)構(gòu)造信息的傳輸、緩沖、鎖存電路及其他常用電路。理論引入1)觸發(fā)器特點(diǎn)①觸發(fā)器具有兩個(gè)能夠自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別是邏輯0和邏輯1②在適當(dāng)輸入信號(hào)作用下，觸發(fā)器可以從一種狀態(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?tīng)顟B(tài)保存下來(lái)。2)觸發(fā)器的類(lèi)型①按觸發(fā)方式分類(lèi)有同步觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及上升沿觸發(fā)方式和下降沿觸發(fā)方式。②按邏輯功能分類(lèi)有RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器。③同一種觸發(fā)方式又可以實(shí)現(xiàn)具有不同功能的觸發(fā)器，同一種功能也可以用不同的觸發(fā)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

一、基本RS觸發(fā)器

1. 電路結(jié)構(gòu)

它由兩個(gè)與非門(mén)（或者或非門(mén)）的輸入和輸出交叉連接而成，如圖11-1所示，有兩個(gè)輸入端R和S（又稱(chēng)觸發(fā)信號(hào)端）；R為復(fù)位端，當(dāng)R有效時(shí)，Q變?yōu)?，故也稱(chēng)R為置0端；S為置位端，當(dāng)S有效時(shí)，Q變?yōu)?，稱(chēng)S為置“1”端；還有兩個(gè)互補(bǔ)輸出端Q和Q。當(dāng)Q=1，Q=0；反之亦然。（a）邏輯電路

（b）（c）邏輯符號(hào)圖11-1基本RS觸發(fā)器

一、基本RS觸發(fā)器

2.

功能描述1)當(dāng)R=1,S=0時(shí)，不管觸發(fā)器原來(lái)處于什么狀態(tài)，其次態(tài)一定為“1”，即，故觸發(fā)器處于置位狀態(tài)。,觸發(fā)器處于復(fù)位狀態(tài)。。，破壞了觸發(fā)器的正常工作，使觸發(fā)器失效。2)

當(dāng)R=0，S=l時(shí)，3)

當(dāng)R=1，S=l時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)不變，處于保持狀態(tài)，即4)

當(dāng)R=0，S=0時(shí)，而且當(dāng)輸入條件同時(shí)消失時(shí)，觸發(fā)器是“0”態(tài)還是“1”態(tài)是不定的，即Q的狀態(tài)無(wú)法判定。這種情況在觸發(fā)器工作時(shí)是不允許出現(xiàn)的。因此使用這種觸發(fā)器時(shí)，禁止R=S=0出現(xiàn)。

一、基本RS觸發(fā)器

3.真值表、狀態(tài)圖及特征方程1) 真值表如表11-1所示。輸入輸出邏輯功能RS

000X不定狀態(tài)001X0100置0（復(fù)位）01101001置1（置位）10111100保持原來(lái)狀態(tài)1111

2) 狀態(tài)圖

如圖11-2所示。一、基本RS觸發(fā)器

一、基本RS觸發(fā)器

3)特征方程

根據(jù)表11-1畫(huà)出卡諾圖如圖11-3所示，化簡(jiǎn)得

特征方程為：（11-1-1）（11-1-2）其中約束條件為：二、同步RS觸發(fā)器

在數(shù)字系統(tǒng)中，一般包含不止一個(gè)觸發(fā)器，因此要求各觸發(fā)器要一定節(jié)拍下進(jìn)行翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。由此引入了時(shí)鐘脈沖信號(hào)CP，使這些觸發(fā)器只有在時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)時(shí)才按輸入信號(hào)改變狀態(tài)，這種受時(shí)鐘信號(hào)控制的觸發(fā)器稱(chēng)為時(shí)鐘觸發(fā)器。1．電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘控制的最簡(jiǎn)單方式是采用圖11-4所示的同步RS觸發(fā)器結(jié)構(gòu)。二、同步RS觸發(fā)器

2．功能描述當(dāng)CP=0時(shí)，觸發(fā)器不工作，控制門(mén)G3、G4處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)邏輯門(mén)輸出均為1，基本RS觸發(fā)器處于保持狀態(tài)。此時(shí)無(wú)論R、S如何變化，均不會(huì)改變G3、G4門(mén)的輸出山，故對(duì)狀態(tài)無(wú)影響。當(dāng)CP=1時(shí)，觸發(fā)器工作，其邏輯功能如下：R=0，S=1，，觸發(fā)器置“1”；，觸發(fā)器置“0”；，觸發(fā)器狀態(tài)不變；R=1，S=0,R=S=0，R=S=1，觸發(fā)器失效，工作時(shí)不允許。二、同步RS觸發(fā)器

3．真值表及特征方程1）真值表，如表11-2所示。

輸入輸出邏輯功能RS

0000保持原來(lái)狀態(tài)00110101置1（置位）01111000置0（復(fù)位）1010110X不定狀態(tài)、禁用111X二、同步RS觸發(fā)器

2）特征方程由表11-2寫(xiě)出邏輯函數(shù)式為

（11-1-3）（約束條件）（11-1-4）（11-1-5）（約束條件）根據(jù)以上約束條件將邏輯函數(shù)式簡(jiǎn)化，可以得到特性方程：二、同步RS觸發(fā)器

4.同步RS觸