基本RS觸發(fā)器課件

基本RS觸發(fā)器第四章觸發(fā)器

主從觸發(fā)器

邊沿觸發(fā)器

觸發(fā)器的應(yīng)用

小結(jié)基本RS觸發(fā)器概述

觸發(fā)器能夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的基本單元電路。

觸發(fā)器特點(diǎn)1.具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，分別表示邏輯0和邏輯1。2.在輸入信號作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸入信號取消后，能保持狀態(tài)不變。

觸發(fā)器分類按觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式。按邏輯功能分：RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器?；綬S觸發(fā)器RD、SD為1輸出不變一、基本RS觸發(fā)器1111（一）與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器2.組成結(jié)構(gòu)1.邏輯符號輸出：Q，輸入：RD，SD

RD=1，SD=1：Q=0，Q=1

RD=1，SD=1：Q=1，Q=0&G1QRD&G2QSDQQRDSDRS&G1QRD&G2QSD兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)：0110基本RS觸發(fā)器RD

SD

QQ

0 1 01 1 0 10 0 0不定（X）

1 1不變

&G1QRD&G2QSD一、基本RS觸發(fā)器4.特征表10113.工作原理1000RD、SD同時(shí)變?yōu)?時(shí)，輸出不穩(wěn)定。

RD=0，SD=1：Q=1，Q=0

RD=1，SD=0：Q=0，Q=1

RD=0，SD=0：Q=1，Q=1，且不穩(wěn)定

RD=1，SD=1：Q，Q保持不變0101&G1QRD&G2QSD&G1QRD&G2QSD動(dòng)作特點(diǎn)：P188基本RS觸發(fā)器Q：觸發(fā)器原端或1端。

RD：置0或復(fù)位端（低電平有效，邏輯符號上用圓圈表示。）SD：置1或置位端（低電平有效）Q

：觸發(fā)器非端或0端通常將Q端狀態(tài)作為觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。一、基本RS觸發(fā)器

RD

SD

QQ

0 1 01 1 0 10 0 0不定（X）

1 1不變

4.特征表QQRDSDRS基本RS觸發(fā)器RD

SD

Qn

Qn+1

0 0 0 X 0 0 1 X 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 5.特征方程Qn+1卡諾圖特征方程Qn

：原狀態(tài)或現(xiàn)態(tài)Qn+1：新狀態(tài)或次態(tài)輸入同為1，輸出不變特征表一、基本RS觸發(fā)器輸入同為0，輸出不定置1有效，輸出Q為1置0有效，輸出Q為0約束條件：輸入信號不能同時(shí)為零。QnRDSD0001111001000111××Qn+1基本RS觸發(fā)器ARCHITECTURErsff_aOFrsff2ISBEGIN

PROCESS(r,s)

VARIABLEstate:bit:='0';

BEGIN

ENDPROCESS;ENDrsff_a;6.VHDL描述一、基本RS觸發(fā)器不定狀態(tài)的描述邏輯功能的描述狀態(tài)輸出ENTITYrsff2IS

PORT(r,s:INbit;q,nq:OUTbit);ENDrsff2;

ASSERTNOT(r='0'ANDs='0')

REPORT"Bothrands='0'"

SEVERITYerror;

IFr='1'ANDs='1'THENstate:=state;

ELSIFr='1'ANDs='0'THENstate:='1';

ELSEstate:='0';

ENDIF;q<=state;nq<=NOT(state);端口(輸入/輸出）定義基本RS觸發(fā)器一、基本RS觸發(fā)器（二）或非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器2.組成結(jié)構(gòu)1.邏輯符號輸出：Q，輸入：RD，SDRDSDQn+100Qn01110011X3.特征表、特性方程QQRDSDRS≥1G1QRD≥1G2QSD基本RS觸發(fā)器1.電路組成與工作原理CP=0：狀態(tài)保持增加一個(gè)控制端，控制觸發(fā)器的狀態(tài)隨輸入變化。S=0，R=0：Qn+1=Qn

S=1，R=0：Qn+1=1

S=0，R=1：Qn+1=0

S=1，R=1：Qn+1=XCP=1：RS觸發(fā)器輸入端均為1。一、基本RS觸發(fā)器（三）同步RS觸發(fā)器第一部分：與非門G1和G2構(gòu)成基本RS觸發(fā)器第二部分：與非門G3和G4構(gòu)成控制電路G2S&G1QR&QG3S&G4R&CP11符號：QQRS1R1SCPC1輸入端R、S通過非門作用于基本RS觸發(fā)器。動(dòng)作特點(diǎn)：P190－191基本RS觸發(fā)器2.特征表3.特征方程R

S

Qn+1

0 0 Qn

0 1 1 1 0 0 1 1 X

一、基本RS觸發(fā)器CP=1：S=0，R=0：Qn+1=Qn

S=1，R=0：Qn+1=1

S=0，R=1：Qn+1=0

S=1，R=1：Qn+1=X（三）同步RS觸發(fā)器約束條件：輸入不能同時(shí)為1?；綬S觸發(fā)器假設(shè)：CP=1時(shí)，輸入信號不改變。4.同步RS觸發(fā)器波形圖分析SR=00,Q保持一、基本RS觸發(fā)器SR=10,Q置1SR=01,Q置0SR=11Q不定基本RS觸發(fā)器二、主從觸發(fā)器1.邏輯符號（一）主從RS觸發(fā)器

輸入信號：R、S（高有效）

同步RS觸發(fā)器在CP＝１時(shí)，R、S變化引起輸出多次改變。時(shí)鐘輸入：CP

主從觸發(fā)器有多種：主從RS觸發(fā)器、主從JK觸發(fā)器及主從T觸發(fā)器等。異步置0、置1：RD、SD

（不受CP限制，低有效）輸出信號：Q、QQQRS1R1SCPC1SDSRDR基本RS觸發(fā)器二、主從觸發(fā)器2.組成及工作原理組成：由兩個(gè)同步RS觸發(fā)器級聯(lián)而成。

工作原理：從觸發(fā)器主觸發(fā)器CP為高電平：主觸發(fā)器輸出A、B按照同步RS觸發(fā)器的功能翻轉(zhuǎn)，從觸發(fā)器的狀態(tài)不變，Q狀態(tài)保持。CP變?yōu)榈碗娖剑盒盘朅、B作為從觸發(fā)器S、R信號輸入，從觸發(fā)器狀態(tài)變化。從觸發(fā)器的動(dòng)作發(fā)生在CP的下降沿。

CP為低電平以后：主觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變，從觸發(fā)器的狀態(tài)不再改變。

時(shí)鐘CP直接作用于主觸發(fā)器，反相后作用于從觸發(fā)器。

主從RS觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)只發(fā)生在CP的下降沿?；綬S觸發(fā)器3.特征表4.特征方程R

S

Qn+1

0 0 Qn

0 1 1 1 0 0 1 1 X

主從RS觸發(fā)器特征表二、主從觸發(fā)器結(jié)論：主從RS觸發(fā)器的特性方程與同步RS觸發(fā)器相同，只是控制方式不同，邏輯符號亦不同。QQRS1R1SCPC1SDSRDRQQRS1R1SCPC1基本RS觸發(fā)器二、主從觸發(fā)器1.組成（二）主從計(jì)數(shù)觸發(fā)器2.邏輯功能R=Qn

S=Qn

特征方程表明：每一個(gè)CP的下降沿都會(huì)使觸發(fā)器的輸出狀態(tài)發(fā)生一次變化。觸發(fā)器以一位二進(jìn)制數(shù)方式記錄CP時(shí)鐘信號的個(gè)數(shù)，稱其為計(jì)數(shù)觸發(fā)器，也稱為T′觸發(fā)器。3.邏輯符號QQRS1R1SCPC1SDSRDRQQCPCSDSRDRQQCPC基本RS觸發(fā)器二、主從觸發(fā)器4.應(yīng)用

電路連接的特點(diǎn)：第一個(gè)觸發(fā)器的CP1端作為計(jì)數(shù)脈沖CP輸入端，Q1與第二個(gè)觸發(fā)器的CP2端相連，依次有Qi與CPi+1相連，觸發(fā)器的輸出Q4Q3Q2Q1代表四位二進(jìn)制數(shù)。CPQ1Q11R1SC1SRQ2Q21R1SC1SRQ3Q31R1SC1SRQ4Q41R1SC1SR基本RS觸發(fā)器二、主從觸發(fā)器4.應(yīng)用

每一個(gè)CP下降沿，都會(huì)使Q的狀態(tài)變化，Q4Q3Q2Q1代表四位二進(jìn)制數(shù)，故稱該電路為四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

CP信號頻率每經(jīng)過一個(gè)觸發(fā)器頻率減半，Q4輸出信號的頻率是輸入脈沖的十六分之一，這種頻率之間的關(guān)系稱為“分頻”。Q1是CP信號的二分頻，Q4是CP信號的十六分頻。基本RS觸發(fā)器二、主從觸發(fā)器1.邏輯符號（三）主從JK觸發(fā)器輸入信號：J、K時(shí)鐘輸入：CP異步置0、置1：RD、SD

（不受CP限制，低有效）輸出信號：Q、QQQKJ1K1JCPC1SDSRDR基本RS觸發(fā)器2.邏輯功能由兩個(gè)同步RS觸發(fā)器構(gòu)成CP=0：從觸發(fā)器接受主觸發(fā)器狀態(tài)并動(dòng)作CP=1:主觸發(fā)器接受激勵(lì)信號并動(dòng)作二、主從觸發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器1

時(shí)鐘CP直接作用于主觸發(fā)器，反相后作用于從觸發(fā)器。

忽略異步輸入信號RDSD特征表

K

J

Qn+1

0 0 Qn

1 0 0 0 1 1 1 1 基本RS觸發(fā)器特征表

K

J

Qn+1

0 0 Qn

1 0 0 0 1 1 1 1 2.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和激勵(lì)表

激勵(lì)表

Qn

Qn+1

J

K

0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0狀態(tài)0狀態(tài)1J=0K=XK=0J=XJ=1K=XK=1J=X狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖二、主從觸發(fā)器1基本RS觸發(fā)器3.主從JK觸發(fā)器對激勵(lì)信號的要求CP=1期間,若J、K變化，觸發(fā)器的狀態(tài)與特征表不一致。二、主從觸發(fā)器

為了使主從觸發(fā)器的邏輯功能符合特征表，

要求J、K信號在時(shí)鐘CP上升沿之前輸入，且一直保持到下降沿到來之后。主觸發(fā)器只改變一次主觸發(fā)器只改變一次分析基本RS觸發(fā)器（四）主從Ｔ觸發(fā)器JK觸發(fā)器的J、K端連接在一起構(gòu)成T觸發(fā)器。

T

特征表

T Qn+1

0 Qn

1

2.邏輯符號3.特征表二、主從觸發(fā)器1.組成結(jié)構(gòu)JK

特征表

K

J

Qn+1

0 0 Qn

1 0 0 0 1 1 1 1 QQT1TCPC1SDSRDR基本RS觸發(fā)器

激勵(lì)表

Qn

Qn+1

T

0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 4.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖5.特征方程二、主從觸發(fā)器0T=0T=11T=1T=0基本RS觸發(fā)器主從觸發(fā)器：CP=1,若J、K變化，觸發(fā)器的狀態(tài)與特征表不一致。（一）維持阻塞D觸發(fā)器1.邏輯符號輸入信號：D時(shí)鐘輸入：CP(上升沿觸發(fā))邊沿觸發(fā)器：上升沿觸發(fā)或下降沿觸發(fā)，激勵(lì)端的信號在觸發(fā)信號的前后幾個(gè)延遲時(shí)間內(nèi)保持不變，便可以穩(wěn)定地根據(jù)特征表工作。三、邊沿觸發(fā)器

具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可靠性高。

輸出信號：Q、Q異步置０、置１：RD、SDQQD21DCPC1SDSRDRD1&

對激勵(lì)信號要求嚴(yán)格，抗干擾能力差。基本RS觸發(fā)器011102.邏輯功能D＝1，Qn＝0，CP上升沿：Qn+1＝1D＝1，Qn＝1D＝0，Qn＝0D＝0，Qn＝1CP上升沿：Qn+1＝?自己分析：置1維持線三、邊沿觸發(fā)器置0阻塞線0111101001

0011101忽略異步信號輸出維持不變基本RS觸發(fā)器

Qn+1=D

特征表

D

Qn+1

0 0 1 1

激勵(lì)表

Qn

Qn+1

D

0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 3.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖4.特征方程三、邊沿觸發(fā)器0D=1D=01D=1D=0基本RS觸發(fā)器（二）邊沿JK觸發(fā)器1.邏輯符號輸入信號：J、K時(shí)鐘輸入：CP（下降沿觸發(fā)）三、邊沿觸發(fā)器輸出信號：Q、Q2.組成結(jié)構(gòu)

集電極開路與非門1、2是輸入引導(dǎo)門，其傳輸延遲時(shí)間比與或非門3、4長。

與或非門3、4構(gòu)成基本觸發(fā)器。QQKJ1K1JCPC1基本RS觸發(fā)器三、邊沿觸發(fā)器3.工作原理CP=0：觸發(fā)器狀態(tài)保持；CP由1變?yōu)?：門3、4可以等效成一個(gè)基本RS觸發(fā)器，輸出狀態(tài)由g、h電平?jīng)Q定。CP=1：觸發(fā)器狀態(tài)保持；

由于門1、2的延遲時(shí)間較長，g及h的狀態(tài)保持的是CP下降沿之前的J、K信號。結(jié)論：只要在CP下降沿前一個(gè)門的延遲時(shí)間J、K信號保持不變，觸發(fā)器就能穩(wěn)定翻轉(zhuǎn)。在CP變?yōu)?后，即使J、K變化，由于門1、2延遲的作用，觸發(fā)器的狀態(tài)不受J、K變化的影響。

邊沿JK觸發(fā)器的特征表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、特征方程均與主從JK觸發(fā)器相同。

CP=0：h和g端為1，門3及4被封鎖，觸發(fā)器狀態(tài)保持。CP=1：狀態(tài)可以表示為：

觸發(fā)器的狀態(tài)維持不變?；綬S觸發(fā)器1.移位寄存器四、觸發(fā)器的應(yīng)用應(yīng)用：

四個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘接在一起，作為移位脈沖。

置0端連在一起作為清零端，加入一個(gè)負(fù)脈沖，各觸發(fā)器的狀態(tài)全為0。

置1端接在一起，接高電平。數(shù)碼1數(shù)碼1數(shù)碼2數(shù)碼1數(shù)碼3數(shù)碼2數(shù)碼1數(shù)碼4數(shù)碼3數(shù)碼2基本RS觸發(fā)器2.計(jì)數(shù)器CPi+1與Qi相連，Qi+1在Qi下降沿翻轉(zhuǎn)。四、觸發(fā)器的應(yīng)用D與Q連接，因此Q在CP上升沿翻轉(zhuǎn)。

由D觸發(fā)器構(gòu)成的四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器基本RS