第十二觸發(fā)器

第12章觸發(fā)器本章要求:1、掌握R－S、J－K、D觸發(fā)器的邏輯功能。2、掌握集成555定時(shí)器及由它組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

器和多諧振蕩器的工作原理。

電路的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而且與電路原來的狀態(tài)有關(guān)。這種具有存貯記憶功能的電路稱為時(shí)序邏輯電路。時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)：12.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點(diǎn)：1、有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)“0”態(tài)和“1”態(tài)；2、能根據(jù)輸入信號(hào)將觸發(fā)器置成“0”或“1”態(tài)；3、輸入信號(hào)消失后，被置成的“0”或“1”態(tài)能保存下來，即具有記憶功能。12.1.1基本R－S觸發(fā)器兩互補(bǔ)輸出端兩輸入端&QQ.G1&.G2SDRD反饋線基本R－S觸發(fā)器狀態(tài)表邏輯符號(hào)RD(ResetDirect)-直接置“0”端(復(fù)位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)QQSDRDSDRDQ100置0011置111不變保持00不確定(禁止)功能低電平有效2.可控RS觸發(fā)器基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G4SR&G3C.&G1&G2.SDRDQQ時(shí)鐘脈沖當(dāng)C=0時(shí)011

R，S輸入狀態(tài)不起作用。

觸發(fā)器狀態(tài)不變11.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C被封鎖被封鎖邏輯功能：當(dāng)C=1時(shí)1打開觸發(fā)器狀態(tài)由R，S輸入狀態(tài)決定。11打開觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻受C控制（C高電平時(shí)翻轉(zhuǎn)），而觸發(fā)器的狀態(tài)由R，S的狀態(tài)決定。.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3C可控RS狀態(tài)表00SR01010111不定Qn+1Qn（保持）邏輯符號(hào)QQSR

CSDRD

SD，RD用于預(yù)置觸發(fā)器的初始狀態(tài)，

工作過程中應(yīng)處于高電平，對(duì)電路工作狀態(tài)無影響。Qn—時(shí)鐘到來前觸發(fā)器的狀態(tài)Qn+1—時(shí)鐘到來后觸發(fā)器的狀態(tài)例：畫出可控R－S觸發(fā)器的輸出波形RSC不定不定可控R－S狀態(tài)表QQ0100SR01010111不定Qn+1Qn存在問題：時(shí)鐘脈沖不能過寬，否則出現(xiàn)空翻現(xiàn)象，即在一個(gè)時(shí)鐘脈沖期間觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次以上。C克服辦法：采用JK觸發(fā)器或D觸發(fā)器00SR01010

111

不定Qn+1QnQ=SQ=R12.1.2JK觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)從觸發(fā)器主觸發(fā)器反饋線C

C

CF主JKRS

CF從QQQSDRD1J

K

Qn+100Qn

01010111QnJK觸發(fā)器狀態(tài)表(保持功能)

(置“0”功能)

(置“1”功能)(翻轉(zhuǎn)功能)C下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)SD、RD為直接置1、置0端，不受時(shí)鐘控制，低電平有效，觸發(fā)器工作時(shí)SD、RD應(yīng)接高電平。邏輯符號(hào)

CQJKSDRDQ例：JK觸發(fā)器工作波形CJKQ下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)基本R-S觸發(fā)器導(dǎo)引電路&G2&G1QQSDRD&G3&G4&G5&G6CD12.1.3D觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)反饋線跳轉(zhuǎn)D觸發(fā)器狀態(tài)表D

Qn+1

0101上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)邏輯符號(hào)DCQQRDSD例：D觸發(fā)器工作波形圖CDQ上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)12.2555定時(shí)器電路555定時(shí)器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。555定時(shí)器在工業(yè)控制、定時(shí)、檢測(cè)、報(bào)警等方面有廣泛應(yīng)用。555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理1.分壓器：由三個(gè)等值電阻構(gòu)成2.比較器：由電壓比較器C1和C2構(gòu)成3.R-S觸發(fā)器4.放電開關(guān)管TVAVB輸出端電壓控制端高電平觸發(fā)端低電平觸發(fā)端放電端復(fù)位端UCC分壓器比較器R-S觸發(fā)器放電管地++C1++C2QQRDSD5K5K5KT24567831<2/3UCC<1/3UCC10>2/3UCC>1/3UCC01<2/3UCC>1/3UCC11>2/3UCC<1/3UCC00RDSDV6V2比較結(jié)果1/3UCC不允許2/3UCC++C1++C2..5K5K5KVAVBUCCRDSD562V6V2<2/3UCC<1/3UCC>2/3UCC>1/3UCC<2/3UCC>1/3UCCQT10保持導(dǎo)通截止保持綜上所述，555功能表為：QQRDSDT輸出RDSD101011QT10保持導(dǎo)通截止保持1.由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器多諧振蕩器是一種無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，接通電源后，不需外加觸發(fā)信號(hào)，就能產(chǎn)生矩形波輸出。由于矩形波中含有豐富的諧波，故稱為多諧振蕩器。定時(shí)器電路的應(yīng)用UCC++C1++C2QQRDSD...5K5K5KVAVBT13245678(復(fù)位端)(地)uo1.由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器接通電源通電前uc=0011100>2/3UCCRD=1SD=0..ucR1R2.+–C充電C放電1<1/3UCC48562713+UCCuo.uC..CR1R2uctuottp1tp22/3UCC1/3UCCRD=1SD=0Q=1Q=0T截止Q=0Q=1T導(dǎo)通RD=0SD=1tp1=(R1+R2)Cln2=0.7(R1+R2)Ctp2=R2Cln2=0.7R2CT=tp1+tp2=0.7(R1+2R2)C接通電源C充電C放電歸納成幾個(gè)要點(diǎn)1.電容在反復(fù)的充電和放電（Vcc/3~2Vcc/3之間）。2.三極管T在反復(fù)的導(dǎo)通和截止。導(dǎo)通時(shí)對(duì)應(yīng)電容放電，截止時(shí)對(duì)應(yīng)電容充電。3.輸出電壓Uo在反復(fù)的來回翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生在電容電壓為Vcc/3和2Vcc/3時(shí)。.uC.+UCC4876213CR1R25.例：多諧振蕩器構(gòu)成水位監(jiān)控報(bào)警電路水位正常情況下，電容C被短接，揚(yáng)聲器不發(fā)音；水位下降到探測(cè)器以下時(shí)，多諧振蕩器開始工作，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警。+下圖是一個(gè)防盜報(bào)警電路，a、b兩端被一細(xì)銅絲接通，此絲置于認(rèn)為盜竊者必經(jīng)之處。當(dāng)盜竊者闖入室內(nèi)將銅絲碰斷后，揚(yáng)聲器即發(fā)出報(bào)警聲（揚(yáng)聲器電壓為1.2V，通過電流為40mA）。(1)試問555定時(shí)器接成何種電路？(2)說明本報(bào)警電路的工作原理。

Page354習(xí)題21.5.3答：(1)多諧振蕩器電路。(2)工作原理：當(dāng)細(xì)銅絲未斷時(shí)，555的第4腳接地，復(fù)位端起作用，第3端輸出為零。由于電容的隔直作用，揚(yáng)聲器不響，電路不報(bào)警。若細(xì)銅絲斷，第4腳接高電平，復(fù)位端不起作用。此時(shí)，555作為多諧振蕩器工作，第3端輸出為矩形波，可以通過電容，因此，揚(yáng)聲器有電流流過，發(fā)出報(bào)警聲音。

定時(shí)器電路的應(yīng)用

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。在未加觸發(fā)脈沖前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)；在觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)定狀態(tài)，停留一段時(shí)間后，電路又自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)。2.定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2.由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(地)ucR1+UCCuiUCC++C1++C2QQRDSD5K5K5KVAVBT1348(復(fù)位端)u065271101Q=1截止暫穩(wěn)狀態(tài)0<1/3UCC0012.由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(地)ucR1+UCCuiUCC++C1++C2QQRDSD5K5K5KVAVBT1348(復(fù)位端)u06527>2/3UCC1010Q=1010110穩(wěn)定狀態(tài)Q=0uituctuot暫穩(wěn)態(tài)tptp=RCln3=1.1RC+UCC48562713...0.01FucCuiuo2/3UCCRD=1SD=0Q=1Q=0T截止C充電RD=0SD=1Q=0Q=1因此暫穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)短取決于RC時(shí)間常數(shù)R歸納成幾個(gè)要點(diǎn)1.初始狀態(tài)時(shí)，輸出電壓Uo=0，三極管T處于導(dǎo)通，電容電壓Uc=0.2.觸發(fā)負(fù)脈沖來，將觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，即輸出電壓Uo=1，三極管T截止。電源對(duì)電容C充電，電容電壓Uc逐漸上升。3.當(dāng)Uc上升到2/3Vcc時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)回來，輸出電壓Uo=0，T導(dǎo)通，Uc迅速放電到0，即回到了初始的狀態(tài)。例：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成樓道燈（燈亮一定時(shí)間后能自動(dòng)熄滅）。48162357uouiUCCSRCuituottp若S未按下,則

ui

=1若S按下,則ui

=0uo按一下按鈕

S未按0KT的線圈不通電KT的觸點(diǎn)斷開燈滅1通電閉合亮燈亮的時(shí)間為：tp

=1.1RC48162357uouiUCCCSKTKTD1D2R