時(shí)序邏輯電路教案

課題：4.1基本RS觸發(fā)器

4.22同步觸發(fā)器（同步RS觸發(fā)器）

目的與要求：1掌握時(shí)序電路的定義、分類、觸發(fā)器的特點(diǎn)。

2掌握基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功能。

3掌握同步RS觸發(fā)器的工作原理、邏輯功能。

4掌握觸發(fā)器邏輯功能的表示方法。

5掌握時(shí)序電路的一些基本概念。

重點(diǎn)與難點(diǎn)：1基本概念要正確建立。難點(diǎn)：現(xiàn)態(tài)、次態(tài)、不定狀態(tài)的正確理解。

2基本RS觸發(fā)器的邏輯功能、觸發(fā)方式。

復(fù)習(xí)（提問(wèn)）：1組合電路的定義？構(gòu)成其電路的門電路有何特點(diǎn)？

2組合電路與時(shí)序電路的區(qū)別？

3時(shí)序電路的一些基本概念？

提綱

內(nèi)容提要

4.1概述

一、觸發(fā)器的概念

觸發(fā)器有三個(gè)基本特性：

二、觸發(fā)器的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)

1狀態(tài)：

0狀態(tài)：

三、觸發(fā)器的邏輯功能描述：

四、觸發(fā)器的分類：

4.2觸發(fā)器的基本形式

4.2.1基本RS觸發(fā)器

一、由與非門組成的基本RS觸發(fā)器

1.電路結(jié)構(gòu)

2.邏輯功能

3.特性表

二、由或非門組成的基本RS觸發(fā)器

4.2.2同步觸發(fā)器

一、同步RS觸發(fā)器

1.電路結(jié)構(gòu)

2.邏輯功能

3.驅(qū)動(dòng)表

4.特性方程

5.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

第4章集成觸發(fā)器

內(nèi)容提要

觸發(fā)器：具有記憶功能的基本邏輯單元。

基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功能。

各種觸發(fā)器的邏輯功能、觸發(fā)方式。

簡(jiǎn)單介紹觸發(fā)器的應(yīng)用。

4.1概述

一、觸發(fā)器的概念

復(fù)習(xí)：組合電路的定義？構(gòu)成其電路的門電路有何特點(diǎn)？組合電路與時(shí)序電路的區(qū)別？

門電路：在某一時(shí)刻的輸出信號(hào)完全取決于該時(shí)刻的輸入信號(hào)，沒(méi)有記憶作用。

觸發(fā)器：具有記憶功能的基本邏輯電路，能存儲(chǔ)二進(jìn)制信息（數(shù)字信息）.

觸發(fā)器有三個(gè)基本特性：

（1）有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，可分別表示二進(jìn)制數(shù)碼0和1,無(wú)外觸發(fā)時(shí)可維持穩(wěn)態(tài)；

（2）外觸發(fā)下，兩個(gè)穩(wěn)態(tài)可相互轉(zhuǎn)換（稱翻轉(zhuǎn)），己轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定狀態(tài)可長(zhǎng)期保持下來(lái),

這就使得觸發(fā)器能夠記憶二進(jìn)制信息，常用作二進(jìn)制存儲(chǔ)單元。

⑶有兩個(gè)互補(bǔ)輸出端，分別用Q和白表示.

二、觸發(fā)器的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)

通求用Q的輸出狀態(tài)來(lái)袤示觸發(fā)髏的狀態(tài).

還逐］：Q=1、。=0,記Q=l,與二進(jìn)制數(shù)碼的1對(duì)應(yīng).

還遂|：Q=0、。=1,記Q=0,與二進(jìn)制數(shù)碼的0對(duì)應(yīng).

三、觸發(fā)器的邏輯功能描述：

特性表、激勵(lì)表（又稱驅(qū)動(dòng)表）、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波形圖（又稱時(shí)序圖）

四、觸發(fā)器的分類：根據(jù)

邏輯功能不同：RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器和觸發(fā)器等。

觸發(fā)方式不同：電平觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器和主從觸發(fā)器等。

電路結(jié)構(gòu)不同：基本RS觸發(fā)器，同步觸發(fā)器、維持阻塞觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸

發(fā)器等。

4.2觸發(fā)器的基本形式

4.2.1基本RS觸發(fā)器

一、由與非門組成的基本RS觸發(fā)器

1.電路結(jié)構(gòu)

電路組成：兩個(gè)與非門輸入和輸出交叉耦合（反饋延時(shí)）。如圖4.2.1（a）所示。

邏輯符號(hào)：圖（b）所示。

圖421與非「演成的基本RS觸發(fā)器和邏輯符號(hào)

G）避指圖；C）邏輯符號(hào)

⑴信號(hào)輸入端：石置。端（復(fù)位端）

而黃1師（直位順）

非號(hào)：低電平有效，在邏輯符號(hào)中用小圓圈表示.

（2）箱出端：Q和。，正觸發(fā)器處于徽定次杰酎，它Q的翰也狀態(tài)相反.

1狀態(tài)：Q=1、Q=0,

0狀態(tài)：Q=。、Q=1>

2.邏輯功能

復(fù)習(xí)：與非門的邏輯功能？

用DLCCAI或EWB演示基本RS觸發(fā)器的邏輯功能。（10分鐘）

工作原理。（邊分析邊列特性表。以下文字不寫板書。）

（1）當(dāng)石=0、詬=1時(shí)，觸發(fā)器置0。

輸入后端稱為置0端，也稱復(fù)位端，低電平有效。

（2）當(dāng)京=1、詬=0時(shí)，觸發(fā)器置1。

輸入端法稱為置1端，也稱置位端，低電平有效。

（3）當(dāng)石=1、詬=1時(shí)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。

如觸發(fā)器原處于Q=0、◎=1的0狀態(tài)時(shí)，電路保持0狀態(tài)

不變。

如觸發(fā)器原處于Q=l、Q=0的1狀態(tài)時(shí)，電路保持1狀態(tài)

不變。

（4）觸發(fā)器狀態(tài)不定。

①當(dāng)后=而=0時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)不定：輸出Q=@=l,這既不是

1狀態(tài)，也不是0狀態(tài)。這會(huì)造成邏輯混亂。

②在花和法同時(shí)由0變?yōu)?時(shí)，由于&和Ch電氣性能（延遲時(shí)

間）上的差異，其輸出狀態(tài)無(wú)法預(yù)知，可能是0狀態(tài)，也可能是1狀

態(tài)。

實(shí)際上，這種情況是不允許的。因此，基本RS觸發(fā)器有約束條件:

石+而=1

3.特性表

現(xiàn)態(tài)：是指觸發(fā)器輸入信號(hào)（豆、右端）變化前的狀態(tài)，用1表

示;

次態(tài)：是指觸發(fā)器輸入信號(hào)變化后的狀態(tài)，用Q-表示。

特性表：觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號(hào)和電路原有狀態(tài)（現(xiàn)態(tài)）之間

關(guān)系的真值表。

表4.2.1與非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表

QnQ卅1說(shuō)明

000X

觸發(fā)器狀態(tài)不定

001X

0100

觸發(fā)器置0

0110

1001

觸發(fā)器置1

1011

1100觸發(fā)器保持原狀態(tài)不

1111變

二、由或非門組成的基本RS觸發(fā)器

電路構(gòu)成：兩個(gè)或非門的輸入和輸出交叉耦合而成，圖4.2.2(a)所示。

邏輯符號(hào)：圖(b)所示。

.XLLI

輸入信號(hào)：高電平有效。即置0端近置1丫而

圖42.2或非門娼成的獲本RS觸發(fā)88和展播符號(hào)

(a)邏輯圖：(b)邏輯符號(hào)

提問(wèn)：或非門的邏輯功能？

工作原理

在與非門實(shí)現(xiàn)的基本RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上稍作變化。

或非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表

年SDQxQ卅1說(shuō)明

000X觸發(fā)器保持原狀態(tài)不

001X變

0100

觸發(fā)器置1

0110

1001

觸發(fā)器置0

1011

1100

觸發(fā)器狀態(tài)不定

1111

4.2.2同步觸發(fā)器

為何要用同步觸發(fā)器？

基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)方式：由圣、而（或即,際）端的輸入信號(hào)直接控制。（電平直

接觸發(fā)）

在實(shí)際工作中，要求觸發(fā)器按一定的節(jié)拍翻轉(zhuǎn)。

措施：加入時(shí)鐘控制端CP,觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)按CP節(jié)拍。

同步觸發(fā)器（時(shí)鐘觸發(fā)器或鐘控觸發(fā)器）：具有時(shí)鐘脈沖CP控制的觸發(fā)器。

CP：控制時(shí)序電路工作節(jié)奏的固定頻率的脈沖信號(hào)，一般是矩形波。

同步：因?yàn)橛|發(fā)器狀態(tài)的改變與時(shí)鐘脈沖同步。

同步觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻：受CP控制

觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)到何種狀態(tài)：由輸入信號(hào)決定

一、同步RS觸發(fā)器

1.電路結(jié)構(gòu)

基本RS觸發(fā)器+兩個(gè)鐘控門G3、G4,如圖4.2.3（a）所示。

邏輯符號(hào)：圖（b）所示。

鐘控端（CP端）：時(shí)鐘脈沖輸入端。

2.3同步RS觸發(fā)器和邏輯符號(hào)

（?）邏輯圖；（b）邏輯符號(hào)

2.邏輯功能

工作原理。（邊分析邊列特性表。以下文字不寫板書。）

當(dāng)CP=O時(shí)，63、G4被封鎖，都輸出1,觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變，

即Qn+1=Q%

當(dāng)CP=1時(shí)，G3、G4解除封鎖，R、S端的輸入信號(hào)才能通過(guò)這

兩個(gè)門使基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。其輸出狀態(tài)仍由R、S端的輸入

信號(hào)和電路的原有狀態(tài)Qn決定。電路的邏輯功能見表4.2.2o

在R=S=1時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)不定，加約束條件

RS=O

異步（直接）置0端后：若石=0、礪=1,Q=0xQ=1,觸發(fā)器

置0o

異步（直接）置1端詬：若石=1、詬=0、Q=l、Q=0,觸發(fā)器

置lo

石=詬=1時(shí)，觸發(fā)器正常工作。

表4.2.2同步RS觸發(fā)器的特性表

CPRSQ"Q*1說(shuō)明

XX00

0保持原狀態(tài)不變

XX11

00

00保持原狀態(tài)不變

11

01

01S高電平有效，置1

11

1

00

10R高電平有效，置0

10

0X狀態(tài)不定,不允許出

11

1X現(xiàn)

3.驅(qū)動(dòng)表

根據(jù)觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)Q"和次態(tài)的取值來(lái)確定輸入信號(hào)取值的關(guān)系

表，稱為觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表，又稱激勵(lì)表。

表中的“X”號(hào)表示任意值，可以為0,也可以為lo

表4.2.3同步RS觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表

Q一nR

Q*1S

00X0

0101

1010

110X

4.特性方程

觸發(fā)器次態(tài)Q卅1與R、S現(xiàn)態(tài)Q。之間關(guān)系的邏輯表達(dá)式稱為觸發(fā)

器的特性方程。

0。01II10

0111

0OXX

困4.2.4同步RSM金塞Q1**1的卡語(yǔ)困

根據(jù)特性表可畫出同步RS觸發(fā)器Q*1的卡諾圖,

可得同步RS觸發(fā)器特性方程為：

Q*1=S+SQn

RS=0（約束條件）（4.2.1）

5.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

觸發(fā)器從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)或保持原狀不變時(shí)，對(duì)輸入信號(hào)（R、S）提出的要

求。

根據(jù)驅(qū)動(dòng)表可畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

S4.2.5同步RSS生發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圓圈：觸發(fā)器的穩(wěn)定狀態(tài)

箭頭：在CP作用下狀態(tài)轉(zhuǎn)換的情況

標(biāo)注的R、S值：觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件。

課題：4.2.2同步觸發(fā)器

二、同步D觸發(fā)器

三、同步JK觸發(fā)器

四、同步觸發(fā)器的空翻

目的與要求：1通過(guò)學(xué)習(xí)同步D、JK觸發(fā)器，掌握這兩種觸發(fā)器的邏輯功能。

2進(jìn)一步熟練掌握邏輯功能的各種描述方法。

3了解同步觸發(fā)方式存在的空翻問(wèn)題。

重點(diǎn)與難點(diǎn)：I）、JK觸發(fā)器的邏輯功能及其功能描述方法。

課堂討論：D觸發(fā)器的特性方程中沒(méi)有出現(xiàn)Qn,那么它是時(shí)序電路嗎？

現(xiàn)代教學(xué)方法與手段:

復(fù)習(xí)(提問(wèn))：時(shí)序電路的一些基本概念復(fù)習(xí)：現(xiàn)態(tài)、次態(tài)、0/1狀態(tài)、復(fù)位端、置位

端、低電平有效、RS觸發(fā)器的特性表、驅(qū)動(dòng)表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

提綱

4.2.2同步觸發(fā)器

二、同步D觸發(fā)器

1.電路結(jié)構(gòu)

2.邏輯功能

3.特性方程

4.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

三、同步JK觸發(fā)器

1.電路結(jié)構(gòu)

2.邏輯功能

3.特性方程

4.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

四、同步觸發(fā)器的空翻

4.2.2同步觸發(fā)器

二、同步D觸發(fā)器

1.電路結(jié)構(gòu)

為了避免同步RS觸發(fā)器出現(xiàn)R=S=1的情況，可在R和S之間接入非門G5,如圖4.2.6

(a)所示。

邏輯符號(hào)：圖4.2.6(b)所示。

2.6同步。觸發(fā)器和建箱符號(hào)

M邃璃03：6)注S3符號(hào)

2.邏輯功能

回憶：同步RS觸發(fā)器的邏輯功能？

表4.2.2同步RS觸發(fā)器的特性表

表4.2.2同步RS觸發(fā)器的特性表

CPRSQ"l說(shuō)明

0XXQd保持原狀態(tài)不變

00Qd保持原狀態(tài)不變

011S高電平有效，置1

1

100R高電平有效，置0

11X狀態(tài)不定，不允許出現(xiàn)

將該表中的S=D,R=方，則該表簡(jiǎn)化為D觸發(fā)器的特性表.

表4.2.4卮步D觸發(fā)器的特生表

CPDQAI說(shuō)明

0XQd保持原狀態(tài)不變

00

1輸出狀態(tài)和D相同

11

邏輯功能：當(dāng)CP=1時(shí)，Q-'=D；

當(dāng)CP=O時(shí)，Q?*'=Q-.

根據(jù)特性表可得到在CP=1時(shí)的同步D觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表?

表4.2.5同步I)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表

Q"fQiD

000

011

100

111

3.特性方程

痕靂持佳度可畫出D就發(fā)器QZ的卡諾圖，得

D(42.2)

4.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

由裝劭錄可畫出狀態(tài)縫倏圖.

n

圖4.2.7同步D觸發(fā)器0+1的卡諾副圖42.8同步D觸發(fā)圖的狀態(tài)段換圖

三、同步JK觸發(fā)器

1.電路結(jié)構(gòu)

克服同步RS觸發(fā)器在R=S=1時(shí)出現(xiàn)不定狀態(tài)的另一種方法：將觸發(fā)器輸出端Q和狀

態(tài)反饋到輸入端，這樣，G3和G4的輸出不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)0,從而避免了不定狀態(tài)的出現(xiàn)。

J、K端相當(dāng)于同步RS觸發(fā)器的S、R端。

電路如圖4.2.9所示。

邏輯符號(hào)：圖（b）所示。

2.邏輯功能

可將同步JK觸發(fā)器看成同步RS觸發(fā)器來(lái)分析。有

R=KQ"S=JQ*

工作原理。（邊分析邊列特性表。以下文字不寫板書。）

當(dāng)CP=0時(shí)，G3和G4被封鎖，保持。

當(dāng)CP=1時(shí)，G3、G4解除封鎖，輸入J、K端的信號(hào)可控制觸發(fā)器的狀態(tài)。

四*2Q川步JKMl發(fā)as和度$總苻號(hào)

(>)逐帽圖；建相衿號(hào)

表4.2.6同步JK觸發(fā)器的特性表(CP=1時(shí))

JKQnSRQ"l說(shuō)明

0000

00保持不變

1001

0000

01K高電平有效置0

1010

0101

10J高電平有效置1

1001

0101

11狀態(tài)翻轉(zhuǎn)

1010

如Qn=o、6=1的。狀態(tài)，相當(dāng)于S=^=LS高電平有效置1,即

Qn+1=l.

如F=l、6=0的1狀態(tài)，相當(dāng)于S=F=0,保持原狀態(tài)1不變，即

Q-i=l.何見，觸發(fā)器翻到和J相同的1狀態(tài).

(3)當(dāng)J=0、K=1時(shí)，S=0

如Qn=o、示=1的0狀態(tài)，相當(dāng)于R=Qh=0,保持原狀襖0不變，

即Qn+1=0.

如。=1、亞=0的1狀態(tài)，相當(dāng)于R=Qn=LR高電平有效置0,

即Qn+1=0.

觸發(fā)器翻到和K相同的0狀態(tài).

(4)當(dāng)J=K=1時(shí)，

如世=0、環(huán)=1的。狀態(tài)，相當(dāng)于R=Qn=O,S=Q?=1,S高電平有

效置1,即Qn+l=l

如Qn=l、評(píng)=0的1狀態(tài)，相當(dāng)于R=Q"=LS=6=o,R高電平

有效置0,BPQn+1=0.

每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖CP,觸發(fā)器的狀態(tài)變化一次(翻到和電路原來(lái)的

狀態(tài)相反)

稱：電路處于計(jì)數(shù)狀態(tài)

n+1

Q=Q"o

根據(jù)特性表可得到在CP=1時(shí)的同步JK觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表。

表4.2.7同步JK觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表

QnTJK

000X

011X

10X1

11X0

3.特性方程

根據(jù)特性表可畫Q"i的卡諾圖，得Q"1=JQ7+KQn

4.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖根據(jù)驅(qū)動(dòng)表可畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

四、同步觸發(fā)器的空翻

觸發(fā)器的空翻：在CP為高電

平1期間，如同步觸發(fā)器的輸

入信號(hào)發(fā)生多次變化時(shí)，其輸

出狀態(tài)也會(huì)相應(yīng)發(fā)生多次變

化的現(xiàn)象。

產(chǎn)生空翻的原因：電平觸發(fā)方

式，在CP高電平期間有效觸

發(fā)

同步觸發(fā)器由于存在空翻，不能保證觸發(fā)器狀態(tài)的改變與時(shí)鐘脈沖同步，它只能用于數(shù)

據(jù)鎖存，而不能用于計(jì)數(shù)器、移位寄存器和存儲(chǔ)器等。

后面將介紹幾種沒(méi)有空翻現(xiàn)象的觸發(fā)器。

課題：4.3邊沿觸發(fā)器

4.4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。

3掌握查手冊(cè)了解MSI觸發(fā)器的邏輯功能和性能的方法.

重點(diǎn)與難點(diǎn)：1觸發(fā)器的邏輯功能。

2觸發(fā)器的觸發(fā)方式。

教具：數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱

課堂討論：1邊沿觸發(fā)器怎樣克服空翻？

2主從觸發(fā)方式怎樣克服空翻？

現(xiàn)代教學(xué)方法與手段：用DLCCAI或EWB演示各種MSI觸發(fā)器的邏輯功能。

復(fù)習(xí)（提問(wèn)）：1RS、D、JK觸發(fā)器的邏輯功能？

2為什么同步觸發(fā)方式存在空翻？

授課班次:

課時(shí)分配:

課堂教學(xué)環(huán)節(jié)課堂組織課堂討論復(fù)習(xí)（提問(wèn)）新課講解鞏固新課布置作業(yè)

時(shí)間分配（分）51057055

提綱

本節(jié)中，不詳細(xì)分析觸發(fā)器具體電路的工作原理，只簡(jiǎn)單了解即可。因?yàn)榧捎|發(fā)器的

學(xué)習(xí)以應(yīng)用時(shí)夠用為度，不強(qiáng)調(diào)內(nèi)部電路。

重點(diǎn)：邏輯功能、觸發(fā)方式。

克服空翻一邊沿觸發(fā)方式和主從觸發(fā)方式

4.3邊沿觸發(fā)器

4.3.1TTL邊沿JK觸發(fā)器

一、電路結(jié)構(gòu)

二、邏輯功能

三、具有直接置0和置1端的邊沿JK觸發(fā)器

四、JK觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器和T'觸發(fā)器

1.JK觸發(fā)器一T觸發(fā)器

2.JK觸發(fā)器一T'觸發(fā)器

4.3.2維持阻塞1）觸發(fā)器

一、電路結(jié)構(gòu)

二、邏輯功能

三、具有直接置0和置1端的維持阻塞D觸發(fā)器

四、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)器一T觸發(fā)器

2.D觸發(fā)器一「觸發(fā)器

4.4主從觸發(fā)器

4.4.1主從RS觸發(fā)器

一、電路結(jié)構(gòu)

二、邏輯功能

4.4.2主從JK觸發(fā)器

一、電路結(jié)構(gòu)

二、邏輯功能

總結(jié)：

觸發(fā)器的邏輯功能

觸發(fā)器的觸發(fā)方式

現(xiàn)代教學(xué)方法與手段：用DLCCAI或EWB演示各種MSI觸發(fā)器的邏輯功能。

用數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱演示各種集成觸發(fā)器的邏輯功能和觸發(fā)方式。

集成觸發(fā)器中常見的直接置0和置1端

4.3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(shí)鐘脈沖CP上升沿或下降沿時(shí)刻接收輸入信號(hào)，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(méi)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、CMOS邊沿觸發(fā)器等。

以下各邊沿觸發(fā)器的具體電路不詳細(xì)分析其工作原理，只簡(jiǎn)單了解即可。因?yàn)榧捎|發(fā)

器的學(xué)習(xí)以應(yīng)用時(shí)夠用為度，不強(qiáng)調(diào)內(nèi)部電路。

4.3.1TTL邊沿JK觸發(fā)器

一、電路結(jié)構(gòu)

邏輯符號(hào)中“”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)

圖4.3.1TTU2沿觸發(fā)器的邏輯圖和邏輯符號(hào)

(a)邏輯圖；(b)邏輯符號(hào)

二、邏輯功能

n

Qn+i=jQ?+KQ（CP下降沿到來(lái)有效）（4.3.1）

式中的R、S信號(hào)指CP下降沿到來(lái)前的狀態(tài)。

Qn+i為CP下降沿到來(lái)后的次態(tài)。

三、具有直接置0和置1端的邊沿JK觸發(fā)器

圖4.3.2（a）所示為下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器CT74LS112的邏輯圖

題:直接（異步）置0端匹：直接《異步）置1端，

非號(hào)：低電平有效，

直接（異步）：不受CP的影響。

當(dāng)取拓=0、赤=1時(shí)，觸發(fā)器被置0；

如取法=1、匹=0時(shí)，觸發(fā)器被置1。

QQ

圖4.3.2邊沿JKft中發(fā)器74LSU2的邏輯圖和邏輯符號(hào)

(a)邏輯圖；(b)邏輯符號(hào)

四、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。

1.JK觸發(fā)器fT觸發(fā)器

令JK觸發(fā)器的產(chǎn)K=T

T觸發(fā)器特性方程

QQQQ

J___J___

-TCl…-TCl…

中1J△IK中1JRIK

CPTCPT=1

(a)(b)

圖4.3.3由JK觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器和T觸發(fā)器

(a)T觸發(fā)器；(b)T'觸發(fā)器

Q"+l=JQ'+EQ"

=T+TQn(CP下降沿到來(lái)有效)(4.3.2)

T觸發(fā)器的邏輯功能為：

當(dāng)T=1時(shí)，則QH1=F,這時(shí)每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖CP,觸發(fā)器的狀態(tài)便

翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)T=0時(shí)，則Qn+i=Qn,輸入時(shí)鐘脈沖cp時(shí)，觸發(fā)器保持原

狀態(tài)不變。

T觸發(fā)器常用來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

2.JK觸發(fā)器一T'觸發(fā)器

令J=K=1

T'觸發(fā)器是T觸發(fā)器T=1時(shí)的特例。

將T=1代入式(4.3.2)中便得到T，觸發(fā)器的特性方程

Qn+1=F(CP下降沿到來(lái)有效)(4.3.3)

4.3.2維持阻塞1)觸發(fā)器

一、電路結(jié)構(gòu)

CPD

圖4.3.4維持阻塞D觸發(fā)器的邏輯圖和邏輯符號(hào)

(a)邏輯圖；(b)邏輯符號(hào)

二、邏輯功能與觸發(fā)方式

㈠邏輯功能

1.設(shè)輸入D=1

⑴在CP=O時(shí)，保持。

因D=LG6輸入全1,輸出Q6=0,它使Q4=l、Q5=l。

⑵當(dāng)CP由0躍變到1時(shí)，觸發(fā)器置K

在CP=1期間，②線阻塞了置0通路，故稱②線為置0阻塞線。

③線維持了觸發(fā)器的1狀態(tài)，故稱③線為置1維持線。

2.設(shè)輸入D=0

⑴在CP=O時(shí)，保持。

因D=0,G6輸出Q6=l,這時(shí)，G5輸入全1,輸出Q5=0。

⑵當(dāng)CP由0正躍到1時(shí)，觸發(fā)器置Oo

在CP=1期間，①線維持了觸發(fā)器的0狀態(tài)，故稱①線為置0維持線。

④線阻塞了置1通路，故稱④線為置1阻塞線。

可見，它的邏輯功能和前面討論的同步D觸發(fā)器的相同。因此，它們的特性表、驅(qū)動(dòng)表

和特性方程也相同。

㈡觸發(fā)方式一一邊沿式

維持阻塞D觸發(fā)器是用時(shí)鐘脈沖上升沿觸發(fā)的。因此，又稱它為邊沿D觸發(fā)器。

Q"+i=D（CP上升沿到來(lái)有效）（4.3.4）

式中的D信號(hào)指CP上升沿到來(lái)前的狀態(tài)。

Q"i為CP上沿升到來(lái)后的次態(tài)。

三、具有直接置0和置1端的維持阻塞D觸發(fā)器

圖4.3.5（a）所示為上升沿觸發(fā)的維持阻塞D觸發(fā)器CT7474的邏輯圖。

和直接（異步）置。端而：直接（異步）置1端，

非號(hào)：低電平有效，直接（異步）：不受CP的影響。

圖4.3.5維持阻塞D觸發(fā)器7474的邏輯圖和邏輯符號(hào)

（a）邏輯圖；（b）邏輯符號(hào)

四、D觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器和「觸發(fā)器

1.D觸發(fā)器fT觸發(fā)器

根據(jù)QZ=D=TF+了Q"（CP上升沿到來(lái)有效）（4.3.5）

可令D=T@Qx

2.D觸發(fā)器fT，觸發(fā)器

Q/i=D=F（CP上升沿到來(lái)有效）（4.3.6）

可令D=Q"

4.4主從觸發(fā)器

1.主從觸發(fā)器與邊沿觸發(fā)器同樣可以克服空翻。

2.結(jié)構(gòu)：主從結(jié)構(gòu)。內(nèi)部有相對(duì)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(gè)觸發(fā)器分別工作在CP兩個(gè)不同的時(shí)區(qū)內(nèi)。

總體效果上與邊沿觸發(fā)方式相同。

狀態(tài)更新的時(shí)刻只發(fā)生在CP信號(hào)的上升沿或下降沿。

4.優(yōu)點(diǎn)：在CP的每個(gè)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(lái)的。

各種邏輯功能的觸發(fā)器都有主從觸發(fā)方式的，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「觸發(fā)器。

4.4.1主從RS觸發(fā)器

一、電路結(jié)構(gòu)

由兩個(gè)同步RS觸發(fā)器串聯(lián)組成的，上面的為從觸發(fā)器、下面的為主觸發(fā)器。

G門的作用是將CP反相為赤，使主、從兩個(gè)觸發(fā)器分別工作在兩個(gè)不同的時(shí)區(qū)內(nèi)。

Q

TCPCP

(b)

圖4.3.6由D觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器和T'觸發(fā)器

(a)T觸發(fā)器；(b)T'觸發(fā)器

二、邏輯功能

1.當(dāng)CP=1時(shí)，CP=0,

從觸發(fā)器被封鎖，保持原狀態(tài)不變。

主觸發(fā)器工作，接收R、S信號(hào)，主觸發(fā)器的狀態(tài)按RS邏輯功能更新。

2.當(dāng)CP由110時(shí)，即CP=0、CP=1。

主觸發(fā)器被封鎖，不受R、S端輸入信號(hào)的控制，且保持原狀態(tài)不變。

從觸發(fā)器跟隨主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。

-

▲

從

觸

發(fā)

器

y「

A

主l^scl

^

觸^

—

—

發(fā)S

器CP

T(b)

SCPR

04.4.1主從RS觸發(fā)器的邏輯圖和邏輯符號(hào)

(a)邏輯圖；(b)邏輯符號(hào)

4.4.2主從JK觸發(fā)器

一、電路結(jié)構(gòu)

邏輯符號(hào)中”：表示主從觸發(fā)輸出。

CP從觸發(fā)器主觸發(fā)器

1封鎖，狀態(tài)保持不變接收R、S信號(hào)，狀態(tài)更新

L0接收主觸發(fā)器輸出信號(hào)，封鎖，狀態(tài)保持不變

狀態(tài)更新

狀態(tài)更新時(shí)刻：CP下降沿到達(dá)后。

主從RS觸發(fā)器的邏輯功能和同步RS觸發(fā)器的相同，因此，它們的特性表、

驅(qū)動(dòng)表、特性方程也相同。

注意：在主從RS觸發(fā)器中，特性方程不存在約束條件。為什么？

QM+I=S+RQ"（cp下降沿到來(lái)有效）（4.4.1）

R、S信號(hào)：指CP下降沿到來(lái)前的狀態(tài)。

Qi：CP下降沿到來(lái)后的次態(tài)。

二、邏輯功能

Q""=JQ"+及Q"（CP下降沿到來(lái)有效）（4.4.4）

總結(jié)：觸發(fā)器的兩要素：

㈠邏輯功能

1.描述方法：邏輯符號(hào)、特性表、驅(qū)動(dòng)表、特性方程

⑴邏輯符號(hào)

圖中"”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)

圖中”表示主從觸發(fā)輸出。

⑵特性表

RSQn+iIKQn+1互QM+1TQ"1TyQ"+l

00X00Q"無(wú)

000Qn

011010外

100101輸

111入

11Qn11F

(3)驅(qū)動(dòng)表

Q?fQiRSJKDTTy

00X00X00

01011x01

X

1010x111

110xxo10

(4)特性方程

RSJKDTT，

Q?lJQn+忌Q"

Q"+i=S+RO”+=Q"+i=DQ*+I=TQ”+7Q"Q"1=Qn

㈡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(wú)CP

2.同步觸發(fā)

CP的(高/低)電平期間觸發(fā)，

即在整個(gè)電平期間接收信號(hào)RS/JK/D/T、

在整個(gè)電平期間狀態(tài)相應(yīng)更新。

所以存在空翻。

3.邊沿觸發(fā)

只在CP的t或J邊沿觸發(fā)

即只在CP的t或I邊沿接收信號(hào)RS/JK/D/T.

只在CP的t或I邊沿狀態(tài)更新。

克服空翻。

4.主從觸發(fā)

有主、從兩個(gè)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）接收信號(hào)RS/JK/D/T、

只在CP的t或I邊沿總的輸出狀態(tài)更新。

用數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱演示各種集成觸發(fā)器的邏輯功能和觸發(fā)方式。

現(xiàn)代教學(xué)方法與手段：用DLCCAI或EWB演示各種MSI觸發(fā)器的邏輯功能。

集成觸發(fā)器中常見的直接置0和置1端

無(wú)：直接（異步）置。端詬：直接（異步）置1端，

非號(hào)：低電平有效，

直接（異步）：不受CP的影響。

課題：6.4.3顯示譯碼器

目的與要求：1掌握七段半導(dǎo)體數(shù)碼顯示器的工作原理和使用方法。

2了解常用顯示器件的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。

3掌握數(shù)碼顯示譯碼器的工作原理及其與顯示器配合使用的方法。

重點(diǎn)與難點(diǎn)：MSI器件CC14547與顯示器配合使用的方法。

教學(xué)方法設(shè)計(jì)：強(qiáng)調(diào)MSI器件的使用，培養(yǎng)查手冊(cè)的能力。

教具：

課堂討論：1二進(jìn)制譯碼器與顯示譯碼器有何區(qū)別？

2常用顯示器件的應(yīng)用場(chǎng)合？

現(xiàn)代教學(xué)方法與手段：錄像：常用顯示器件

復(fù)習(xí)（提問(wèn)）：1為何要使用顯示譯碼器?

2數(shù)字0-9如何用七段來(lái)顯示？

3字母能用七段顯示嗎？如何顯示？

授課班次:

課時(shí)分配:

課堂教學(xué)環(huán)

課堂組織課堂討論復(fù)習(xí)（提問(wèn)）新課講解鞏固新課布置作業(yè)

節(jié)

時(shí)間分配

5556555

（分）

提綱

錄像：常用顯示器件（20分鐘）

3.3數(shù)碼顯示譯碼器

一、七段數(shù)字顯示器

1.七段半導(dǎo)體數(shù)碼顯示器

2.液晶顯示器

討論：常用顯示器件

二、七段顯示譯碼器

㈠原理

㈡MSI器件：4線一7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器CC14547

1.外引腳

輸入：

輸出：

控制端：

2.真值表（邏輯功能示意圖）

3.邏輯功能：

（1）消隱功能。

（2）數(shù)碼顯示。

4.輸出電流驅(qū)動(dòng)能力

㈢、七段顯示譯碼器的分類及與七段數(shù)碼顯示器的配合

1.七段顯示譯碼器的分類

2.配合

3.3數(shù)碼顯示譯碼器

錄像:常用顯示器件（20分鐘）

提問(wèn):為何要使用顯示譯碼器?

（在數(shù)字系統(tǒng)中工作的是二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，

而人們習(xí)慣十進(jìn)制的數(shù)字或運(yùn)算結(jié)果，

因此需要用數(shù)字顯示電路，顯示出便于人們觀測(cè)、查看的卜進(jìn)制數(shù)字。）

顯示譯碼器主要由譯碼器和驅(qū)動(dòng)器兩部分組成，通常這二者都集成在一塊芯片中。

提問(wèn):數(shù)字0-9如何用七段來(lái)顯示?

字母能用七段顯示嗎?如何顯示?米字管。

一、七段數(shù)字顯示器

這種顯示器由七段可發(fā)光的字段組合而成。

1.七段半導(dǎo)體數(shù)碼顯示器（LED）

（1）圖示為數(shù)碼顯示器的外形，由七段發(fā)光二極管組成。

利用字段的不同組合，可分別顯示出。?9十個(gè)數(shù)字。

gfCOMab

0昭川5b

(b)

dCOMcDP

(a)

圖6.4.4七段半導(dǎo)體數(shù)碼顯示器及顯示的數(shù)字

(a)數(shù)碼顯示器；(b)顯示的數(shù)字

⑵發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器的內(nèi)部接法有兩種，如圖6.4.5所示。

圖(a)為共陽(yáng)接法，當(dāng)某段外接低電平時(shí)，該段被點(diǎn)亮

圖(b)為共陰接法，當(dāng)某段外接高電平時(shí)，該段被點(diǎn)亮

⑶R為限流電阻。如何選取阻值?

R=一丐

IF其中，工作電壓VD=2V,工作電流IF=10mA

若選取不當(dāng)會(huì)怎樣？(電流過(guò)小亮度不夠,電流過(guò)大損壞)

圖6.4.5半導(dǎo)體數(shù)碼顯示器的內(nèi)部接法

(a)共陽(yáng)接法；(b)共陰接法

（4）半導(dǎo)體數(shù)碼顯示器的優(yōu)'缺點(diǎn)是?

優(yōu)點(diǎn)：工作電壓較低、體積小、壽命長(zhǎng)、工作可靠性高、響應(yīng)速度快、亮度高。

缺點(diǎn)：工作電流大，每個(gè)字段的工作電流約為10mA左右。

2.液晶顯示器（LCD）

⑴液晶是液態(tài)晶體的簡(jiǎn)稱。它是既具有液體的流動(dòng)性，又具有某些光學(xué)特性的有機(jī)化

合物

⑵其透明度和顏色受外加電場(chǎng)的控制。

⑶控制顯示原理：

A沒(méi)有外加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子排列整齊，入射的光線絕大部分被反射回來(lái)，液晶呈現(xiàn)透

明狀態(tài)，不顯示數(shù)字。

B當(dāng)在相應(yīng)字段的電極加上電壓時(shí)，液晶中的導(dǎo)電正離子作定向運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不

斷撞擊液晶分子，從而破壞了液晶分子的整齊排列.使入射光產(chǎn)生了散射而變得混濁，

使原來(lái)透明的液晶變成了暗灰色.從而顯示出相應(yīng)的數(shù)字。

C當(dāng)外加電壓斷開時(shí).液晶分子又恢復(fù)到整齊排列的狀態(tài).顯示的數(shù)字也隨之消失。

（4）液晶顯示器的優(yōu)'缺點(diǎn)是?

優(yōu)點(diǎn)：功耗極小，工作電壓低。

缺點(diǎn)：顯示不夠清晰.響應(yīng)速度慢。

常用顯示器件的應(yīng)用場(chǎng)合?

二、七段顯示譯碼器

提問(wèn):二進(jìn)制譯碼器與顯示譯碼器有何區(qū)別?

㈠、原理：

相當(dāng)于一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換電路，四位的BCD碼一七段代碼

㈡、MSI器件：4線一7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器CC14547

1.外引腳

輸入：四位，為8421BCD碼I）、C、B、A（原碼）

輸出：七位，為Ya?Yg,高電平1有效（輸出1時(shí)該段點(diǎn)亮）

消隱控制端：面，低電平有效

2.真值表（邏輯功能示意圖）

表6.4.34線一7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器CC14547的真值表

表6.4.34線一7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器CC14547的真值表

輸入輸出

數(shù)千

BiDCBA可耳豆豆豆坨顯示

UXXXX0000000消隱

1000011111100

1000101100001

1001011011012

1001111110013

1010001100114

1010110110115

1011000111116

1011111100007

1100011111118

1100111100119

110100000000消除

110110000000消隱

111000000000消隱

111010000000消隱

111100000000消除

111110000000消隱

3.邏輯功能：

(1)消隱功能。

當(dāng)而=0時(shí)，輸出Ya?Yg都為低電平0,各字段都熄滅，不顯示數(shù)字。

稱為低電平有效和消隱端

(2)數(shù)碼顯示。當(dāng)I囪=1時(shí)，譯碼器工作。

當(dāng)D、C、B、A端輸入8421BCD碼時(shí)，譯碼器有關(guān)輸出端輸出高電平1,數(shù)碼顯示器顯示

與輸入代碼相對(duì)應(yīng)的數(shù)字。

如DCBA=0H0時(shí)，輸出Yc=Yd=Ye=Yf=Yg=l,顯示數(shù)字6。其余類推。

4.CC14547具有較大的輸出電流驅(qū)動(dòng)能力，可直接驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體數(shù)碼顯示器或其'匕顯示器

件。

㈢、七段顯示譯碼器的分類及與七段數(shù)碼顯示器的配合

1.七段顯示譯碼器的分類

輸出高電平1有效

輸出低電平0有效

2.配合

七段顯示譯碼器輸出低電平有效時(shí)，選用共陽(yáng)接法的七段數(shù)碼顯示器

七段顯示譯碼器輸出高電平有效時(shí)，選用共陰接法的七段數(shù)碼顯示器

課題：3.4數(shù)據(jù)選擇器和分配器

目的與要求：1.掌握四選一、八選一的邏輯功能，對(duì)應(yīng)MSI器件的使用

2.掌握用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)組合函數(shù)的方法

3.了解數(shù)據(jù)分配器的邏輯功能

重點(diǎn)與難點(diǎn)：數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能及其實(shí)現(xiàn)組合函數(shù)的方法

教學(xué)方法設(shè)計(jì)：比較學(xué)習(xí)選擇器和分配器

教具:

課堂討論：實(shí)際：數(shù)字波段開關(guān)在儀表中的使用，信道復(fù)用分時(shí)傳送技術(shù)

現(xiàn)代教學(xué)方法與手段：用DLCCAI或EWB演示數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能

復(fù)習(xí)（提問(wèn)）：3線一8線MSI譯碼器的邏輯功能?

授課班次:

課時(shí)分配:

課堂教學(xué)環(huán)

課堂組織課堂討論復(fù)習(xí)（提問(wèn)）新課講解鞏固新課布置作業(yè)

節(jié)

時(shí)間分配

（分）51056055

提綱

3.4數(shù)據(jù)選擇器和分配器

3.4.1數(shù)據(jù)選擇器

一、4選1數(shù)據(jù)選擇器

1.邏輯電路

2.真值表

3.輸出邏輯函數(shù)式

1.邏輯圖

2.邏輯功能分析

3.真值表

4.輸出邏輯函數(shù)式

二、8選1數(shù)據(jù)選擇器

1.邏輯功能示意圖

2.真值表

3.輸出邏輯函數(shù)式

三、用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)

1.當(dāng)邏輯函數(shù)的變量個(gè)數(shù)和數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個(gè)數(shù)相同時(shí)

代數(shù)法

卡諾圖法

2.當(dāng)邏輯函數(shù)的變量個(gè)數(shù)多于數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量的個(gè)數(shù)時(shí)

6.5.2數(shù)據(jù)分配器

3線一8線譯碼器CT74LS138構(gòu)成的8路數(shù)據(jù)分配器。

6.5數(shù)據(jù)選擇器和分配器

6.5.1數(shù)據(jù)選擇器

在多路數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中,經(jīng)常需要將其中一路信號(hào)挑選出來(lái)進(jìn)行傳輸,這就需要用到數(shù)

據(jù)選擇器。

在數(shù)據(jù)選擇器中,通常用地址輸入信號(hào)來(lái)完成挑選數(shù)據(jù)的任務(wù)。如一個(gè)4選1的數(shù)據(jù)選

擇器,應(yīng)有兩個(gè)地址輸入端,它共有X=4種不同的組合,每一種組合可選擇對(duì)應(yīng)的一

路輸入數(shù)據(jù)輸出。同理,對(duì)一個(gè)8選1的數(shù)據(jù)選擇器,應(yīng)有3個(gè)地址輸入端。其余類推。

而多路數(shù)據(jù)分配器的功能正好和數(shù)據(jù)選擇器的相反,它是根據(jù)地址碼的不同,將一路數(shù)

據(jù)分配到相應(yīng)的一個(gè)輸出端上輸出。

根據(jù)地址碼的要求，從多路輸入信號(hào)中選擇其中一路輸出的電路，稱為數(shù)據(jù)選擇器。

其功能相當(dāng)于一個(gè)受控波段開關(guān)。

多路輸入信號(hào)：N個(gè)

輸出：1個(gè)

地址碼：n位

應(yīng)滿足2*2N

一、4選1數(shù)據(jù)選擇器

1.邏輯電路

‘小?凡為數(shù)據(jù)輸入端

JA、生為地址信號(hào)輸入端

Y為數(shù)據(jù)輸出端

、資為使能端，又稱選通端，輸入低電平有效

2.真值表

表6.5.14選取1數(shù)據(jù)選擇器的真值表

輸A輸出

ST