6.3主從RS觸發(fā)器ppt課件

1、6.3 主從RS觸發(fā)器 6.3.1 主從RS觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)及邏輯符號 6.3.2 主從RS觸發(fā)器的工作原理 6.3.3 主從RS觸發(fā)器的邏輯功能 6.3.4 主從RS觸發(fā)器波形圖的畫法,1,6.3 主從RS觸發(fā)器 6.3. 主從RS觸發(fā)器的電路組成和邏輯符號 主從RS觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)如圖7.3.1所示：,圖7.3.1 主從RS觸發(fā)器原理電路,(a),2,是由兩個(gè)相同的同步RS觸發(fā)器串聯(lián)組合而成，分別稱為主觸發(fā)器和從觸發(fā)器。主觸發(fā)器和從觸發(fā)器的時(shí)鐘信號總是反相的。,工作原理 下面對圖7.3.1所示的電路進(jìn)行分析。對應(yīng)的邏輯符號見圖7.3.2(b)。,圖7.3.2 主從RS觸發(fā)器的邏輯符號,3,在CP

2、=0期間，主觸發(fā)器被時(shí)鐘信號封鎖，從觸發(fā)器的輸入 態(tài)不會改變，則主從RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變。即Qn+1=Qn。 在CP=1期間，主觸發(fā)器工作，其輸出狀態(tài)Q1n+1隨著輸入信號R和S的變化而改變。但從觸發(fā),器被時(shí)鐘封鎖，它的輸出不變。則主從RS觸發(fā)器狀態(tài)仍保持不變。即Qn+1=Qn 。 在CP從0到1(上升沿)時(shí)刻，主觸發(fā)器從鎖定到工作，同時(shí)從觸發(fā)器從工作到被鎖定，則主從RS 觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。即Qn+1=Qn。,4,在CP從1到0(下降沿)時(shí)刻，主觸發(fā)器從工作到鎖定，同時(shí)，從觸發(fā)器從封鎖到工作。主從RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)，由CP=1最后時(shí)刻輸入的R、S和相應(yīng)的現(xiàn)態(tài)Qn決定，仍遵循基本RS

3、觸發(fā)器邏輯原理工作。,5,CP R S,CP=0期間 CP=1期間 CP=0期間,主Q1不工作 主Q1工作 主Q1不工作 從Q2 工作 從Q2不工作 從Q2 工作,主從觸發(fā)器Q 如何工作 ？,主觸發(fā)器Q1和從觸發(fā)器Q2串聯(lián)接力工作，好象交接不暢通 ? 如何解決 ?,按信號流程，主觸發(fā)器Q1在先， 從觸發(fā)器Q2在后，仔細(xì)研究可以找到交接之處！,交接：主觸發(fā)器Q1交給從觸發(fā)器 Q2。且必須是工作時(shí)交接！,特性表和特性方程,6,表5.3.1主從RS觸發(fā)器特性表,主從 RS 觸發(fā)器動作特點(diǎn)和缺陷 只在時(shí)鐘信號每個(gè)周期內(nèi)的有效沿時(shí)刻工作(時(shí)鐘的上升沿或下降沿)。因此，抗干擾能力有所提高。,這種主從RS觸

4、發(fā)器只在時(shí)鐘信號的下降沿時(shí)刻工作，輸出狀態(tài)的更新遵循基本RS觸發(fā)器邏輯原理。根據(jù)以上分析結(jié)果列特性表5.3.1。,主從RS觸發(fā)器特性方程和基本RS觸發(fā)器的相同。,7,但在置“0”和置“1”時(shí)，電路的輸出狀態(tài)仍以不定狀態(tài)的方式過渡；當(dāng)輸入信號均有效時(shí)，仍然存在不定態(tài)，有約束條件。 5.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序波形圖 主從RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和基本RS觸發(fā)器的相同。波形圖畫法如圖5.3.3所示。,圖5.3.3 主從RS觸發(fā)器時(shí)序波形圖,8,6.3.2 主從JK觸發(fā)器 主從JK觸發(fā)器的電路組成和邏輯符號 主從JK觸發(fā)器電路和邏輯符號如圖5.3.4和.5所示。,圖5.3.4 主從JK觸發(fā)器原理電路,9,是由

5、兩個(gè)相同的同步JK觸發(fā)器串聯(lián)組合而成，分別稱為主觸發(fā)器和從觸發(fā)器。主觸發(fā)器和從觸發(fā)器的時(shí)鐘信號總是反相。,工作原理 對圖5.3.1(a)所示的電路進(jìn)行分析。 在CP=0期間，時(shí)鐘信號鎖定主觸發(fā)器，從觸發(fā)器工作，但從觸發(fā)器輸入狀態(tài)不會改變，則主從JK觸發(fā)器,圖5.3.5 主從JK觸發(fā)器的邏輯符號,10,的狀態(tài)不變。即Qn+1=Qn。 在CP=1期間，主觸發(fā)器工作，輸出狀態(tài)Q1n+1隨著輸入信號J和K的變化而改變。時(shí)鐘封鎖從觸發(fā)器，使其輸出保持不變。則主從JK觸發(fā)器狀態(tài)仍保持原態(tài)不變。即Qn+1=Qn。 在CP從0到1(上升沿)時(shí)刻，主觸發(fā)器從鎖定到工作，同時(shí)，從觸發(fā)器從工作到被鎖定，則主從JK觸

6、發(fā)器保持原態(tài)不變。即Qn+1=Qn。 在CP從1到0(下降沿)時(shí)刻，主觸發(fā)器從工作轉(zhuǎn)為鎖定，同時(shí)從觸發(fā)器解除封鎖開始工作。主從觸發(fā)器狀態(tài)取決于CP=1最后時(shí)刻的輸入J、K和相應(yīng)的現(xiàn)態(tài)決定的次態(tài)。,11,主從JK觸發(fā)器的工作原理，即主從JK觸發(fā)器輸出次態(tài)Qn+1，由CP有效沿時(shí)刻的輸入J、K和相應(yīng)的現(xiàn)態(tài)Qn決定。與同步JK觸發(fā)器邏輯相同。,特性表和特性方程 通過以上分析可知，主從JK觸發(fā)器只在時(shí)鐘有效沿時(shí)刻工作，輸出狀態(tài)的更新遵循JK觸發(fā)器邏輯原理。 輸入觸發(fā)信號J、K 為高電平有效方式。 根據(jù)以上分析，結(jié)果列特性表 5.3.2 。,12,表5.3.2主從JK觸發(fā)器特性表,動作特點(diǎn)和缺陷 只在時(shí)

7、鐘信號每個(gè)周期內(nèi)的有效沿時(shí)刻動作(要么是時(shí)鐘的上升沿，要么是時(shí)鐘的下降沿)。因此，抗干擾能力有所提高。,Qn,13,但在置“0”和置“1”時(shí)，電路的輸出狀態(tài)仍以不定狀態(tài)的方式過渡；當(dāng)輸入觸發(fā)信號均有效時(shí)，以反態(tài)形式確定，沒有約束條件。 5.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序波形圖 主從JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和同步JK觸發(fā)器的相同。波形圖畫法如圖5.3.6所示。,圖5.3.6 時(shí)序波形圖,14,6.3.3 主從D、T觸發(fā)器 主從D、T觸發(fā)器的電路組成和邏輯符號 主從D、T觸發(fā)器電路和邏輯符號如圖5.3.7和.8所示,圖5.3.7 主從D、T觸發(fā)器原理電路,15,是由兩個(gè)相同的同步D、T觸發(fā)器串聯(lián)組合而成，分別稱為

8、主觸發(fā)器和從觸發(fā)器。主觸發(fā)器和從觸發(fā)器的時(shí)鐘信號總是反相。,工作原理 在CP=0、1期間，主觸發(fā)器被時(shí)鐘信號鎖定，從觸發(fā)器的輸入狀態(tài)不會改變，則主從D、T觸發(fā)器的狀態(tài)不變。即Qn+1=Qn。,圖5.3.8 主從D、T觸發(fā)器的邏輯符號,16,在CP從0到1(上升沿)時(shí)刻，主從D觸發(fā)器工作主鎖定不工作仍保持原態(tài)不變。即Qn+1=Qn。 在CP從1到0(下降沿)時(shí)刻，主從D觸發(fā)器工作。 在CP從0到1(上升沿)時(shí)刻，主從T觸發(fā)器工作。 在CP從1到0(下降沿)時(shí)刻，主從T觸發(fā)器工作主鎖定不工作仍保持原態(tài)不變。即Qn+1=Qn。 特性表和特性方程 D、T觸發(fā)器特性表見表性5.3.2。,17,表5.3.

9、3 主從D觸發(fā)器特性表 表5.3.4 主從T觸發(fā)器特性表,Qn+1=D,動作特點(diǎn)和缺陷 只在時(shí)鐘信號每個(gè)周期內(nèi)的有效沿時(shí)刻動作(要么是時(shí)鐘的上升沿，要么是時(shí)鐘的下降沿)。因此，抗干擾能力有所提高。,18,但在置“0”和置“1”時(shí)，電路的輸出狀態(tài)仍以不定狀態(tài)的方式過渡；當(dāng)輸入觸發(fā)信號均有效時(shí)，以反態(tài)形式確定，沒有約束條件。 5.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序波形圖 主從D、T觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和同步D、T觸發(fā)器的相同。波形圖畫法如圖5.3.9所示。,圖5.3.9 主從D、T觸發(fā)器波形圖畫法,19,6.3.4 邊沿觸發(fā)器 負(fù)邊沿JK觸發(fā)器 電路組成 負(fù)邊沿JK觸發(fā)器的邏輯電路和邏輯符號如圖5.3.10所示。 功

10、能分析 負(fù)邊沿JK觸發(fā)器電路在工作時(shí)，要求其與非門G3、G4的平均延遲時(shí)間tpd1 比與或非門G1、G2構(gòu)成的基本觸發(fā)器的平均延遲時(shí)間tpd2 要長，起延時(shí)觸發(fā)作用。,20,圖 5.3.10 負(fù)邊沿 JK 觸發(fā)器邏輯電路和邏輯符號,CP=1期間，與或非門輸出為：,所以，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。和與非門G3、G4的輸出無關(guān).,21,CP=0期間，門G3、G4輸出為Y4=Y3=1，使與或非門G1、G2構(gòu)成的基本 RS觸發(fā)器的輸入無效，觸發(fā)器的狀態(tài)仍保持不變。具體計(jì)算如下：,CP時(shí)刻：CP=1時(shí)，觸發(fā)器輸出用Q1表示，之后的CP=0時(shí)觸發(fā)器輸出用Q0表示，具體計(jì)算如下：,CP時(shí)刻：CP=0時(shí)，觸發(fā)器輸出

11、用Q0表示，之后的CP=1 時(shí)觸發(fā)器輸出用Q1表示，具體計(jì)算如下，可知觸發(fā)器的輸出狀態(tài)還是不變。,22,此時(shí)，門G3、G4的輸出Y3和Y4如下。之后，CP=0時(shí)，與或非門中的A、D與門結(jié)果為0，同時(shí)門G3、G4被封鎖；門G1、G2變?yōu)榕c非門基本RS觸發(fā)器，考慮到門電路的傳輸延遲時(shí)間tpd ，不難得到JK觸發(fā)器狀態(tài)方程。,由上述分析得出，在CP脈沖下降沿時(shí)刻，觸發(fā)器按類同于主從JK觸發(fā)器邏輯原理工作。故稱為負(fù)邊沿JK觸發(fā)器。其狀態(tài)表、狀態(tài)圖、時(shí)序圖與主從JK觸發(fā)器基本相同。,23, 維持阻塞D觸發(fā)器 電路組成,維持阻塞觸發(fā)器有JK、T、D等幾種功能，產(chǎn)品較多的是維持阻塞阻D觸發(fā)器。維持阻塞D觸發(fā)

12、器，原理如圖 5.3.11所示。,圖5.3.11 維持阻塞D觸發(fā)器原理電路, 功能分析,CP=0期間，與門 G3、G4 被封鎖，鎖，輸出G4=G3=1，使與門G1、G2構(gòu)成的基本RS 觸發(fā)器輸入無效，則D觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變，Qn+1=Qn。,24,CP=1期間，若G3=0，G4 =1 ，則置“0”維持線保證G5= 1，置“1”維持線和置“1”阻塞線保證G6=0，使G3=0，G4=1不,會變化，和輸入D無關(guān)，則D觸發(fā)器輸出狀態(tài)保持不變；若G3= 1，G4=0，置“0”阻塞線保證G3 =1，即使G4變?yōu)椤?”，對門G1、G2構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器的輸入,也無效，則D觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變。仍

13、和輸入D無關(guān)，也確保觸發(fā)器狀態(tài)不會空翻。 CP時(shí)刻，CP=1時(shí)與門G3、G4的輸出和觸發(fā)信號D無關(guān)，且其輸出和觸發(fā)信號D無關(guān)，且其輸出不會改變與門G1、G2構(gòu)成,25,的基本 RS 觸發(fā)器的輸出。之后的CP=0時(shí)，與門G1、G2構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器的輸入無效，則D觸發(fā)器保持原態(tài)。,CP時(shí)刻，CP=0 時(shí)，置“1”維持線和置“0”維持線均反饋 “1”，使觸發(fā)信號D輸入成功，之后CP=1時(shí)，與門G3、G4開始工作，傳輸D到與門G1、G2構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器的輸入端，則觸發(fā)器的輸出狀態(tài)才能更新。,觸發(fā)器輸出狀態(tài)的更新遵循Qn+1=D。,26,該觸發(fā)器為時(shí)鐘上升沿有效邊緣D觸發(fā)器。其狀態(tài)表、狀態(tài)圖、時(shí)

14、序圖與主從D觸發(fā)器基本相同。 CMOS 邊沿觸發(fā)器 電路組成,CMOS邊沿觸發(fā)器觸發(fā)器有JK、T、D等幾種功能， CMOS邊沿D觸發(fā)器原理如圖 5.3.12所示。,圖5.3.12 CMOS邊沿D觸發(fā)器原理電路, 功能分析,CP=0期間，門TG2、TG3被封鎖呈現(xiàn)高阻態(tài)，TG3阻斷了觸發(fā)信號D,27,的傳輸，門TG1、TG4傳輸工作，TG4與自已的非門構(gòu)成閉路，使D觸發(fā)器輸出狀態(tài)保持不變，即 Qn+1=Qn。 CP=1期間，門TG1、TG4被封鎖呈現(xiàn)高阻態(tài)，TG1阻斷了觸發(fā)信號D 的輸入，門TG2、TG3傳輸工作，TG2與自已的非門構(gòu)成閉路，使D觸發(fā)器輸出狀態(tài)保持不變，即,Qn+1=Qn。 CP

15、時(shí)刻，CP=1使TG1、TG4高阻，阻斷觸發(fā)信號D，輸出不變，且和D無關(guān)。之后的CP=0又使TG2、TG3高阻，仍阻斷觸發(fā)信號D，門TG4使電路輸出狀態(tài)不變，則D觸發(fā)器仍保持原態(tài)。,28,CP時(shí)刻，CP=0使門TG2、TG3呈現(xiàn)高阻態(tài)，門TG1、TG4傳輸工作。門TG3阻斷D的傳輸，TG4使D觸發(fā)器狀態(tài)保持；之后，CP=1使門TG1、TG4 呈現(xiàn)高阻態(tài)，門TG2、TG3傳輸工作。TG2工作保存CP=0最后時(shí)刻輸入的D，TG3傳輸工作，使D觸發(fā)器輸出狀態(tài)為：Qn+1 =D。 該觸發(fā)器為時(shí)鐘上升沿有效邊緣D觸發(fā)器。其狀態(tài)表、狀態(tài)圖、時(shí)序圖與主從D觸發(fā)器基本相同。,【思考題】 1. 邊沿觸發(fā)器和主從

16、觸發(fā)器在電路結(jié)構(gòu)、邏輯功能和動作特點(diǎn)上主要有哪些不同 ? 2. 邊沿觸發(fā)器如何克服空翻和振蕩的 ?,29,6.4 觸發(fā)器邏輯功能的相互轉(zhuǎn)換 5.5.1 JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成 RS、D、T 觸發(fā)器 5.5.2 D 觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成 RS、JK、T觸發(fā)器 5.5.3 T 觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成 RS、JK、D觸發(fā)器 5.5.4 RS觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成 JK、D、T 觸發(fā)器,30,轉(zhuǎn)換電路如圖5.5.1所示。 圖5.5.1 轉(zhuǎn)換電路,6.5.1 JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成其它觸發(fā)器 比較JK和RS、D、T觸發(fā)器的特性方程，可得：,31,圖5.5.2 轉(zhuǎn)換電路,6.5.2 D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成其它觸發(fā)器 比較D和RS、JK、T觸發(fā)器的特性方

17、程，可得：,32,圖5.5.3 轉(zhuǎn)換電路,6.5.3 T觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成其它觸發(fā)器 比較T和RS、JK、 D觸發(fā)器的特性方程，可得：,33,6.5.4 RS觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成其它觸發(fā)器 比較RS和JK、D、T觸發(fā)器的特性方程，可得：,轉(zhuǎn)換電路如圖 5.5.4 所示。 圖5.5.4 轉(zhuǎn)換電路,34,6.5 觸發(fā)器的集成產(chǎn)品和典型應(yīng)用 6.5.1集成觸發(fā)器簡介 6.5.2觸發(fā)器典型應(yīng)用,35,6.5.1集成觸發(fā)器簡介 1. 74LS76112為下降沿雙JK觸發(fā)器，74LS7411為下降沿雙D觸發(fā)器，管腳排列如圖5.5.1所示。 圖5.5.1 74LS112 、74 管腳排列圖,36,2. CC4027為下降沿雙JK觸發(fā)器，管腳排列如圖5.5.2所示。,圖5.5.2CC4027 管腳排列圖,表5.5.1 CC4027 的功能表,3. 集成觸發(fā)器產(chǎn)品的主要型號和功能說明見表5.5.2,37,表5.5.2. 集成觸發(fā)器產(chǎn)品的主要型號和功能,38,續(xù)表5.5.2. 集成觸發(fā)器產(chǎn)品的主要型號和功能,39,6.5.2 觸發(fā)器典型應(yīng)用 1構(gòu)成串行加法器,圖 5.5.3 串行加法器原理電路,Z=AiBiQn Qn+1=AiBi+AiQn+