第五章触发器-PPT精选精品教育课件.ppt

1、 第五章第五章 触发器触发器5.1 5.1 基本触发器基本触发器 一、基本一、基本RS触发器触发器 1 1用与非门组成的基本用与非门组成的基本RSRS触发器触发器 （1 1）电路结构）电路结构:由门电路组成的，它与组合逻辑电路的根本区别在于，电由门电路组成的，它与组合逻辑电路的根本区别在于，电路中有反馈线，即门电路的输入、输出端交叉耦合。路中有反馈线，即门电路的输入、输出端交叉耦合。&GG12RSQQRSQQ触发器有两个互补的输出端，触发器有两个互补的输出端，（2）逻辑功能）逻辑功能&GG12RSQQ（3 3）波形分析）波形分析例例5.1.15.1.1 在用与非门组成的基本在用与非门组成的基本

2、RS触发器中，设初始状态为触发器中，设初始状态为0，已，已知输入知输入R、S的波形图，画出两输出端的波形图。的波形图，画出两输出端的波形图。解：解：由表由表5.1.1知，当知，当R、S都为都为高电平时，触发器保持原状高电平时，触发器保持原状态不变；当态不变；当S 变低电平时，变低电平时，触发器翻转为触发器翻转为1状态；当状态；当R 变低电平时，触发器翻转为变低电平时，触发器翻转为0状态；不允许状态；不允许R、S同时为同时为低电平。低电平。RSQQ2用或非门组成的基本用或非门组成的基本RS触发器触发器这种触发器的触发信号是高电平有效，因此在逻辑符号的输入端处没有这种触发器的触发信号是高电平有效，

3、因此在逻辑符号的输入端处没有小圆圈。小圆圈。GG12RSQQ11RSQQ波形分析：波形分析：RSQQ基本触发器的特点总结：基本触发器的特点总结：（1 1）有两个互补的输出端，有两个稳定的状态。）有两个互补的输出端，有两个稳定的状态。（2 2）有复位（）有复位（Q=0Q=0）、置位（）、置位（Q=1Q=1）、保持原状态三种功能。）、保持原状态三种功能。（3 3）R R为复位输入端，为复位输入端，S S为置位输入端，可以是低电平有效，为置位输入端，可以是低电平有效，也可以是高电平有效，取决于触发器的结构。也可以是高电平有效，取决于触发器的结构。（4 4）由于反馈线的存在，无论是复位还是置位，有效信

4、号只）由于反馈线的存在，无论是复位还是置位，有效信号只需要作用很短的一段时间，即需要作用很短的一段时间，即“一触即发一触即发”。二、二、同步同步RS触发器触发器给触发器加一个时钟控制端给触发器加一个时钟控制端CP，只有在，只有在CP端上出现时钟脉冲时，触发端上出现时钟脉冲时，触发器的状态才能变化。这种触发器称为器的状态才能变化。这种触发器称为同步触发器同步触发器。1 1同步同步RS触发器的电路结构触发器的电路结构&CP3GG&GG12QQSRQQ1S1R C1CP2 2逻辑功能逻辑功能当当CP0 0时，控制门时，控制门G3 3、G4 4关闭，触发器的状态保持不变。关闭，触发器的状态保持不变。当

5、当CP1 1时，时，G3 3、G4 4打开，其输出状态由打开，其输出状态由R、S端的输入信号决定。端的输入信号决定。同步同步RS触发器的状态转换分别由触发器的状态转换分别由R、S和和CP控制，其中，控制，其中，R、S控制控制状态转换的方向；状态转换的方向；CP控制状态转换的时刻。控制状态转换的时刻。&CP3GG&GG12QQSR3 3触发器功能的几种表示方法触发器功能的几种表示方法触发器的功能除了可以用功能表表示外，还有几种表示方法：触发器的功能除了可以用功能表表示外，还有几种表示方法：（1）特性方程）特性方程由功能表画出卡诺图得特性方程：由功能表画出卡诺图得特性方程：101100R01000

6、11110n+1QQnS（2 2）状态转换图）状态转换图状态转换图表示触发器状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一从一个状态变化到另一个状态或保持原状不变个状态或保持原状不变时，对输入信号的要求。时，对输入信号的要求。01R=S=01R=S=10R=S=0R=S=0 （3）驱动表）驱动表 驱动表是用表格的方式表驱动表是用表格的方式表示触发器从一个状态变化示触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状到另一个状态或保持原状态不变时，对输入信号的态不变时，对输入信号的要求。要求。（4）波形图）波形图 触发器的功能也可触发器的功能也可以用输入输出波以用输入输出波形图直观地表示形图直观地表示出来。出来

7、。CPRSQQ 4同步触发器存在的问题同步触发器存在的问题空翻空翻由于在由于在CP=1期间，期间，G3、G4门都是开着的，都能接收门都是开着的，都能接收R、S信号，所以，如果在信号，所以，如果在CP=1期间期间R、S发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转。发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转。在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻空翻。&CP3GG&GG12QQSRCPSRQ有效翻转空翻5.2 5.2 主从触发器主从触发器由两级同步由两级同步RS触触发器串联组成。发器串联组成。G1G4组成从触组成从触发器，发器

8、，G5G8组组成主触发器。成主触发器。CP 与与CP互补，互补，使两个触发器工使两个触发器工作在两个不同的作在两个不同的时区内。时区内。一、一、主从主从RS触发器触发器 1电路结构电路结构&3G4GG8GCP7&G&G6&5&19G主触发器从触发器&GG12QQQQRSQQ1S1R C1CP2 2工作原理工作原理主从触发器的触发翻转分为两个节拍：主从触发器的触发翻转分为两个节拍：（1 1）当）当CP1 1时，时，CP0 0，从触发器被封锁，保持原状态不变：主触发，从触发器被封锁，保持原状态不变：主触发器工作，接收器工作，接收R和和S端的输入信号。端的输入信号。（2 2）当）当CP由由1 1跃变

9、到跃变到0 0时，即时，即CP=0=0、CP1 1。主触发器被封锁，输入信号。主触发器被封锁，输入信号R、S不再影响主触发器的状态；从触发器工作，接收主触发器输出端的不再影响主触发器的状态；从触发器工作，接收主触发器输出端的状态。状态。特点：特点：（1 1）主从触发器的翻转是在）主从触发器的翻转是在CPCP由由1 1变变0 0时刻（时刻（CPCP下降沿）发生的。下降沿）发生的。（2 2）CPCP一旦变为一旦变为0 0后，主触发器被封锁，其状态不再受后，主触发器被封锁，其状态不再受R R、S S影响，因此不会影响，因此不会有空翻现象。有空翻现象。二、二、主从主从JK触发器触发器主从主从RS触发器

10、的缺点：触发器的缺点：使用时有约束条件使用时有约束条件RS=0。1 1电路结构电路结构Q&G12GQ&G&7G8CP5&4&16GGGQGG3Q9JK 为此，将为此，将触发器触发器的两个互补的输的两个互补的输出端信号通过两出端信号通过两根反馈线分别引根反馈线分别引到输入端的到输入端的G7、G8门，这样，就门，这样，就构成了构成了JK触发触发器。器。CPQ1J1KQC12 2逻辑功能逻辑功能(1(1）功能表：）功能表：（2 2）特性方程：）特性方程：11001001J0100011110n+1QQnK（3 3）状态转换图）状态转换图（4 4）驱动表）驱动表01J=K=0J=K=1K=J=K=01

11、J=例例5.2.15.2.1 已知主从已知主从JK触发器触发器J、K的波形如图所示，画出输出的波形如图所示，画出输出Q的波形的波形图（设初始状态为图（设初始状态为0）。）。在画主从触发器的波形图时，应注在画主从触发器的波形图时，应注意以下两点：意以下两点：（1）触发器的触发翻转发生在时钟）触发器的触发翻转发生在时钟脉冲的触发沿（这里是下降沿）脉冲的触发沿（这里是下降沿）（2）判断触发器次态的依据是时钟）判断触发器次态的依据是时钟脉冲下降沿前一瞬间输入端的状脉冲下降沿前一瞬间输入端的状态态。CPJK123456Q3主从主从T触发器和触发器和T触发器触发器如果将如果将JK触发器的触发器的J和和K相

12、连作为相连作为T输入端就构成了输入端就构成了T触发器触发器。T触发器特性方程：触发器特性方程：nnnQTQTQ1CPQ1J1KQC1TQQC1 1T 当当T触发器的输入控制端为触发器的输入控制端为T=1时，时，称为称为T触发器。触发器。T触发器的特性方程为：触发器的特性方程为：nnQQ14主从主从JK触发器存在的问题触发器存在的问题一次一次变化现象变化现象例例5.2.25.2.2 已知主从已知主从JK触发器触发器J、K的波形如图所示，画出输出的波形如图所示，画出输出Q的波形的波形图（设初始状态为图（设初始状态为0）。）。解：解：画出输出波形如图示。画出输出波形如图示。由此看出，由此看出，主从主

13、从JK触发器在触发器在CP=1期间，主触发器只变化（翻转）一次，期间，主触发器只变化（翻转）一次，这种现象称为这种现象称为一次变化现象一次变化现象。CPJK=0Q5.3 5.3 边沿触发器边沿触发器一、维持一、维持阻塞边沿阻塞边沿D触发器触发器 1 1D触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能D触发器只有一个触发输入端触发器只有一个触发输入端D，因此，逻辑关系非常简单；，因此，逻辑关系非常简单；D触发器的特性方程为：触发器的特性方程为：Qn+1n+1=DD触发器的状态转换图：触发器的状态转换图：D触发器的驱动表：触发器的驱动表：0D=01D=0D=1D=12 2维持维持阻塞边沿阻塞边沿D D触发器的结

14、构及工作原理触发器的结构及工作原理（1）同步）同步D触发器：触发器：该电路满足该电路满足D触发器触发器的逻辑功能，但有的逻辑功能，但有同步触发器的同步触发器的空翻现象空翻现象。（2 2）维持维持阻塞边沿阻塞边沿D触发器触发器 为了克服空翻，并具有为了克服空翻，并具有边沿触发器的特性，在边沿触发器的特性，在原电路的基础上引入三原电路的基础上引入三根反馈线根反馈线L1、L2、L3。CP&5G6G3GG43456&GG12QQDQQQQL1L23L例例5.3.15.3.1 已知维持已知维持阻塞阻塞D D触发器的输入波形，画出输出波形图。触发器的输入波形，画出输出波形图。解：在波形图时，应注意以下两点

15、：解：在波形图时，应注意以下两点：（1 1）触发器的触发翻转发生在）触发器的触发翻转发生在CPCP的的上升沿。上升沿。（2 2）判断触发器次态的依据是）判断触发器次态的依据是CPCP上上升沿前一瞬间输入端升沿前一瞬间输入端D D的状态。的状态。根据根据D D触发器的功能表，可画出输出触发器的功能表，可画出输出端端Q Q的波形图。的波形图。CPD12345Q（3）触发器的直接置）触发器的直接置0和置和置1端端 RD直接置直接置0端，低电平有效；端，低电平有效；SD直接置直接置1端；低电平有效。端；低电平有效。&QGQGGQ&3Q1&4&G26&CP453G&5L2DQQG6SDRDC1SQQR

16、1DDRDSRD和和SD不受不受CP和和D信号的影信号的影响，具有最高的优先级。响，具有最高的优先级。二、二、CMOS主从结构的边沿触发器主从结构的边沿触发器1 1电路结构电路结构:由由CMOS逻辑门和逻辑门和CMOS传输门组成主从传输门组成主从D触发器。触发器。TG1TG2TG3TG41G2G3G4GCPCPCPCPCPCPCPCP主触发器从触发器1111DQQQQ由于引入了由于引入了传输门传输门，该电路虽为主从结构，却没有一次变化问题，该电路虽为主从结构，却没有一次变化问题，具有边沿触发器的特性。具有边沿触发器的特性。2 2工作原理工作原理触发器的触发翻转分为两个节拍：触发器的触发翻转分为

17、两个节拍：（1 1）当）当CP变为变为1 1时，时，TG1 1开通，开通，TG2 2关闭。主触发器接收关闭。主触发器接收D信号。信号。同时，同时，TG3 3关闭，关闭，TG4 4开通，从触发器保持原状态不变。开通，从触发器保持原状态不变。（2 2）当）当CP由由1 1变为变为0 0时，时，TG1 1关闭，关闭，TG2 2开通，主触发器自保持。开通，主触发器自保持。同时，同时，TG3 3开通，开通，TG4 4关闭，从触发器接收主触发器的状态。关闭，从触发器接收主触发器的状态。3 具有直接置具有直接置0端端RD和直接置和直接置1端端SD的的CMOS边沿边沿D触发器触发器TG1TG2TG3TG41G

18、2G3G4GCPCPCPCPCPCPCPCP主触发器从触发器1111DQQQQ5.4 5.4 集成触发器集成触发器一、一、集成触发器举例集成触发器举例1 1TTL主从主从JK触发器触发器7474LS7272特点：（特点：（1 1）有）有3 3个个J端和端和3 3个个K端，它们之间是与逻辑关系。端，它们之间是与逻辑关系。（2 2）带有直接置）带有直接置0 0端端RD和直接置和直接置1 1端端SD，都为低电平有效，不用时应接高电平。都为低电平有效，不用时应接高电平。（3 3）为主从型结构，）为主从型结构，CP下跳沿触发。下跳沿触发。QQ1J1KC1SR&4123567891011121314NCR

19、DJ1J2J3Q GNDQK1K2K3CPDSVcc74LS7221CPDKRJ1JK3S23JKD2 2高速高速CMOS边沿边沿D触发器触发器7474HC7474 特点：（特点：（1）单输入端的双）单输入端的双D触发器。触发器。（2）它们都带有直接置）它们都带有直接置0端端RD和直接置和直接置1端端SD，为低电平有效。，为低电平有效。（3）为）为CMOS边沿边沿触发器，触发器，CP上升沿触发。上升沿触发。2S2DD2CPD2R1S1DD1CPD1RC11DSR41235678910111213141GNDVcc74HC74RD1D 1CPD1S 1Q 1Q2Q2Q2SD2CP2DD2R2Q1

20、Q2Q1Q二、触发器功能的转换二、触发器功能的转换1.1.用用JK触发器转换成其他功能的触发器触发器转换成其他功能的触发器（1 1）JKD分别写出分别写出JK触发器和触发器和D D触发器的特性方程触发器的特性方程比较得：比较得：画出逻辑图：画出逻辑图：1J1K C1CPDQQnnnQKQJQ1DQn1)(nnQQDnnDQQD（2 2）JKT（T）写出写出T触发器的特性方程：触发器的特性方程：1JC11KCPTQQC11KCP1J1QQ与与JKJK触发器的特性方程比较，触发器的特性方程比较，得：得：J=T，K=T。令令T=1=1，即可得，即可得T触发器。触发器。nnnQTQTQ12 2用用D触

21、发器转换成其他功能的触发器触发器转换成其他功能的触发器（1 1）DJK写出写出D触发器和触发器和JK触发器的特性方程：触发器的特性方程：比较两式，得：比较两式，得：画出逻辑图。画出逻辑图。C11D1&1CPQQJK（2 2）DT图（图（b）（3 3）DT图（图（c）（b）1DC1=1CPC11DCP（c）QQQQT三、触发器应用举例三、触发器应用举例 例例5.4.15.4.1 设计一个设计一个3人抢答电路。人抢答电路。3人人A、B、C各控制一个按键开关各控制一个按键开关KA、KB、KC和一个发光二极管和一个发光二极管DA、DB、DC。谁先按下开关，谁的。谁先按下开关，谁的发光二极管亮，同时使其

22、他人的抢答信号无效。发光二极管亮，同时使其他人的抢答信号无效。RR+VccABRCDAACK+5VDB330K330K330DBC&AVOAG&VVOBCGG&BOC 利用触发器的利用触发器的“记忆记忆”作用，使抢答电路工作更可靠、稳作用，使抢答电路工作更可靠、稳定。定。RKRQRQRQ+VccDADBDC330330330GAGBGCOAOBOC&KARSKBRSKCRSRRR+5VBCAFFAFFBFFCVVVQQQ本章小结本章小结1 1触发器有两个基本性质：（触发器有两个基本性质：（1 1）在一定条件下，触发器可维持在两种稳）在一定条件下，触发器可维持在两种稳定状态（定状态（0 0或或1

23、 1状态）之一而保持不变；（状态）之一而保持不变；（2 2）在一定的外加信号作用下，）在一定的外加信号作用下，触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态。触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态。2 2描写触发器逻辑功能的方法主要有特性表、特性方程、驱动表、状态描写触发器逻辑功能的方法主要有特性表、特性方程、驱动表、状态转换图和波形图转换图和波形图(又称时序图又称时序图)等。等。3 3按照结构不同，触发器可分为：按照结构不同，触发器可分为：(1)(1)基本基本RS触发器，为电平触发方式。触发器，为电平触发方式。(2)(2)同步触发器，为脉冲触发方式。同步触发器，为脉冲触发方式。(3)(3)主

24、从触发器，为脉冲触发方式。主从触发器，为脉冲触发方式。(4)(4)边沿触发器，为边沿触发方式。边沿触发器，为边沿触发方式。4 4根据逻辑功能的不同，触发器可分为：根据逻辑功能的不同，触发器可分为：(1)(1)RS触发器触发器 (2)(2)JK触发器触发器 (3)(3)D触发器触发器 (4)(4)T触发器触发器 （T触发器触发器 ）5 5同一电路结构的触发器可以做成不同的逻辑功能；同一逻辑功能的触同一电路结构的触发器可以做成不同的逻辑功能；同一逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构来实现。发器可以用不同的电路结构来实现。6 6利用特性方程可实现不同功能触发器间逻辑功能的相互转换。利用特性方程可实现不同功能触发器间逻辑功能的相互转换。