[工学]数字电路第6章触发器课件.ppt

1、.1 触发器的性质和分类触发器的性质和分类触发器是具有触发器是具有记忆功能记忆功能的基本逻辑单元的基本逻辑单元一、基本触发器一、基本触发器1、电路组成、电路组成由两个与非门交叉耦合组成，有两个互非的由两个与非门交叉耦合组成，有两个互非的输出端输出端Q和和 ，两个输入控制端，两个输入控制端 、。QSR“1”状态状态Q=1 =0Q“0”状态状态Q=0 =1Q两两种种稳稳定定状状态态2、工作原理、工作原理Q11不变不变QSR1110无无触发信号即触发信号即 =SR=1触发器状态不变触发器状态不变11 00 1Q11不变不变101QSR01不管不管Q原来状态如何原来状态如何Q置成置成“0”Q11不变不

2、变101110QSR110不管不管Q原来状态如何原来状态如何Q置成置成“1”SR当当 同时为同时为0时时Q和和 都为都为1，不符合触发器的互非不符合触发器的互非输出关系输出关系,当当 回到回到1 1时时,由于两与非门的延迟时间由于两与非门的延迟时间不等不等,Q和和 状态难以确定状态难以确定,在使用中是在使用中是不允许出现的不允许出现的，应予以避免。（波形图应予以避免。（波形图P101P101）QS RQQ11不变不变101110不定不定QSR0011【例例】输入端输入端R、S信号波形如图信号波形如图,画出基本画出基本 RS触发器的时序波形图。触发器的时序波形图。设初始状态设初始状态Q=0。置置

3、“1”端端置置“0”端端Q11不变不变101110不定不定QSR符号符号二、触发器性质二、触发器性质1、有两种稳定状态、有两种稳定状态“1”状态状态Q=1 =0Q“0”状态状态Q=0 =1Q2、在外界信号作用下，、在外界信号作用下，触发器可以从一个稳态翻转另一个稳态触发器可以从一个稳态翻转另一个稳态三、分类三、分类按结构分：按结构分：基本触发器和时钟触发器基本触发器和时钟触发器时钟触发器分时钟触发器分 ：RS触发器、触发器、D触发器、触发器、JK触发器、触发器、T触发器触发器触发方式分：同步触发器、维持阻塞触发器、触发方式分：同步触发器、维持阻塞触发器、边沿触发器、主从触发器。边沿触发器、主从

4、触发器。用或非门构成的触发器用或非门构成的触发器P101自学自学CP:时钟脉冲时钟脉冲(Clock Pulse)Qn-初态初态 CP脉冲作用脉冲作用前前Q的状态的状态Qn+1-次态次态 CP脉冲作用脉冲作用后后Q的状态的状态1、电路组成、电路组成R、S为控制输入端为控制输入端.时钟触发器的逻辑功能时钟触发器的逻辑功能一、一、RS触发器触发器&QQ&RSCPCPS RQnQn+1说明00 0101Qn+1=Qn110 00 00101Qn+1=Qn111 01 0 0111Qn+1=1110 10 10100Qn+1=0111 11 1011*1*Qn+1状态不定RS触发器功能真值表触发器功能真

5、值表&QQ&RSCP（1）功能真值表功能真值表 (状态转换真值表状态转换真值表)2、逻辑功能的、逻辑功能的4种表示形式种表示形式SR（2）、激励表）、激励表Qn Qn+1应有怎样的应有怎样的 控制输入信号控制输入信号Qn Qn+1S R0 00 X0 11 01 00 11 1X 0RS触发器激励表触发器激励表CPS RQnQn+1说明00 0101Qn+1=Qn110 00 00101Qn+1=Qn111 01 0 0111Qn+1=1110 10 10100Qn+1=0111 11 1011*1*Qn+1状态不定RS触发器功能真值表触发器功能真值表0101/10/0/0/RS/(3)状态转

6、换图状态转换图Q状态变化与控制输入之间关系状态变化与控制输入之间关系Q状态状态RS状态状态4.特性方程特性方程Qn 与与Qn+1及及控制端之间的关系控制端之间的关系01RSQRSQnn其中其中RS=0为约束条件，为约束条件，即即R、S不能同时为不能同时为1。01011000011110RSnQ01CPS RQnQn+1110 00 00101111 01 0 0111110 10 10100111 11 1011*1*01011000011110RSnQ0101RSQRSQnnCPC1RS符号符号二二.D触发器触发器CP R S Q n+1 说明说明 1 0 0 Qn 保持保持 1 0 1 1

7、 置置1 1 1 0 0 清清0 1 1 1 1*避免避免 0 Qn 保持保持1D&RDSDQQ&RSCP其他两种情况不会出现其他两种情况不会出现CP=1时时,Qn+1=DCP=0时时,保持原状保持原状1DCP&RDSDQQ&1.真值表真值表DQnQn+1说明000100Qn+1=0110111Qn+1=1CP=1时时100110（2）、激励表）、激励表Qn Qn+1D0 000 111 001 11D触发器激励表触发器激励表DQnQn+1说明000100Qn+1=0110111Qn+1=1D触发器触发器真值表真值表(3)状态转换图状态转换图Q状态状态(4).特性方程特性方程 Qn+1=D D

8、QnQn+1说明000100Qn+1=0110111Qn+1=1D触发器触发器真值表真值表符号符号3.JK触发器触发器(1)JK触发器真值表触发器真值表CPJ KQnQn+1说明00 0101Qn+1=Qn110 00 00101Qn+1=Qn 111 01 0 0111Qn+1=1110 10 10100Qn+1=0111 11 10110Qn+1=JK触发器功能真值表触发器功能真值表Qn（2）、激励表）、激励表Qn Qn+1J K0 00 X0 11 X1 0X 11 1X 0JK触发器激励表触发器激励表CPJ KQnQn+1说明110 00 00101Qn+1=Qn 111 01 0 0

9、111Qn+1=1110 10 10100Qn+1=0111 11 10110Qn+1=JK触发器功能真值表触发器功能真值表Qn(3)状态转换图状态转换图(4).特性方程特性方程qn nQ QK Kn nQ QJ J1 1n nQ Q符号符号4.T触发器触发器TJK触发器功能真值表触发器功能真值表Qn+1=10011 11 111Qn+1=000010 10 111Qn+1=111011 01 0 11Qn+1=Qn 01010 00 011说明Qn+1QnJ KCPQnCPTQnQn+1说明110 0 0101Qn+1=Qn 111 1 0110Qn+1=Qn(1).T触发器功能真值表触发器

10、功能真值表Qn Qn+1T 0 00 0 11 1 01 1 10 （2）T触发器激励表触发器激励表(3)状态转换图状态转换图(4).特性方程特性方程n nQ QT Tn nQ QT T1 1n nQ Q符号符号6.3时钟触发器的结构及触发方式时钟触发器的结构及触发方式一一.同步触发器同步触发器 具有时钟控制触发器的状态的改变与时钟脉冲具有时钟控制触发器的状态的改变与时钟脉冲同步称同步称同步触发器同步触发器 触发器的触发方式触发器的触发方式是指时钟触发器在是指时钟触发器在CP脉冲脉冲的什么时刻接收控制输入信号的什么时刻接收控制输入信号,并且可改变触发器并且可改变触发器状态。状态。1.同步触发器

11、的触发器方同步触发器的触发器方式式例：同步例：同步D触发器触发器CP=1，时，时Q的状态的状态由由D来决定，来决定，Qn+1=D即即电平触发电平触发D1&RDSDQQ&RSCPG1G2G3G4G5 在一个时钟脉冲周期在一个时钟脉冲周期（CP=1）中，触发器发生中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。多次翻转的现象叫做空翻。由于在由于在CP=1CP=1期间期间，G3G3、G4G4门门为为“开门开门”，都能接收，都能接收R R、S S信信号。所以，如果在号。所以，如果在CP=1CP=1期间期间D D多次变化，则触发器的状态多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转。也可能发生多次翻转。CPDQ有效翻

12、转空翻Qn+1=D上升边沿触发上升边沿触发Q的状态变化，是在的状态变化，是在CPCP的某一跳变沿，称边沿触发方式的某一跳变沿，称边沿触发方式CPDQ有效翻转空翻Q电平电平触发触发二、边沿触发方式二、边沿触发方式触发器的次态只取决于的上升沿（下降沿）到达时触发器的次态只取决于的上升沿（下降沿）到达时的输入状态，其它时间输入变化对输出无影响。的输入状态，其它时间输入变化对输出无影响。QCPDQ下降边沿触发下降边沿触发上升边沿触发上升边沿触发Q边沿触发器抗干扰能力强。边沿触发器抗干扰能力强。有效翻转空翻电平电平触发触发DCPDCPDCP电平触发电平触发上升沿触发上升沿触发下降沿触发下降沿触发符号符号

13、边沿触发器在逻辑符号中以边沿触发器在逻辑符号中以CP处的处的“”表示。表示。【例例1 1】根据图中给出的根据图中给出的CPCP、D D波形波形,画出上画出上升沿触发、和下降沿触发时的升沿触发、和下降沿触发时的D D触发器的触发器的Q Q端波形。端波形。设触发器的初始状态为设触发器的初始状态为0 0。QCPDQJKCPJKCP上升沿触发上升沿触发下降沿触发下降沿触发CPJKQ【例例2 2】根据图中给出的根据图中给出的CPCP、J,KJ,K波形波形,画出上画出上升沿触发、和下降沿触发时的升沿触发、和下降沿触发时的JKJK触发器的触发器的Q Q端波形。端波形。设触发器的初始状态为设触发器的初始状态为

14、0 0。三三.主从触发器主从触发器 (P144 为为 电平触发器电平触发器)主主触发器触发器从触发器从触发器CP=1CP=1时，主触发器接收时，主触发器接收输入信号，从触发器被输入信号，从触发器被封锁，输出状态保持不变封锁，输出状态保持不变。CP=0CP=0时，主触发器被时，主触发器被封锁，保持不变；从触封锁，保持不变；从触发器接收主触发器的状发器接收主触发器的状态送往输出端。态送往输出端。主从触发器符号主从触发器符号上升沿触发上升沿触发下降沿触发下降沿触发JKCPJKCP触发器类型惯用符号新标准符号维持阻塞触发器和上升沿触发的边沿触发器（以D功能触发器为例QQQQQQQQQQQQQQQQQQ

15、QQQQQQRRSSSSSSRRRRCPDDCPCPCPJJJJKKKKSRRRRSSS1S1RC1C1C1C1RSCPCPCPQQQQQQQQQQQQDCPJJKK1D1J1K1K1J由与非门构成的基本SR触发器由或非门构成的基本SR触发器同步式时钟触发器（以SR功能触发器为例）边沿式触发器及下降沿触发的维持阻塞触发器（以JK功能触发器为例）主从式触发器（以JK功能触发器为例）触发器逻辑符号中触发器逻辑符号中CP端加端加 ，则表示边沿触发，不加此，则表示边沿触发，不加此，则表示电平触发，则表示电平触发，CP输入端加输入端加“”，表示下降沿触发，表示下降沿触发，不加不加“”表示上升沿触发。表示

16、上升沿触发。四四、集成触发器集成触发器1 1、集成触发器的直接置位端、直接复位端、集成触发器的直接置位端、直接复位端由于触发器通电后随机处于由于触发器通电后随机处于0 0、1 1两个稳定两个稳定状态之一，而触发器应用于时序逻辑电路时，状态之一，而触发器应用于时序逻辑电路时，通常要求处于特定的起始状态。设置直接置位通常要求处于特定的起始状态。设置直接置位“1”1”端端S SD D和直接置位和直接置位,“0”,“0”端端R RD D(复位端复位端)。“直接直接”的含义是指它们的含义是指它们不受时钟信号不受时钟信号CPCP的控的控制，只要异步置位或复位端有信号，制，只要异步置位或复位端有信号，触发器

17、的触发器的输出状态就立即作相应的变化输出状态就立即作相应的变化，只有当异步信只有当异步信号无效时，触号无效时，触发器才能在时钟和输入信号控制发器才能在时钟和输入信号控制下动作。下动作。1DCP&RDSDQQ&（1）具有异步输入端的）具有异步输入端的D触发器触发器置置0端端置置1端端符号符号禁止禁止SD、RD同时为同时为0SDRD7474双双D触发器功能真值表触发器功能真值表 P146 输入输出RDSDDCPQ Q01XX0 110XX1 01111 01100 100XX1 1禁止禁止SD、RD同时为同时为0RD、SD低电平同时消失时低电平同时消失时Q、Q状态不定状态不定符号符号CP上升沿触发

18、上升沿触发符号符号RSRDSDSDRD禁止禁止SD、RD同时为同时为0（2）具有异步输入端的）具有异步输入端的JK触发器触发器74LS121 JK触发器触发器 P147CP下降沿触发下降沿触发双双JK触发器触发器74LS112的功能表的功能表 2.集成触发器的多输入端集成触发器的多输入端 有些集成触发器有多个信号输入端，如多个有些集成触发器有多个信号输入端，如多个J端端(J1、J2、)；多个多个K端端(K1、K2、)，逻辑图如图逻辑图如图5.5.2所示，所示，通常它们是与逻辑关系通常它们是与逻辑关系，即，即J=J1J2，K=K1K2。使用中，应将使用中，应将不用的多余输入端接高电不用的多余输入

19、端接高电平平，或者和所使用的输入端并联在一起使用，切忌悬，或者和所使用的输入端并联在一起使用，切忌悬空，以免引入干扰。空，以免引入干扰。&C1&1J1KQQJ1J2J3K1K2K3CP例例1:1:维持阻塞型维持阻塞型D D触发器及其触发器及其CPCP、D D的波的波形如题形如题5 5所示。所示。试对应画出试对应画出Q Q的波形。的波形。触发器触发器初始状态为初始状态为0。1DQC1DCPCPDQQ例例2:2:边沿边沿JKJK触发器及其触发器及其CPCP、J J、K K的波形的波形见图。试对应画出见图。试对应画出Q Q的波形。的波形。触发器初始状态触发器初始状态为为0。C11RQ1JQJCPKC

20、PJKQDTKJSRDTKJSR1 1功能分类功能分类 ：基本触发器、时钟触发器：基本触发器、时钟触发器 2.2.时钟触发方式分时钟触发方式分电平平顶触发，电平平顶触发，CP=1CP=1期间期间Q Q随输入随输入信号变化，信号变化，CP=0CP=0，Q Q保持保持分为前沿、后沿触发，触发沿时分为前沿、后沿触发，触发沿时刻的输入信号决定刻的输入信号决定Q Qn+1n+1的状态。的状态。（2 2）边沿触发器）边沿触发器（1 1）同步触发器）同步触发器触发器触发器 小结小结（1）测试）测试D触发器逻辑功能：触发器逻辑功能：按表的要求进行测试，并记录之。按表的要求进行测试，并记录之。CP单单次次脉脉冲

21、冲原原态态QnD次状态次状态00011001011011101nQ1nQ实验：集成触发器实验：集成触发器CPD00111nQDQn1（2）D触发器构成计数器。触发器构成计数器。单次单次脉冲脉冲观察每按一次单观察每按一次单次脉冲次脉冲D1、D2变变化。化。出现出现D1亮二次、亮二次、D2一次一次CPQCPJ K00 00111000 10110101 01011001 110101（3）测试）测试JK触发器逻辑功能：触发器逻辑功能：按表的要求进行测试，并记录之。按表的要求进行测试，并记录之。nQ1nQ=1nQCPJ K00 00111000 10110101 01011001 110101nQ1

22、nQ1nQCPJ K 功功 能能0 0=维持维持 0 10=0置置“0”1 01=1置置“1”1 1=与原态相反与原态相反 1nQ1nQnQ1nQ1nQnQnQ1nQnQn nQ QK Kn nQ QJ J1 1n nQ Q（4）、）、74LS74、74LS112构成加计数器构成加计数器 （5）、）、74LS74、74LS112构成减计数器构成减计数器 CP 指示灯指示灯L3 L2 L1L0数码数码显示显示CP 指示灯指示灯L3 L2 L1L0数码数码显示显示单单次次脉脉冲冲0 0 0 0 0单单次次脉脉冲冲0 0 0 0 00 0 0 1 11 1 1 10 0 1 1 21 1 1 00

23、1 0 0 31 1 0 10 1 0 1 41 1 0 00 1 1 0 51 0 1 1 0 1 1 1 61 0 1 01 0 0 0 71 0 0 1 91 0 0 1 81 0 0 0 81 0 1 0 90 1 1 1 71 0 1 10 1 1 0 61 1 0 00 1 0 1 51 1 0 10 1 0 0 41 1 1 00 0 1 1 31 1 1 00 0 1 0 21 1 1 10 0 0 1 1小小 结结1、掌握触发器置、掌握触发器置“0”、置、置“1”功功能能2、掌握、掌握RS、D、JK、T触发器逻触发器逻辑功能、及符号辑功能、及符号例例 边沿边沿D D触发器及其

24、触发器及其CPCP、D D、S Sd d、R Rd d的波形见题的波形见题5.75.7图。图。试画出试画出Q Q的波形。的波形。触发器初始状态为触发器初始状态为0。题5.7图 CPDSdRdC1Q1DQSdSdDCPRdRd5.8 5.8 题题5.85.8（a a）图所示图所示T T触发器的触发器的CPCP和和T T端波形如端波形如题题5.85.8（b b）图所示，试写图所示，试写出触发器的特性方程，并对出触发器的特性方程，并对应画出应画出Q端波形。设触发器初始状态为端波形。设触发器初始状态为0。题6.8图（a）T触发器；（b）CP、T端波形 C1Q1TQCPSdSdTCPRdRdTSdRd题6.9图（a）4个触发器；（b）CP、A、B、C端波形 DQ1C11QCP1ABQ2C12QSdDCPCQ3C13QKJCPCABQ4C14QKJCP1&AB(a)(b)RdCPABC