基本触发器ppt课件.ppt

1、5.1 时序电路概述 组合电路记忆电路组合电路X1 Fm XnX1 Xn Q1 W1 WrQe F1 F1 Fm F=f(x1xn)第四章已提过数字电路按功能可分为组合电路与时序电路。组合电路的输出仅与当前输入有关，而与电路的过去状态无关。F=f(x1xn；Q1QL)5.1 时序电路概述 5.1 时序电路概述 5.1 时序电路概述5.2.1 基本RS触发器5.2.2 时钟控制的RS触发器5.2.3 D触发器5.2.4 T触发器5.2.5 JK触发器5.2.6 基本触发器的空翻和振荡现象 SdRd Q Q QQRdSd SdRd Q Q SdRd Q Q SdRd Q Q SdRd Q Q Sd

2、Rd Q Q Qn+1=Sd+RdQn Qn+1=Sd+RdQn Qn+1=+Qn Qn+1=Sd+RdQn Qn+1=+QnQn+1=0+1 Qn Qn+1=Sd+RdQn Qn+1=+QnQn+1=0+1 QnQn+1=1+1 Qn=Qn Qn+1=Sd+RdQn Qn+1=+QnQn+1=0+1 QnQn+1=1+1 Qn=QnQn+1=Qn+1=1 Qn+1=Sd+RdQn 110110RdSd Qn+1=Sd+RdQn 1101101 0RdSd Qn+1=Sd+RdQn 11011010111 0RdSd Qn+1=Sd+RdQn 11011010111 00 1RdSd RSQC

3、PQ(Rd)(Sd)&0 1 1 1 0 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 1 1 0 1 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 Qn+1 维持=Qn 001110 1 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 Qn+1 维持=Qn 001110 1 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn0 1 100 1 1 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn0 1 1100 1 1 R

4、SQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn0 1 1100 1 0 11 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn0 1 1100 1 1 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn0 1 1100 1 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1Qn+1 维持=Qn+1=1

5、 置“1”Qn0 1 1100 1 1 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn+1=0 置“0”Qn 1 1 1 1 0 0 0 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn+1=0 置“0”Qn 1 1 1 1 0 0 0 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1

6、 0 Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn+1=0 置“0”Qn 1 1 1 1 0 0 0 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn+1=0 置“0”Qn 1 1 1 0 0 0 1 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn+1=0 置“0”Qn 1 1 1 0 0 0 1 1 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1

7、 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn+1=0 置“0”Qn 1 1 1 0 0 0 1 1 0 RSQCPQ(Rd)(Sd)&0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 Qn+1 维持=Qn+1=1 置“1”Qn+1=0 置“0”不允许Qn 0 0 111112.状态表、状态图及特征方程 s2.状态表、状态图及特征方程 RQn s2.状态表、状态图及特征方程 Qn+1=S+RQn 束条件 RS=0 RQn s2.状态表、状态图及特征方程 001

8、010Qn+1=S+RQn 束条件 RS=0 RSRQn s100000012.状态表、状态图及特征方程 00100 110Qn+1=S+RQn 束条件 RS=0 RSRQn s110012.状态表、状态图及特征方程 001000010 110Qn+1=S+RQn 束条件 RS=0 RSRQn s111100012.状态表、状态图及特征方程 001000010 11 010Qn+1=S+RQn 束条件 RS=0 RSRQn s11001 (R)QCPQRd&DSd CP00 1 1 (R)QCPQRd&DSd CP00 1 11.状态真值表DQn+1Qn 0 0 0(R)QCPQRd&DSd&

9、00 1 1 1 101.状态真值表DQn+1Qn 0 0 0(R)QCPQRd&DSd&00 1 1 1 101.状态真值表DQn+1Qn 0 0 0(R)QCPQRd&DSd&00 1 1 1 101.状态真值表DQn+1Qn 0 0 0(R)QCPQRd&DSd&00 1 1 1 101.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 0(R)QCPQRd&DSd&00 1 1 10 11.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 0(R)QCPQRd&DSd&00 1 1 10 11.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 0(R)QCPQRd&DSd&00 1 1 1 10 11.

10、状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 0(R)QCPQRd&DSd&000 1 1 1 10 11.状态真值表DQn+1Qn 0 1 01 0 1(R)QCPQRd&DSd&1 1000 10 0 011.状态真值表DQn+1Qn 0 1 01 0 1(R)QCPQRd&DSd&1 1 1000 10 0 011.状态真值表DQn+1Qn 0 1 01 0 1(R)QCPQRd&DSd&1 1 1000 10 0 011.状态真值表DQn+1Qn 0 1 01 0 1(R)QCPQRd&DSd&1 1 10000 10 0 0111.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 01 0

11、11 1 1(R)QCPQRd&DSd&011101.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 01 0 11 1 1(R)QCPQRd&DSd&011101.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 01 0 11 1 1(R)QCPQRd&DSd&00111101.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 01 0 11 1 1(R)QCPQRd&DSd&00111101.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 01 0 11 1 12.状态表、状态图、特征方程010D(R)QCPQRd&DSd&1.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 01 0 11 1 12.状态表、状

12、态图、特征方程0101D(R)QCPQRd&DSd&1.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 01 0 11 1 12.状态表、状态图、特征方程01101D(R)QCPQRd&DSd&1.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 01 0 11 1 12.状态表、状态图、特征方程01 0101D(R)QCPQRd&DSd 1.状态真值表DQn+1Qn 0 0 00 1 01 0 11 1 12.状态表、状态图、特征方程01 0101D特征方程 Qn+1=D 这说明D触发器在CP=1使，可将输入端D 的数据输送至触发器，利用此特征，D 触发器可十分容易的组成锁存器和寄存器。上述触发器均存

13、在00 11的迁移状态，而在实际中有时要求不管原来触发器处于何种状态，每来一个时钟信号CP必翻转一次 这就出现T触发器。5.2.4 T触发器 电路如图所示，在RS触发器的基础上增加 a.b 两条线其作用是记住原来的状态，并引导至翻转状态。aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)TCP=0维持aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T11001CP=0维持aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T11001CP=0维持 CP=1 功能如下：T=0与CP=0情况一样，触发器处于维持状态。aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T01111.状态真值表

14、T Qn Qn+1 0 0 00 1 101CP=0维持 CP=1 功能如下：T=0与CP=0情况一样，触发器处于维持状态。aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T01111.状态真值表T Qn Qn+1 0 0 00 1 101CP=0维持 CP=1 功能如下：T=0与CP=0情况一样，触发器处于维持状态。T=1时，如Q=0 则 Q=0通过a线将C门封闭，Q=1通过(b)线使D门打开，D 门输出为0 故Q=1,Q=0 。aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T00011111.状态真值表T Qn Qn+1 0 0 00 1 11 0 11CP=0维持 CP=1 功

15、能如下：T=0与CP=0情况一样，触发器处于维持状态。T=1时，如Q=0 则 Q=0通过a线将C门封闭，Q=1通过(b)线使D门打开，D 门输出为0 故Q=1,Q=0 。aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T000111111.状态真值表T Qn Qn+1 0 0 00 1 11 0 11CP=0维持 CP=1 功能如下：T=0与CP=0情况一样，触发器处于维持状态。T=1时，如Q=0 则 Q=0通过a线将C门封闭，Q=1通过(b)线使D门打开，D 门输出为0 故Q=1,Q=0 。aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T0001111101.状态真值表T Qn Q

16、n+1 0 0 00 1 11 0 11CP=0维持 CP=1 功能如下：T=0与CP=0情况一样，触发器处于维持状态。同理如Q=1 则 D门封闭,C门打开，C门输出为0，故 Q=0,Q=1 T=1时，如Q=0 则 Q=0通过a线将C门封闭，Q=1通过(b)线使D门打开，D 门输出为0 故Q=1,Q=0 。aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T111110001.状态真值表0 0 00 1 11 0 11 1 0T Qn Qn+1 CP=0维持 CP=1 功能如下：T=0与CP=0情况一样，触发器处于维持状态。同理如Q=1 则 D门封闭,C门打开，C门输出为0，故 Q=0,Q=

17、1 T=1时，如Q=0 则 Q=0通过a线将C门封闭，Q=1通过(b)线使D门打开，D 门输出为0 故Q=1,Q=0 。aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T1111100011.状态真值表0 0 00 1 11 0 11 1 0T Qn Qn+1 CP=0维持 CP=1 功能如下：T=0与CP=0情况一样，触发器处于维持状态。同理如Q=1 则 D门封闭,C门打开，C门输出为0，故 Q=0,Q=1 T=1时，如Q=0 则 Q=0通过a线将C门封闭，Q=1通过(b)线使D门打开，D 门输出为0 故Q=1,Q=0 。aQQ&(Sd)b(R)CPABC&D(Rd)(S)T111110

18、001011.状态真值表0 0 00 1 11 0 11 1 0T Qn Qn+1 2.状态表、状态图及特征方程010TT2.状态表、状态图及特征方程010 1TT2.状态表、状态图及特征方程0010 1TT2.状态表、状态图及特征方程0010 11 TT2.状态表、状态图及特征方程0010特征方程 Qn+1=T Qn1+TQn 11 TT2.状态表、状态图及特征方程0010特征方程 Qn+1=T Qn1+TQn 11 T5.2.5 JK触发器 JK触发器是一种多功能触发器。它具有RS触发器和T触发器的功能。所以，实际集成触发器主要是JK触发器和D触发器。TaQQ&bKJCP=0 触发器处于维

19、持状态 CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&01101aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态 CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&01101aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 0 CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&1100110aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 1Qn=CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&0011101aQQ&bKJCP=0 触发器处于

20、维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 0Qn=CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&1111 0 0 011aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+11.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 0Qn=0 置“0”CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&111100100aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+11.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0

21、 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 0Qn=0 置“0”CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&1111001010aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+11.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 0Qn=0 置“0”CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&111100101010aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 1Qn

22、=0 置“0”CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&Qn+1000111101aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 1Qn=0 置“0”CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&Qn+10001111101aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 1Qn=0 置“0”CP将T触发器T端断开，

23、对应R端为K，S端为J。&Qn+1000111011011aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+1=1 置“1”1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 1Qn=0Qn+1 置“0”CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&111 0 0 0 11aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+1=1 置“1”1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1

24、11 1 0 1Qn=0Qn+1 置“0”CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&0 0 111111 0 aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+1=1 置“1”1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 11 1 0 1Qn=0Qn+1 置“0”CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&0 0 111111 0 1aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+1=1 置“1”1.状态真值表J K Qn Qn+1 0

25、0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 11 1 0 1Qn=0Qn+1 置“0”CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&0 0 111111 0 0 11aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+1=1 置“1”Qn+1=Qn 1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0Qn=0Qn+1 置“0”必翻CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&111101001aQQ&bKJCP=0 触发器处

26、于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+1=1 置“1”Qn+1=Qn 1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0Qn=0Qn+1 置“0”必翻CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&1111010011aQQ&bKJCP=0 触发器处于维持状态CP=1 功能如下：Qn+1 维持 Qn+1=1 置“1”Qn+1=Qn 1.状态真值表J K Qn Qn+1 0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0

27、Qn=0Qn+1 置“0”必翻CP将T触发器T端断开，对应R端为K，S端为J。&111101001110J Qn 2.状态表、状态图及特征方程当 JK=0 0，1 1时 完成 T触发器的功能。JK=0 1，1 0时 完成 RS触发器的功能。JKJ KQnQn2.状态表、状态图及特征方程当 JK=0 0，1 1时 完成 T触发器的功能。JK=0 1，1 0时 完成 RS触发器的功能。JKJ KQnQnQn+1 =J Qn+KQn 2.状态表、状态图及特征方程当 JK=0 0，1 1时 完成 T触发器的功能。JK=0 1，1 0时 完成 RS触发器的功能。JKJ KQnQn0 00 1JKQn+1

28、 =J Qn+KQn 2.状态表、状态图及特征方程当 JK=0 0，1 1时 完成 T触发器的功能。JK=0 1，1 0时 完成 RS触发器的功能。010000001JKJ KQnQn0 00 1JK10,11Qn+1 =J Qn+KQn 2.状态表、状态图及特征方程当 JK=0 0，1 1时 完成 T触发器的功能。JK=0 1，1 0时 完成 RS触发器的功能。010011111JKJ KQnQn0 00 10 01 0JK10,11Qn+1 =J Qn+KQn 2.状态表、状态图及特征方程当 JK=0 0，1 1时 完成 T触发器的功能。JK=0 1，1 0时 完成 RS触发器的功能。01

29、0001111JKJ KQnQn0 00 10 01 0JK10,1101,11Qn+1 =J Qn+KQn 2.状态表、状态图及特征方程当 JK=0 0，1 1时 完成 T触发器的功能。JK=0 1，1 0时 完成 RS触发器的功能。010001111JK 由于JK触发器具有T触发器和RS触发器的功能，所以其特征方程有所反映。当J=K=T时Qn+1=TQn+TQn 当J=S K=R时Qn+1=SQn+RQn考虑S=R=1是不允许 则Qn+1=S+RQn约束条件 SR=0 以 D 触发器为例，波形如图所示，设Q起始态为0 CPDQCPDQCPDQCPDQCPDQCPDQCPDQCPDQCPDQ

30、CPDQCPDQCPDQ ABCTCPQab(Sd)&D(Rd)Q ：ABCTCPQab(Sd)&D(Rd)Q ：ABCTCPQab(Sd)&D(Rd)Q ：ABCTCPQab(Sd)&D(Rd)Q ：ABCTCPQab(Sd)&D(Rd)Q ABCTCPQab(Sd)&D(Rd)Q ：Q Q DC1 Q Q DC1 Q Q DC1 Q Q DC1 Q Q DC1 Q Q DC1 Q Q DC1 QQKJQQKJKJCP1CP QQKJQQKJ1CPQQKJQQKJKJCP1 Q 1JC1 1KQKCPJCPCPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ

31、 Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主CPJ Q K Q主 Q Q 1JC1 1KQ Q 1JC1 1KQ Q 1JC1 1KCPJ K Q Q 1JC1 1KCPJ Q K Q Q 1JC1 1KCPJ Q K Q Q 1JC1 1KCPJ Q K Q Q 1JC1 1KCPJ Q K Q Q 1JC1 1KCPJ Q K Q Q 1JC1 1KCPJ Q K Q Q 1JC1 1KCPJ Q K Q Q 1JC1 1KCPJ Q K Q Q 1JC1 1KCPJ Q K Q SC1 RQ1D Q 1DC1 Q或 Q 1JC1 1K&RdSdQJ1J2J3K1K2K3