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1、00:41:59,第五章 触发器,数字时钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。你想知道数字时钟是如何工作的吗？,00:41:59,本章主要内容,5. 1 概述 5.2 基本RS触发器 5.3 同步RS触发器 5.4 主从触发器 5.5 其他触发器的介绍 5.6 任务训练用Multisim仿真主从JK触发器,00:41:59,5.1 概述,触发器主要具有三个特点： 1.具备两种能自行保持的稳定状态。而且，这两种状态对应于二进制数0和1； 2.具备触发翻转特性。在输入信号作用下，两种稳定状态可以相互转换； 3
2、.具备记忆功能。,00:41:59,5.1 概述,触发器种类： 按照电路结构分为基本RS触发器、同步触发器、主从触发器、边沿触发器等；按照逻辑功能分为RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器和T触发器。有时，人们还将触发器按照时钟控制信号分为基本RS触发器、时钟触发器等。,00:41:59,5.1 概述,触发器的逻辑功能可以用五种方法来描述： 特性表、特性方程、状态转换图、驱动表和波形图（也称时序图）。,00:41:59,5.2 基本RS触发器 5.2.1 电路结构,基本RS触发器可以由与非门组成，也可以由或非门组成。,00:41:59,5.2.2 工作原理,1.两个稳定状态分析 当触发器初
3、始为0状态时，若输入端信号均为高电平1，则由于反馈到G2的输入端，使 ，而 又确保了G1输出 。 与非门G1和G2相互制约，使得触发器保持在初始状态0不变。 同理，当触发器初始为1状态时，在G1和G2相互制约下，触发器的1状态仍然保持不变。,00:41:59,5.2.2 工作原理,2.工作过程分析 触发器接收输入信号之前的原状态称为现态，用 表示；将触发器接收信号之后的新状态称为次态，用 表示。,00:41:59,5.2.2 工作原理,2.工作过程分析 因此，为了防止触发器出现输出结果不定的状态，要求触发器的输入端满足 ，即为基本RS触发器的约束条件。,00:41:59,5.2.3基本RS触发
4、器逻辑功能描述,1. 特性表,00:41:59,5.2.3 逻辑功能描述,2.特性方程,00:41:59,5.2.3 逻辑功能描述,3.状态转换图,00:41:59,5.2.3 逻辑功能描述,4.波形图 【例5-1】设基本RS触发器初始状态为0，已知触发器的输入端波形图如图所示，试画出输出波形。,00:41:59,5.2.3 逻辑功能描述,【例5-1】解：,00:41:59,5.2.3 逻辑功能描述,【例5-2】已知触发器的输入端波形图如图所示，设基本RS触发器初始状态为1，试画出输出波形。,00:41:59,5.2.4 基本RS触发器的特点,基本RS触发器的特点： 1.具有两个互补的输出端，
5、能自行保持两种稳定的状态，即0或1。 2.为复位输入端，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。 3.有三种功能：复位、置位、保持原状态。 4.由于有反馈线路，触发器无论是复位还是置位，有效信号只需作用很短暂的时间。,00:41:59,5.3 同步RS触发器,在数字系统中，同一电路有多个触发器，通常要求能有一个像时钟一样的信号(称之为时钟脉冲)来控制各触发器的翻转，这就是时钟触发器。由时钟脉冲控制的RS触发器称为同步RS触发器，也称为时钟RS触发器。,00:41:59,5.3 同步RS触发器 5.3.1 电路结构,00:41:59,5.3.2 逻辑功能,00:4
6、1:59,5.3.2 逻辑功能,00:41:59,5.3.2 逻辑功能,00:41:59,5.3.3 真值表,00:41:59,5.3.3 真值表,【例5-3】已知同步RS触发器的输入端波形图如图所示，设触发器初始状态为0，试画出输出波形。,00:41:59,5.3.4 同步RS触发器的特点,1.时钟脉冲只有在高电平1时，触发器才接收来自输入端和的信号，并且随着和的变化而变化；而在为低电平时，触发器不接受任何输入信号。 2.存在空翻现象。同步RS触发器在一个时钟周期内，如果和的状态发生变化，则输出的状态可能发生多次翻转，这种现象称为空翻现象。该现象的出现会导致电路抗干扰能力的降低。 3.存在不
7、定状态。即触发器的输入和输出信号之间相互有约束。,00:41:59,5.4 主从触发器,以主从触发方式进行信号处理的触发器称为主从触发器。主从触发方式又称脉冲触发方式，指在时钟脉冲由低电平跳变到高电平，并在高电平期间，主触发器触发接收输入信号，此时，从触发器被封锁；在时钟脉冲由高电平跳变到低电平的时刻，主触发器被封锁，从触发器触发接收主触发器的状态的两拍工作方式。简单说，就是从时钟脉冲的上升沿到来时刻，直到的下降沿，触发器才完成一次翻转过程。,00:41:59,5.4 主从触发器 5.4.1 主从RS触发器,1.电路组成 与逻辑符号,00:41:59,5.4.1 主从RS触发器,2.逻辑功能,
8、00:41:59,5.4.1 主从RS触发器,主从RS触发器与同步RS触发器比较 主从RS触发器的功能与同步RS触发器相同。但不同之处在于主从触发器用了两个同步RS触发器，又通过两个同步RS触发器互补的时钟脉冲控制，这样就把接收信号和输出翻转两个过程分开，从而有效地抑制了空翻现象的发生。,00:41:59,5.4.1 主从RS触发器,3.特性表,00:41:59,5.4.1 主从RS触发器,【例5-4】已知主从RS触发器的输入端波形图如图所示，设触发器初始状态为0，试画出输出波形图。,00:41:59,5.4.1 主从RS触发器,00:41:59,5.4.2 主从JK触发器,1.电路组成和逻辑
9、符号,00:41:59,5.4.2 主从JK触发器,2.逻辑功能,00:41:59,5.4.2 主从JK触发器,2.逻辑功能,00:41:59,5.4.2 主从JK触发器,2.逻辑功能,00:41:59,5.4.2 主从JK触发器,2.逻辑功能,00:41:59,5.4.2 主从JK触发器,【例5-5】 已知主从JK触发器的输入端波形图如图所示，设触发器初始状态为0，试画出输出波形图。,00:41:59,5.4.2 主从JK触发器,00:41:59,5.4 主从触发器,以主从触发方式进行信号处理的触发器称为主从触发器。主从触发方式又称脉冲触发方式，指在时钟脉冲由低电平跳变到高电平，并在高电平期
10、间，主触发器触发接收输入信号，此时，从触发器被封锁；在时钟脉冲由高电平跳变到低电平的时刻，主触发器被封锁，从触发器触发接收主触发器的状态的两拍工作方式。简单说，就是从时钟脉冲的上升沿到来时刻，直到的下降沿，触发器才完成一次翻转过程。,00:41:59,5.5 其他触发器的介绍 5.5.1 T触发器,00:41:59,5.5 其他触发器的介绍 5.5.2 T触发器,该触发器的特性方程则表示为：,00:41:59,5.5 其他触发器的介绍 5.5.3 D触发器,该触发器的特性方程则表示为：,D触发器特性表：,00:41:59,本章小结,1.时序逻辑电路的输出状态不仅与当时的输入状态有关，而且还与电
11、路的原状态有关。 2.触发器有两个基本性质：（1）在一定条件下，触发器可维持在两种稳定状态（0或1状态）之一而保持不变；（2）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。,00:41:59,本章小结,3.时序电路的基本单元是触发器，触发器按其稳定输出状态可分为双稳态触发器、单稳态触发器、无稳态触发器等。双稳态触发器按其功能可分为RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等。按其结构可分为主从型触发器、维持阻塞型触发器和边沿型触发器等。 4.触发器的结构不同，触发器的触发方式也有不同，如： （1）基本RS触发器，为电平触发方式； （2）同步触发器，为脉冲触发方式； （3）
12、主从触发器，为脉冲触发方式； （4）边沿触发器，为边沿触发方式。,00:41:59,本章小结,5.触发器的逻辑功能可以用以下五种方法来描述：特性表、特性方程、状态转换图、驱动表和波形图（也称时序图）。 6.触发器具有记忆功能，常用来保存二进制信息。触发器有两个稳定的状态：0 状态和 1 状态，在外信号作用下，两个稳定状态可相互转换；没有外信号作用时，保持原状态不变。,00:41:59,本章小结,7.主从RS触发器用两个同步RS触发器组成，又通过这两个同步RS触发器互补的时钟脉冲控制，这样就把接收信号和输出翻转两个过程分开，从而有效地克服了空翻。 8.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。,
