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1、南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器5 锁存器和触发器锁存器和触发器的电路结构及脉冲工作特性。1. 锁存器和触发器的功能。教学要求重点：重点：4. 了解锁存器和触发器的电路结构与工作原理。2. 掌握锁存器和触发器的功能和逻辑功能描述方法。3. 掌握常用锁存器和触发器的特点和基本应用。1.掌握锁存器和触发器的定义、特点、分类和分析方法。难点：难点：2. 锁存器和触发器的描述方法。1南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器教学内容5 锁存器和触发器5.1 概述5.2 锁存器l 5.2.1 SR锁存器 l 5.2.2 D锁存器5.3 触发器电路
2、结构与工作原理l 5.3.1 主从型触发器l * 5.3.2 维持阻塞触发器l 5.3.3 JK触发器(利用传输延迟的触发器)5.4 触发器的逻辑功能l 5.4.1 D触发器 l 5.4.2 JK触发器 l 5.4.3 T与T触发器 l 5.4.4 SR触发器 l 5.4.5 D触发器功能的转化习题2南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器 锁存器和触发器的定义：能够存储1位二进制信息、具有记忆功能的单元电路称为锁存器或触发器。5.1 概述1.1.锁存器和锁存器和触发器的定义、特点、分类和分析方法触发器的定义、特点、分类和分析方法u 锁存器是对脉冲电平敏感的电路，它在
3、一定电平作用下改变状态。 相同之处：相异之处：u 锁存器和触发器都是具有存储功能，是构成时序电路的基本逻辑单元。u 每个锁存器或触发器都能存储1位二值信息，所以又称为存储单元或记忆单元。 u 触发器是对脉冲边沿敏感的电路,它在脉冲边沿作用下改变状态。5 锁存器和触发器3南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器2.2.锁存器和触发器的特点锁存器和触发器的特点 它有两个稳定的状态：0状态和1状态； 在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态； 当输入信号消失后，所置成的状态能够保持不变。u 由逻辑功能的不同可分为： RS触发器、D触发器、JK触发器、T和T触发器；u
4、由电路结构的不同可分为：基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器。u 由触发方式的不同可分为：同步触发器、异步触发器；3. 3. 存储单元存储单元（锁存器与触发器）（锁存器与触发器）分类分类 功能分析：主要利用功能表、特性方程、时序图、状态图。 触发方式分析：主要研究输入信号与触发脉冲之间的时间时间关系。4. 分析方法：5.1 概述4南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器1.1.由或非门组成基本由或非门组成基本SRSR锁存器锁存器(2) 规定电路的初态与次态初态：R、S信号作用前,Q端的状态, 用Q n表示。次态：R、S信号作用后,Q端的状态, 用Q
5、n+1表示。00101(3) 工作原理设初态 Q n = 1 若初态 Q n = 001000结论：当R=S=0时，无论初态Q n为0或1，锁存器的状态不变. 当R=S=0时：5.2.1 SR 锁存器(1) 电路组成5南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器5.2.1 SR 锁存器01若初态 Q n = 0若初态 Q n = 101010 当R=0、S=1时 1 01(3) (3) 工作原理工作原理（续）（续）结论：当R=0，S=1时，无论初态Q n为0或1，锁存器的次态为1态.1.(1.(或非门组成或非门组成) )基本基本SRSR锁存器锁存器6南通大学Nantong
6、 University返回5 锁存器和触发器5.2.1 SR 锁存器10若初态 Q n = 1若初态 Q n = 01010010 R=1 、 S=00(3) (3) 工作原理工作原理（续）（续）结论：当R=1，S=0时，无论初态Q n为0或1，锁存器的次态为0态。1.(1.(或非门组成或非门组成) )基本基本SRSR锁存器锁存器117南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器将S=R=1同时撤除并且改为S=R=0时无论初态Q n=， Q n+1=15.2.1 SR 锁存器110 S=1 、 R=10。(3) (3) 工作原理工作原理（续）（续）结论:当R=S=1时,无
7、论初态Q n =， Q n+1 = 因为:当R=S=1同时撤除, 即R=S=0时，两个与非门的延迟时间无法确定， 使得触发器最终稳定状态也不能确定 ！即约束条件为: SR = 0(4) (4) 逻辑符号与逻辑功能逻辑符号与逻辑功能不确定111不确定011110110010110001011000000RS置1不变置0状态 不确定S为置1端，R为置0端， 且都是高电平有效.00001.(1.(或非门组成或非门组成) )基本基本SRSR锁存器锁存器1？1？1018南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器5.2.1 SR 锁存器QQ置1置0置1置1置1保持不允许(5) (5
8、) 波形图（时序图）波形图（时序图）(6) (6) 动作特点动作特点 输入信号R、S在全部作用时间内都能直接直接改变输出端 的状态。SR不允许不允许(不确定)1.(1.(或非门组成或非门组成) )基本基本SRSR锁存器锁存器9南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器5.2.1 SR锁存器2.2.由与非门构成基本由与非门构成基本SRSR锁存器锁存器、(3)国标逻辑符号(1)电路图(2)功能表不定不定0010100101不变11不变Q约束条件:不变不定置1不变 置1不变置0不变(4)画工作波形10南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器5.2.1
9、 SR锁存器3.3.应用举例应用举例 - - 去抖动电路去抖动电路开关闭合时开关断开时11南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器5.2.1 SR锁存器 3. 3. 基本基本SRSR锁存器的应用锁存器的应用-去抖动电路开关接A时振动,Q=1 开关起始状态:接B,= 0 =1 Q=0RS开关转接A,= 1 =0 Q=1RS抖动时 =X =1 Q不变R S 去抖动电路工作原理S悬空时 =X =1 Q不变SR 12南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器4. 逻辑门控SR锁存器由于基本RS锁存器动作特点是：输入信号R、S在全部作用时间内都能直接直接
10、改变输出端 的状态，为了消除输入信号R、S直接直接控制控制输出端状态的状况，设计了逻辑门控SR锁存器。设计思想：5.2.1 SR锁存器(1)(1)电路结构电路结构国标逻辑符号基本SR锁存器使能信号门控电路13南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器4. 4. 逻辑门控逻辑门控SRSR锁存器锁存器5.2.1 SR锁存器 (2)(2)工作原理工作原理u S=0, R=0：u S=1,R=0：u S=0, R=1：u S=1, R=1： E=1： E=0：0 1建立时间tSU :表示D信号 对E下降沿的最少时间提前量。延迟时间tpHL :输出从高电平到低电平的延迟时间。脉冲
11、宽度tW :为保证D信号正确传送到Q和21南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器5.2.2 D锁存器4. 典型集成D锁存器锁存使能端传输门控 D 锁存器传输门控 制输出使能端三态输出门22南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器5.3 触发器的电路结构和工作原理 定义：在时钟脉冲边沿作用下的状态刷新称为触发，具有边沿触发特性的存储单元电路称为触发器。脉冲边沿有：上升沿（前沿）：用CP表示。下降沿（后沿） ：用 表示。触发器分类（按结构） ： 主从触发器 维持阻塞触发器 利用传输延迟的触发器23南通大学Nantong University返回
12、5 锁存器和触发器5.3.1 5.3.1 主从触发器主从触发器1.1.主从型主从型DD触发器电路结构触发器电路结构24南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器2.2.主从型主从型DD触发器工作原理触发器工作原理(1)(1)0 00 01 10 0 1 10 01 1 0 0 1 15.3.1 5.3.1 主从触发器主从触发器25南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器2.2.主从主从DD触发器工作原理（触发器工作原理（2 2）1 11 10 00 0 1 11 11 11 10 05.3.1 5.3.1 主从触发器主从触发器主、从锁存器的状态
13、均保持不变。26南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器主从型主从型D D触发器的工作过程分析归纳触发器的工作过程分析归纳：主从型结构的触发器中，主从锁存器是轮流工作的。主从型结构的触发器中，主从锁存器是轮流工作的。CP=0CP=0时时: : 主锁存器工作：主锁存器工作：接受输入端接受输入端D D的信号，并使的信号，并使主锁存器主锁存器翻转到翻转到 ；CPCP由由0101时时: : 从锁存器工作：从锁存器工作：从锁存器接受主锁存器（从锁存器接受主锁存器（QQ 端）送出的信号，并使端）送出的信号，并使从锁存器从锁存器翻转翻转 到与到与主锁存器主锁存器（QQ 端）一致的状
14、态端）一致的状态 ；因此因此, ,此电路仅在此电路仅在CPCP由由 0101的的后瞬后瞬, ,即即CPCP信号上升沿到达后的瞬间，信号上升沿到达后的瞬间，电路状态翻转到与输入信号电路状态翻转到与输入信号D D一致，故称为上升沿触发的一致，故称为上升沿触发的D D 触发器。触发器。用方程表示：Qn+1=DD触发器的特性方程（Q Qn+1n+1 为时钟触发沿到来之后电路状态）为时钟触发沿到来之后电路状态）5.3.1 5.3.1 主从触发器主从触发器CP=1CP=1时，时，主、从锁存器的状态均保持不变。27南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器3. D触法器的逻辑功能(2
15、) 特性方程:Qn+1=D (3) 状态转换图 :(1) 逻辑功能表111101010000D5.3.1 5.3.1 主从触发器主从触发器(4) 符号与工作波形 u对CP上升沿敏感的边沿触发器. u对CP下降沿敏感的边沿触发器.CP D 上升沿Q下升沿Q28南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器4.4.典型集成电路典型集成电路(74HC/HCT74)(74HC/HCT74) 0 00 01 11 10 00 00 00 0电路完成为主从型D触发器的功能。5.3.1 5.3.1 主从触发器主从触发器29南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器4. 4. 典型集成电路典型集成电路(74HC/HCT74)(74HC/HCT74)5.3.1 5.3.1 主从触发器主从触发器直接置1直接置0D 功 能国 标 逻 辑 符 号30南通大学Nantong University返回5 锁存器和触发器【例题】:画主从D触发器波形。5.3.1 5.3.1 主从触发器主从触发器RDQCPSDD已知触发器的符号和输入波形
