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[工学]数字电路第6章触发器

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[工学]数字电路第6章触发器_第1页
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6.1 触发器的性质和分类触发器是具有记忆功能的基本逻辑单元 一、基本触发器 1、电路组成 由两个与非门交叉耦合组成,有两个互非的 输出端Q和 ,两个输入控制端 、 QSR“1”状态Q=1=0Q“0”状态Q=0=1Q两 种 稳 定 状 态2、工作原理Q11不变 不变QSR1110无触发信号即 =SR=1触发器状态不变11 00 1 Q11不变 不变101QSR01不管Q原来状态如何Q置成“0”Q11不变不变101110QSR110不管Q原来状态如何Q置成“1”SR当 同时为0时Q和 都为1,不符合触发器的互非 输出关系,当 回到1时,由于两与非门的延迟时间 不等, Q和 状态难以确定,在使用中是不允许出现的,应予以避免波形图P101) Q S R 11不变不变101110不定不定QSR0011??【例】 输入端R、S信号波形如图,画出基本 RS触发器的时序波形图 设初始状态Q=0 ￿￿置“1”端置“0”端Q11不变 不变101110不定 不定QSR符号二、触发器性质 1、有两种稳定状态“1”状态Q=1=0Q“0”状态Q=0=1Q2、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三、分类 按结构分: 基本触发器和时钟触发器 时钟触发器分 : RS触发器、D触发器、JK触发器、T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。

用或非门构成的触发器P101自学CP: 时钟脉冲(Clock Pulse)Qn –-初态CP脉冲作用前Q的状态Qn+1–-次态 CP脉冲作用后Q的状态1、电路组成R、S为控制输入端6.2时钟触发器的逻辑功能 一、RS触发器&&&&RSCPCPS RQnQn+1说明0 0× × × ×0 10 1Qn+1= Qn1 10 0 0 00 10 1Qn+1= Qn1 11 0 1 0 0 11 1Qn+1=11 10 1 0 10 10 0Qn+1=01 11 1 1 10 11* 1*Qn+1 状态不定RS触发器功能真值表&&&&RSCP(1)功能真值表(状态转换真值表)2、逻辑功能的4种表示形式SR(2)、激励表Qn →Qn+1应有怎样的控制输入信号Qn →Qn+1S R0 → 00 X0 → 11 01 → 00 11 → 1X 0RS触发器激励表CPS RQnQn+1说明0 0× × × ×0 10 1Qn+1= Qn1 10 0 0 00 10 1Qn+1= Qn1 11 0 1 0 0 11 1Qn+1=11 10 1 0 10 10 0Qn+1=01 11 1 1 10 11* 1*Qn+1 状态不定RS触发器功能真值表(3)状态转换图 Q状态变化与控制输入之间关系Q状态RS状态4.特性方程Qn 与Qn+1及控制端之间的关系其中RS=0为约束条件, 即R、S不能同时为1。

CPS RQnQn+11 10 0 0 00 10 11 11 0 1 0 0 11 11 10 1 0 10 10 01 11 1 1 10 11* 1*CPC1RS符号二. D触发器CP R S Q n+1 说明1 0 0 Qn 保持1 0 1 1 置11 1 0 0 清01 1 1 1* 避免0 Qn 保持1D&&RDSD&&RSCP 其他两种情况不会出现CP=1时, Qn+1 =DCP=0时, 保持原状1 DCP&&RDSD&&1.真值表DQnQn+1说明0 00 10 0Qn+1 =01 10 11 1Qn+1 =1CP=1时100110(2)、激励表Qn →Qn+1D0 → 000 → 111 → 001 → 11D触发器激励表DQnQn+1说明0 00 10 0Qn+1 =01 10 11 1Qn+1 =1D触发器真值表(3)状态转换图Q状态(4).特性方程Qn+1 =D DQnQn+1说明0 00 10 0Qn+1 =01 10 11 1Qn+1 =1D触发器真值表符号3.JK触发器(1) JK触发器真值表CPJ KQnQn+1说明0 0× × × ×0 10 1Qn+1= Qn1 10 0 0 00 10 1Qn+1=Qn1 11 0 1 0 0 11 1Qn+1=11 10 1 0 10 10 0Qn+1=01 11 1 1 10 11 0Qn+1 =JK触发器功能真值表Qn(2)、激励表Qn →Qn+1J K0 → 00 X0 → 11 X1 → 0X 11 → 1X 0JK触发器激励表CPJ KQnQn+1说明1 10 0 0 00 10 1Qn+1=Qn1 11 0 1 0 0 11 1Qn+1=11 10 1 0 10 10 0Qn+1=01 11 1 1 10 11 0Qn+1 =JK触发器功能真值表Qn(3)状态转换图(4).特性方程符号4.T触发器TJK触发器功能真值表Qn+1 =1 00 11 1 1 11 1Qn+1=00 00 10 1 0 11 1Qn+1=11 10 11 0 1 0 1 1Qn+1=Qn0 10 10 0 0 01 1说明Qn+1QnJ KCPQnCPTQnQn+1说明1 10 0 0 10 1Qn+1=Qn1 11 1 0 11 0Qn+1 =Qn(1). T触发器功能真值表 Qn →Qn+1T 0 → 00 0 → 11 1 → 01 1 → 10 (2) T触发器激励表(3)状态转换图(4).特性方程符号6.3时钟触发器的结构及触发方式一.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同步称同步触发器触发器的触发方式是指时钟触发器在CP脉冲的什么时刻接收控制输入信号,并且可改变触发器状态。

1.同步触发器的触发器方式例:同步D触发器 CP=1,时Q的状态 由D来决定,Qn+1 =D 即电平触发D1&&RDSD&&RSCPG1G2G3G4G5 在一个时钟脉冲周期 (CP=1)中,触发器发生 多次翻转的现象叫做空翻由于在CP=1期间,G3、G4门 为“开门”,都能接收R、S信 号所以,如果在CP=1期间D 多次变化,则触发器的状态 也可能发生多次翻转CPDQn+1 =D上升边沿触发Q的状态变化,是在CP的某一跳变沿,称边沿触发方式CPDQ电平触发二、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 的输入状态,其它时间输入变化对输出无影响QCPDQ下降边沿触发上升边沿触发Q边沿触发器抗干扰能力强有效翻转空翻电平触发DCPDCPDCP电平触发上升沿触发下降沿触发符号边沿触发器在逻辑符号中以CP处的“”表示 【例1】 根据图中给出的CP、D波形,画出上 升沿触发、和下降沿触发时的D触发器的Q端波形 设触发器的初始状态为0 ￿￿QCPDQJKCPJKCP上升沿触发下降沿触发【例2】 根据图中给出的CP、J,K波形,画出上升沿触发、和下降沿触发时的JK触发器的Q端波形设触发器的初始状态为0。

￿￿三.主从触发器 ( P144 为 电平触发器)主触发器从触发器①CP=1时,主触发器接收 输入信号,从触发器被 封锁,输出状态保持不变②CP=0时,主触发器被 封锁,保持不变;从触 发器接收主触发器的状 态送往输出端主从触发器符号上升沿触发下降沿触发JKCPJKCP触发器逻辑符号中CP端加 ,则表示边沿触发,不加此 , 则表示电平触发,CP输入端加“〇”,表示下降沿触发, 不加“〇”表示上升沿触发四 、集成触发器1、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0、 1两个稳定 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 “1”端SD和直接置位,“0”端RD(复位端) “ 直接”的含义是指它们不受时钟信号CP的控制 ,只要异步置位或复位端有信号, 触发器的输 出状态就立即作相应的变化,只有当异步信号 无效时,触发器才能在时钟和输入信号控制下 动作 1 DCP&& RDSD&&(1)具有异步输入端的D触发器置0端置1端符号禁止SD 、 RD同时为0SDRD7474双D触发器功能真值表 P146输入输出 RDSDDCPQ Q01XX0 110XX1 01111 01100 100XX1 1禁止SD 、 RD同时为0 RD、SD低电平同时消失时Q、Q状态不定符号CP上升沿触发符号RS RDSDSDRD禁止SD 、 RD同时为0(2)具有异步输入端的JK触发器74LS121 JK触发器 P147CP下降沿触发双JK触发器74LS112的功能表 2. 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J端 (J1、J2、…);多个K端(K1、K2、…),逻辑图如图 5.5.2所示,通常它们是与逻辑关系,即J=J1·J2…, K=K1·K2…。

使用中,应将不用的多余输入端接高电平,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 J1 J2 J3K1 K2 K3CP例1: 维持阻塞型D触发器及其CP、D的波形如题5所示 试对应画出Q的波形触发器初始 状态为0 ￿￿ 1DQC1DCPCPDQ例2: 边沿JK触发器及其CP、J、K的波形见 图试对应画出Q的波形 触发器初始状态为0 C11RQ1JQJCPKCPJKQ1.功能分类 :基本触发器、时钟触发器 2. 时钟触发方式分电平平顶触发,CP=1期间Q随输入 信号变化, CP=0,Q保持分为前沿、后沿触发,触发沿时 刻的输入信号决定Qn+1的状态2)边沿触发器(1)同步触发器触发器 小结(1)测试D触发器逻辑功能: 按表的要求进行测试,并记录之CP 单 次 脉 冲原 态 QnD次状态0001 1001 0110 1110实验:集成触发器CPD00 11(2)D触发器构成计数器单次 脉冲观察每按一次单 次脉冲D1、D2变 化 出现D1亮二次、 D2一次CPQCPJ K 00 001 110 00 101 101 01 010 110 01 110 101(3)测试JK触发器逻辑功能: 按表的要求进行测试,并记录之。

CPJ K 00 0 01 110 00 101 101 01 010 110 01 1 10 101CP J K 功 能0 0= 维持 0 10=0 置“0” 1 01=1 置“1” 1 1=与原态相反 (4)、74LS74、74LS112构成加计数器 (5)、74LS74、74LS112构成减计数器 C P指示灯 L3 L2 L1L0数码 显示C P指示灯 L3 L2 L1L0数码 显示单次脉冲0 0 0 00单次脉冲0 0 0 000 0 0 111 1 1 10 0 1 121 1 1 0 0 1 0 031 1 0 10 1 0 141 1 0 00 1 1 051 0 1 1 0 1 1 161 0 1 0 1 0 0 071 0 0 19 1 0 0 181 0 0 081 0 1 090 1 1 17 1 0 1 10 1 1 061 1 0 00 1 0 151 1 0 10 1 0 041 1 1 00 0 1 131 1 1 00 0 1 021 1 1 10 0 。

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