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1、电子技术应用温州职业技术学院黄加銮参考文献1.电工电子技术(少学时)(第3版). 林平勇，高嵩主编. 高等教育出 版社，2008 2.电工电子技术上册. 储克森主编. 机械工业出版社， 20062第16章 触发器及其应用n16.1 基本RS触发器n16.2 可控RS触发器n16.3 JK触发器n16.4 D触发器n16.5 寄存器n16.6 二进制计数器3触发器是可以记忆1位二值信号的逻辑电路部件。根据 逻辑功能的不同，触发器可以分为RS触发器、JK触发器、 D触发器、T和T触发器。基本RS触发器是任何结构复杂的触发器必须包含的一个 最基础的组成单元，它可以由两个与非门或两个或非门交 叉连接构
2、成。例如由两个与非门构成的RS触发器：1. 基本RS触发器&Q QRSQ Q门1&门2正常情况下，两个输出 端子应保持互非互非状态。一对互非的 输入端子字母上面 横杠表示 低电平有效低电平有效触发器的两个稳定状态：输出端Q=1时，触发器为1 1态； 输出端Q=0时，触发器处0 0态。4(1)基本RS触发器的工作原理&Q QRSQ Q门1&门20 0次态Q n+1=0, Q n+1=1 1 11 11 11 10 0触发器触发器现态Q Qn n=1=1，R R=0, =0, S S=1=1有0出1全1出00 0触发器触发器现态Q Qn n=0=0，R R=0, =0, S S=1=1次态Q n+
3、1=0, Q n+1=1 触发器状态由1变为0，置0功能！触发器状态不变，仍为置0功能！1归纳：归纳：基本的RS触发器的两个与非门通过反馈线交叉组合 在一起。只要两个输入端状态不同且输入端R=0 0，无论输 出现态如何，次态总是为0 0，因此通常把R称作清零端清零端。5(1)基本RS触发器的工作原理&Q QRSQ Q门1&门21 1次态Q n+1=1, Q n+1=0 0 00 00 01 11 1触发器触发器现态Q Qn n=0=0，R R=1, =1, S S=0=0有0出1全1出01 1触发器触发器现态Q Qn n=1=1，R R=1, =1, S S=0=0次态Q n+1=1, Q n
4、+1=0 触发器状态由0 0变为1 1，置1功能！触发器状态不变，仍为置1功能！2归纳：归纳：只要基本RS触发器的两个输入端状态不同且输入端 S=0 0处低电平有效态，无论输出现态如何，次态总是为1 1， 因此通常把S称作置置1 1端端。6(1)基本RS触发器的工作原理&Q QRSQ Q门1&门21 1次态Q n+1=0, Q n+1=1 1 10 01 10 00 0触发器触发器现态Q Qn n=0=0，R R=1, =1, S S=1=1全1出0有0出11 1触发器触发器现态Q Qn n=1=1，R R=1, =1, S S=1=1次态Q n+1=1, Q n+1=0 触发器状态不变，保持
5、功能！触发器状态不变，保持功能！3归纳：归纳：当基本RS触发器的两输入端状态相同均为1 1时，都 处无效状态。输出不会发生改变，继续保持原来的状态。 因此在两个输入端同时为高电平时触发器起保持功能保持功能。1 11 11 1全1出00 00 0有0出17(1)基本RS触发器的工作原理&Q QRSQ Q门1&门20 0次态Q n+1=1, Q n+1=1 0 00 01 11 1触发器触发器现态Q Qn n=0=0，R R=0, =0, S S=0=0有0出1触发器的两个互非输出端 出现相同的逻辑混乱情况， 显然这是触发器正常工作条 件下不允许发生的，因此必 须加以防范。4归纳：归纳：当基本RS
6、触发器的两输入状态相同均为0 0时，都处 有效状态，此时互非输出无法正确选择指令而发生逻辑混 乱。我们把两输入同时为0 0的状态称为禁止态禁止态，电路正常工 作时不允许此情况发生。有0出18(2)基本RS触发器逻辑功能的描述触发器的逻辑功能通常可用特征方程、状态图、真值表 和波形图进行描述。 特征方程S + R= 1(约束条件)由于基本RS触发器不允许输入同时为低电平，所以加一 约束条件。Q n+1 = S + R Q n 状态图0 01 1触发器的“0 0”态触发器的“1 1”态状态图可直观反映出触发器状态转换条件与状态转换结 果之间的关系，是时序逻辑电路分析中的重要工具之一。9 功能真值表
7、功能真值表以表格的形式反映了触发器从现态Qn向次态 Qn+1转移的规律。这种方法很适合在时序逻辑电路的分析 中使用。Q Q n+1n+10 0 0禁止态态 0 0 1禁止态态 0 1 00 0 “置0” 0 1 10 0 “置0” 1 0 01 1 “置1” 1 0 11 1 “置1”1 1 00 0 保持1 1 11 1 保持10 时序波形图反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的线段图形 称为时序波形图时序波形图。置0置置1 1置置1 1禁止禁止保持置置1 1置置1 1QQ不定不定11在数字电路中，凡根据输入信号R、S情况的不 同，具有置0、置1和保持功能的电路，都称为RS 触发器。常用
8、的集成RS触发器芯片有74LS279和 CC4044等。下图为它们的管脚排列图：基本RS触发器的 逻辑电路图符号16 15 14 13 12 11 10 974LS2791 2 3 4 5 6 7 8VCC 4S 4R 4Q 3SA 3SB 3R 3Q1R 1 SA 1SB 1Q 2R 2S 2Q GND16 15 14 13 12 11 10 9CC40441 2 3 4 5 6 7 8VDD4S 4R 1Q 2R2S 3Q 2Q4Q NC1S 1REN 1R 1S VSSS RS RQ Q12具有时钟脉冲控制端的RS触发器称为钟控RS触发器，也 称同步RS触发器。钟控RS触发器的状态变化不
9、仅取决于输 入信号的变化，还受时钟脉冲CP的控制。2. 钟控RS触发器(1)钟控RS触发器的结构组成及工作原理&门2门1门1和门2构成基 本的RS触发器SDRD& 门3& 门4直接置“0 0”端直接置“1 1”端门3和门4构成RS 引导触发器R RS S置“0 0”输入端 高电平高电平有效置“1 1”输入端 高电平高电平有效CPCPQ QQ QCP端子称为时钟脉冲控制端。CP=0时无论RS 何态，触发 器均保持原态；CP=1时触发器输出状态由R和S状态决定。13钟控RS触发器的工作原理CPCP当时钟脉冲CP=0 0时的情况：1设触发器现态Qn=0，Qn=1。正 常情况下，直接置0、置1端悬空
10、为“1 1”。&门2门1SDRD& 门3& 门4RSQQ0 00 01 1门3和门4因 CP=0而有0出11 1 1 11 11 10 0门1有 0出11 10 01 1门2全 1出0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变， 保持功能！14钟控RS触发器的工作原理 当时钟脉冲CP=0 0时的情况：1CPCP&门2门1SDRD& 门3& 门4RSQQ0 0若触发器现态Qn=1，Qn=0时：1 10 01 10 0门3和门4仍因 CP=0而有0出11 1 1 11 11 1门1 全1出00 01 10 0门2 有0出1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变， 保持功能！归纳
11、：归纳：当钟控RS触发器的时钟脉冲控制端状态为低电平“0 0” 时，无论两输入状态或输出现态如何，触发器均保持原来 的状态不变！换句话说：在CP=0期间钟控RS触发器不能被 触发，因此状态无法改变，为保持功能保持功能。1 115钟控RS触发器的工作原理时钟脉冲CP=1 1时的情况：2CPCP&门2门1SDRD& 门3& 门4RSQQ1 11 10 01 10 0此时门3 有0出11 1 1 11 10 0门1 全1出00 01 1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变， 置1功能！1 10 01 1门4 全1出01)当输入R=0，S=1时 设触发器现态Qn=1，Qn=0门2 有0出
12、116钟控RS触发器的工作原理 时钟脉冲CP=1 1时的情况：2CPCP&门2门1SDRD& 门3& 门4RSQQ1 10 01 10 01 1此时门3 有0出11 1 1 11 10 0门1 全1出00 01 1门2 有0出1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态由0翻 转为1，置1功能！归纳：归纳：当时钟脉冲控制端状态为高电平“1 1”时，电路被触 发，输出次态随着两输入状态及输出现态发生改变。此时 只要输入R=0、S=1，无论输出现态如何，钟控RS触发器 均为置置1 1功能功能。为此把S称为置1端，高电平有效。1 10 01 1门4 全1出01)当输入R=0，S=1时 设触发器现
13、态Qn=0，Qn=117钟控RS触发器的工作原理时钟脉冲CP=1 1时的情况：2CPCP&门2门1SDRD& 门3& 门4RSQQ1 11 10 01 10 0此时门4 有0出11 1 1 10 01 1门2 全1出01 10 0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态由1改 变为0，置0功能！1 11 10 0门3 全1出02)当输入R=1，S=0时 设触发器现态Qn=1，Qn=0门1 有0出118钟控RS触发器的工作原理 时钟脉冲CP=1 1时的情况：2归纳：归纳：当时钟脉冲控制端状态为高电平“1 1”时，电路被触 发，输出次态随着两输入状态及输出现态发生改变。此时 只要输入R=1、
14、S=0，无论输出现态如何，钟控RS触发器 均为置置0 0功能功能。为此把R称为置0端，高电平有效。CPCP&门2门1SDRD& 门3& 门4RSQQ1 10 01 10 01 1此时门4 有0出11 1 1 10 01 1门2 全1出01 10 0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变， 仍为置0功能！1 11 10 0门3 全1出02)当输入R=1，S=0时 设触发器现态Qn=0，Qn=1门1 有0出119钟控RS触发器的工作原理时钟脉冲CP=1 1时的情况：2CPCP&门2门1SDRD& 门3& 门4RSQQ1 11 10 01 10 0此时门4 有0出11 1 1 11 11
15、 1门2 有0出10 01 1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变， 保持功能！0 00 00 0门3也是 有0出13)当输入R=0，S=0时 设触发器现态Qn=1，Qn=0门1 全1出01 120钟控RS触发器的工作原理 时钟脉冲CP=1 1时的情况：2CPCP&门2门1SDRD& 门3& 门4RSQQ1 10 01 10 01 1此时门4 有0出11 1 1 11 11 1门2 全1出01 10 0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变， 保持功能！1 10 00 0门3也是 有0出13)当输入R=0，S=0时 设触发器现态Qn=0，Qn=1门1 有0出10 0归纳：归纳：当时钟脉冲控制端状态为“1 1”时，电路被触发。但 是，当R和S均等于0为无效态时，则无论输出现态如何， 输出次态均不发生改变，此时称触发器为保持功能保持功能。21钟控RS触发器的工作原理时钟脉冲CP=1 1时的情况：2CPCP&门2门1SDRD& 门3& 门4RSQQ1 11 10 01 10 0此时门4 全1出01 1 1 1
