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1、第5章 锁存器和触发器,学习要点： 锁存器的电路结构和工作原理 触发器的电路结构和工作原理 触发器的逻辑功能,5.1 双稳态存储单元电路,5.2 锁存器,5.3 触发器的电路结构和工作原理,5.4 触发器的逻辑功能,退出,第5章 锁存器和触发器,5.1 双稳态存储单元电路,5.1.1 双稳态的概念,5.1.2 双稳态存储单元电路,退出,5.1.2 双稳态存储单元电路,图5.1.2 双稳态存储单元电路,1、电路结构,2、逻辑状态分析,5.2 锁存器,5.2.1 SR锁存器,5.2.2 D锁存器,退出,锁存器 是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路， 在特定的输入脉冲电平作用下改变状态。 触发器 是一
2、种对脉冲边沿敏感的存储电路，只 有在作为触发信号的时钟脉冲上升沿或下降沿的 变化瞬间才能改变状态。 共同点：都具有0和1两种稳定状态，一旦状态被 确定，就能自行保持，直到有外部信号作用时才 有可能改变。,锁存器和触发器是构成各种时序电路的存储单元电路,5.2.1 SR锁存器,电路组成和逻辑符号,信号输入端，高电平有效。,1、基本SR锁存器,工作原理,1,0,0,1,0 1,0,1 0,1,0,1,1,0,S=0、R=0时：根据或非门的逻辑功能不难推知，锁存器保持原有状态不变，即原来的状态被锁存器存储起来，这体现了锁存器具有记忆能力。,0 0,不变,0,0,1,0,0,1,1 1,不定,1,1,
3、0,0,？,0,0,波形图,反映锁存器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图,置0,置1,置0,置0,置0,保持,不允许,信号输入端，低电平有效。,与非门构成的基本SR锁存器,运用基本SR锁存器消除机械开关触点抖动引起的脉冲输出,2、逻辑门控SR锁存器,E0时，锁存器保持原来状态不变。,E1时，工作情况与基本SR锁存器相同。,G3,G4,G1,G2,Q3,Q4,特性表,特性方程,主要特点,波形图,（1）时钟电平控制。在E1期间接收输入信号，E0时状态保持不变，与基本SR锁存器相比，对锁存器状态的转变增加了时间控制。 （2）S、R之间有约束。不能允许出现S和R同时为1的情况，否则会使锁存
4、器处于不确定的状态。,不变,不变,不变,不变,不变,不变,置1,置0,置1,置0,不变,1、逻辑门控D锁存器,5.2.2 D锁存器,D锁存器的功能表,2、传输门控D锁存器,E = 1,E = 0,TG1,TG2,G1,G2,G3,G4,G1,G2,G2,G1,TG2,TG2,TG1,TG1,3、典型集成电路,74HC/HCT373的功能表,L*和H*表示门控电平LE由高变低之前瞬间DN的电平,5.3 触发器的电路结构和工作原理,5.3.1 主从触发器,5.3.2 维持阻塞触发器,5.3.3 利用传输延迟的触发器,5.3.4 触发器的动态特性,退出,图(a)为电平敏感，电路的输出在有效电平期间随
5、输入信号变化; 图(b)、(c)为边沿敏感，电路的输出在有效边沿时刻随输入信号变化，即触发；其中图(b)为上升沿有效，图(c)为下降沿有效。 触发器主要有三种电路结构：主从触发器、维持阻塞触发器和利用传输延迟的触发器,5.3.1 主从触发器,1、工作原理,2、典型集成电路,74HC/HCT74中D触发器的逻辑图,74HC/HCT74的功能表,74HC/HCT74中D触发器的逻辑符号,5.3.2 维持阻塞触发器,1、工作原理,置1维持线,置0阻塞线,置1阻塞线、置0维持线,2、典型集成电路,74F74中D触发器的逻辑图,5.3.3 利用传输延迟的触发器,0,1、工作原理,1,2、典型集成电路,7
6、4F112的功能表,74F112中JK触发器的逻辑符号,5.4 触发器的逻辑功能,5.4.1 D触发器,5.4.2 JK触发器,5.4.3 T触发器,5.4.4 SR触发器,5.4.5 D触发器功能的转换,退出,现态 触发器在每次时钟脉冲触发沿到来之前的状态。 次态 触发器在每次时钟脉冲触发沿到来之后的状态。 触发器的逻辑功能 是指次态与现态、输入信号之间的逻辑关系，可用特性表，特性方程或状态转换图来描述。,D触发器,JK触发器,T触发器,SR触发器,注意 触发器的逻辑功能与电路结构是两个不同的概念。同一逻辑功能的触发器可由不同的电路结构来实现。,5.4.1 D触发器,1、特性表,2、特性方程
7、,3、状态图,5.4.2 JK触发器,1、特性表,2、特性方程,3、状态图,特性表,时序图,5.4.3 T触发器,1、特性表,3、状态图,2、特性方程,4、T触发器,当T触发器的T输入端为T=1时， 特性方程变为： 即时钟脉冲每作用一次，触发器就 翻转一次。,5.4.2 SR触发器,1、特性表,2、特性方程,3、状态图,5.4.5 不同类型触发器之间的转换,转换步骤： （1）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。 （2）变换待求触发器的特性方程，使之形式与已有触发器的特性方程一致。 （3）比较已有和待求触发器的特性方程，根据两个方程相等的原则求出转换逻辑。 （4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。,转换方法： 利用令已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则，求出转换逻辑。,1、将JK触发器转换为SR、D、T触发器,JK触发器SR触发器,SR触发器特性方程,变换SR触发器的特性方程，使之形式与JK触发器的特性方程一致：,比较，得：,电路图,JK触发器D触发器,写出D触发器的特性方程，并进行变换，使之形式与JK触发器的特性方程一致：,与JK触发器的特性方程比较，得：,电路图,T触发器特性方程：,与JK触发器的特性方程比较，得：,电路图,JK触发器T触发器,2、将D触发器转换为JK、T触发器,D触发器JK触发器,D触发器T触发器,D触发器T触发器,D触发器T触发器,本节小结,
