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1、第五章 集成触发器,0 概述 1 基本RS触发器 2 同步RS触发器 3 主从触发器 4 边沿触发器 5 不同功能触发器间的转换,本章要求,一.基本概念,触发器：是具有记忆功能的基本逻辑单元，一个触发器能够 存贮一位二值信号。,有两种可能的状态：0、1； 输出状态在触发信号作用之下可以发生转变。 输出状态不只与现时的输入有关，还与原来的输出状态 有关；,记忆：有外触发时,触发器状态改变; 触发信号撤除,维持状态不变。,0 概述,二. 触发器输出：,电平触发 脉冲触发 边沿触发,结构,基本RS触发器 钟控RS触发器 主从触发器 边沿触发器,功能,RS触发器 JK触发器 D触发器 T触发器 T触发
2、器,触发方式,返回,三. 触发器分类：,基本RS触发器，又称RS锁存器，是各种触发器电路中结构形式最简单的一种，也是各种复杂电路结构触发器的基本组成部分。,一、电路结构,1 基本RS触发器,由两个与非门首尾相接，交叉耦合构成。,也可由或非门构成RS触发器,输入RD=1, SD=1时,1,0,1,1,1,0,0,1,若原状态：,输出：,保持原态,二、工作原理,1,1,若原状态：,输出：,保持原态,若原状态：,输出：,保持原态,0,1,0,1,1,0,输入RD=0, SD=1时,若原状态：,1,1,0,0,1,0,1,0,输出：,保持原态,若原状态：,0,1,1,0,1,0,1,0,输出：,输入R
3、D=0, SD=1时, 若原状态：,输出：,保持原态,输入RD=1, SD=0时,若原状态：,1,0,1,0,1,0,0,1,输出：,输入RD=1, SD=0时,若原状态：,输出：,若原状态：,输出：,保持原态,0,1,0,1,0,1,1,0,输入RD=0, SD=0时,不论原态如何，输出全是1,当RD=SD=0时, Q = Q = 1 违背互补输出的条件, 故不允许RD=SD=0同时输入。,基本RS触发器小结,电路维持原状态不变。,注： 称触发器的新状态或次态为Qn+1； 称触发器的原状态或初态为Qn 。,基本触发器的真值表,输入信号直接加在输出门上，在输入信号全部作用时间内，都能直接改变输
4、出端的状态。故又称基本RS触发器为直接复位、置位触发器。为电平触发方式。,三、动作特点,返回,在数字信号系统中，为协调各部分的动作，常常要求某些触发器于同一时刻动作。为此，必须引入同步信号，使这些触发器只有在同步信号到达时才按输入信号改变状态。通常把这个同步信号叫做时钟脉冲，或称为时钟信号，简称时钟，用cp表示。这种受时钟信号控制的触发器称为时钟触发器、钟控RS触发器、同步RS触发器。,2 同步RS触发器,由G1、G2组成基本RS触发器,由G3、G4组成输入控制(导引)电路。,cp控制翻转时间，R、S决定翻转状态。,一、电路结构,二、工作原理,3、4门被封锁，R、S不会影响输出状态，故触发器
5、维持原状态不变。,R、S信号通过G3、G4反相加到基本RS触发器上，使 触发器状态跟随输入信号状态的变化而改变。,基本RS触发器,1,cp=0时，,cp=1时，,真值表,约束条件 RS=0,cp=1的全部时间内，R、S变化都将引起触发器状态变化。为电平触发方式。,三、动作特点,触发器真值表不直观，若将 Qn称为状态变量，作为一个变量列入真值表，就得到触发器的特性表（或功能表）。,四、功能描述方法,1.特性表,同步RS触发器特性表,利用约束条件求特性方程,2.特性方程,3.激励表,根据状态变化要求,找出输入信号(激励信号)规律,特性表,4.状态转换图,0,1,R=0 S=1,R=0 S=,R=
6、S=0,R=1 S=0,三要素,使输出全为1,CP,R,S,Q,CP撤去后 状态不定,5 波形图,说明：,D,满足RS=0,功能表,波形图,CP,D,Q,说明(续),（2）cp=1期间,若输入信号多次发生变化，则触发器状态将多次翻转，从而降低了电路的抗干扰能力。作为计数使用时，将发生空翻。,CP,D,Q,（3）基本RS触发器和同步RS触发器的不足: 输入有约束条件,存在空翻现象。,返回,一、主从RS触发器 1.电路结构：由两个相同的同步RS触发器组成，cp相位相反。,Q,CP,3 主从触发器,7、8门打开，可以翻转，由R、S决定。 如 R=0，S=1 Q=1；,2.工作原理,设原态 Qn=0,
7、3、4门被封锁 ，维持原状态不变， Q=0。 称上升沿存贮准备阶段。,0,1,1,0,1,0,主：cp=1，,1,0,7、8门被封锁，隔断主触发器与 R、S的联系。使Q=1维持不变；,(Q=1),3、4门打开，可以翻转，决定于 R(/Q)、S(Q)，则Qn+1= Q=1， 称下降沿触发翻转阶段。,（2）cp,0,1,1,0,1,0,1,0,主：cp=0,(3)cp=0期间:,0,1,主触发器与R、S无联系，即R、S变化不能使Q 变化。 从触发器翻转成主触发器的状态，即Qn+1= Q。 Q不变，Qn+1 = Q 后亦不再变，故一个脉冲，只能翻转 一次，无空翻现象。,（1）主从结构RS触发器，完成
8、RS触发功能，与同步RS触 发器一样仍有约束 R*S=0。,说明:,（2）主从RS触发器为脉冲触发。 准备； 翻转。,（3）集成触发器多有异步输入端 （74LS71）。,功能更完善，且R=S=1时，触发器状态也确定的一种触发器。,二、主从JK触发器,1、结构特点,S,R,RK Q,R K，S J,K,J,2、工作原理,RK Q,J=K=0时，相当R=0，S=0，维持原态不变,J=0，K=1时，相当R=Q，S=0， Qn=0时，RS=00Qn10 Qn=1时，RS=10Qn10,置0,3、功能描述 （1）特征方程,真值表 ：,特征表：,特征方程：,J=0 K=,J= K=0,0,1,J= 1，K
9、=,J= ，K= 1,(2)驱动表,(3)状态转换图,cp J K Q主 QQ从,(4)时序图,翻转,置0,保持,置1,置0,(1)cp=1期间J、K不能变化，否则可能产生误动作。只有两种情况会产生错误：,4、一次变化,1,0,0,(2)一次变化(错翻一次,不再恢复)：,1,t1时刻，如J:01,不管K如何,会使 Q=1。,1,t2时刻，如J:10,Q 维持为1,不再变化。,自行分析:Cp1期间,如Q1,而K由01时的过程。,t0时刻，J=K=0,设计应使Q和Q 保持不变。,只会发生1次变化,此时，Q 会变化吗 ？,(2)主触发器本身仍是一个同步RS触发器，故在cp=1期 间输入信号对主触发器
10、起控制作用。,5、动作特点,主从JK触发器已克服了空翻和输入的约束条件， 但仍存在一次翻转的缺陷。,返回,维持阻塞边沿触发器 ； 利用各门电路传输延迟时间的不同构成边沿触发器； 利用CMOS传输门的边沿触发器； 利用二极管进行配置的边沿触发器等。,4 边沿触发器,主要有：,一、维持阻塞D触发器,1、电路结构,6与非门组成对称形式，其中1、2、3、4、为同步触发器。 集成芯片有74LS74等。,2、工作原理, CP=0期间,G3=G4=1 G3=G4=1反馈到 G5，G6的输入， G51、G60,1,0,0,0,D,cp,&,G3,&,G4,&,G5,&,G6,维1线,阻0线,维0线,阻1线,0
11、,0,1,设原态Q=0，并设D=1,1,1,0,0,0,0,0,1, CP正沿到达时 G3G4开启，使 G3=0，G4=1。 Q翻转为1,1,1,1,1,0,设原态Q=0，并设D=1, CP=0期间,G3=G4=1 G3=G4=1反馈到 G5，G6的输入， G51、G60,1,1,1,0,0,1,1,1,0, CP正沿过后，G3=0 将G4、G5封锁,使 G5=1，维持G3=0。 因此以后CP=1期间D 的变化不影响输出。,0,1,0,设原态Q=0，并设D=1, CP=0期间,G3=G4=1 G3=G4=1反馈到 G5，G6的输入， G51、G60, CP正沿到达时 G3G4开启，使 G3=0
12、，G4=1。 Q翻转为1,1,其它情况（D0）时的翻转以及异步清0、异步置1的工作原理，请大家自己分析。,工作原理小结:,说明:,边沿D触发器功能表,符号,无圈“”,上升沿翻转,异步置1端,异步清0端,3、功能描述,(1)特征表和特征方程,特征表：,特征方程:,Q n+1=D,(2)驱动表,(3)状态转换图,0,1,D=1,D=1,D=0,D=0,(4)时序图,CP,D,Q,(设原态Q=1),Q n+1=Dn,二、边沿JK触发器(74LS112)(P128)(应用较少，自学),自学工作原理（了解）,原理提示:,由或非门G1,G2和与非门G4,G5构成基本触发器,与非门G7,G8构成触发引导门,
13、且G7,G8 的延迟时间 大于基本触发器的翻转时间。,下降沿触发。,符号,利用各门电路传输延迟时间的不同构成的边沿触发器,返回,同时具有保持、翻转功能的触发器，又称可控的翻转触发器。有一个控制端T： 当T=0时，保持； T=1时，翻转。即变成T 触发器。,5 不同功能触发器间的转换,触发器按功能分有RS触发器，JK触发器，D触发器，T触发器和T触发器。,一、T和T 触发器, T 触发器：,只有翻转功能的触发器，又称翻转触发器、计数触发器，即每来一个时钟脉冲，状态改变一次。, T触发器：,T触发器功能描述,真值表：,特征表：,激励表：,特征方程：,转换为T功能触发器,二、触发器类型转换,转换方法
14、：,1、J K触发器的转换(D,T ,T)：,JK触发器,D 触发器,T 触发器,转换为T功能触发器,转换为D功能触发器,1,T触发器,2、D触发器的转换(JK,T,T)：,JK 触发器,转换为JK功能触发器,转换为T功能触发器,T 触发器,转换为T功能触发器,T 触发器,例：已知某触发器的真值表，试用JK触发器和少量门实现。,解：,电路：,本章要求, 熟练掌握各种功能触发器的功能特征、特性 表、特征方程、激励表、状态图、波形图。,掌握不同功能触发器的相互转换。,return,作业：,5.3,5.6,5.8 (注意触发器的翻转时刻),本章完,思考：,5.10, 5.14,例：基本RS触发器的消
15、抖作用,欲构成消抖电路如何连线？,5.9 P137,下降沿翻转,下降沿翻转,5.10 P137,分析：,1.D触发器,上升沿翻转. 2.有异步清零端.,清零,清零未结束, CP2不起作用.,D1=1,D2=0,5.14 P138,分析：,1.主从JK触发器,可能会发生“一次空翻”现象. 2.有异步清零端.,CP=1时:若Qn=0,且J由01; 或者,若Qn=1,且K由01 时发生.,检“1”说明: CP=1时,只要出现A脉冲(1信号), 无论A脉冲宽度如何(窄),输出即产生 一个脉冲.输出脉宽为CP的低电平时间.,J=A=1产生 1次翻转,Q从=Q主,/RD=0, 清零,tpd,5.13 P138,1.触摸时,相当K合上,Sd=1,否则Sd=0. 2.F1:因CP1=0,故F1仅靠异步置1或清0翻转. K合上,Sd=1 置1,Q1=1; Q11(/Q10),经RC延时,Rd=1清0Q1=0; 3.F2:计数翻转方式,Q1由01时翻转.,分析：,
