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1、第第12章章 触发器与时序逻辑电路触发器与时序逻辑电路12.1 触发器触发器12.2 时序逻辑电路时序逻辑电路12.1 触发器触发器一一. 触发器触发器它是能够存储一位二进制信号的逻辑单元。它是能够存储一位二进制信号的逻辑单元。1. 触发器的定义触发器的定义2. 触发器的基本特征触发器的基本特征1) 它有两个稳定的状态：它有两个稳定的状态：0状态和状态和1状态；状态；无外界触发信号时，维持原态。无外界触发信号时，维持原态。2) 在触发信号作用下，触发器的状态可以由在触发信号作用下，触发器的状态可以由原稳态原稳态(Qn)转变到新稳态转变到新稳态(Qn+1)，具有保持和，具有保持和翻转的功能。翻转
2、的功能。 按逻辑功能的不同分为：按逻辑功能的不同分为：RS触发器、触发器、JK触发器、触发器、D触发器、触发器、T触发器触发器等。等。3. 触发器的分类触发器的分类 按结构分为：按结构分为：基本基本RSRS触发器触发器、同步、同步触发器、触发器、主从主从触发器触发器和边沿和边沿触发器触发器等，不同结构对应不等，不同结构对应不同的动作特点或触发方式。同的动作特点或触发方式。 3) 有两个互补输出端，分别用有两个互补输出端，分别用Q和和 表示。表示。 定义定义Q的状态为触发器的状态。的状态为触发器的状态。注意注意：同一结构的触发器可做成不同的逻辑功能；：同一结构的触发器可做成不同的逻辑功能；同一逻
3、辑功能的触发器，也可做成不同结构。同一逻辑功能的触发器，也可做成不同结构。同步同步RSRS触发器触发器主从主从RSRS触发器触发器边沿边沿RSRS触发器触发器RS触发器触发器基本基本RS触发器触发器JK触发器触发器同步同步JKJK触发器触发器主从主从JKJK触发器触发器边沿边沿JKJK触发器触发器触发器触发器同步同步D D触发器触发器主从主从D D触发器触发器边沿边沿D D触发器触发器 RS触发器触发器: 同步同步RS触发器触发器基本基本RS触发器触发器二二. RS触发器触发器以下面两种结构触发器为例讲解。以下面两种结构触发器为例讲解。反馈反馈两个输入端两个输入端两个输出端两个输出端1. 基本
4、基本RS触发器触发器&D1&D2(1)电路结构电路结构1)输入输入 时时输出为输出为001110置置0(2)工作原理工作原理&D1&D2110001置置1 1输出为输出为2)输入输入 时时&D1&D2若原状态：若原状态：输出新态：输出新态：10若原状态：若原状态：输出新态：输出新态：保持保持013)输入输入 时时10100101&D1&D211&D1&D211禁止禁止&D1&D21100(b) 当当 同时由同时由0变为变为1时，输出不确定。时，输出不确定。(a) 输出输出 全是全是1，没有逻辑相反，没有逻辑相反,未定义状态。未定义状态。缺点：缺点：4)输入输入 时时输入约束输入约束基本基本RS
5、触发器的逻辑状态表触发器的逻辑状态表逻逻辑辑符符号号禁止禁止保持保持置置1置置02)输出随输入而变化，无法在时间上加以控制。输出随输入而变化，无法在时间上加以控制。(3) 存在的问题存在的问题1)输入输入 存在约束。存在约束。时钟信号时钟信号2. 同步同步RS触发器触发器(1)电路结构电路结构&D1&D2&D3&D4CPCP=0时时110触发器保持原态触发器保持原态(2)工作原理工作原理&D1&D2&D3&D4CPCP=1时时10011&D1&D2&D3&D4CP保持保持CP=1时时1101010&D1&D2&D3&D4CP置置0 0CP=1时时1010101&D1&D2&D3&D4CP置置1
6、 1CP=1时时1001111&D1&D2&D3&D4CP禁止禁止同步同步RS触发器的逻辑状态表触发器的逻辑状态表禁止禁止保持保持置置1置置0输入约束输入约束(3) 主要特点主要特点1)时时钟钟脉脉冲冲控控制制。在在CP1期期间间接接收收输输入入信信号号，CP0时状态保持不变。时状态保持不变。(4) 存在的问题存在的问题2) R、S之间有约束。之间有约束。输入输入S、R存在约束。存在约束。3. RS触发器的特征方程触发器的特征方程三三. JK触发器触发器 JK触发器触发器 同步同步JK触发器触发器 主从主从JK触发器触发器 边沿边沿JK触发器触发器JK触发器的特征方程：触发器的特征方程：1.
7、同步同步JK触发器触发器(1)电路结构电路结构&D1&D2&D3&D4CP1) CP=0时时触发器保持原态触发器保持原态(2)工作原理工作原理011&D1&D2&D3&D4CP2)CP=1时时保持保持J=K=0时时, ,0011&D1&D2&D3&D4CP1J=1，K=0时时, ,若若 ，则，则 1100100101&D1&D2&D3&D4CP1置置1J=1，K=0时时, ,若若 ，则，则 10011110&D1&D2&D3&D4CP111000111J=0，K=1时时, ,若若 ，则，则 &D1&D2&D3&D4CP1置置0J=0，K=1时时, ,若若 ，则，则 0011010101&D1&
8、D2&D3&D4CP1J=1，K=1时时, ,若若 ，则，则 0011110110&D1&D2&D3&D4CP1J=1，K=1时时, ,翻转翻转若若 ，则，则 1100111001&D1&D2&D3&D4CP1同步同步JK触发器的逻辑状态表触发器的逻辑状态表置置0置置1保持保持翻转翻转CP=1期间，若期间，若J=1，K=1，输出状态翻转若干，输出状态翻转若干次，这种现象称为触发器的空翻现象。次，这种现象称为触发器的空翻现象。(3) 存在的问题存在的问题CPJKCP=1期间，若期间，若J和和K的状态变化多次，输出状的状态变化多次，输出状态也变化多次，这种现象也是触发器的空翻现态也变化多次，这种现
9、象也是触发器的空翻现象。象。(1)电路结构电路结构2. 主从主从JK（SR)触发器触发器如果没有反馈的红线，为主从如果没有反馈的红线，为主从SR触发器。触发器。主触发器主触发器F主主从触发器从触发器F从从2. 主从主从JK触发器触发器(1)电路结构：用电路结构：用逻辑符号表示逻辑符号表示反相，不能同反相，不能同时工作时工作SC1CP11S1RC1F从从1S1RF主主JKSRRSC1CP11S1RC1F从从1S1RF主主JKSRR(2)工作原理工作原理1)当当 时，时，称为异步置位端（置称为异步置位端（置1端）端）称为异步复位端（置称为异步复位端（置0端）端）2)当当 时，时，0F F主主打开打
10、开F F从从关闭关闭1输出到输出到F F主主SC1CP11S1RC1F从从1S1RF主主JKSRR11输出到输出到F从从0F F主主关闭关闭F F从从打开打开0SC1CP11S1RC1F从从1S1RF主主JKSRR上升沿，输上升沿，输出到出到F F主主。下降沿，输出下降沿，输出传递到传递到F F从，从，翻转翻转完成。完成。CP主从触发器在一个主从触发器在一个CP脉冲周期脉冲周期 只能翻转一次。只能翻转一次。结论：结论：主从主从JK触发器的逻辑状态表触发器的逻辑状态表置置0置置1保持保持翻转翻转逻辑符号逻辑符号SC1KJR1J1KCPJK触发器的特征方程：触发器的特征方程：异步置位端（置异步置位
11、端（置1端）端）低电平有效低电平有效异步复位端（置异步复位端（置0端）端）低电平有效低电平有效(3) 动作特点动作特点 对主从对主从SR触发器，触发器，CP=1期间期间,主触发器仍存主触发器仍存在空翻现象；在空翻现象； 对主从对主从JK触发器，触发器，CP=1期间，主触发器存在期间，主触发器存在一次变化现象。一次变化现象。Qn=0时，只接受置时，只接受置1信号；信号； Qn=1时，只接受置时，只接受置0信号；信号； 主从触发器，从触发器状态的改变只发生主从触发器，从触发器状态的改变只发生在时钟信号的下降沿。在时钟信号的下降沿。CPSRQQ最后一次最后一次非保持状非保持状态态红线红线对对【例例1
12、】分析主从分析主从SR触发器的输出波形触发器的输出波形(设初态为设初态为0状态状态) 。CPKJQ置置1 保持保持翻转翻转置置0【例例2】分析主从分析主从JK触发器的输出波形触发器的输出波形(设初态为设初态为0状态状态) 。QCPKJQ蓝线结果是对的蓝线结果是对的【例例3】分析主从分析主从JK触发器的输出波形触发器的输出波形(设初态为设初态为0状态状态) 。体会主触发器的一次变化现象体会主触发器的一次变化现象CP=1期间，若有干扰脉冲，主触发器会发生误期间，若有干扰脉冲，主触发器会发生误动作，为提高抗干扰能力，可以采用边沿触发动作，为提高抗干扰能力，可以采用边沿触发器。器。（4）主从触发器存在
13、的问题）主从触发器存在的问题3. 边沿型触发器边沿型触发器触发器只在时钟脉冲边沿发生翻转，在触发器只在时钟脉冲边沿发生翻转，在CP=1或或CP=0期间，输出保持不变。期间，输出保持不变。(1)定义定义(2)分类分类上升沿触发：上升沿触发：翻转发生在上升沿翻转发生在上升沿下降沿触发：下降沿触发：翻转发生在下降沿翻转发生在下降沿(3)优点优点抗干扰能力强，对输入信号要求不高，应用较泛。抗干扰能力强，对输入信号要求不高，应用较泛。(4)边沿边沿JK触发器触发器下降沿触发的下降沿触发的JK触发器的逻辑状态表触发器的逻辑状态表SC1KJR1J1KCP下降沿下降沿触发触发逻辑符号逻辑符号异步置位端（置异步
14、置位端（置1端）端）低电平有效低电平有效异步复位端（置异步复位端（置0端）端）低电平有效低电平有效触发器触发器正常工作正常工作时此时此两端应加无效信号两端应加无效信号若逻辑符号无此两输入若逻辑符号无此两输入端，则不考虑之。端，则不考虑之。例例1：画出边沿画出边沿 JK 触发器输出端波形图，假定初态为。触发器输出端波形图，假定初态为。CPJKQJ K Qn+10 0 Qn1 10 1 0 1 0 1 “下降沿触发下降沿触发”逻辑状态表逻辑状态表四四. T触发器触发器逻辑符号逻辑符号SC1TR1J1KCPT触发器的特征方程：触发器的特征方程：令令J=K=T,则则JK触发器变成触发器变成T触发器触发
15、器特别当特别当T=1时，称为时，称为T触发器，只具有翻转的功能。触发器，只具有翻转的功能。D触发器触发器 同步同步D触发器触发器 边沿边沿D触发器触发器五五. D触发器触发器D触发器的特征方程：触发器的特征方程：1. 同步同步D触发器触发器(1)电路结构电路结构&D1&D2&D3&D4CPcd&D1&D2&D3&D4CPcd1) CP=0时时触发器保持原态触发器保持原态110(2)工作原理工作原理异步置位端（置异步置位端（置1端）端）异步复位端（置异步复位端（置0端）端）触发器正常工作时：触发器正常工作时：当时，当时，触发器正常工作。触发器正常工作。&D1&D2&D3&D4CPcd2) CP=
16、1时，时，001110D=0时时, ,置置0&D1&D2&D3&D4CPcd1D=1时时, ,11001置置1D触发器逻辑状态表触发器逻辑状态表置置0置置12. 维持阻塞维持阻塞D触发器（边沿型触发器）触发器（边沿型触发器）逻辑符号逻辑符号上升沿触发上升沿触发逻辑状态表逻辑状态表C11D RSCP D例例2：如下图所示电路，画出如下图所示电路，画出Q的波形。的波形。（考题（考题）1QQSD=1RD1C1DCPABCPABRDQ小小 结结 2.熟练掌握各种功能触发器（熟练掌握各种功能触发器（RS、JK、D 、T、T）的逻辑状态表和特征方程。）的逻辑状态表和特征方程。3.熟练掌握各种触发方式的动作特点。熟练掌握各种触发方式的动作特点。1.熟记各种功能各种触发方式触发器的符号。熟记各种功能各种触发方式触发器的符号。作业：作业：12.题题 12.题题
