资源描述
第4章 触发器,触发器(FF:Flip-Flop, 或Trigger)：具有记忆功能，能够存储一位二进制信号(0或1)的基本逻辑单元。 触发器在逻辑功能上具有以下基本特点： 有两个自行保持的稳定状态， “0”和 “1”状态。 根据输入信号的不同可以置成“0” 或“1”状态。 输入信号消失后，能将获得的状态保持。,第4章 触发器,分类：静态触发器、动态触发器 静态触发器：依靠电路的自锁存储数据； 动态触发器：通过在MOS管栅极输入电容上存储电荷来存储数据，如有电荷时是0，无电荷时为1。,第4章 触发器,静态触发器： 根据电路结构分为 基本RS触发器 同步触发器 主从触发器 维持阻塞触发器 边沿触发器 根据逻辑功能分为 RS触发器 T触发器 D触发器 JK触发器,第4章 触发器,4.1 基本触发器 4.2 边沿触发器 维持阻塞触发器 利用CMOS传输门的边沿触发器 利用传输延迟时间的边沿触发器 4.3 触发器逻辑功能间转换,4.1 基本触发器, 基本RS触发器 与非门构成 电路结构,组合电路，无记忆功能,图4-1 基本RS触发器,R=S=1, 基本RS触发器,工作原理(逻辑功能分析),图4-1 基本RS触发器,无意义禁止出现之约束项,置1端(置位端),置0端(复位端),特性表(状态真值表) 特性方程, 基本RS触发器,逻辑符号 特点 无CP，输入的R、S随时确定Q的状态。 应用 各种触发器基本单元 直接置0、置1, 基本RS触发器,动画,或非门构成 电路结构, 基本RS触发器, 基本RS触发器,工作原理(逻辑功能分析),无意义禁止出现之约束项,特性表(状态真值表) 特性方程, 基本RS触发器,逻辑符号 画波形图, 基本RS触发器,S,R,Q,基本RS触发器应用电路, 无震颤开关电路,机械开关在静止到新的位置 之前其机械触头将要震颤几 次。图4-3电路可以解决震颤 问题。,Q, 声报警控制电路,0,故障信号,1,0,1,0,1,0,1,0,不发声,1,1,0,1,发 声,如按下消音按钮,0,1,0,1,0,1,0,1,0,不发声,同步RS触发器,或非门构成 电路结构,基本RS触发器,控制门,CP=0，将R、S信号封锁。 A=B=0；基本RS触发器输入为0时，保持原状态不变。,时钟脉冲,工作原理,同步RS触发器,或非门构成 工作原理,R=S=0,R=0，S=1,R=1，S=0,R=S=1,R、S同时由10时，状态不定,无意义,同步RS触发器,或非门构成 特性表,CP=1期间有效,特性方程,同步RS触发器,与非门构成 电路结构,基本RS触发器,控制门,时钟脉冲,工作原理,CP=0，将R、S信号封锁。 A=B=1；基本RS触发器输入为1时，保持原状态不变。,同步RS触发器,与非门构成 工作原理,R=0，S=1,R=1，S=0,R=S=1,R、S同时由10时，状态不定,无意义,R=S=0,同步RS触发器,与非门构成 特性表,CP=1期间有效,特性方程,同步RS触发器,与基本RS触发器的比较 相同点： 特性方程是一样的，即逻辑功能一致； 区别： 基本RS，无时钟控制，随时根据R、S信号确定触发器状态； 同步RS，有时钟控制，CP=1 期间有效，R、S确定触发器状态，抗干扰能力比基本RS强。,同步RS触发器,与或非门构成,CP=0，将R、S信号封锁。 保持原状态不变。,CP=1,R=S=0,R=0，S=1,R=1，S=0,R=S=1,R、S同时由10时，状态不定,无意义,CP=1期间有效,同步D触发器,电路结构,同步RS触发器,非门将两输入端合为D,逻辑符号,同步D触发器,工作原理,CP=0，控制门3、4封锁，触发器状态不变。,CP=1,D=0，R=1，S=0,D=1，R=0，S=1,CP=1期间有效,特性方程,同步D触发器,特性表,同步D触发器,与非门构成,CP=1,同步D触发器,CMOS TG门与反相器构成,工作原理,CP=1,保持原状态,导通,截止,CP=0,导通,截止,同步D触发器,CMOS TG门与反相器构成,特性表,特性方程,CP=0期间有效,同步D触发器,D触发器特点 CP控制，无约束 在CP=1(或0)期间，Q随D变化，抗干扰能力不理想。,4.2 边沿触发器,增强抗干扰能力，使触发器状态只在时钟边沿时由输入确定状态。, TTL 边沿触发器,D触发器 电路组成,工作原理,CP=0，门4、5封锁。,基本RS触发器,门6,门3, TTL 边沿触发器,D触发器 工作原理,D=0,D=1, TTL 边沿触发器,D触发器 工作原理,此时，门5,CP上升沿到来时，Q2、Q3的输出都稳定，,D=0,或,置0, TTL 边沿触发器,D触发器 工作原理,由于Q3=0封锁门6，D再变化，也不会影响Q3。,置0,门3, TTL 边沿触发器,D触发器 工作原理,此时，门5,CP上升沿到来前， D=1,置1,CP=1, TTL 边沿触发器,D触发器 工作原理,封锁门3、5，使,置1,由于,D再变化，也不会影响Q。, TTL 边沿触发器,D触发器 特性表 特性方程,CP上升沿到来后有效,边沿触发器：CP上升沿前D的信号决定触发器状态，其他时间D都无效，故称为边沿触发器，抗干扰能力极强。, TTL 边沿触发器,JK触发器,CP=0时，门G3、G4、G5、G6封锁， A=B=1，G5=G6=0，电路变成图4-18，J、K不起作用。, TTL 边沿触发器,JK触发器,CP到来时，CP=1,G5、G6先打开,设,G5=1，G6=0,触发器状态保持不变。, TTL 边沿触发器,JK触发器,CP=1时，自锁，触发器不变，J、K不起作用。,CP时，先G5=G6=0，在A、B还未变成全1的时间内，触发器已按J、K状态翻转完毕。,依靠与非门G3、G4的延时实现边沿控制，制造工艺要求很严。, TTL 边沿触发器,JK触发器, TTL 边沿触发器,CP下降沿有效,逻辑功能描述方法,特性表(状态真值表) 特性方程 驱动表： 触发器由现态Qn转换到次态Qn+1四种情况下，对S、 R端输入状态的要求。 状态转换图 形象的表示出触发器状态转换的四种可能对输入端S、R状态的要求。 时序波形图,逻辑功能描述方法,驱动表 状态转换图,CMOS 边沿触发器,用CMOS电路也可以构成边沿D、JK触发器。,CMOS 边沿触发器,用CMOS电路也可以构成边沿D、JK触发器。,主从触发型JK触发器,反馈线,反馈线,互补时钟控制主、从触发器不能同时翻转,F主,F从,基本结构,其它结构类型触发器,动画,基本R-S触发器,导引电路,反馈线,1置1维持线 2阻塞置0信号线 3置0维持线 4阻塞置1信号线,1,2,3,4,其它结构类型触发器,维持阻塞D触发器,动画,其它逻辑功能触发器, T触发器：将JK触发器J，K两端连在一起作为T输入端，便得到了T触发器。,其它逻辑功能触发器, T触发器 ：当T触发器T端恒为1时，即是T触发器。 其特性方程为,1,4.3 触发器逻辑功能转换,RS触发器：在CP脉冲有效时，根据R、S信号的不同，具有置0、置1和保持功能的电路。 D触发器：在CP脉冲有效时，根据D的不同，具有置1、 置0功能的电路。 JK触发器：在CP脉冲有效时，根据J、K信号的不同，具有置1、置0、翻转、保持功能的电路。 T触发器：在CP脉冲有效时，根据T的不同，凡是具有保持和翻转功能的电路。 T触发器：在CP脉冲有效时，只具有翻转功能的电路。,4.3 触发器逻辑功能转换, D转换为JK,Qn+1=D,4.3 触发器逻辑功能转换, JK转换为 D,Qn+1=D,1,CP,D,作业：,4-7，4-8，4-9，4-14,练习题1,图示电路由边沿JK触发器F1、F0和2线-4线译码器74LS139组成，要求：在时钟CP的作用下，画出Q1、Q0和F1、F2、F3、F4的波形(设Q1、Q0的初态为0)。,练习题1,解：电路中两个边沿JK触发器均接成D触发器工作，且有,D1=J1=Q0,CP下降沿时触发器的状态更新，且其输出Q1Q0作为2线-4线译码器74LS139的地址输入A1A0，,练习题1,CP脉冲既是两个触发器的时钟信号，又是译码器的使能控制端(低电平有效)，故当CP=1时，无论Q1、Q0为何种状态，F1、F2、F3、F4都输出高电平，当CP=0时，F1、F2、F3、F4状态由Q1、Q0状态确定。,练习题1,根据上述分析和触发器的初始状态，可画出Q1、Q0 和F1、F2、F3、F4 的波形。,练习题2,图示电路为单脉冲发生器电路，每按动一次按钮S，电路能输出一个定宽的脉冲。(1)试画出Q1、Q2的波形。(2)结合时序波形图就简要说明电路工作原理，指出电路输出的单脉冲的宽度。,练习题2,练习题2,解:,
展开阅读全文