数电—第五章触发器资料课件

富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数字电子技术基础数字电子技术基础讲师：讲师：时间：时间：富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础教学参考书数字电子线路(第2版)姜有根、郭晋阳 电子工业出版社 中等职业教育国家规划教材(适用中专、中职)数字电子技术基础(第2版)杨志忠、卫桦林等 高等教育出版社 “十五”国家级规划教材(适用大专)数字电子技术基础(第5版)阎石 高等教育出版社 面向21世纪课程教材(适用本科)2富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第五章 触发器v1.1.教学目标：教学目标：掌握触发器的定义、特点及分类，掌握常见触发器的触发方式及功能v2.2.教学重点：教学重点：电平触发器、边沿触发器、主从触发器v3.3.教学难点：教学难点：主从触发器v4.4.课时安排：课时安排：第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器第二节第二节 电平触发器电平触发器第三节第三节 边沿触发器边沿触发器第四节第四节 主从触发器主从触发器3富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器 数字电路组合逻辑电路时序逻辑电路逻辑门电路触发器无记忆功能有记忆功能特点组成分类1.1.触发器触发器是构成时序逻辑电路的基本单元电路，是构成时序逻辑电路的基本单元电路，触发器具有记忆触发器具有记忆功能，功能，一个触发器只能存储一位二进制数码。一个触发器只能存储一位二进制数码。2.触发器分类：触发器分类：A.按触发方式分：电平触发器、边沿触发器、主从触发器B.按逻辑功能分：RS触发器、JK触发器、D触发器、T和T 触发器4富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器 3.触发器的特点A.具有两个能自行保持的稳态0状态(Qn=0）和1状态(Qn=1）B.在外加触发信号作用下，电路的两个稳态可以互相转换C.在触发信号消失后，能将状态保存下来。4.触发器的现态和次态现态Qn 触发器接收输入信号之前的状态次态Qn+1 触发器接收输入信号之后的状态5.触发器的逻辑功能描述：特性表、激励表(驱动表)、特性方程、状态转换图和波形图(时序图)5富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器 6.特性表：触发器次态与输入信号和电路现态之间关系的真值表7.特性方程：触发器次态与输入信号和现态之间关系的逻辑表达式两种基两种基本的本的RSRS触发器触发器6富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器 A.由与非门组成的基本RS触发器：逻辑图逻辑图逻辑符号逻辑符号*RS*RS触发器正常工作的条件：触发器正常工作的条件：R RD DS SD D=0=07富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器 A.由与非门组成的基本RS触发器：逻辑图逻辑图逻辑符号逻辑符号R RD DS SD DQ Qn nQ Qn+1n+1说明说明0 00 00 00 0保持原有状态不变1 11 10 01 10 01 1触发器置11 11 11 10 00 00 0触发器值01 10 01 11 10 0X X触发器状态不稳定1 1X X*Qn为触发器现态，Qn+1为触发器次次态与非门与非门RS触发器特性表触发器特性表8富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器 A.由与非门组成的基本RS触发器：逻辑图逻辑图逻辑符号逻辑符号RS触发器特性方程：波形图波形图9富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器 B.由或非门组成的基本RS触发器：逻辑图逻辑图逻辑符号逻辑符号*RS*RS触发器正常工作的条件：触发器正常工作的条件：R RD DS SD D=0=010富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器 B.由或非门组成的基本RS触发器：逻辑图逻辑图逻辑符号逻辑符号R RD DS SD DQ Qn nQ Qn+1n+1说明说明0 00 00 00 0保持原有状态不变1 11 10 01 10 01 1触发器置11 11 11 10 00 00 0触发器值01 10 01 11 10 0X X触发器状态不稳定1 1X X*Qn为触发器现态，Qn+1为触发器次次态或非门或非门RS触发器特性表触发器特性表11富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第一节第一节 基本基本RSRS触发器触发器 B.由或非门组成的基本RS触发器：逻辑图逻辑图逻辑符号逻辑符号RS触发器特性方程：思考：或非门组成的基本RS触发器波形图和与非门组成的基本RS触发器波形图是否一致？12富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 基本RS触发器是在输入信号直接控制下工作的，由于信号传输存在延迟等情况，为了使触发器在同一时刻动作，在同步脉冲作用下根据输入信号同时改变输出状态，这种同步脉冲称为时钟脉冲CP(或写为CLK)。具有时钟脉冲CP控制的触发器称为时钟触发器，又称为同步触发器。常见的四种时钟信号，及其符号：13富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 一、一、一、一、同步同步同步同步RSRS触发器触发器触发器触发器同步RS触发器是在基本RS触发器的基础上增加了由时钟信号控制的与非门G1和G2，CLK为高电平有效，触发器正常工作。14富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 带异步置带异步置1 1、置、置0 0输入输入端（端（SSD D，RRD D）的同）的同步电平触发步电平触发R RS S触发器，触发器，其中其中SSD D，RRD D用于预置用于预置触发器的初始状态，触发器的初始状态，触发器正常工作时触发器正常工作时SSD D=R=RD D=1=1。一、一、一、一、同步同步同步同步RSRS触发器触发器触发器触发器由此可见：同步由此可见：同步RS触发器中，时钟脉冲触发器中，时钟脉冲CLK(CP)决定电路变换决定电路变换的时刻，的时刻，R，S输入信号决定电路翻转的状态。输入信号决定电路翻转的状态。15富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 一、一、一、一、同步同步同步同步RSRS触发器触发器触发器触发器16富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 一、一、一、一、同步同步同步同步RSRS触发器触发器触发器触发器RSRS触发器对应卡诺图触发器对应卡诺图化化简简17富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 二二二二、同步同步同步同步D D触发器触发器触发器触发器逻辑图逻辑图逻辑符号逻辑符号时钟脉冲CP=0时，输入信号D不能传输到输出端，故CP=1时，D触发器才能正常工作18富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 二二二二、同步同步同步同步D D触发器触发器触发器触发器逻辑图逻辑图逻辑符号逻辑符号时钟脉冲CP=0时，输入信号D不能传输到输出端，故触发器处于保持状态；CP=1时，D触发器才能正常工作19富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 二二二二、同步同步同步同步D D触发器触发器触发器触发器CPDQnQn+10X000X111000101011011110特性方程：特性方程：CP=1CP=1时，时，Q Qn+1n+1=D=D思考：思考：D触发器的卡诺图？状态图状态图20富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 三三三三、同步同步同步同步JKJK触发器触发器触发器触发器逻辑图逻辑图逻辑符号逻辑符号时钟脉冲CP=0时，输入信号J、K不能传输到输出端，故触发器处于保持状态；CP=1时，JK触发器才能正常工作21富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 三三三三、同步同步同步同步JKJK触发器触发器触发器触发器CPCPJ JK KQ Qn nQ Qn+1n+1说明说明0XX00保持0XX1110000100 01 11101 10 00置0101 11 10110 00 01置11101111101翻转11110特性方程：特性方程：思考：思考：JK触发器的卡诺图？22富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第二节第二节 电平触发器电平触发器 四四四四、电平触发器的缺点电平触发器的缺点电平触发器的缺点电平触发器的缺点空翻现象空翻现象空翻现象空翻现象 电平同步触发器在CP=1期间接收输入信号，如果输入信号在CP=1期间，发生多次变化，其输出状态也会发生多次变化，这种现象叫空翻。由于空翻现象的存在，电平同步触发器只能用于数据锁存，不能用于计数器和寄存器。D触发器的空翻必须图：23富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第三节第三节 边沿触发器边沿触发器 一一一一、维持阻塞维持阻塞维持阻塞维持阻塞D D触发器触发器触发器触发器 边沿触发器只在时钟CP上升沿(01)或者下降沿(10)接收信号，电路状态才发生改变，而在CP=0或者CP=1不发生改变，从而提高了触发器的可靠性和抗干扰能力，没有空翻现象。维持阻塞维持阻塞D D触发器逻辑图触发器逻辑图维持阻塞维持阻塞D D触发器符号触发器符号24富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第三节第三节 边沿触发器边沿触发器 一一一一、维持阻塞维持阻塞维持阻塞维持阻塞D D触发器触发器触发器触发器CPDQnQn+1000010101110特性方程：特性方程：CP=01CP=01时，时，Q Qn+1n+1=D=D25富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第三节第三节 边沿触发器边沿触发器 二二二二、边沿边沿边沿边沿JKJK触发器触发器触发器触发器26富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第三节第三节 边沿触发器边沿触发器 三三三三、边沿边沿边沿边沿T T触发器和触发器和触发器和触发器和TT触发器触发器触发器触发器T T触发器：触发器：根据输入根据输入T T端信号不同，在时钟脉冲端信号不同，在时钟脉冲CPCP作用下，具有作用下，具有翻转和保持功能的电路；翻转和保持功能的电路；TT触发器触发器：每输入一个时钟脉冲：每输入一个时钟脉冲CPCP，状态变化一次的电路，它，状态变化一次的电路，它实际是实际是T T触发器的翻转功能；触发器的翻转功能；上升沿上升沿T T触发器触发器下降沿下降沿T T触发器触发器27富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第三节第三节 边沿触发器边沿触发器 三三三三、边沿边沿边沿边沿T T触发器和触发器和触发器和触发器和TT触发器触发器触发器触发器TQnQn+1000011101110由左表可知，当T=1时，T触发器具有翻转功能，所以，根据T触发器的定义，当T触发器的输入T端恒为1时，就构成了T触发器。所以T触发器的特征方程为：T T触发器的功能表触发器的功能表28富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第三节第三节 边沿触发器边沿触发器 三三三三、边沿边沿边沿边沿T T触发器和触发器和触发器和触发器和TT触发器触发器触发器触发器TQnQn+1101110TT触发器触发器的功能表的功能表29富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第三节第三节 边沿触发器边沿触发器 三三三三、边沿边沿边沿边沿T T触发器和触发器和触发器和触发器和TT触发器触发器触发器触发器1.由边沿由边沿JK触发器构成的触发器构成的T触发器触发器2.由边沿由边沿JK触发器构成的触发器构成的T触发器触发器3.由边沿由边沿D触发器构成的触发器构成的T触发器触发器4.由边沿由边沿D触发器构成的触发器构成的T触发器触发器30富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第四节第四节 主从触发器主从触发器 主从触发器:在CP的每个周期内，触发器的状态只能变化一次。特点：时钟脉冲信号CP经非门取反后，使主触发器和从触发器分别工作在两个时钟脉冲不同的时区内。主从主从RS触发器触发器逻辑图逻辑图主从主从RS触发器触发器逻辑符号逻辑符号31富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第四节第四节 主从触发器主从触发器 功能分析：a).当CP=1时，主触发器接收S和R的输入信号，从触发器触发信号无效，被封锁，保持原状态不变；b)当CP由1变为0时，CP=0主触发器触发信号无效，被封锁，保持原状态不变，从触发器根据主触发器的输出信号发生翻转，即从触发器翻转到和主触发器相同的状态。c)由以上分析可知，主从触发器是CP下降沿到达时，发生翻转的，并且主从RS触发器和同步RS触发器逻辑功能相同。32富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第四节第四节 主从触发器主从触发器 注意：A.主触发器状态变化，发生在CP由0变成1后的时刻，即上升沿到达的时刻；B.从触发器状态变化，发生在CP由1变成0后的时刻，即下降沿到达的时刻；C.从触发器的状态变化比主触发器状态变化延后；D.主从触发器不是边沿触发器，而是电平触发器。33富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第四节第四节 主从触发器主从触发器 主从主从JK触发器触发器逻辑图逻辑图主从主从JK触发器触发器逻辑符号逻辑符号功能分析：功能分析：当当CP=1CP=1时，主触发器接收时，主触发器接收S S和和R R的输入信号，从触发器触发信号无的输入信号，从触发器触发信号无效，被封锁，保持原状态不变；效，被封锁，保持原状态不变；34富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础第四节第四节 主从触发器主从触发器 当当CP由由1变为变为0时，时，CP=0主触发器触发信号无效，被封锁，保主触发器触发信号无效，被封锁，保持原状态不变，从触发器根据主触发器的输出信号发生翻转，持原状态不变，从触发器根据主触发器的输出信号发生翻转，即从触发器翻转到和主触发器相同的状态。即从触发器翻转到和主触发器相同的状态。思考：电平触发思考：电平触发器、边沿触发器、器、边沿触发器、主从触发器之间主从触发器之间的区别？的区别？35富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础本章小结本章小结1.触发器是数字电路的记忆单元，它有两个稳定的状态，在输入信号的作用下可以互相转换，在输入信号消失后，能保持原状态不变。一个触发器能存储一位二进制信息。2.描述触发器功能的方法有：特性表，特性方程，状态转换图，和波形图（时序图）；3.触发器按照功能可以分为：RS触发器，D触发器，JK触发器，T触发器和T触发器，其中基本RS触发器，可以由两与非门构成，也可以由两或非门构成。4.几种常见的触发器特性方程及逻辑符号：36富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础本章小结本章小结37富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络富富 士士 康康 云云 端端 网网 络络科科技技科科技技大大学学大大学学数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础数数 字字 电电 子子 技技 术术 基基 础础课后练习课后练习已知基本已知基本RS在在CP=1时波形如下，请绘制时波形如下，请绘制Q和和Q的波形形图：的波形形图：38