第五章触发器1old

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,数字电子技术基础第五版,第五章 触发器,5.1 概述,一、用于记忆1位二进制信号,1.有两个能自行保持的状态,2.根据输入信号可以置成0或1,二、分类,1.按触发方式电平，脉冲，边沿,2.按逻辑功能RS,JK,D,T,5.1、触发器的根本特性和作用,Flip-Flop，简写为 FF，又称双稳态触发器。,基本特性,(,1,),有两个稳定状态,(简称稳态)，,正好用来表示逻辑,0,和,1。,(,2,),在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相互转换,(称为状态的翻转)。,输入信号消失后，新状态可长期,保持下来，因此具有记忆功能，可存储二进制信息。,一个触发器可存储 1 位二进制数码,触发器的作用,触发器有记忆功能，,由它构成的电路在某时刻的输,出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来状态有关。,而门电路无记忆功能，由它构成的电路在某时刻的输,出完全取决于该时刻的输入，与电路原来状态无关；,触发器和门电路是构成数字电路的根本单元。,触发器的类型,根据逻辑功能不同分为,RS,触发器,D,触发器,JK,触发器,T,触发器,T,触发器,根据触发方式不同分为,电平触发器,边沿触发器,主从触发器,触发器逻辑功能的描述方法,主要有特性表、特性方程、驱动表(又称鼓励表)、状态转换图和波形图(又称时序图)等。,5.2 SR锁存器,一、电路结构与工作原理,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,1,1,0,1,1,0,1,0,0,0,1,1,0,1,1,0,0,1,1,1,0,由与非门组成的根本 RS 触发器,1.,电路结构及逻辑符号,Q,Q,S,D,R,D,G,1,G,2,Q,Q,S,D,R,D,S,R,S,D,R,D,Q,Q,Q,=1，,Q,=0 时，称为触发器的 1 状态，记为,Q,=1；,Q,=0，,Q,=1 时，称为触发器的 0 状态，记为,Q,=0。,R,D,S,D,置0端，也称复位端。,R,即 Reset,置1端，也称置位端。,S,即 Set,信号输入端,互补输出端，正常工作时，它们的输出状态相反。,低电平有效,工作原理,Q,Q,S,D,R,D,G,1,G,2,1,1,0,1,1,0,0,0,S,D,R,D,功 能 说 明,输 入,Q,Q,输 出,工作原理及逻辑功能,0,1,1,1 1,0,触发器被置 0,触发器置 0,1,0,Q,Q,S,D,R,D,G,1,G,2,1,1,0,1,1,0,0,0,S,D,R,D,功 能 说 明,输 入,Q,Q,输 出,1,0,0,1 1,1,触发器被置 1,触发器置 0,1,0,触发器置 1,0,1,Q,Q,S,D,R,D,G,1,G,2,1,1,0,1,1,0,0,0,S,D,R,D,功 能 说 明,输 入,Q,Q,输 出,1,1,触发器置 0,1,0,触发器置 1,0,1,触发器保持原状态不变,不 变,&,&,G,1,门输出,G,2,门输出,Q,Q,S,D,R,D,G,1,G,2,输出状态,不定(禁用),不 定,1,1,0,1,1,0,0,0,S,D,R,D,功 能 说 明,输 入,Q,Q,输 出,触发器置 0,1,0,触发器置 1,0,1,触发器保持原状态不变,不 变,0,0,1,1,输出既非 0 状态，也非 1 状态。当,R,D,和,S,D,同时由 0 变 1 时，输出状态可能为 0，也可能为 1，即输出状态不定。因此，这种情况禁用。,0,0,0,0,1,触发器,状态不定,0,1,0,1,0,1,0,0,触发器,置 0,0,0,1,0,1,1,0,1,触发器,置 1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,触发器,保持原状态不变,说 明,Q,n,+1,Q,n,S,D,R,D,基本,RS,触发器特,性表的简化表示,Q,n,1,1,1,0,1,0,1,0,不定,0,0,Q,n,+1,S,D,R,D,与非门组成的根本 RS 触发器特性表,置 0 端,R,D,和置 1 端,S,D,低电平有效。,禁用,R,D,=,S,D,=0。,称约束条件,注意,R,S,Q,Q,置1,置0,置1,置1,置1,保持,不允许,波形分析举例,解：,例 设下图中触发器初始状态为,0,，试对应输入波形,画出,Q,和,Q,的波形。,Q,Q,S,D,R,D,S,R,S,D,R,D,保持,初态为 0，故保持为 0。,置,0,保持,Q,Q,置,1,例：,根本 RS 触发器的两种形式,特,性,表,Q,n,1,1,1,0,1,0,1,0,不定,0,0,Q,n,+1,S,D,R,D,不定,1,1,0,0,1,1,1,0,Q,n,0,0,Q,n,+1,S,D,R,D,Q,Q,S,D,R,D,S,R,Q,Q,S,D,R,D,S,R,逻,辑,符,号,置 0、置1 信号,低电平有效,置 0、置1 信号,高电平有效,注意,弄清输入信号是低电平有效还是高电平有效。,基本,RS,触发器的优缺点,优点,缺点,电路简单，是构成各种触发器的基础。,1.输出受输入信号直接控制，不能定时控制。,2.有约束条件。,5.3 电平触发的触发器,一、电路结构与工作原理,0,X,X,0,0,0,X,X,1,1,1,0,0,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,0,1,1,1,0,1*,1,1,1,1,1*,集成根本RS触发器,EN,1时工作,EN,0时禁止,1S,2S,同步,RS,触发器的特性表与特性方程,0,0,0,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1,0,1,1,0,0,0,1,1,1,1,0,1,Q,n,+1,Q,n,S,R,特,性,表,同步,RS,触发器,Q,n+1,的卡诺图,R,SQ,n,0,1,00 01,11,10,1,1,1,特性方程,RS,=0,(约束条件),RS,触发器功能也可用特性表与特性方程来描述。,特性方程,指触发器次态与输入信号和电路原有状态之间的逻辑关系式。,二、动作特点,在CLK=1的全部时间里，,S和R的变化都将引起输出状态的变化。,R,D,CP,R,Q,Q,1S,S,C1,CP,R,1R,R,S,V,CC,R,D,S,解：,例 试对应输入波形画出以下图中 Q 端波形。,原态未知,Q,V,CC,R,D,R,D,D触发器,0,X,X,0,0,0,X,X,1,1,1,0,0,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,0,1,1,1,0,1*,1,1,1,1,1*,解：,例 试对应输入波形画出以下图中 Q 端波形(设触发器,初始状态为 0)。,Q,Q,1D,D,C1,CP,D,CP,Q,CP,=,0，同步触发器状态不变,触发器,初始状态为,0,CP,=,1，同步,D,触发器次态跟随,D,信号,同步触发器在 CP=1 期间能发生屡次翻转，这种现象称为空翻,0 0,0 1,1 0,1 1,D,Q,n,Q,n,+1,特性方程,Q,n,+1,=,D,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,Q,n,+1,Q,n,D,D,触发器特性表,0,0,0,0,1,1,1,1,D,触发器驱动表,0 0,0 1,1 0,1 1,0,0,1,1,无约束,Q,n,+1,在,D,=0 时就为 0，与,Q,n,无关。,0 0,0 1,1 0,1 1,0 1,D,=1,D,=0,D,=,0,D,=1,Q,n,+1,在,D,=1 时就为 1，与,Q,n,无关。,D,触发器的,特性表、特性方程、,驱动表,和,状态转换图,同步,D,触发器,状态转换图,集成同步D触发器,CP,1、2,CP,3、4,POL,1时，,CP,1有效，锁存,的内容是,CP,下降沿时刻,D,的值；,POL,0时，,CP,0有效，锁存,的内容是,CP,上升沿时刻,D,的值。,