第七章集成觸發(fā)器a2

1、EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 第第7 7章章 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 概述概述 第第 七七 章章 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 本章小結(jié)本章小結(jié) 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 主要要求：主要要求： 掌握觸發(fā)器的特點。掌握觸發(fā)器的特點。 掌握觸發(fā)器邏輯功能描述方法。掌握觸發(fā)器邏輯功能描述方法。 7.1概述概述 掌握觸發(fā)器功能的分類。掌握觸發(fā)器功能的分類。 掌握觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)特點。掌握觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)特點。 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT

2、7.1.1觸發(fā)器觸發(fā)器的基本特性和作用的基本特性和作用 Flip - Flop，簡寫為，簡寫為 FF，又稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。，又稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 基本特性基本特性 ( (1) )有兩個穩(wěn)定狀態(tài)有兩個穩(wěn)定狀態(tài)( (簡稱穩(wěn)態(tài)簡稱穩(wěn)態(tài)) )，正好用來表示邏輯正好用來表示邏輯 0 和和 1。 ( (2) )在輸入信號作用下，觸發(fā)器的兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換在輸入信號作用下，觸發(fā)器的兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換 ( (稱為狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)稱為狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)) )。輸入信號消失后，新狀態(tài)可長期輸入信號消失后，新狀態(tài)可長期 保持下來，因此具有記憶功能，可存儲二進制信息。保持下來，因此具有記憶功能，可存儲二進制信息。 一個觸發(fā)器可

3、存儲一個觸發(fā)器可存儲 1 位二進制數(shù)碼位二進制數(shù)碼 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 觸發(fā)器的作用觸發(fā)器的作用 觸發(fā)器有記憶功能，觸發(fā)器有記憶功能，由它構(gòu)成的電路在某時刻的輸由它構(gòu)成的電路在某時刻的輸 出不僅取決于該時刻的輸入，還與電路原來狀態(tài)有關(guān)。出不僅取決于該時刻的輸入，還與電路原來狀態(tài)有關(guān)。 而門電路無記憶功能，由它構(gòu)成的電路在某時刻的輸而門電路無記憶功能，由它構(gòu)成的電路在某時刻的輸 出完全取決于該時刻的輸入，與電路原來狀態(tài)無關(guān)；出完全取決于該時刻的輸入，與電路原來狀態(tài)無關(guān)； 觸發(fā)器和門電路觸發(fā)器和門電路是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元。是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元。 EXIT 集成觸發(fā)器集

4、成觸發(fā)器 EXIT 7.1.2 觸發(fā)器的類型觸發(fā)器的類型 根據(jù)邏輯功能不同分為根據(jù)邏輯功能不同分為 RS 觸發(fā)器 觸發(fā)器 D 觸發(fā)器 觸發(fā)器 JK 觸發(fā)器 觸發(fā)器 T 觸發(fā)器 觸發(fā)器 T 觸發(fā)器 觸發(fā)器 根據(jù)觸發(fā)方式不同分為根據(jù)觸發(fā)方式不同分為 電平觸發(fā)器電平觸發(fā)器 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分為根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分為 基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 5.1.3 觸發(fā)器邏輯功能的描述方法觸發(fā)器邏輯功能的描述方法 主要有主要有特性表特性表(狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表) 、特性方程特性方程(狀態(tài)方程狀

5、態(tài)方程) 、驅(qū)驅(qū) 動表動表 ( (又稱激勵表又稱激勵表) )狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和和波形圖波形圖 ( (又稱時序圖又稱時序圖) )等。等。 根據(jù)有無空翻分為根據(jù)有無空翻分為 有空翻有空翻基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 無空翻無空翻 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 主要要求：主要要求： 掌握與非門結(jié)構(gòu)掌握與非門結(jié)構(gòu)基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器的電路、邏輯的電路、邏輯 功能和工作特點。功能和工作特點。 了解同步觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作特點和存在問題。了解同步觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作特點和存在問題。 7.2基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 7.3

6、同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器 掌握觸發(fā)器的掌握觸發(fā)器的 0 態(tài)、態(tài)、1 態(tài)、置態(tài)、置 0、置、置 1、觸發(fā)方、觸發(fā)方 式、現(xiàn)態(tài)、次態(tài)和空翻式、現(xiàn)態(tài)、次態(tài)和空翻等概念。等概念。 了解觸發(fā)器邏輯功能的描述方法。了解觸發(fā)器邏輯功能的描述方法。 掌握掌握 RS 觸發(fā)器、觸發(fā)器、D 觸發(fā)器、觸發(fā)器、JK 觸發(fā)觸發(fā) 器的邏輯功能及其特性方程。器的邏輯功能及其特性方程。 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 7.2基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 7.2.1 由與非門組成的基本由與非門組成的基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 1. 電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號 QQ SDRD G1G2 QQ SDRD SR SDRD

7、 QQ Q = 1，Q = 0 時，稱為觸發(fā)器的時，稱為觸發(fā)器的 1 狀態(tài)，記為狀態(tài)，記為 Q = 1； Q = 0，Q = 1 時，稱為觸發(fā)器的時，稱為觸發(fā)器的 0 狀態(tài)，記為狀態(tài)，記為 Q = 0。 RDSD 置置0端，也端，也 稱復(fù)位端。稱復(fù)位端。 R 即即 Reset 置置1端，也端，也 稱置位端。稱置位端。 S 即即 Set Basic Flip - Flop 信號輸入端信號輸入端 互補輸出端，互補輸出端， 正常工作時，正常工作時， 它們的輸出它們的輸出 狀態(tài)相反。狀態(tài)相反。 低電平有效低電平有效 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 工作原理工作原理 QQ SDRD G1G2

8、11 01 10 00 SDRD 功功 能能 說說 明明 輸輸 入入 QQ 輸輸 出出 2. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 01 1 1 1 0觸發(fā)器被置觸發(fā)器被置 0 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 010 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 2. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 QQ SDRD G1G2 11 01 10 00 SDRD 功功 能能 說說 明明 輸輸 入入 QQ 輸輸 出出 10 0 1 1 1觸發(fā)器被置觸發(fā)器被置 1 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 010 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 101 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 2. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 QQ SDR

9、D G1G2 11 01 10 00 SDRD 功功 能能 說說 明明 輸輸 入入 QQ 輸輸 出出 11 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 010 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 101 觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變不不 變變 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY myjkff IS PORT(j,k,clr:IN STD_LOGIC; clk:IN STD_LOGIC; q,qn:BUFFER STD_LOGIC); END myjkff; ARCHITECTURE one OF myjkff IS BEGIN PROCESS(j,k,clr,clk) VARIABLE j

10、k:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); BEGIN EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 邊沿JK觸發(fā)器的HDL描述 jk:=(j IF clr=0 THEN q=0;qn q =q; qn q = 0; qn q = 1;qn q = NOT q;qn NULL; END CASE ; END IF; END PROCESS; END one; EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 基本基本R-S觸發(fā)器觸發(fā)器 觸發(fā)導(dǎo)引電路觸發(fā)導(dǎo)引電路 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY dff IS PORT(CLK,D,CLR,PSET:

11、IN STD_LOGIC; Q,QB: OUT STD_LOGIC); END dff; ARCHITECTURE rtl OF dff IS BEGIN PROCESS(CLK,PSET,CLR) BEGIN IF (PSET=0) THEN EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 邊沿D觸發(fā)器的HDL描述 Q=1; QB=0; ELSIF(CLR=0) THEN Q=0; QB=1; ELSIF (clkEVENT AND clk=1 )THEN Q=D; QB=NOT D; END IF END PROCESS; END rtl; EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 7.5.3

12、T 觸發(fā)器和觸發(fā)器和T 觸發(fā)器觸發(fā)器 將邊沿將邊沿JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的J和和K相連作為相連作為T輸入端就構(gòu)成輸入端就構(gòu)成 了邊沿了邊沿T觸發(fā)器。觸發(fā)器。 nnn QTQTQ 1 T T觸發(fā)器特性方程觸發(fā)器特性方程 T T觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表 0 0 0 1 1 0 1 1 T Qn 0 1 1 0 Qn+1 功能功能 Qn+1= Qn Qn+1= Qn 1、T觸發(fā)器觸發(fā)器 CP Q 1J1K Q C1 T QQ C1 1T 邏輯符邏輯符 號號 2、T 觸發(fā)器觸發(fā)器 當(dāng)當(dāng) T 觸 發(fā)觸 發(fā) 器的輸入端為器的輸入端為 T =1=1時，稱為時，稱為 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 QQ C1 1T 1CP

13、 nn QQ 1 T T 觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程 CP Q EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT Master - Slave Flip - Flop Edge - Triggered Flip - Flop 7.5.4 無空翻觸發(fā)器的類型和工作特點無空翻觸發(fā)器的類型和工作特點 工作特點：工作特點：CP = 1 ( (或或CP = 0 ) ) 期間，主期間，主 觸發(fā)器接收輸入信號；觸發(fā)器接收輸入信號；CP = 0 ( (或或CP = 1 ) )期期 間，主觸發(fā)器保持間，主觸發(fā)器保持 CP 下降沿下降沿( (或上升沿或上升沿) )之之 前狀態(tài)不變，而前狀態(tài)不變，而從觸發(fā)器接受主觸發(fā)

14、器狀態(tài)。從觸發(fā)器接受主觸發(fā)器狀態(tài)。 因此，主從觸發(fā)器的狀態(tài)只能在因此，主從觸發(fā)器的狀態(tài)只能在 CP 下降沿下降沿 ( (或上升沿或上升沿) )時刻翻轉(zhuǎn)。時刻翻轉(zhuǎn)。 這種觸發(fā)方式稱為主從觸發(fā)式。這種觸發(fā)方式稱為主從觸發(fā)式。 工作特點：只能在工作特點：只能在 CP 上升沿上升沿( (或下降沿或下降沿) ) 時刻接收輸入信號，因此，電路狀態(tài)只能在時刻接收輸入信號，因此，電路狀態(tài)只能在 CP 上升沿上升沿( (或下降沿或下降沿) )時刻時刻翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。 這種觸發(fā)方式稱為邊沿觸發(fā)式。這種觸發(fā)方式稱為邊沿觸發(fā)式。 無無 空空 翻翻 觸觸 發(fā)發(fā) 器器 主主 從從 觸觸 發(fā)發(fā) 器器 邊邊 沿沿 觸觸 發(fā)發(fā) 器

15、器 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器有何異同？主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器有何異同？ 只能在只能在 CP 邊沿時刻翻轉(zhuǎn)，邊沿時刻翻轉(zhuǎn)，因此都因此都克服了克服了 空翻空翻，可靠性和抗干擾能力強，應(yīng)用范圍廣。，可靠性和抗干擾能力強，應(yīng)用范圍廣。 相相 同同 處處 工作原理不同，因此電路結(jié)構(gòu)不同。為保工作原理不同，因此電路結(jié)構(gòu)不同。為保 證電路正常工作，要求主從證電路正常工作，要求主從 JK 觸發(fā)器的觸發(fā)器的 J 和和 K 信號在信號在 CP = 1（或或CP = 0） 期間保持不變，否期間保持不變，否 則可能產(chǎn)生則可能產(chǎn)生一次翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)；而邊沿觸發(fā)器沒有這種；而邊沿觸發(fā)

16、器沒有這種 限制，其功能較完善，因此應(yīng)用更廣。限制，其功能較完善，因此應(yīng)用更廣。 相相 異異 處處 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 無空翻觸發(fā)器的學(xué)習(xí)重點是根據(jù)無空翻觸發(fā)器的學(xué)習(xí)重點是根據(jù) 邏輯符號識別其功能，理解其應(yīng)用。邏輯符號識別其功能，理解其應(yīng)用。 下面介紹常用無空翻觸發(fā)器的符號及下面介紹常用無空翻觸發(fā)器的符號及 其應(yīng)用注意事項。其應(yīng)用注意事項。 7.5.5常用無空翻觸發(fā)器及其符號比較常用無空翻觸發(fā)器及其符號比較 主從主從 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 主從主從 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 QQ 1J J C1 CP 1K K 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 TTL 維持阻塞維持阻塞

17、 D 觸發(fā)器 觸發(fā)器( (通通常常 上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)) ) TTL 邊沿邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器( (通通常常 下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)) ) CMOS 邊沿邊沿 D 觸發(fā)觸發(fā) 器和邊沿器和邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 ( (通通常常上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)) ) QQ 1S S C1 CP 1R R EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT QQ C1 CP 1D D CP 觸發(fā)的邊觸發(fā)的邊 沿沿 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 C1 QQ C1 CPD 具有異步端的具有異步端的 邊沿邊沿 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 1DS SD R RD R RD S SD 執(zhí)行執(zhí)行 Qn+1 = D1111 在在 CP 時刻時刻001

18、1 Qn111 保持不變保持不變 Qn011 禁禁 用用不定態(tài)不定態(tài)00 異步置異步置 1101 異步置異步置 0010 說說 明明Qn+1DCPSDRD 異步端低電平有效的異步端低電平有效的 上升沿觸發(fā)式上升沿觸發(fā)式 D 觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT QQ 1J J CP 1K K C1 CP 觸發(fā)的邊觸發(fā)的邊 沿沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 C1 QQ 1J J CP 1K K C1 CP 觸發(fā)的邊觸發(fā)的邊 沿沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 C1 具有異步端的具有異步端的 邊沿邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 QQ 1J J CP 1K K RS C1 RDSD QQ 1J

19、 J CP 1K K RS C1 RDSD 異步端低電平有效異步端低電平有效 異步端高電平有效異步端高電平有效 R RD R RD S SD S SD Qn1100 10100 01000 在在 CP時時 刻執(zhí)行刻執(zhí)行 JK 功能功能 Qn0000 Qn100 保持不變保持不變 Qn000 禁用禁用不定不定 11 置置 1110 置置 0001 說說 明明Qn+1KJCPSDRD 異步端高電平有效的下降沿觸發(fā)式異步端高電平有效的下降沿觸發(fā)式 JK 觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 注注 意意 ( (1) ) 弄清弄清時鐘觸發(fā)沿時鐘觸發(fā)沿是上升沿還是下降沿？是上

20、升沿還是下降沿？ ( (2) )弄清有無異步輸入端？弄清有無異步輸入端？異步置異步置 0 端和異步端和異步 置置 1 端端是低電平有效還是高電平有效？是低電平有效還是高電平有效？ ( (4) ) 邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性方程與同步邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性方程與同步 觸發(fā)器的相同，但由于觸發(fā)方式不一樣，觸發(fā)器的相同，但由于觸發(fā)方式不一樣， 因此，它們的邏輯功能和特性方程成立的因此，它們的邏輯功能和特性方程成立的 時間不同。時間不同。邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性 方程只在時鐘的上升沿方程只在時鐘的上升沿( (或下降沿或下降沿) )成立。成立。 ( (3) ) 異步端不受

21、時鐘異步端不受時鐘 CP 控制控制，將直接實現(xiàn)置，將直接實現(xiàn)置 0 或置或置 1。觸發(fā)器工作時，應(yīng)保證異步端接非。觸發(fā)器工作時，應(yīng)保證異步端接非 有效電平。有效電平。 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT Q1 Q1 CP D C1 1D (a) (b) S C1 R 1D CP Q2 Q2 邊沿觸發(fā)器工作波形分析舉例邊沿觸發(fā)器工作波形分析舉例 解：解： 例例 設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為 0，試對應(yīng)輸入波形畫出，試對應(yīng)輸入波形畫出 Q1、Q2 的波形。的波形。 D CP Q1 Q2 n QD 22 D 觸發(fā)器特性方程為觸發(fā)器特性方程為 Qn+1 = D 功能是翻轉(zhuǎn)功能是翻轉(zhuǎn)因此因此 nn

22、 QDQ 22 1 2 C1 1 0 觸發(fā)器初態(tài)為觸發(fā)器初態(tài)為 0 C1 該電路的功能是：該電路的功能是：在時鐘觸發(fā)沿到在時鐘觸發(fā)沿到 達時狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，這種功能稱為計數(shù)達時狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，這種功能稱為計數(shù) 功能，功能，相應(yīng)觸發(fā)器稱為計數(shù)觸發(fā)器。相應(yīng)觸發(fā)器稱為計數(shù)觸發(fā)器。 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT J CP K T 解：解： 例例 設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為 1，試對應(yīng)輸入波形畫出，試對應(yīng)輸入波形畫出 Q1、Q2 的波形。的波形。觸發(fā)器初態(tài)為觸發(fā)器初態(tài)為 1 Q1 Q1 CP J C1 1J (a) (b) S C1 R 1K CP Q2 Q2 K1K 1JT VCC C1 1

23、 1 0 0 1 0 0 1 S VCC R C1CP 1JT 1K 1010 CP 之前之前 J、K 最后取值為最后取值為 1 CP 之前之前 J、K 最后取值為最后取值為 0 觸發(fā)器初態(tài)為觸發(fā)器初態(tài)為 1 Q1 Q2 T = 0 時，時，Qn+1 = Qn ；T = 1 時，時，Qn+1 = Qn 。 這種功能稱這種功能稱 T 功能，相應(yīng)觸發(fā)器稱功能，相應(yīng)觸發(fā)器稱 T 觸發(fā)器。觸發(fā)器。 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 主要要求：主要要求： 掌握掌握常用觸發(fā)器的工作特點、符號、邏輯功能常用觸發(fā)器的工作特點、符號、邏輯功能 和特性方程，會畫工作波形。和特性方程，會畫工作波形。 了解觸

24、發(fā)器各種邏輯功能間的轉(zhuǎn)換方法。了解觸發(fā)器各種邏輯功能間的轉(zhuǎn)換方法。 7.6 觸發(fā)器的應(yīng)用觸發(fā)器的應(yīng)用 理解觸發(fā)器及其簡單應(yīng)用電路的分析方法。理解觸發(fā)器及其簡單應(yīng)用電路的分析方法。 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 7.6.1 觸發(fā)器的五種邏輯功能及其轉(zhuǎn)換觸發(fā)器的五種邏輯功能及其轉(zhuǎn)換 ( (一一) )觸發(fā)器五種邏輯功能的比較觸發(fā)器五種邏輯功能的比較 無約束，無約束， 但功能少但功能少 無約束，無約束， 且功能強且功能強 令令 J = K = T 即可即可 令令J = K = 1 即可即可 D 功能功能 1 0 Qn+1 1 0 D Qn+1 = D T 功能功能 Qn Qn Qn+1 1

25、 0 T nn QTQ 1 RS 功能功能 不定不定 0 1 Qn Qn+1 11 01 10 00 SR Qn+1 = S + RQn RS = 0( (約束條件約束條件) ) JK 功能功能 Qn 1 0 Qn Qn+1 11 01 10 00 KJ Qn+1 = JQn + KQn T功能功能 (計數(shù)功能計數(shù)功能) 只有只有 CP 輸入端，輸入端， 無數(shù)據(jù)輸入端。無數(shù)據(jù)輸入端。 來一個來一個CP翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次 Qn+1 = Qn EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT ( (二二) )不同邏輯功能間的相互轉(zhuǎn)換不同邏輯功能間的相互轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 方方 法法 ( (1) ) 寫出待求觸

26、發(fā)器和給定觸發(fā)器的特性方程。寫出待求觸發(fā)器和給定觸發(fā)器的特性方程。 ( (3) )用組合邏輯電路實現(xiàn)，用組合邏輯電路實現(xiàn)，畫出用給定觸發(fā)器實畫出用給定觸發(fā)器實 現(xiàn)待求觸發(fā)器的電路?，F(xiàn)待求觸發(fā)器的電路。 ( (2) )比較上述特性方程，令兩個特征方程相等，比較上述特性方程，令兩個特征方程相等， 得出給定觸發(fā)器中輸入信號的接法。得出給定觸發(fā)器中輸入信號的接法。 公式法轉(zhuǎn)換公式法轉(zhuǎn)換 例例 將正邊沿將正邊沿D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器觸發(fā)器 解：解：原觸發(fā)器為正邊沿原觸發(fā)器為正邊沿D觸發(fā)器觸發(fā)器 Q n+1 D 新觸發(fā)器為新觸發(fā)器為T觸發(fā)器觸發(fā)器Q nQ n+1 TQ n T 令：兩式相等令：

27、兩式相等 得得Q n TQ n T D T+ Q n 如果將如果將T觸發(fā)器改為觸發(fā)器改為T觸發(fā)器，觸發(fā)器，T 恒為恒為1，異或門相當(dāng)于一個非門，將，異或門相當(dāng)于一個非門，將 反饋從反饋從Q引出，這樣可以少用一個門引出，這樣可以少用一個門 電路。電路。 1D C1 Q n Q n CP T CP Q n Q n 111D C1 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 例：將負邊沿例：將負邊沿JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器觸發(fā)器 解：寫出兩觸發(fā)器的特征方程，并令次態(tài)相等解：寫出兩觸發(fā)器的特征方程，并令次態(tài)相等 JK觸發(fā)器：觸發(fā)器： Q nQ n+1 J Q n K T觸發(fā)器：觸發(fā)器： Q

28、nQ n+1 TQ n T Q nQ n+1 J Q n K Q n TQ n T TQ n J Q n Q nKQ nT J TK T 1J C1 Q n Q n CP 1K T 如果：如果：T恒為恒為1，T T觸發(fā)器觸發(fā)器 T 1 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)T 0 保持保持 1J C1 Q n Q n CP 1K 1 只有翻轉(zhuǎn)功能只有翻轉(zhuǎn)功能 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 圖表轉(zhuǎn)換法圖表轉(zhuǎn)換法 列出待求的新觸發(fā)器狀態(tài)真值表列出待求的新觸發(fā)器狀態(tài)真值表,真值表中每一行對應(yīng)一種真值表中每一行對應(yīng)一種 狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)轉(zhuǎn)換 ，確定出滿足該狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系的原觸發(fā)器，確定出滿足該狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系的原觸發(fā)器 驅(qū)動條件

29、，由狀態(tài)真值表和驅(qū)動條件組成一個轉(zhuǎn)換綜合表，通驅(qū)動條件，由狀態(tài)真值表和驅(qū)動條件組成一個轉(zhuǎn)換綜合表，通 過轉(zhuǎn)換綜合表求原觸發(fā)器的驅(qū)動方程，并用組合電路實現(xiàn)。過轉(zhuǎn)換綜合表求原觸發(fā)器的驅(qū)動方程，并用組合電路實現(xiàn)。 Q n+1 Q n 0 00011110 0 1 JK Qn 011 1001 例：將例：將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為JK觸發(fā)器觸發(fā)器 解解按上述方法列出轉(zhuǎn)換綜合表按上述方法列出轉(zhuǎn)換綜合表 JKQnQn+1D 00000 00111 01000 01100 10011 10111 11011 11100 可用卡諾圖求出可用卡諾圖求出D的邏輯式的邏輯式 Q n J Q n K D 用組合邏輯

30、電路實用組合邏輯電路實 現(xiàn)上式，完成功能轉(zhuǎn)換現(xiàn)上式，完成功能轉(zhuǎn)換 J CP Q n Q n 1D C1 1 1 & K JK觸發(fā)器狀態(tài)真值表觸發(fā)器狀態(tài)真值表 D觸發(fā)器驅(qū)動表觸發(fā)器驅(qū)動表 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 通過本例，不難求出通過本例，不難求出 D J Q n Q nK ( (J Q n) )( (K Q n) ) Q nJ Q n K Q n JK Q nJ Q n K Q n J CP Q n Q n 1D C1 K 1 1 1 1 & 例：將負邊沿例：將負邊沿JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換觸發(fā)器轉(zhuǎn)換D觸發(fā)器觸發(fā)器 解：根據(jù)題意列出綜合表，表中左邊是解：根據(jù)題意列出綜合表，表中左邊是D

31、觸發(fā)器的狀態(tài)真值觸發(fā)器的狀態(tài)真值 表，右邊是表，右邊是JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換驅(qū)動表，它表示從觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換驅(qū)動表，它表示從 所需的驅(qū)動條件，可以從所需的驅(qū)動條件，可以從JK觸發(fā)器的狀態(tài)真值表或狀態(tài)圖得：觸發(fā)器的狀態(tài)真值表或狀態(tài)圖得： Q n+1Q n DQnQn+1JK 0000X 010X1 1011X 111X0 JK觸發(fā)器的驅(qū)動表觸發(fā)器的驅(qū)動表 由卡諾圖求得由卡諾圖求得 Qn D 01 0 1 0 X 1 XJ Qn D 01 0 1 X 1 X 0K J = DK=D 用組合邏輯電用組合邏輯電 路實現(xiàn)的邏輯功能路實現(xiàn)的邏輯功能 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 1J C1 Q n Q n CP 1K D EX

32、IT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 7.6.2 觸發(fā)器的應(yīng)用與分析舉例觸發(fā)器的應(yīng)用與分析舉例 觸發(fā)器由門電路構(gòu)成，因此，觸發(fā)器由門電路構(gòu)成，因此，門電路的應(yīng)用門電路的應(yīng)用 注意事項在這里多適用。注意事項在這里多適用。例如，例如，TTL 觸發(fā)器的輸觸發(fā)器的輸 入端懸空相當(dāng)于輸入高電平，而入端懸空相當(dāng)于輸入高電平，而 CMOS 觸發(fā)器觸發(fā)器 的輸入端不允許懸空。的輸入端不允許懸空。 應(yīng)應(yīng) 用用 注注 意意 實際工作中，應(yīng)根據(jù)需要選定觸發(fā)器的功能實際工作中，應(yīng)根據(jù)需要選定觸發(fā)器的功能 和觸發(fā)方式。例如：同步觸發(fā)器通常只用于數(shù)據(jù)和觸發(fā)方式。例如：同步觸發(fā)器通常只用于數(shù)據(jù) 鎖存，構(gòu)成計數(shù)器、移位寄存器

33、時一般要用邊沿鎖存，構(gòu)成計數(shù)器、移位寄存器時一般要用邊沿 觸發(fā)器。觸發(fā)器。 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT Q2Q1 1D1D FF1FF2 石英方波石英方波 振蕩器振蕩器 4MHzC1C1 CP 例例 下圖為分頻器電路，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為下圖為分頻器電路，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為 0，試畫出，試畫出 Q1、Q2 的波形并求其頻率。的波形并求其頻率。 CP 解：解： C1 CP fQ1 = fCP/2 = 2 MHz， fQ2 = fCP/4 = 1 MHz CP Q10 Q20 Q1 C1 對對 CP 二分頻二分頻 對對 CP 四分頻四分頻 兩個兩個 D 觸發(fā)器均構(gòu)成觸發(fā)器均構(gòu)成 CP 觸發(fā)的計

34、數(shù)觸發(fā)器觸發(fā)的計數(shù)觸發(fā)器 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 1 01 0 RD SD Q 1J SD C1CP 1K R S RD CP 解：解： 例例 試對應(yīng)輸入波形畫出下圖電路的輸出波形。試對應(yīng)輸入波形畫出下圖電路的輸出波形。 C1CP SDS RRD Q1 Qn+1 = JQn + KQn = Qn Qn+Qn Qn = Qn 當(dāng)異步端無信號時，觸發(fā)器將在當(dāng)異步端無信號時，觸發(fā)器將在 CP 時翻轉(zhuǎn)。時翻轉(zhuǎn)。 RD和和 SD為非有效電平為非有效電平 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 例例 試對如下電路在試對如下電路在CPCP和輸入信號作用下，畫出輸和輸入信號作用下，畫出輸

35、出波形。出波形。 解解 觸發(fā)器的初始狀態(tài)為觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 課堂練習(xí) 已知由維持阻塞D觸發(fā)器和與非門組成的電路和輸入波形 如下圖所示，試畫出Q的波形。（Q的初始狀態(tài)為0） 1nn QDQ A EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 課堂練習(xí) 由下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器和異或門構(gòu)成電路如下圖所示，當(dāng) A分別為0、1時，可完成什么觸發(fā)器功能，并畫出在給定輸入條 件時Q的波形？（Q的初始狀態(tài)為0） A=0時，電路為T觸發(fā)器 A=1時，電路為D觸 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 例例 多路控制公共照明燈電路多路控制公共照明燈電路 觸發(fā)器初始狀態(tài)為

36、觸發(fā)器初始狀態(tài)為0，當(dāng)某個開關(guān)按下時，觸發(fā)器翻，當(dāng)某個開關(guān)按下時，觸發(fā)器翻 轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)為1，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，開關(guān)接通，燈亮。，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，開關(guān)接通，燈亮。 如有按下，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為如有按下，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為0，三極管截止，繼電器觸，三極管截止，繼電器觸 頭斷開，燈滅。頭斷開，燈滅。 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 例例 四位流水燈電 路 工作原理： 其中FF0和FF1構(gòu)成四 進制計數(shù)器，輸出 端 、 作為二四線 譯碼器（74LS139） 的地址信號，譯碼輸 出信號依次點亮4個發(fā) 光二極管。 0 Q 1 Q 電路圖 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 觸發(fā)器和門電路是構(gòu)

37、成數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元。觸發(fā)器和門電路是構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元。 前者具有記憶功能，用于構(gòu)成時序邏輯電路；前者具有記憶功能，用于構(gòu)成時序邏輯電路； 后者沒有記憶功能，用于構(gòu)成組合邏輯電路。后者沒有記憶功能，用于構(gòu)成組合邏輯電路。 本章小結(jié)本章小結(jié) 觸發(fā)器有兩個基本特性：觸發(fā)器有兩個基本特性：有兩個穩(wěn)定狀態(tài)；有兩個穩(wěn)定狀態(tài)； 在外信號作用下，兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換，在外信號作用下，兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換， 沒有外信號作用時，保持原狀態(tài)不變。因此，沒有外信號作用時，保持原狀態(tài)不變。因此， 觸發(fā)器具有記憶功能，常用來保存二進制信息。觸發(fā)器具有記憶功能，常用來保存二進制信息。 一個觸發(fā)器可存儲一

38、個觸發(fā)器可存儲 1 位二進制碼，存儲位二進制碼，存儲 n 位二進制碼則需用位二進制碼則需用 n 個觸發(fā)器。個觸發(fā)器。 EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 觸發(fā)器的邏輯功能是指觸發(fā)器的次態(tài)與現(xiàn)態(tài)及觸發(fā)器的邏輯功能是指觸發(fā)器的次態(tài)與現(xiàn)態(tài)及 輸入信號之間的邏輯關(guān)系。其描述方法主要有輸入信號之間的邏輯關(guān)系。其描述方法主要有 特性表、特性方程、驅(qū)動表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波特性表、特性方程、驅(qū)動表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波 形圖形圖( (又稱時序圖又稱時序圖) )等。等。 觸發(fā)器根據(jù)邏輯功能不同分為 觸發(fā)器根據(jù)邏輯功能不同分為 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 T觸發(fā)器觸發(fā)

39、器 1 0 Qn+1 1 0 D Qn+1 = D Qn Qn Qn+1 1 0 T nn QTQ 1 不定不定 0 1 Qn Qn+1 11 01 10 00 SR Qn+1 = S + RQn RS = 0( (約束條件約束條件) ) Qn 1 0 Qn Qn+1 11 01 10 00 KJ Qn+1 =JQn + KQn 只有只有 CP 輸入端，輸入端， 無數(shù)據(jù)輸入端。無數(shù)據(jù)輸入端。 來一個來一個CP翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次 Qn+1 = Qn EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 電平觸發(fā)器電平觸發(fā)器 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 根據(jù)觸發(fā)方式不同分為 根據(jù)觸發(fā)方式不同分為 例如例如 QQ 1J J C1 CP 1K K QQ 1J J C1 CP 1K K QQ 1J J C1 CP 1K K EXIT 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 EXIT 根據(jù)是否受時鐘控制分為 根據(jù)是否受時鐘控制分為 異步觸發(fā)器異步觸發(fā)器 鐘控觸發(fā)器鐘控觸發(fā)器 基本基本 RS 觸發(fā)器是構(gòu)成各種觸