數(shù)電第4章觸發(fā)器

1、第第4章章 觸發(fā)器觸發(fā)器4.1 概述概述4.2 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)4.3 觸發(fā)器的邏輯功能及其描述觸發(fā)器的邏輯功能及其描述4.4 *觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性2.觸發(fā)器的特點(diǎn)：觸發(fā)器的特點(diǎn)：（1） 它有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)：它有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)：0狀態(tài)和狀態(tài)和1狀態(tài)；狀態(tài)；（2） 在不同的輸入情況下，它可以被置成在不同的輸入情況下，它可以被置成0狀態(tài)狀態(tài) 或或1狀態(tài)；狀態(tài)；（3） 當(dāng)輸入信號(hào)消失后，所置成的狀態(tài)能夠保當(dāng)輸入信號(hào)消失后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變（有記憶）。持不變（有記憶）。4.1 觸發(fā)器基本概念觸發(fā)器基本概念 1.1.觸發(fā)器定義：觸發(fā)器定義： 觸發(fā)

2、器是能夠存貯一位二值信號(hào)的電路，觸發(fā)器是能夠存貯一位二值信號(hào)的電路，是具有是具有 記憶功能的基本邏輯單元。記憶功能的基本邏輯單元。記憶：記憶：有外觸發(fā)時(shí)有外觸發(fā)時(shí), ,觸發(fā)器狀態(tài)改變觸發(fā)器狀態(tài)改變; ; 觸發(fā)信號(hào)撤除觸發(fā)信號(hào)撤除, ,維持狀態(tài)不變維持狀態(tài)不變。3. 3. 觸發(fā)器分類：觸發(fā)器分類：電平觸發(fā)電平觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)按結(jié)構(gòu)分：按結(jié)構(gòu)分：基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(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)器按功能分：按功能分：RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器D D觸發(fā)器觸發(fā)器T T觸發(fā)器觸發(fā)器T T 觸發(fā)器觸發(fā)器按觸發(fā)方式分：按觸發(fā)方式

3、分： S & Q Q & R G1 G2 S Q Q R 反饋反饋輸入端輸入端輸出端輸出端由兩個(gè)與非門通過反饋組成一個(gè)對(duì)稱的雙穩(wěn)態(tài)電路由兩個(gè)與非門通過反饋組成一個(gè)對(duì)稱的雙穩(wěn)態(tài)電路邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) 1. 電路結(jié)構(gòu)與邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)與邏輯符號(hào)以以Q端的狀態(tài)表示觸發(fā)器狀態(tài)：端的狀態(tài)表示觸發(fā)器狀態(tài)：Q=1即觸發(fā)器為狀態(tài)即觸發(fā)器為狀態(tài)1,Q=0Q=0即觸發(fā)器為狀態(tài)即觸發(fā)器為狀態(tài)0 0。4.2.1 4.2.1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器4.2 觸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作特點(diǎn)觸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作特點(diǎn)2.2.工作原理分析工作原理分析 S & Q Q & R G1 G2 (1

4、) 觸發(fā)器觸發(fā)器保持：當(dāng)保持：當(dāng)S=1S=1；R=1R=1，觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)不變，觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)不變1 11 1 S & Q Q & R G1 G2 1 10 01 10 01 10 01 11 1原狀態(tài)原狀態(tài)0Q 1Q原狀態(tài)原狀態(tài)1Q 0Q S & Q Q & R G1 G2 (2) (2) 觸發(fā)器置觸發(fā)器置1 1： 當(dāng)當(dāng)S=0S=0；R=1R=1，無論觸發(fā)器原狀無論觸發(fā)器原狀態(tài)如何，都會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閼B(tài)如何，都會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)? 1態(tài)態(tài)0 01 1 S & Q Q & R G1 G2 原狀態(tài)原狀態(tài)Q=1Q=1原狀態(tài)原狀態(tài)Q=0Q=01 10 01

5、10 01 10 01 11 10 0 S & Q Q & R G1 G2 (3) (3) 觸發(fā)器置觸發(fā)器置0 0： 當(dāng)當(dāng)S=1S=1；R=0R=0，無論觸發(fā)器原狀態(tài)如無論觸發(fā)器原狀態(tài)如何，都會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹?，都?huì)轉(zhuǎn)變?yōu)? 0態(tài)態(tài)1 10 0原狀態(tài)原狀態(tài)Q=XQ=Xx x1 10 0(4) (4) 觸發(fā)器狀態(tài)不定：觸發(fā)器狀態(tài)不定： 當(dāng)當(dāng)S=0S=0；R=0R=0時(shí)，時(shí)，觸發(fā)觸發(fā)器輸出器輸出Q Q和和 /Q/Q均為均為1 1 S & Q Q & R G1 G2 0 00 0為避開不定狀態(tài)，輸入信號(hào)不應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)為避開不定狀態(tài)，輸入信號(hào)不應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)S=0S=0；R=0R=0

6、原狀態(tài)原狀態(tài)Q=XQ=X1 11 1而當(dāng)而當(dāng)S=0S=0；R=0R=0同時(shí)撤消同時(shí)撤消后，后，觸發(fā)器新狀態(tài)不能確定觸發(fā)器新狀態(tài)不能確定3.3.觸發(fā)方式觸發(fā)方式 S & Q Q & R G1 G2 0 11 01 0置置1 1端（端（SetSet）置置0 0端（端（ResetReset）基本基本RSRS觸發(fā)器的觸發(fā)方式屬觸發(fā)器的觸發(fā)方式屬電平觸發(fā)電平觸發(fā)觸發(fā)器狀態(tài)端觸發(fā)器狀態(tài)端 S Q Q R SR110011110101011110001010000不定不定001不定不定邏輯功能表邏輯功能表nQ1nQR+S=1保持保持置置1 1置零置零不定不定4.4. 邏輯功能邏輯功能工作波形

7、工作波形 畫工作波形的方法：畫工作波形的方法：a)a) 根據(jù)觸發(fā)器動(dòng)作特征確定狀態(tài)變化的時(shí)刻根據(jù)觸發(fā)器動(dòng)作特征確定狀態(tài)變化的時(shí)刻b)b) 根據(jù)觸發(fā)器的邏輯功能確定根據(jù)觸發(fā)器的邏輯功能確定新狀態(tài)新狀態(tài) S R Q Q 0 01 11 11 10 01 11 11 10 01 11 11 10 01 11 11 10 00 0不不定定不變不變不定不定置置1 1不變不變置置1 1 不變不變置置0 0不變不變工作波形能直觀地表示觸發(fā)器輸入工作波形能直觀地表示觸發(fā)器輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系信號(hào)與輸出信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系5.5.波形圖波形圖基本基本RS觸發(fā)器沒有時(shí)鐘輸入，還不是觸發(fā)器沒有時(shí)鐘輸入，還

8、不是典型的時(shí)序邏輯電路典型的時(shí)序邏輯電路原則：原則：（1）上下對(duì)應(yīng)；）上下對(duì)應(yīng)；（2）分段分析。）分段分析。波形圖波形圖反映觸發(fā)器輸入信號(hào)取值和狀態(tài)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖形稱為波形圖RSQQ置1置0置1置1置1保持不允許 (a) (b) +5V R 1k vo vo S +5V 1k A B & & Q Q +5V S 由由 B 到到 A S 由由 A 到到 B A B Q /S/RS接接BS 接接A懸空時(shí)間懸空時(shí)間S接接A振動(dòng)振動(dòng) S懸空時(shí)間懸空時(shí)間接接 B振動(dòng)振動(dòng)SR例例 利用基本利用基本RSRS觸發(fā)器消除機(jī)械開關(guān)的抖動(dòng)觸發(fā)器消除機(jī)械開關(guān)的抖動(dòng)6. 動(dòng)作特點(diǎn)動(dòng)作特點(diǎn)DSDRQQ1

9、） 為置位端，低電平有效為置位端，低電平有效DS2） 為復(fù)位端，低電平有效為復(fù)位端，低電平有效DR3）置位端與復(fù)位端不能同時(shí)置位端與復(fù)位端不能同時(shí) 作用，其約束條件為作用，其約束條件為1DDRS4）直接控制：直接控制：輸入信號(hào)隨時(shí)能改變觸發(fā)器的狀態(tài)輸入信號(hào)隨時(shí)能改變觸發(fā)器的狀態(tài)101001011011001111？ 在數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中，為協(xié)調(diào)各部分的動(dòng)作，常常要在數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中，為協(xié)調(diào)各部分的動(dòng)作，常常要求某些觸發(fā)器于求某些觸發(fā)器于同一時(shí)刻動(dòng)作同一時(shí)刻動(dòng)作。為此，必須引入。為此，必須引入同步同步信號(hào)信號(hào)，使這些觸發(fā)器只有在同步信號(hào)到達(dá)時(shí)才按輸入，使這些觸發(fā)器只有在同步信號(hào)到達(dá)時(shí)才按輸入信號(hào)改變狀

10、態(tài)。通常把這個(gè)同步信號(hào)叫做信號(hào)改變狀態(tài)。通常把這個(gè)同步信號(hào)叫做時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖，或稱為或稱為時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱時(shí)鐘時(shí)鐘，用，用cpcp表示。這種受時(shí)鐘表示。這種受時(shí)鐘信號(hào)控制的觸發(fā)器稱為信號(hào)控制的觸發(fā)器稱為時(shí)鐘觸發(fā)器。同步時(shí)鐘觸發(fā)器。同步RSRS觸發(fā)器是觸發(fā)器是其中的一種其中的一種。4.2.2 4.2.2 同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器 S CP R & & & & G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q S CP R Q Q 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)1.1.電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)：由電路結(jié)構(gòu)：由基本基本RS觸發(fā)器和時(shí)

11、鐘脈沖控制門電路組成。觸發(fā)器和時(shí)鐘脈沖控制門電路組成。2.2. 工作原理工作原理 S CP R & & & & G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q S=0；R=0：Qn+1=Qn S=1；R=0：Qn+1=1 S=0；R=1：Qn+1=0 S=1；R=1：Qn+1= CP=1CP=1：CP=0CP=0：輸入被封鎖，狀態(tài)不變：輸入被封鎖，狀態(tài)不變0 0 1 1&在觸發(fā)器狀態(tài)改變的描述中，引入了時(shí)間的順序：在觸發(fā)器狀態(tài)改變的描述中，引入了時(shí)間的順序：n n 和和 n+1n+1。這是時(shí)序電路的特征。這是時(shí)序電路的特征接收輸入，狀態(tài)可變化接收輸入，狀態(tài)可

12、變化SRQn+1 說說 明明0 00 0Qn狀態(tài)不變狀態(tài)不變0 01 10 0置置0 01 10 01置置1 11 11 1狀態(tài)不定狀態(tài)不定SR RQnQn10 00 00 00 00 00 01 11 10 01 10 00 00 01 11 10 01 10 00 01 11 10 01 11 11 11 10 0X X1 11 11 1X X3.3.邏輯功能描述方法邏輯功能描述方法（在（在CP=1） ： 1)1) 真值表（功能表）真值表（功能表）2)2) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表表RS RS 觸發(fā)器次態(tài)卡諾圖觸發(fā)器次態(tài)卡諾圖3) 3) 特征方程特征方程 0 1 0 0 1 1 S 1

13、RQn 0 00 01 11 10 10nnQSR QS R（約束條件）（約束條件） 5) 5) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 1 0 S=0R=1S=1R=0S=xR=0S=0R=x時(shí)鐘觸發(fā)器邏輯功能：時(shí)鐘觸發(fā)器邏輯功能：5 5種描述方式種描述方式+ +波形圖波形圖QnQn+1SR 說說 明明0 00 00 0X0 0狀態(tài)不變狀態(tài)不變0 01 11 10 0置置1 11 10 00 01置置0 01 11 1X X01 1狀態(tài)不變狀態(tài)不變4)4) 激勵(lì)表激勵(lì)表 CP S R Q SRQn+1 00Qn 01 0 10 1 11 同步同步RSRS觸發(fā)器真值表觸發(fā)器真值表在在CPCP為低電平期間其狀態(tài)不

14、變。為低電平期間其狀態(tài)不變。 在在CPCP為高電平期間的為高電平期間的R R、S S信號(hào)影響觸發(fā)器的狀態(tài)。信號(hào)影響觸發(fā)器的狀態(tài)。4.4. 工作波形工作波形例例 時(shí)鐘時(shí)鐘RSRS觸發(fā)器及邏輯門組成如下時(shí)序電路，其輸入觸發(fā)器及邏輯門組成如下時(shí)序電路，其輸入CPCP、D D端波形如圖所示，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為端波形如圖所示，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為0 0，試畫出觸發(fā)器，試畫出觸發(fā)器Q Q 端的輸出波形。端的輸出波形。 1 D S Q Q R CP D CP Q CP 解：時(shí)鐘解：時(shí)鐘RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器S=DS=D，R= D, R= D, 電路只有置電路只有置0 0、置、置1 1兩種邏兩種邏輯動(dòng)作。輯動(dòng)作。 S(R

15、)時(shí)鐘時(shí)鐘RSRS觸發(fā)器應(yīng)用分析觸發(fā)器應(yīng)用分析（1 1）為了適應(yīng)單端輸入信號(hào)的場(chǎng)合）為了適應(yīng)單端輸入信號(hào)的場(chǎng)合, ,有時(shí)把同步有時(shí)把同步RSRS觸發(fā)器作成觸發(fā)器作成S=DS=D、R=DR=D的形式，稱為的形式，稱為D D鎖存器。鎖存器。Q Qn+1 n+1 =D=D。如。如74LS7574LS75為為4D4D鎖存器。鎖存器。說明：說明：輸入端輸入端D&G1&G2QQ&G3&G4CP控制端控制端滿足滿足RS=0Qn+1 =S + RQn =DDQn =DD Qn+1 0 0 1 1 功能表功能表波形圖波形圖CPDQQ說明說明( (續(xù)續(xù)) )（2 2）cp=1cp=

16、1期間期間, ,若輸入信號(hào)若輸入信號(hào)多次發(fā)生變化多次發(fā)生變化，則觸發(fā)器狀，則觸發(fā)器狀態(tài)將態(tài)將多次翻轉(zhuǎn)多次翻轉(zhuǎn)，從而降低了電路的抗干擾能力。作為計(jì)，從而降低了電路的抗干擾能力。作為計(jì)數(shù)使用時(shí)，將發(fā)生數(shù)使用時(shí)，將發(fā)生空翻空翻。CPDQ（3 3）基本）基本RSRS觸發(fā)器和同步觸發(fā)器和同步RSRS觸發(fā)器的不足觸發(fā)器的不足: : 輸入有輸入有約約束條件束條件, ,存在存在空翻現(xiàn)象空翻現(xiàn)象。5. 動(dòng)作特點(diǎn)動(dòng)作特點(diǎn)S CP RQQ(1)、 S 為置位端，高電平有效。為置位端，高電平有效。(2)、 R 為復(fù)位端，高電平有效。為復(fù)位端，高電平有效。(3)、置位端與復(fù)位端不能同時(shí)、置位端與復(fù)位端不能同時(shí) 作用，其

17、約束條件為作用，其約束條件為(4)、選通控制：選通控制： CP=0，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變， CP=1，輸入信號(hào)能隨時(shí)多次改變觸發(fā)器的狀態(tài)。，輸入信號(hào)能隨時(shí)多次改變觸發(fā)器的狀態(tài)。SR=04.2.3 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器一、主從一、主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器G5 G6G1 G2G7 主觸發(fā)器 G8Qm QmG3 從觸發(fā)器 G4&Q Q&1S R CPCPG9(a) 邏輯電路&工作原理工作原理（1）接收輸入信號(hào)過程CP=1期間：主觸發(fā)器控制門G7、G8打開，接收輸入信號(hào)R、S，有： 從觸發(fā)器控制門G3、G4封鎖，其狀態(tài)保持不變。01RSQRSQnmnmG5 G

18、6G1 G2G7 主觸發(fā)器 G8Qm QmG3 從觸發(fā)器 G4&Q Q&1S R CPCPG9&（2）輸出信號(hào)過程CP由10時(shí)（下降沿到來），主觸發(fā)器控制門G7、G8封鎖，在CP=1期間接收的內(nèi)容被存儲(chǔ)起來。同時(shí)，從觸發(fā)器控制門G3、G4被打開，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器的狀態(tài)。在CP=0期間，主觸發(fā)器和從觸發(fā)器保持狀態(tài)不變。01RSQRSQnnCP下降沿到來時(shí)有效特性特性方程方程 Q Q S RS CP RQ Q(b) 曾用符號(hào) 1S 1RS CP RQ Q(c) 國(guó)標(biāo)符號(hào)CPC1邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)（1）采用主從控制結(jié)構(gòu)采用主從控制結(jié)構(gòu)：從根本上解決了輸入信號(hào)

19、直接控制的問題，具有CP1期間接收輸入信號(hào)，CP下降沿到來時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。（2）輸入信號(hào)存在約束輸入信號(hào)存在約束：在CP1期間，輸入信號(hào)R和S不能同時(shí)為1。G1 G2J K CP G7 主 G8G5 G6 G3 從 G4Q Q1G9Qm Qm&二、主從二、主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器nnKQRQJS 下降沿到來時(shí)有效CPQKQJQKQQJQRSQnnnnnnn 1代入主從RS觸發(fā)器的特性方程，即可得到主從JK觸發(fā)器的特性方程：將主從JK觸發(fā)器沒有約束。1. 工作原理工作原理J K QnQn+1功能0 0 00 0 101nnQQ1 保持0 1 00 1 10001nQ 置 01 0 01 0

20、 11111nQ 置 11 1 01 1 110nnQQ1 翻轉(zhuǎn)特特性性表表CPJKQ時(shí)時(shí)序序圖圖 Q Q J KJ CP KQ Q曾用符號(hào) 1J 1KJ CP KQ Q國(guó)標(biāo)符號(hào)CPC12.電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)采用主從控制結(jié)構(gòu)：采用主從控制結(jié)構(gòu)：從根本上解決了輸入信號(hào)直接控制的問題，具有CP1期間接收輸入信號(hào)，CP下降沿到來時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。輸入信號(hào)輸入信號(hào)J、K之間沒有之間沒有約束。約束。存在一次性變化（一次翻存在一次性變化（一次翻轉(zhuǎn)）問題：轉(zhuǎn)）問題：cp=1期間，主觸發(fā)器的狀態(tài)能且只能發(fā)生一次變化，而不論J、K發(fā)生多少次變化。 。3 3、功能描述、功能描述（1 1）特性表和特性

21、方程）特性表和特性方程特性表：特性表： J K Qn Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 nnnQK QJQ 1 1 1 1 100 01 11 1001JKQn特征方程：特征方程：J=0 K=J= K=001J= 1，K=J= ，K= 1(2)(2)驅(qū)動(dòng)表驅(qū)動(dòng)表(3)(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖Qn Qn+1 J K 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0特性表：特性表： J K Qn Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1

22、 1 1 1 0 1 1 1 1 0 G1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q Q1G9RDSD&帶清零端和預(yù)置端的帶清零端和預(yù)置端的主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器RD=0，直接置001111001SD=0，直接置1G1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q Q1G9RDSD&10001111 SDJ CP K RD Q QSD RD J KJ CP KQ Q曾用符號(hào)國(guó)標(biāo)符號(hào)CPRDSD S 1J 1K R Q QC1帶清零端和預(yù)置端的主從帶清零端和預(yù)置端的主從JK觸發(fā)器的邏輯符號(hào)觸發(fā)器的邏輯符號(hào)集成主從集成主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器 14 13 12 1

23、1 10 9 87472 1 2 3 4 5 6 7VCC SD RD K3 K2 K1 Q(b) 7472 的引腳圖(a) 74LS76 的引腳圖 16 15 14 13 12 11 10 974LS76 1 2 3 4 5 6 7 81K 1Q 1Q GND 2K 2Q 2Q 2J1CP 1SD 1RD 1J VCC2CP 2SD 2RDNC CP J1 J2 J3 Q GND321KKKK 321JJJJ 低電平有效低電平有效CP下降沿觸發(fā) 1J 2K S RSD J1 J2 J3 CP K1 K2 K3 RDQ QCP&與輸入主從與輸入主從JK觸發(fā)器的邏輯符號(hào)觸發(fā)器的邏輯符號(hào)三

24、、動(dòng)作特點(diǎn)三、動(dòng)作特點(diǎn)(1)(1)間接控制間接控制：觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為兩步動(dòng)作。：觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為兩步動(dòng)作。 cp=1cp=1期間主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)，被置成相應(yīng)狀態(tài)，期間主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)，被置成相應(yīng)狀態(tài)，從觸發(fā)器維持不變；從觸發(fā)器維持不變； 在在cp cp 時(shí)刻，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器狀態(tài)。時(shí)刻，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器狀態(tài)。(2)(2)主從主從RSRS觸發(fā)器在觸發(fā)器在cp=1cp=1期間輸入信號(hào)對(duì)主觸發(fā)器期間輸入信號(hào)對(duì)主觸發(fā)器一直一直起控制作用起控制作用。 主從主從JKJK觸發(fā)器已克服了空翻和輸入的約束條件，觸發(fā)器已克服了空翻和輸入的約束條件，但仍存在但仍存在一次翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)的缺陷。的缺陷。4.2.4

25、 4.2.4 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器維持阻塞邊沿觸發(fā)器維持阻塞邊沿觸發(fā)器 ；利用各門電路傳輸延遲時(shí)間的不同構(gòu)成邊沿觸發(fā)器；利用各門電路傳輸延遲時(shí)間的不同構(gòu)成邊沿觸發(fā)器；利用利用CMOSCMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器。傳輸門的邊沿觸發(fā)器。分類：分類： 邊沿觸發(fā)器即利用邊沿觸發(fā)器即利用cpcp邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器，也就是觸發(fā)器邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器，也就是觸發(fā)器的次態(tài)的次態(tài)僅取決于僅取決于cpcp信號(hào)的上升沿信號(hào)的上升沿 ( () )或或 下降沿下降沿 ( () )到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)。到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)。一、維持阻塞一、維持阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)器 維持阻塞結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器形式較多，有對(duì)稱、非對(duì)稱之維持阻塞結(jié)構(gòu)的觸

26、發(fā)器形式較多，有對(duì)稱、非對(duì)稱之分；有維持阻塞分；有維持阻塞RSRS觸發(fā)器和維持阻塞觸發(fā)器和維持阻塞D D觸發(fā)器等。觸發(fā)器等。1、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu) 6 6與非門組成對(duì)稱形式，與非門組成對(duì)稱形式，其中其中1 1、2 2、3 3、4 4、為同步觸發(fā)器，、為同步觸發(fā)器，集成芯片如集成芯片如74LS7474LS74。 維維0線線CP&阻阻0線線阻阻1線線維維1線線G2G3G5G4G6G1QQD2、工作原理、工作原理設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1CP=0CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=1100110&G1&G2QQDcp&G3&G4&G

27、5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線 G3=G4=1 G3=G4=1反饋到反饋到 G5 G5，G6G6的輸入，的輸入， G5 G51 1、G6G60 0100110&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線11001設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1 CP=0 CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=110011011001 CP CP正沿到達(dá)時(shí)正沿到達(dá)時(shí) G3G4G3G4開啟，使開啟，使 G3=0G3=0，G4=1G4=1。 Q Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為1 1111&G1&a

28、mp;G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線10 G3=G4=1 G3=G4=1反饋到反饋到 G5 G5，G6G6的輸入，的輸入， G5 G51 1、G6G60 0。設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1 CP=0 CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=111110011&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線10 CP CP正沿過后，正沿過后，G3=0G3=0 將將G4G4封鎖封鎖, ,并使并使 G5=1G5=1，維持，維

29、持G3=0G3=0。010因此以后因此以后CPCP=1=1期間期間D D 的變化不影響輸出。的變化不影響輸出。 CPCP正沿到達(dá)時(shí)正沿到達(dá)時(shí) G3G4G3G4開啟，使開啟，使 G3=0G3=0，G4=1G4=1。 Q Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為1 1 G3=G4=1 G3=G4=1反饋到反饋到 G5 G5，G6G6的輸入，的輸入， G5 G51 1、G6G60 0。設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1 CP=0 CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=1其它情況（其它情況（D0）時(shí)的翻轉(zhuǎn)以及異步清）時(shí)的翻轉(zhuǎn)以及異步清0、異步置異步置1的工作原理，請(qǐng)大家自己分析。的工作原理，請(qǐng)大家自己分析。工作原理小

30、結(jié)工作原理小結(jié):(1)cp=0(1)cp=0，3 3、4 4門被封鎖，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變門被封鎖，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變；(2)cp (2)cp 時(shí)刻，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，狀態(tài)由時(shí)刻，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，狀態(tài)由D D決定，決定，Q Qn+1n+1=D=D；(3)(3)翻轉(zhuǎn)后，在翻轉(zhuǎn)后，在cpcp1 1期間，靠期間，靠4 4條反饋線（維持、阻塞線）條反饋線（維持、阻塞線） 維持新狀態(tài)，無空翻。維持新狀態(tài)，無空翻。說明說明:2. 邊沿觸發(fā)抗干擾能力強(qiáng)，且不存在空翻，應(yīng)用較廣泛。邊沿觸發(fā)抗干擾能力強(qiáng)，且不存在空翻，應(yīng)用較廣泛。1.在應(yīng)用觸發(fā)器時(shí)，要特別注意觸發(fā)形式，否則很容易在應(yīng)用觸發(fā)器時(shí)，要特別注意觸發(fā)形式，否則很容

31、易 造成整個(gè)數(shù)字系統(tǒng)工作不正常。造成整個(gè)數(shù)字系統(tǒng)工作不正常。邊沿邊沿D D觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表符號(hào)符號(hào)CP D Qn+1 0 Qn 1 Qn 0 0 1 1 上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)QDcp1DC1Q DR DS無圈無圈“”,上上升降沿翻轉(zhuǎn)升降沿翻轉(zhuǎn)異步置異步置1端端異步清異步清0端端3、功能描述、功能描述(1)特性表和特性方程特性表和特性方程特性表：特性表：特性方程特性方程:Q n+1=D(2)驅(qū)動(dòng)表驅(qū)動(dòng)表(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖D Qn Qn+1 0 0 0 0 1 01 0 1 1 1 1Qn Qn+1 D0 0 00 1 11 0 01 1 101D=1D=1D=0 D=0CP D

32、Qn+1 0 Qn 1 Qn 0 0 1 1 (4)時(shí)序圖時(shí)序圖CPDQ( (設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=1)Q=1) DR DS異步清異步清0 0異步置異步置1 1變0轉(zhuǎn)0變0變0轉(zhuǎn)1Q n+1=DnQDcp1DC1Q DR DS 形式上也是一種主從結(jié)構(gòu)，由非門組成基本觸發(fā)器，形式上也是一種主從結(jié)構(gòu)，由非門組成基本觸發(fā)器，具有完全不同的動(dòng)作特點(diǎn)。具有完全不同的動(dòng)作特點(diǎn)。二二、CMOS邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 1 1TG1DcpG3Q QTG3 1 1 1 1TG2 1 1TG4 1 1 1 1cpcpcpcpcpcpcpQ Q主主Q Q主主Q QQ Q從從Q Q從從G1G2G4G5G6主觸

33、發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器 1 1TG1DcpG3Q QTG3 1 1 1 1TG2 1 1TG4 1 1 1 1cpcpcpcpcpcpcpQ Q主主Q Q主主Q QQ Q從從Q Q從從G1G2G4G5G6傳輸門傳輸門TG2,TG3TG2,TG3，在在cpcp1 1 時(shí)導(dǎo)通。時(shí)導(dǎo)通。傳輸門傳輸門TG1,TG4TG1,TG4，在在cpcp0 0 時(shí)導(dǎo)通。時(shí)導(dǎo)通。 工作原理工作原理（復(fù)習(xí)傳輸門的導(dǎo)通條件）（復(fù)習(xí)傳輸門的導(dǎo)通條件） 1 1TG1DcpG3Q QTG3 1 1 1 1TG2 1 1TG4 1 1 1 1cpcpcpcpcpcpcpQ Q主主Q Q主主Q QQ Q從從Q Q從從G1G

34、2G4G5G6cpcp0 0時(shí)時(shí) TG1,TG4 TG1,TG4導(dǎo)通；導(dǎo)通；TG2,TG3TG2,TG3關(guān)斷，主觸發(fā)器接受輸入信號(hào)，關(guān)斷，主觸發(fā)器接受輸入信號(hào)，從觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。從觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。D DD D保保持持不不變變。 , QQD 主主QD 主主Q為接收信號(hào)作準(zhǔn)備。為接收信號(hào)作準(zhǔn)備。 1 1TG1DcpG3Q QTG3 1 1 1 1TG2 1 1TG4 1 1 1 1cpcpcpcpcpcpcpQ Q主主Q Q主主Q QQ Q從從Q Q從從G1G2G4G5G6cpcp及及cpcp1 1時(shí)時(shí)TG2,TG3TG2,TG3導(dǎo)通；導(dǎo)通；TG1,TG4TG1,TG4關(guān)斷，主觸發(fā)器保

35、持原狀態(tài)不變，從關(guān)斷，主觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，從觸發(fā)器接受主觸發(fā)器的狀態(tài)；觸發(fā)器接受主觸發(fā)器的狀態(tài)；切斷外輸入信號(hào)和主觸發(fā)器間的聯(lián)系，使切斷外輸入信號(hào)和主觸發(fā)器間的聯(lián)系，使D D的變化不再影響的變化不再影響觸發(fā)器的狀態(tài)；（邊沿觸發(fā)）觸發(fā)器的狀態(tài)；（邊沿觸發(fā)）D DD DD 主主QD 主主QD DD DD D 邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)：輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換發(fā)生在輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換發(fā)生在cpcp上升沿，稱上升沿上升沿，稱上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。3、 動(dòng)作特點(diǎn)：動(dòng)作特點(diǎn)：說明：說明： (1)cp(1)cp、cpcp作用，使主、從觸發(fā)器一通一止，無空翻。作用，使主、從觸發(fā)器一通一止，無空翻。 (2)(2)

36、傳輸門的傳輸門的cpcp、cpcp互換，可實(shí)現(xiàn)下降沿觸發(fā)。互換，可實(shí)現(xiàn)下降沿觸發(fā)。 (3)(3)有異步清有異步清0 0、置、置1 1輸入輸入 (4)(4)若雙端輸入，為若雙端輸入，為JKJK觸發(fā)器，如觸發(fā)器，如CC4027CC4027雙雙JKJK觸發(fā)器。觸發(fā)器。D & &1 1 &JKQnnnnnnnnnQKQJKJQKQJQKQJKQQJD )()()(nnnQKQJDQ14.3.1 觸發(fā)器的邏輯功能的描述方法觸發(fā)器的邏輯功能的描述方法一、一、RSF 1、功能表：、功能表：S R Qn+100011011Qn 01S R QnQn+100000101001110010

37、11101110100112、特性表、特性表4.3 觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法Qn+10S10001101R Qn1111000nnQRSQ13、特性方程、特性方程RS=0S R QnQn+10000010100111001011101110100114、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖S R QnQn+100000101001110010111011101001101S=1R=0S=0R=1 S=0 R= R=0 S= 二、二、JKFJKF1、功能表：、功能表：J K Qn+100011011Qn 01QnJ K QnQn+100000101001110010111011

38、1010011102、特性表、特性表Qn+10J10001101K Qn11111000nnnQKQJQ103、特性方程、特性方程J K QnQn+1000001010011100101110111010011104、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖J K QnQn+10000010100111001011101110100111001J=1 K= J= K=1 J=0 K= K=0 J= 三、三、TFTF（受控翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器）（受控翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器）1、功能表：、功能表：TQn+101Qn QnT QnQn+10001101101102、特性表、特性表nnnnQTQTQTQ13、特性方程、特性方程四、四、TFT

39、F（計(jì)數(shù)型觸發(fā)器）（計(jì)數(shù)型觸發(fā)器）QnQn+101101、特性表、特性表nnQQ12、特性方程、特性方程五、五、DFDF（延遲觸發(fā)器）（延遲觸發(fā)器）DQn+101011、特性表、特性表DQn12、特性方程、特性方程4.3.2 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與邏輯功能之間的關(guān)系觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與邏輯功能之間的關(guān)系一、邏輯功能：一、邏輯功能：觸發(fā)器的次態(tài)與現(xiàn)態(tài)及輸入信號(hào)之間在穩(wěn)態(tài)下的邏輯關(guān)系觸發(fā)器的次態(tài)與現(xiàn)態(tài)及輸入信號(hào)之間在穩(wěn)態(tài)下的邏輯關(guān)系二、電路結(jié)構(gòu)：二、電路結(jié)構(gòu)：觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)決定了觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)決定了觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)三、同一邏輯功能可用不同電路結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)三、同一邏輯功能可用不同電路結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)四、同一電路結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能四、同一電路結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能五、常用集成觸發(fā)器：主從五、常用集成觸發(fā)器：主從JKF、維持阻塞、維持阻塞DF1、主從、主從JKF（74LS112） Vcc 1Rd 2Rd 2CP 2K 2J 2Sd 2Q JK 觸發(fā)器邏輯符號(hào) 1CP 1K 1J 1Sd 1Q 1Q 2Q GND 74LS112（CT4112）雙 JK 觸發(fā)器 74LS112 16 1514131211109 87654321Q Q Sd Rd J CP K 2、維持阻塞、維持阻塞DF（74LS74） Vcc 2