第8章 時序邏輯電路的基本單元-觸發(fā)器_2015_ST

1、第八章第八章 時序電路的基本單元時序電路的基本單元- -觸發(fā)器觸發(fā)器轉換轉換8.1 觸發(fā)器的特性觸發(fā)器的特性基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器D鎖存器鎖存器8.2 RS觸發(fā)器觸發(fā)器鐘控鐘控RS觸發(fā)器觸發(fā)器8.3 D觸發(fā)器觸發(fā)器維持維持- -阻塞阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)器第八章第八章 時序電路的基本單元時序電路的基本單元- -觸發(fā)器觸發(fā)器end8.4 JK觸發(fā)器觸發(fā)器主從型主從型JK觸發(fā)器觸發(fā)器邊沿型邊沿型JK觸發(fā)器觸發(fā)器8.7 不同類型觸發(fā)器的相互轉換不同類型觸發(fā)器的相互轉換8.6 觸發(fā)器的主要參數觸發(fā)器的主要參數8.5 T觸發(fā)器觸發(fā)器第八章第八章 時序電路的基本單元時序電路的基本單元- -觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器的

2、特性觸發(fā)器的特性（1 1）u 數字系統按電路結構可分為兩大類數字系統按電路結構可分為兩大類: :組合邏輯電路組合邏輯電路：任何時刻電路的輸出僅取決于：任何時刻電路的輸出僅取決于該時刻該時刻的輸入的輸入時序邏輯電路時序邏輯電路：任何時刻電路的輸出不僅與該時刻的輸入有：任何時刻電路的輸出不僅與該時刻的輸入有關，還與關，還與過去的輸入過去的輸入有關。有關。時序邏輯電路時序邏輯電路 組合邏輯組合邏輯 電路網絡電路網絡存儲元件單元存儲元件單元時序網絡的結構形式時序網絡的結構形式組合邏輯電路組合邏輯電路存儲元件存儲元件輸輸入入輸輸出出反饋反饋觸發(fā)器觸發(fā)器 觸發(fā)器觸發(fā)器是構成時序邏輯電路的基本單元部件，能夠

3、存儲是構成時序邏輯電路的基本單元部件，能夠存儲1 1位二值信號。位二值信號。觸發(fā)器的特性觸發(fā)器的特性（2 2）u觸發(fā)器的觸發(fā)器的定義定義(Flip-Flop) 具有具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)兩種穩(wěn)定狀態(tài)，在任何時候均處于一種穩(wěn)定狀態(tài)的電路，在任何時候均處于一種穩(wěn)定狀態(tài)的電路叫做雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，簡稱叫做雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，簡稱觸發(fā)器觸發(fā)器。（1 1）具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)。觸發(fā)器具有兩個互補輸出端：具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)。觸發(fā)器具有兩個互補輸出端：Q Q與與 。 定義：當定義：當 時時 ，為，為“1”“1”態(tài)態(tài); ; 當當 時，為時，為“0”“0”態(tài)態(tài)。Q0Q, 1Q1Q, 0Q（2 2）在輸入信號作用下，觸發(fā)器可以置在輸入

4、信號作用下，觸發(fā)器可以置“1”“1”態(tài)或態(tài)或“0”“0”態(tài)。態(tài)。（3 3）當輸入信號保持不變時，具有保持原來狀態(tài)的功能。當輸入信號保持不變時，具有保持原來狀態(tài)的功能。u觸發(fā)器的特點觸發(fā)器的特點觸發(fā)器的特性觸發(fā)器的特性（3 3）u觸發(fā)器輸入輸出關系的描述方法觸發(fā)器輸入輸出關系的描述方法功能表、特性方程、狀態(tài)圖、時序圖功能表、特性方程、狀態(tài)圖、時序圖：現態(tài)現態(tài)，表示電路當前的狀態(tài)，表示電路當前的狀態(tài)nQ：次態(tài)次態(tài)，表示在輸入的作用后電路進入的，表示在輸入的作用后電路進入的新狀態(tài)新狀態(tài)1nQX),f(QQn1n觸發(fā)器觸發(fā)器輸入輸入變量的集合變量的集合現態(tài)與次態(tài)指現態(tài)與次態(tài)指時時間間上的先后次序上的先

5、后次序特性方程特性方程：觸發(fā)器具有觸發(fā)器具有“記記憶憶”功能功能觸發(fā)器的特性觸發(fā)器的特性（4 4）u觸發(fā)器的分類觸發(fā)器的分類RS觸發(fā)器觸發(fā)器JK觸發(fā)器觸發(fā)器D觸發(fā)器觸發(fā)器TTL觸發(fā)器觸發(fā)器CMOS觸發(fā)器觸發(fā)器分類分類邏輯邏輯功能功能電路電路結構結構內部內部構成構成元件元件end主從型主從型邊沿型邊沿型維持阻塞型維持阻塞型鐘控型鐘控型u 8.1 RS 8.1 RS觸發(fā)器觸發(fā)器8.1.3 8.1.3 數據鎖存器數據鎖存器8.1.2 8.1.2 鐘控鐘控RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器8.1.1 8.1.1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器8.1.1 8.1.1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器u 由與非門組成的由與非

6、門組成的基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 1.1.電路結構及邏輯符號電路結構及邏輯符號QQG1G2QQSSRQQQ = 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。 R置置0端，端， （復位端）（復位端） R:Reset 置置1端，端， （置位端）（置位端） S: Set 信號輸入端信號輸入端低電平有效低電平有效互補互補輸出端，正輸出端，正常工作時，它們常工作時，它們的輸出狀態(tài)相反。的輸出狀態(tài)相反。 低電平有效低電平有效 QQSRG1G211011000SR

7、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 0111 10觸發(fā)器被置觸發(fā)器被置 0 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 0108.1.1 8.1.1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器2. 2. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 Q QQ QS SR RG G1 1G G2 21 11 10 01 11 10 00 00 0S SR R功功 能能 說說 明明輸輸 入入Q QQ Q輸輸 出出1 10 00 01 11 11 1觸發(fā)器被置觸發(fā)器被置 1 1 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 0 01 10 0 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 1 10 01 18.1.1 8.1.1 基本基本RSRS觸

8、發(fā)器觸發(fā)器12.2.工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 Q QQ QS SR RG G1 1G G2 21 11 10 01 11 10 00 00 0S SR R 功功 能能 說說 明明輸輸 入入Q QQ Q輸輸 出出1 11 1 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 0 01 10 0 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 1 10 01 1 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G G2 2 門輸出門輸出QR QQQ 1G1G1門輸出門輸出QS QQQ 18.1.1 8.1.1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器2.2.工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 Q QQ QS SR RG G1 1G G2 21 11 10

9、 01 11 10 00 00 0S SR R 功功 能能 說說 明明輸輸 入入Q QQ Q輸輸 出出11 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 0 01 10 0 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 1 10 01 1 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8.1.1 8.1.1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器當當 時，時，1,1SR 若若0Q, 1Qnn 則則0Q, 1Q1n1n1001102.2.工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 Q QQ QS SR RG G1 1G G2 21 11 10 01 11 10 00 00 0S SR R 功功 能能 說說 明明輸輸 入入Q QQ Q輸輸 出出11 觸發(fā)器置觸發(fā)器

10、置 0 01 10 0 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 1 10 01 1 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8.1.1 8.1.1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器當當 時，時，1,1SR 若若0Q, 1Qnn 則則0Q, 1Q1n1n 若若1Q, 0Qnn 則則1Q, 0Q1n1nnnQQ1保持保持0110012. 2. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 Q QQ QS SR RG G1 1G G2 2 輸出狀態(tài)不定輸出狀態(tài)不定(禁用禁用)不不 定定11011000SR功功 能能 說說 明明輸輸 入入QQ輸輸 出出 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

11、觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變不不 變變0 00 01 11 1輸出既非輸出既非 0 0 狀態(tài)，狀態(tài)，也非也非 1 1 狀態(tài)。當狀態(tài)。當R R 和和 S S 同時由同時由0 0變變1 1時，輸出時，輸出狀態(tài)可能為狀態(tài)可能為0 0，也可能為，也可能為 1 1，即，即輸出狀態(tài)不定輸出狀態(tài)不定。因。因此，這種情況此，這種情況禁用禁用。8.1.1 8.1.1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器基本基本RSRS觸發(fā)器：觸發(fā)器：狀態(tài)分析狀態(tài)分析&QQRSRS=01時時10QQRS=10時時01QQRS=11時時, 輸出保持原狀態(tài)輸出保持原狀態(tài)RS=00時時, 11QQ但當但當RS=00同時變?yōu)橥瑫r變?yōu)?1時，翻轉

12、快的時，翻轉快的門輸出變?yōu)殚T輸出變?yōu)?，另一個不得翻轉。，另一個不得翻轉。0 00 01 11 11110G2G2G1G12. 2. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 Q QQ QS SR RG G1 1G G2 2 輸出狀態(tài)不定輸出狀態(tài)不定(禁用禁用)不不 定定11011000SR功功 能能 說說 明明輸輸 入入QQ輸輸 出出 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0 00 01 11 1輸出既非輸出既非 0 0 狀態(tài)，狀態(tài)，也非也非 1 1 狀態(tài)。當狀態(tài)。當R R 和和 S S 同時由同時由0 0變變1 1時，輸出時，輸出

13、狀態(tài)可能為狀態(tài)可能為0 0，也可能為，也可能為 1 1，即，即輸出狀態(tài)不定輸出狀態(tài)不定。因。因此，這種情況此，這種情況禁用禁用。8.1.1 8.1.1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器解：解：例例 設下圖中觸發(fā)器初始狀態(tài)為設下圖中觸發(fā)器初始狀態(tài)為 0，試對應輸入波形，試對應輸入波形 畫出畫出 Q 和和 Q 的波形。的波形。Q QQ QS SR RS SR R波形圖波形圖dSdRQQ1 10 01 10 01 1110101設設初始狀態(tài)初始狀態(tài)為為“0 0” ” 置置“1 1” ” 置置“0 0” ” 保持保持“0” 0” 不允許不允許不定不定狀態(tài)狀態(tài)保持保持“1” 1” 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)

14、器dSdR功能說明功能說明1nQ0 1 1 置置“1”1 0 0 置置“0”0 0 不允許不允許nQ1 1 保持保持3 3、 觸發(fā)器的狀態(tài)觸發(fā)器的狀態(tài) p 0 0態(tài)、態(tài)、1 1態(tài)、不正常態(tài)態(tài)、不正常態(tài) p 現態(tài)和次態(tài)現態(tài)和次態(tài) 現態(tài)現態(tài)（Present StatePresent State）：觸發(fā)器在接收信號之前所處的）：觸發(fā)器在接收信號之前所處的狀態(tài)，用狀態(tài)，用Q Q n n表示；表示；次態(tài)次態(tài)（Next StateNext State）：觸發(fā)器在接收信號之后建立的新）：觸發(fā)器在接收信號之后建立的新的穩(wěn)定狀態(tài)，用的穩(wěn)定狀態(tài)，用Q Q n+1n+1表示。表示。 稱為稱為“0”0”態(tài)，態(tài)， 10

15、QQ稱為稱為“1”1”態(tài)，態(tài)， 01QQ或或00QQ11QQ稱為不正常態(tài)。稱為不正常態(tài)。 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器特性表（真值表）特性表（真值表）現態(tài)現態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)態(tài)，也就是觸發(fā)器原來的穩(wěn)定狀態(tài)。，也就是觸發(fā)器原來的穩(wěn)定狀態(tài)。次態(tài)次態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之后所：觸發(fā)器接收輸入信號之后所處的新的穩(wěn)定狀態(tài)。處的新的穩(wěn)定狀態(tài)。真值表：真值表：觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號、電路觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號、電路原有狀態(tài)原有狀態(tài)( (現態(tài)）之間關系的真值表?，F態(tài)）之間關系的真值表。4 4、與非門組成的與非門組成的RSRS觸發(fā)器的狀態(tài)真值表：觸發(fā)器的狀態(tài)真值表： 000

16、01觸發(fā)器觸發(fā)器狀態(tài)不定狀態(tài)不定01010100觸發(fā)器觸發(fā)器置置 000101101觸發(fā)器觸發(fā)器置置 1111110011觸發(fā)器觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變保持原狀態(tài)不變說說 明明Qn+1QnSR基本基本RS觸發(fā)器特觸發(fā)器特性表的簡化表示性表的簡化表示Qn11101010不定不定00Qn+1SR注意注意 置置 0 端端 R 和置和置 1 端端 S 低電平低電平有效。有效。禁用禁用 R = S = 0稱約束條件稱約束條件 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器 Qn0001111000011011RS次態(tài)次態(tài)Q Qn+1n+1的卡諾圖的卡諾圖約束條件 1)(1SRQRSQRSQnnn特性方程特性方程觸發(fā)器的特性方

17、程就是觸發(fā)器次態(tài)觸發(fā)器的特性方程就是觸發(fā)器次態(tài)Q Qn+1n+1與輸入與輸入及現態(tài)及現態(tài)Q Qn n之間的邏輯關系式之間的邏輯關系式基本基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)器的簡化特性表簡化特性表Qn11101010不定不定00Qn+1SR狀態(tài)轉換圖狀態(tài)轉換圖描述觸發(fā)器的狀態(tài)轉換關系及轉換條件的圖形稱為狀態(tài)轉換圖描述觸發(fā)器的狀態(tài)轉換關系及轉換條件的圖形稱為狀態(tài)轉換圖0 01 11/1/1 1/ /10/10/01/01/當觸發(fā)器處在當觸發(fā)器處在0 0狀態(tài)，即狀態(tài)，即Q Qn n=0=0時，若輸入信號時，若輸入信號 0101或或1111，觸發(fā)器仍為，觸發(fā)器仍為0 0狀態(tài)；狀態(tài)；RSRS當觸發(fā)器處在當觸發(fā)器處在1

18、 1狀態(tài)，即狀態(tài)，即Q Qn n=1=1時，若輸入信號時，若輸入信號 1010或或1111，觸發(fā)器仍為，觸發(fā)器仍為1 1狀態(tài)；狀態(tài)；RSRSRSRS若若 1010，觸發(fā)器就會翻轉成為，觸發(fā)器就會翻轉成為1 1狀態(tài)。狀態(tài)。RSRS若若 0101，觸發(fā)器就會翻轉成為，觸發(fā)器就會翻轉成為0 0狀態(tài)。狀態(tài)。/R S波形圖波形圖反映觸發(fā)器輸入信號取值和狀態(tài)之間對應關系的圖形稱為反映觸發(fā)器輸入信號取值和狀態(tài)之間對應關系的圖形稱為波形圖波形圖. .R RS SQ QQ Q置置1 1置置0 0置置1 1置置1 1置置1 1保持保持不允許不允許0 01 11/1/1 1/ /1010/ /01/01/基本基本R

19、SRS觸發(fā)器的特點觸發(fā)器的特點（1 1）觸發(fā)器的次態(tài)不僅與輸入信號狀態(tài)有關，而且）觸發(fā)器的次態(tài)不僅與輸入信號狀態(tài)有關，而且與與觸觸發(fā)器的發(fā)器的現態(tài)有關現態(tài)有關。（2 2）電路）電路具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，在無外來觸發(fā)信號作用時，在無外來觸發(fā)信號作用時，電路將保持原狀態(tài)不變。電路將保持原狀態(tài)不變。（3 3）在外加觸發(fā)信號有效時，電路）在外加觸發(fā)信號有效時，電路可以觸發(fā)翻轉可以觸發(fā)翻轉，實現，實現置置0 0或置或置1 1。（4 4）在穩(wěn)定狀態(tài)下兩個輸出端的狀態(tài)必須是）在穩(wěn)定狀態(tài)下兩個輸出端的狀態(tài)必須是互補關系互補關系，即有約束條件。即有約束條件。在數字電路中，凡根據輸入信號在數字電路中，

20、凡根據輸入信號R、S 情況的情況的不同，具有置不同，具有置0、置、置1和保持功能的電路，和保持功能的電路，都稱都稱為為RS觸發(fā)器觸發(fā)器。u 由由或非門或非門構成的基本構成的基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器 1 1、電路結構和邏輯符號、電路結構和邏輯符號 邏邏輯輯符符號號電電路路圖圖R R、S S稱為觸發(fā)脈沖輸入端稱為觸發(fā)脈沖輸入端( (高電平有效）高電平有效）; ;R R為復位（為復位（ResetReset）端，）端，S S為置位（為置位（SetSet）端。）端。 2 2、輸入和輸出的關系、輸入和輸出的關系 保持保持1 00 1不定不定 0 00 11 01 1 R S QQ00輸輸出出不不變變011

21、010011100基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器約束條件：約束條件： S S R=0R=0u 基本基本 RS RS 觸發(fā)器的兩種形式比較觸發(fā)器的兩種形式比較特特性性表表Qn11101010不定不定00Qn+1SR不定不定11001110Qn00Qn+1SRQQSRSRQQSRSR邏邏輯輯符符號號置置 0 0、置、置1 1 信信號低電平有效號低電平有效置置 0 0、置、置1 1 信信號高電平有效號高電平有效注注意意弄清輸入信號弄清輸入信號是低電平有效是低電平有效還是高電平有還是高電平有效。效?；净綬SRS觸發(fā)器觸發(fā)器u 基本基本RSRS觸發(fā)器的應用觸發(fā)器的應用 1、作為存儲單元，可存儲作為存儲

22、單元，可存儲1位二進制信息；位二進制信息； 2、其它功能觸發(fā)器的基本組成部分；其它功能觸發(fā)器的基本組成部分；基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器3、構成單脈沖發(fā)生器構成單脈沖發(fā)生器 。（應用（應用1：消除機械開關的振動：消除機械開關的振動“毛刺毛刺”）vO窄脈沖窄脈沖機械開關振動引起的機械開關振動引起的“毛刺毛刺”A. 機械開關的接通機械開關的接通B. 對電壓波形的影響對電壓波形的影響基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器單脈沖發(fā)生電路：單脈沖發(fā)生電路： 每按動開關每按動開關ANAN一次，觸發(fā)器只輸出一個正脈沖。一次，觸發(fā)器只輸出一個正脈沖。 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器置置1 1態(tài)態(tài)&QQSR1G2G

23、V5ANRR0 01 11/1/1 1/ /1010/ /01/01/優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：電路簡單，是構成各種觸發(fā)器的基礎。電路簡單，是構成各種觸發(fā)器的基礎。 1. 1. 輸出受輸入信號直接控制，不能定時控制；輸出受輸入信號直接控制，不能定時控制； 2. 2. 有約束條件。有約束條件。 u 基本基本RSRS觸發(fā)器的優(yōu)缺點觸發(fā)器的優(yōu)缺點 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器&QQSR1G2G優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：電路簡單，是構成各種觸發(fā)器的基礎。電路簡單，是構成各種觸發(fā)器的基礎。 1. 1. 輸出受輸入信號直接控制，不能定時控制；輸出受輸入信號直接控制，不能定時控制； 2. 2. 有約束條

24、件。有約束條件。 u 基本基本RSRS觸發(fā)器的優(yōu)缺點觸發(fā)器的優(yōu)缺點 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器11001111100010100101011100010011*SRQQ:*:(QQ現態(tài)次態(tài) 新態(tài))&QQSR1G2G時鐘控制的觸發(fā)器1414實際工作中，觸發(fā)器的工作狀態(tài)不僅要由觸發(fā)輸入實際工作中，觸發(fā)器的工作狀態(tài)不僅要由觸發(fā)輸入信號決定，而且要求按照一定的節(jié)拍工作；為此，需要信號決定，而且要求按照一定的節(jié)拍工作；為此，需要增加一個時鐘控制端增加一個時鐘控制端CP CP 。 CP CP 即即 Clock PulseClock Pulse，它是一串周，它是一串周期和脈寬一定的矩形脈沖。期和脈

25、寬一定的矩形脈沖。 具有時鐘脈沖控制端的觸發(fā)器稱為具有時鐘脈沖控制端的觸發(fā)器稱為時鐘觸發(fā)器時鐘觸發(fā)器，又，又稱稱鐘控觸發(fā)器鐘控觸發(fā)器或或電平觸發(fā)器。電平觸發(fā)器。 同步觸發(fā)器是其中最簡單的一種。同步觸發(fā)器是其中最簡單的一種。鐘控觸發(fā)器的分類鐘控觸發(fā)器的分類 按觸發(fā)引導電路的不同，觸發(fā)器又分成以下不同種類：按觸發(fā)引導電路的不同，觸發(fā)器又分成以下不同種類： 鐘控鐘控RS觸發(fā)器觸發(fā)器 鐘控鐘控 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 鐘控鐘控 T (T ) 觸發(fā)器觸發(fā)器 鐘控鐘控JK觸發(fā)器觸發(fā)器15電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的RS觸發(fā)器觸發(fā)器電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的D 觸發(fā)器觸發(fā)器電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的T (T ) 觸發(fā)器觸發(fā)器電平觸發(fā)

26、的電平觸發(fā)的JK觸發(fā)器觸發(fā)器鐘控鐘控 電平觸發(fā)電平觸發(fā)8.1.2 鐘控鐘控RS觸發(fā)器觸發(fā)器 一、電路結構與工作原理一、電路結構與工作原理0XX000XX1110000100111100111011101001011011101*11111*QQRSCLK才起作用。和到達，只有觸發(fā)信號觸發(fā)器基本輸入控制門RSCLKRS011鐘控鐘控RS觸發(fā)器觸發(fā)器(同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器):保保持持不不變變電路結構圖形符號現現態(tài)態(tài)次次態(tài)態(tài)018.1.2 鐘控鐘控RS觸發(fā)器觸發(fā)器 (又稱又稱同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器）一、電路結構與工作原理一、電路結構與工作原理0 XX000 XX111 00001 00111

27、10011 10111 01001 01101 1101*1 1111*CLKSR才起作用。和到達，只有觸發(fā)信號觸發(fā)器基本輸入控制門RSCLKRS1鐘控鐘控RS觸發(fā)器觸發(fā)器(同步同步RS觸發(fā)器）觸發(fā)器）:電路結構圖形符號SR正常觸發(fā)01*Q QQQG1G2SRG3G4CLKQ3Q40111SR基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 增加了由時鐘增加了由時鐘 CLKCLK 控制的門控制的門 G G3 3、G G4 4 工作原理工作原理 CLK= 0 時，時，G3、G4被被封鎖，輸入信號封鎖，輸入信號 R、S不起作用?；静黄鹱饔?。基本 RS 觸觸發(fā)器的輸入均為發(fā)器的輸入均為 1，觸觸發(fā)器狀態(tài)保持不變發(fā)器狀

28、態(tài)保持不變。 CLK = 1 時時，G3、G4解解 除封鎖，將輸入信號除封鎖，將輸入信號 R 和和 S 取非后送至基本取非后送至基本RS 觸發(fā)器的輸入端。觸發(fā)器的輸入端。 鐘控鐘控RS觸發(fā)器觸發(fā)器 （同步同步RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 )CLKCLK=0時時011觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器保持原態(tài)&QQ&RSDRDS17CLK=1時時1RS&QQ&RSCLKDSDR輸出隨輸入改變輸出隨輸入改變180011QQ0 XX000 XX111 00001 00111 10011 10111 01001 01101 1101*1 1111*QQRSCLK鐘鐘控控RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器的功

29、能表的功能表 ( (電平電平RSRS觸發(fā)器）觸發(fā)器）1 10 0Q Q高電平有效高電平有效RS=RS=1 10, Q0, Q置置0 0RS=0RS=01 1, Q, Q置置1 1CLK=1時時1RS&QQ&RSCLKDSDR輸出隨輸入改變輸出隨輸入改變180110100 XX000 XX111 00001 00111 10011 10111 01001 01101 1101*1 1111*QQRSCLK鐘鐘控控RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器的功能表的功能表 ( (電平電平RSRS觸發(fā)器）觸發(fā)器）1 10 0Q Q高電平有效高電平有效RS=10, Q置置0RS=01, Q置置1基本基本RS

30、觸發(fā)器觸發(fā)器（7 7）CPSRQ時序圖時序圖QQSRCPS RS R1nQ功能功能nQ0 00 0保持保持0 10 10 0置置“0”“0”1 01 01 1置置“1”“1”1 11 1X X不允許不允許功能表功能表（CP1）假設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為假設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為“0”“0”Q保保持持保保持持置置1保保持持置置0保保持持不不允允許許保保持持置置“0 0”在在CLK=1CLK=1的全部時間里，的全部時間里，S S和和R R的變化都將引起輸出狀態(tài)的變化。的變化都將引起輸出狀態(tài)的變化。1CLKQQSR在期間，和 可能隨 、 變化多次翻轉設觸發(fā)器的初始設觸發(fā)器的初始狀態(tài)是狀態(tài)是0 0態(tài)態(tài)干擾干擾

31、脈沖脈沖3.3.鐘控鐘控RS RS 觸發(fā)器的特性表與特性方程觸發(fā)器的特性表與特性方程 000010101010101101011000111101Qn+1QnSR特特性性表表同步同步RS RS 觸發(fā)器觸發(fā)器Q Qn+1n+1的卡諾圖的卡諾圖RSQn0100 0111 10 1 1 1 特性方程指觸發(fā)器次態(tài)特性方程指觸發(fā)器次態(tài)(Q(Qn+1n+1或或Q Q* *) )與輸入信號和電與輸入信號和電路原有狀態(tài)路原有狀態(tài)( (Q Qn n) )之間的邏輯關系式。之間的邏輯關系式。 特性方程特性方程1(1)nnQSRQCLK RS = 0(約束條件約束條件)0 0111 的前提下：CLK4 4、基本基本

32、RSRS觸發(fā)器與鐘控觸發(fā)器與鐘控RSRS觸發(fā)器的區(qū)別觸發(fā)器的區(qū)別 （a a）基本）基本RSRS觸發(fā)器輸出波形觸發(fā)器輸出波形 （b b）鐘控）鐘控RSRS觸發(fā)器輸出波形觸發(fā)器輸出波形 結論：鐘控結論：鐘控RSRS觸發(fā)器只在觸發(fā)器只在CLKCLK高電平期間接收輸入信號，基高電平期間接收輸入信號，基本本RSRS觸發(fā)器任何時候均能接收輸入信號。觸發(fā)器任何時候均能接收輸入信號。 鐘控鐘控RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器鐘控同步鐘控同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器CLK1時的狀態(tài)表、狀態(tài)方程時的狀態(tài)表、狀態(tài)方程 RS = 0( (約束條件約束條件) )1(1)nnQSRQCLK（帶（帶異步置位、復位端異步置位、復位端）鐘控鐘控異

33、步異步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器只要在只要在S SD D或或R RD D端加入低電平，可端加入低電平，可立即將觸發(fā)器置立即將觸發(fā)器置1 1或置或置0 0，而，而不受不受CLKCLK和輸入信號的控制和輸入信號的控制DSDRDRDSQQ1SC11R QQG1G2SRG3G4CLKQ3Q4不定不定110011 10Qn00Qn+1SRRS功能功能 R、S 信號信號高電平有效高電平有效 SSDRRDRDSD2.2.邏輯功能與邏輯符號邏輯功能與邏輯符號電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的異步異步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器 異步置異步置 0 端端 RD 和異步置和異步置1 端端 SD 不受不受 CLK控制控制。實際應用中，常需要利用

34、異步端預置觸發(fā)器值實際應用中，常需要利用異步端預置觸發(fā)器值(置置 0 或置或置 1)，預置完畢后應使預置完畢后應使 R = SD = 1。S CLK RQQG1G2SRG3G4CLKQ3Q4RDSD2.2.邏輯功能與邏輯符號邏輯功能與邏輯符號電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的異步異步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器 異步置異步置 0 端端 RD 和異步置和異步置1 端端 SD 不受不受 CLK控制控制。實際應用中，常需要利用異步端預置觸發(fā)器值實際應用中，常需要利用異步端預置觸發(fā)器值(置置 0 或置或置 1)，預置完畢后應使預置完畢后應使 RD = SD = 1。QQ1SC11RSSDRRDS CLK R異步輸入端的作用

35、：異步輸入端的作用： 若若1R0Sdd ，置置“1”1” 若若0R1Sdd ，置置“0”0”R RD DCLKCLKR RQ QQ Q1S1SS SC1C1CLKCLKR R1R1RR RS SV VCCCCR RD DS S解：解：例例 試對應輸入波形畫出下圖中試對應輸入波形畫出下圖中 Q 端波形。端波形。原態(tài)未知原態(tài)未知Q QV VCCCC電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的異步異步SRSR觸發(fā)器觸發(fā)器u RS RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 鐘控觸發(fā)器CLKCLK1 1時的狀態(tài)真值表時的狀態(tài)真值表 RS = 0( (約束條件約束條件) )1(1)nnQSRQCLK狀態(tài)方程狀態(tài)方程u D 觸發(fā)器（觸發(fā)器（Delay

36、flip-flops） 1() 1nCPQD2、特性方程特性方程 將將S =D,R =D（保證了（保證了SR=0）代）代入入RS觸發(fā)器的特性方程得觸發(fā)器的特性方程得特點：特點：選通信號有效時選通信號有效時，Q n+1 跟隨跟隨 D 信號信號8.1.3 數據鎖存器（數據鎖存器（D觸發(fā)器）觸發(fā)器）1(1)nnnQDSRQCPDDQ帶選通控制的數據鎖存器帶選通控制的數據鎖存器 CP CP( (選通端選通端) )RSCP=0時時011保持保持D&QQ&CP輸出保持原態(tài)輸出保持原態(tài)22G G1 1G G2 2G G3 3G G4 48.1.3 數據鎖存器（數據鎖存器（D觸發(fā)器）觸發(fā)器）C

37、P=1時時1D&QQ&CPDQn123DDDDG G1 1G G2 2G G3 3G G4 43 3、狀態(tài)真值表狀態(tài)真值表 D Qn Qn+1 0 0 0 1 1 0 1 1 0011 （CP=1時）時）8.1.3 數據鎖存器（數據鎖存器（D觸發(fā)器）觸發(fā)器）1nnnSRQDQQDD解：解： 例例 試對應輸入波形畫出下圖中試對應輸入波形畫出下圖中 Q Q 端波形端波形( (設觸發(fā)器設觸發(fā)器 初始狀態(tài)為初始狀態(tài)為 0)0)。Q QQ Q1D1DD DC1C1CPCPD DCPCPQ QCPCP = = 0 0，同步觸發(fā)器狀態(tài)不變，同步觸發(fā)器狀態(tài)不變CPCP = = 1 1，同步，同

38、步 D D 觸發(fā)器次觸發(fā)器次態(tài)跟隨態(tài)跟隨 D D 信號信號8.1.3 8.1.3 數據鎖存器（數據鎖存器（D D觸發(fā)器）觸發(fā)器）T T1 1T T2 2Q保持D的鎖存值u 電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式 如果觸發(fā)器在如果觸發(fā)器在CPCP脈沖的高電平或低電平脈沖的高電平或低電平期間期間接收輸入接收輸入信號，稱為電平觸發(fā)方式。信號，稱為電平觸發(fā)方式。 電平觸發(fā)方式分電平觸發(fā)方式分高電平高電平觸發(fā)方式和觸發(fā)方式和低電平低電平觸發(fā)方式。觸發(fā)方式。 前述鐘控同步觸發(fā)器就采用電平觸發(fā)方式。前述鐘控同步觸發(fā)器就采用電平觸發(fā)方式。 電平觸發(fā)器的特點鐘控鐘控RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器( (電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的RSRS觸發(fā)器

39、）觸發(fā)器）u 電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式 如果觸發(fā)器在如果觸發(fā)器在CPCP脈沖的高電平或低電平脈沖的高電平或低電平期間期間接收輸入接收輸入信號，稱為電平觸發(fā)方式。信號，稱為電平觸發(fā)方式。 電平觸發(fā)方式分電平觸發(fā)方式分高電平高電平觸發(fā)方式和觸發(fā)方式和低電平低電平觸發(fā)方式。觸發(fā)方式。 前述鐘控同步觸發(fā)器就采用電平觸發(fā)方式。前述鐘控同步觸發(fā)器就采用電平觸發(fā)方式。 電平觸發(fā)器的特點鐘控鐘控D D觸發(fā)器觸發(fā)器( (電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的D D觸發(fā)器）觸發(fā)器）（3 3）D鎖存器的鎖存器的“空翻空翻”現現象象QCPD 假設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為假設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為“0”“0”，畫出在圖，畫出在圖示輸入下的輸出波形

40、。示輸入下的輸出波形。QQDCP“0” 在在CP=1CP=1期間，輸出變化多于期間，輸出變化多于一次的現象，稱為一次的現象，稱為“空翻空翻”。如何保證不如何保證不出現出現“空空翻翻”？在在CP=1CP=1期間，輸期間，輸入信號保持不變。入信號保持不變。end電平觸發(fā)器的缺點1.1.電平觸發(fā)方式的電平觸發(fā)方式的“空翻空翻”現象：現象：指在一個指在一個CPCP脈沖周期內，觸發(fā)器狀態(tài)變化多于一次的現象。脈沖周期內，觸發(fā)器狀態(tài)變化多于一次的現象。 2 2、空翻帶來兩個問題空翻帶來兩個問題：一是觸發(fā)器的抗干擾能力下降；一是觸發(fā)器的抗干擾能力下降； 二是限制了觸發(fā)器的使用范圍。二是限制了觸發(fā)器的使用范圍。

41、 電平觸發(fā)器的缺點3. 3. 為了解決空翻現象，可以采用脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)或邊沿邊沿觸發(fā)觸發(fā)的的觸發(fā)器。邊沿觸發(fā)器u 邊沿觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式 如果觸發(fā)器僅在如果觸發(fā)器僅在CPCP脈沖的脈沖的上升沿或下降沿上升沿或下降沿時刻時刻接收輸入接收輸入信號，稱為邊沿觸發(fā)方式。信號，稱為邊沿觸發(fā)方式。 下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā) 邊沿觸發(fā)方式又分為邊沿觸發(fā)方式又分為上升沿上升沿和和下降沿下降沿兩種觸發(fā)方式。兩種觸發(fā)方式。上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)器有： 維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器( (通通常上升沿觸發(fā)常上升沿觸發(fā)) )； 利用傳輸延遲時間的邊沿觸發(fā)器利用傳輸延遲時間的邊沿觸發(fā)器( (通通常常下降沿觸發(fā)下降沿

42、觸發(fā)) )； 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( (通通常常上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)) )。u 邊沿觸發(fā)器的實現方式電路結構和工作原理邊沿觸發(fā)器的實現方式0 0 111 10 0Q Q1 1=D=D保保持持保持保持Q Q2 2=D=D0 01 1列列出出真真值值表表X X X0 X 01 X 1*QQDCLKQ觸觸發(fā)發(fā)1234(2)*,TGTGDclkTGTGQD斷斷，通通“主主”保保持持此此前前的的狀狀態(tài)態(tài)后后，通通，斷斷反反饋饋不不通通12134,(3),TGTGQDclkTGTGQclk通通，斷斷接接收收新新的的輸輸入入斷斷，通通保保持持 反反饋饋通通路路接接通

43、通直直到到下下個個后后，輸輸出出才才能能變變化化。列出真值表)4(X X X0 X 01 X 1*QQDCLKQ0 01 1=/D0 0保保持持111234,(1)0,T GT GQD QDclkT GT GQ通通 ，斷斷隨隨 著著而而 變變 化化時時 ，斷斷 ，通通反反 饋饋 通通 路路 接接 通通自自 鎖鎖，保保 持持111234,(1)0,T GT GQD QDclkT GT GQ通通 ，斷斷隨隨 著著而而 變變 化化時時 ，斷斷 ，通通反反 饋饋 通通 路路 接接 通通自自 鎖鎖，保保 持持1234(2),*QTGTGTGDclkTG斷斷，通通“主主”保保持持此此前前的的狀狀態(tài)態(tài)D D

44、后后，通通，斷斷反反饋饋不不通通12134,(3),TGTGQDclkTGTGQclk通，斷接收新的輸入斷，通保持 反饋通路接通直到下個后，輸出才能變化。列出真值表)4(X X X0 X 01 X 1*QQDCLKQ010 0=D1 1保保持持保保持持0 0=D111234,(1)0,T GT GQD QDclkT GT GQ通通 ，斷斷隨隨 著著而而 變變 化化時時 ，斷斷 ，通通反反 饋饋 通通 路路 接接 通通自自 鎖鎖，保保 持持12134,(1)0,TGTGQD QDclkTGTGQ通，斷隨著 而變化時，斷，通保持 反饋通路接通，自鎖反饋不通斷通，“主”保持此前的狀態(tài)通斷，后，,)(

45、QQTGTGDTGTGclk4321212341(3),TGTGclkTGTGQkQDcl通通，斷斷斷斷，通通保保持持 反反饋饋接接收收新新通通路路接接的的輸輸入入直直到到下下個個后后，輸輸出出才才通通能能變變化化。列出真值表)4(X X X0 X 01 X 1*QQDCLKQ1 1=新新D0 0保保持持1 100變變化化=新新D列出真值表)4(X X X0 X 01 X 1*QQDCLKQ、后的狀態(tài)無關輸入的狀態(tài)，而與此前僅取決于上升沿到達時，的上升沿（或下降沿）變化發(fā)生在二、動作特點*QclkQp具有異步置位、復位端的具有異步置位、復位端的維持阻塞維持阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)器不管不管CP=0CP

46、=0還是還是1 1，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置1 1態(tài)。態(tài)。10DDRS，不管不管CP=0CP=0還是還是1 1，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置0 0態(tài)。態(tài)。01DDRS，&QQD2G1G&4G3GCP&6G5GDSDR8.3 維阻維阻D D觸發(fā)器觸發(fā)器 （屬于邊沿觸發(fā)器）（屬于邊沿觸發(fā)器）0 01 11 10 00 01 1p具有異步置位、復位端的具有異步置位、復位端的維持阻塞維持阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)器不管不管CP=0CP=0還是還是1 1，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置1 1態(tài)。態(tài)。10DDRS，不管不管CP=0CP=0還是還是1 1，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置0 0態(tài)。態(tài)。01DDRS，&QQD2G

47、1G&4G3GCP&6G5GDSDR8.3 維阻維阻D D觸發(fā)器觸發(fā)器 （屬于邊沿觸發(fā)器）（屬于邊沿觸發(fā)器）1 10 00 01 1（維持阻塞）（維持阻塞）8.3 維阻維阻D觸發(fā)器觸發(fā)器 （屬于邊沿觸發(fā)器）（屬于邊沿觸發(fā)器）1、電路結構和邏輯符號電路結構和邏輯符號 G3、G4、G5、G6構成了構成了D信號的輸入通道。信號的輸入通道。1DC1QQ基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 G1、G2構成了基本構成了基本RS觸發(fā)器。觸發(fā)器。8.3 維阻維阻D觸發(fā)器觸發(fā)器 （屬于邊沿觸發(fā)器）（屬于邊沿觸發(fā)器）時當1, 1ddRS-帶帶異步輸入端異步輸入端的的D觸發(fā)器觸發(fā)器直接復直接復位端位端直接置直接

48、置位端位端QQDG1G2RSSRG3G4G5G6CPdSdR時當1, 0ddRS0Q, 1Q時當0, 1ddRS1Q, 0Q異步置位異步置位異步復位異步復位CPDQ1n同步工作同步工作DCPdSdRQQ符符號號0111102 2、工作原理分析工作原理分析1.1.觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。 0 01 11 1D DD D2.2.輸入信號輸入信號D D 經門經門G G5 5取反后到達門取反后到達門G G6 6的輸入端，再經的輸入端，再經門門G G6 6取反后到達門取反后到達門G G4 4的輸入端，等待送入。的輸入端，等待送入。 當當CP=0CP=0時時輸輸出出不不變變2 2、維持

49、阻塞、維持阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器基本基本RSRS觸發(fā)觸發(fā)器器2 2、工作原理分析工作原理分析（設（設D D =0=0，當，當CP CP 由由0 10 1時時 ） 若若D D =0=0，CPCP= = 時，則時，則Q Q n+1n+1= =D D = 0= 0，并立即封鎖輸入通路。，并立即封鎖輸入通路。0 01 11 10 01 1封鎖輸封鎖輸入通路入通路0 01 11 11 10 00 0輸輸出出0 0態(tài)態(tài)D DD D0 0輸輸出出不不變變2 2、維持阻塞、維持阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器2 2、工作原理分析工作原理分析（設（設D D =1=1，當，當CP CP 由由01

50、01時時 ） 若若D D =1=1，CP CP = = 時，則時，則Q Q n+1n+1= =D D =1=1，并立即封鎖輸入通路。，并立即封鎖輸入通路。1 10 00 01 11 1封鎖輸封鎖輸入通路入通路0 00 01 11 11 11 1輸輸出出1 1態(tài)態(tài)2 2、維持阻塞、維持阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器1 1維持阻塞維持阻塞D D觸發(fā)器只有在觸發(fā)器只有在CPCP脈沖的上升沿時刻接收輸入信號；脈沖的上升沿時刻接收輸入信號； 2 2不同的觸發(fā)方式是采用不同的觸發(fā)器結構來實現的。不同的觸發(fā)方式是采用不同的觸發(fā)器結構來實現的。 結論結論2 2、維持阻塞、維持阻塞D D觸發(fā)

51、器觸發(fā)器 如果維持阻塞如果維持阻塞D D觸發(fā)器的輸入信號剛好在觸發(fā)器的輸入信號剛好在CPCP脈沖的脈沖的上升沿發(fā)生改變是否允許？如不允許，對輸入信號有什上升沿發(fā)生改變是否允許？如不允許，對輸入信號有什么要求？么要求？ 思考思考2 2、維持阻塞、維持阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器TsetThDCPQ建立時間建立時間（ Setup TimeSetup Time）TsetTset，輸入端數據，輸入端數據D D在時鐘上在時鐘上升（下降）沿到來之前應穩(wěn)定的時間。對于維持阻塞升（下降）沿到來之前應穩(wěn)定的時間。對于維持阻塞D D觸發(fā)觸發(fā)器，器， TsetTset=2t=2tPDPD。u 建立時間和保持時間建立時間和

52、保持時間保持時間保持時間（Hold TimeHold Time）ThTh，輸入端數據，輸入端數據D D在時鐘上升在時鐘上升（下降）沿過去以后應穩(wěn)定的時間。對于維持阻塞（下降）沿過去以后應穩(wěn)定的時間。對于維持阻塞D D觸發(fā)觸發(fā)器，器， ThTh=1t=1tPDPD。2 2、維持阻塞、維持阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器 具有異步置位、復位端的維持阻塞具有異步置位、復位端的維持阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器不管不管CP=0CP=0還是還是1 1，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置1 1態(tài)。態(tài)。10DDRS，不管不管CP=0CP=0還是還是1 1，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置0 0態(tài)。態(tài)。01DDRS，&QQD2G1G&4G3

53、GCP&5G5GDSDR2 2、維持阻塞、維持阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器執(zhí)行執(zhí)行 Qn+1 = D1111在在 CP 時刻時刻0011Qn111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+1DCPSR異步端低電平有效的上升沿觸發(fā)式 D 觸發(fā)器功能表 具有異步置位、復位端的維持阻塞具有異步置位、復位端的維持阻塞D D觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表2 2、維持阻塞、維持阻塞D D觸發(fā)器觸發(fā)器Q QQ Q 邊沿觸發(fā)器只有邊沿觸發(fā)器只有CPCP的的上升沿或下降沿瞬間上升沿或下降沿瞬間才能接受控制才能接受控制輸入信號，改變狀態(tài)，輸入信

54、號，改變狀態(tài)，因此在一個時鐘脈沖下，觸發(fā)器最多因此在一個時鐘脈沖下，觸發(fā)器最多只能翻轉一次，只能翻轉一次，從根本上杜絕了空翻的現象。從根本上杜絕了空翻的現象。 例例2：一上升沿觸發(fā)的：一上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，設初態(tài)為觸發(fā)器，設初態(tài)為1，試在給定，試在給定CP、D下，畫出下，畫出Q 和和Q 波形。波形。 8.3 8.3 維阻維阻D D觸發(fā)器觸發(fā)器 ( (屬于邊沿觸發(fā)器屬于邊沿觸發(fā)器) )QQCPDC11D8.4 主從觸發(fā)器(脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器)電路結構與工作原理電路結構與工作原理提高可靠性，要求每個提高可靠性，要求每個CLKCLK周周期輸出狀態(tài)只能改變期輸出狀態(tài)只能改變1 1次次表示延遲輸出表示延

55、遲輸出主從主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器(1)(1)由兩個同樣的電平觸發(fā)由兩個同樣的電平觸發(fā)RSRS觸發(fā)器構成觸發(fā)器構成8.4.18.4.1主從主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器(2)(2)兩個觸發(fā)器的兩個觸發(fā)器的CPCP互補互補1 1、電路結構及符號電路結構及符號主觸發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器2 2、動作特點：動作特點： (1) CLK=1(1) CLK=1期間，主期間，主FF FF 根據根據R R、S S 翻轉，從翻轉，從FFFF不變。不變。 (2) CLK=0(2) CLK=0期間，從期間，從FFFF根據根據QmQm、QmQm翻轉，而主翻轉，而主FFFF不變。不變。 主從觸發(fā)主從觸發(fā)器的標志器的標志C

56、LK = 0 期間，主觸發(fā)器被封鎖，保持期間，主觸發(fā)器被封鎖，保持CLK 到達之前的狀態(tài)不變，到達之前的狀態(tài)不變， Q從從 = Q主主， 因此，從因此，從 RS 觸發(fā)器狀態(tài)變化只發(fā)生在觸發(fā)器狀態(tài)變化只發(fā)生在CLK 。8.4.28.4.2主從主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器下降沿下降沿觸發(fā)觸發(fā)1.(1)1,(2)SRclkS Rcclklk主從觸發(fā)器時，“主”按翻轉，“從”保持下降沿到達時，“主”保持，“從”根據“主”的狀態(tài)翻轉所以每個周期，輸出狀態(tài)只可能改變一次X XX X00 0000 1110 0110 1101 0001 1011 01*11 11*QQRSCLKnQ1 10 01 10 01

57、10 08.4.1 8.4.1 主從主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器1 10 00 01 1例例 已知已知CP、S、R 的波形，試畫出主從的波形，試畫出主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器Q 和和Q 的的電壓波形。設的初始狀態(tài)為電壓波形。設的初始狀態(tài)為Q = 0。 解題方法：解題方法： 第一步：在第一步：在CP1期間，根據期間，根據S、R的狀態(tài)得到的狀態(tài)得到Qm、Qm的的 電壓波形；電壓波形； 第二步：在第二步：在CP下降沿到達時，根據下降沿到達時，根據Qm、Qm的狀態(tài)畫出的狀態(tài)畫出Q、 Q的電壓波形。的電壓波形。8.4.1 8.4.1 主從主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器Q Qm mQ Qm mQ QQ Q在在CPCP的的

58、下降沿時刻下降沿時刻，觸發(fā)器狀態(tài)的發(fā)生改變，觸發(fā)器狀態(tài)的發(fā)生改變在一個在一個CPCP周期中，觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)只可能改變一次周期中，觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)只可能改變一次例例 已知已知CPCP、S S、R R 的波形，試畫出主從的波形，試畫出主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器Q Q 和和Q Q 的的電壓波形。設的初始狀態(tài)為電壓波形。設的初始狀態(tài)為Q Q = 0= 0。 8.4.1 8.4.1 主從主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器n 1nnnn(1)nnQSRQJQKQ QJQKQcp1 1、 電路結構和邏輯符號電路結構和邏輯符號 2 2、特性方程特性方程 nQJS nKQR 3 3、邏輯符號、邏輯符號4 4、功能表、

59、功能表 稱為稱為 JK 功能，即功能，即 JK = 00 時保持；時保持； JK = 11 時翻轉；時翻轉； J K 時時 Qn+1 值與值與 J 相同。相同。1說明說明Qn+1KJCP不變不變Qn00置置 0010翻轉翻轉11置置 1101不變不變Qn0Qn8.4.2 同步同步JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器 （鐘控（同步）（鐘控（同步）T T觸發(fā)器）觸發(fā)器） 2 2、特性方程特性方程 1nnnnQT QTQTQ4 4、真值表真值表 T T Q Q n n Q Q n+1n+1 0 00 00 10 11 01 01 1 1 1 0 01 11 10 0 1 1、電路結構和邏輯符號電路結構和邏輯符號 8

60、.5 T觸發(fā)器T T觸發(fā)器可看成是觸發(fā)器可看成是JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器在在J=KJ=K條件下的特例條件下的特例J=TJ=TK=TK=TCPCP0 0 時時 觸發(fā)器狀態(tài)保持觸發(fā)器狀態(tài)保持CPCP1 1 時時 功能分析：功能分析：1nnnnQTQTQTQ狀態(tài)圖狀態(tài)圖 T T = 1 = 10 01 1T T = 0= 0 T T = 0 = 0 T T = 1 = 1狀態(tài)表狀態(tài)表nQ2626u 鐘控鐘控T T觸發(fā)器觸發(fā)器 保持保持翻轉翻轉狀態(tài)狀態(tài)同步同步T T 觸發(fā)器觸發(fā)器對鐘控對鐘控T T觸發(fā)器，如令觸發(fā)器，如令 T T1 1，就是鐘控，就是鐘控T T 觸觸發(fā)器了。發(fā)器了。CP CP 1 1 時時nnQQ1T T 觸發(fā)器實現狀態(tài)連續(xù)翻轉。觸發(fā)器實現狀態(tài)連續(xù)翻轉。2727u 同步同步TT觸發(fā)器觸發(fā)器 T T觸發(fā)器可看成觸發(fā)器可看成T T觸發(fā)器在觸發(fā)器在T T恒等