第12章觸發(fā)器

1、1第第6 6章章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路電路6.1 概述概述6.2 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和動(dòng)作特點(diǎn)觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和動(dòng)作特點(diǎn)6.3 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6.4 時(shí)序邏輯電路的分析方法時(shí)序邏輯電路的分析方法6.5 常用的時(shí)序邏輯電路常用的時(shí)序邏輯電路第2頁(yè)6.1 概述概述定義定義：能夠存儲(chǔ)：能夠存儲(chǔ)1位二值信號(hào)的單元電路統(tǒng)稱為觸發(fā)器。位二值信號(hào)的單元電路統(tǒng)稱為觸發(fā)器。特點(diǎn)特點(diǎn)：1、具有兩個(gè)能自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)，用來(lái)表示邏輯、具有兩個(gè)能自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)，用來(lái)表示邏輯狀態(tài)的狀態(tài)的0和和1,或二進(jìn)制數(shù)的或二進(jìn)制數(shù)的0和和1。 2、根據(jù)不同的輸入信號(hào)可以把

2、輸出置成、根據(jù)不同的輸入信號(hào)可以把輸出置成1狀態(tài)或狀態(tài)或0狀狀態(tài)。在輸入信號(hào)消失后，能將獲得的新?tīng)顟B(tài)保態(tài)。在輸入信號(hào)消失后，能將獲得的新?tīng)顟B(tài)保存下來(lái)。存下來(lái)。一、觸發(fā)器的定義一、觸發(fā)器的定義觸發(fā)器具有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端觸發(fā)器具有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端Q端和端和 Q 端。端。當(dāng)當(dāng)Q=1、Q=0時(shí)，稱觸發(fā)器的狀態(tài)為時(shí)，稱觸發(fā)器的狀態(tài)為1狀態(tài)，（置位）狀態(tài)，（置位）當(dāng)當(dāng)Q=0、Q=1時(shí)，稱觸發(fā)器的狀態(tài)為時(shí)，稱觸發(fā)器的狀態(tài)為0狀態(tài)，（復(fù)位）狀態(tài)，（復(fù)位）第3頁(yè)根據(jù)電路結(jié)構(gòu)形式不同根據(jù)電路結(jié)構(gòu)形式不同基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器同步同步RS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)器根據(jù)邏輯功能不同根據(jù)邏輯

3、功能不同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T觸發(fā)器觸發(fā)器分類：分類：觸發(fā)器原來(lái)的狀態(tài)：初態(tài)，（現(xiàn)態(tài)）觸發(fā)器原來(lái)的狀態(tài)：初態(tài)，（現(xiàn)態(tài)） Qn觸發(fā)器新的狀態(tài)：次態(tài)，觸發(fā)器新的狀態(tài)：次態(tài)， Qn+1根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的原理不同根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的原理不同靜態(tài)觸發(fā)器靜態(tài)觸發(fā)器動(dòng)態(tài)觸發(fā)器動(dòng)態(tài)觸發(fā)器第4頁(yè)組組合合邏邏輯輯電電路路. . .當(dāng)時(shí)的當(dāng)時(shí)的輸入輸入. . .當(dāng)時(shí)的當(dāng)時(shí)的輸出輸出構(gòu)成組合邏輯電路構(gòu)成組合邏輯電路的基本單元是的基本單元是門電路門電路在前面所學(xué)習(xí)的組合邏輯電路中，在前面所學(xué)習(xí)的組合邏輯電路中，僅僅決定于僅僅決定于第5頁(yè)而在而在“時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路”中，中，時(shí)時(shí)序序邏邏輯輯電電路路

4、. . .當(dāng)時(shí)的當(dāng)時(shí)的輸出輸出這，這，就要求時(shí)序邏輯電路必須就要求時(shí)序邏輯電路必須具有記憶功能具有記憶功能 !. . .當(dāng)時(shí)的當(dāng)時(shí)的輸入輸入不僅與不僅與有關(guān)有關(guān). . .過(guò)去的過(guò)去的輸出輸出而且與而且與有關(guān)有關(guān)我們將要學(xué)習(xí)的我們將要學(xué)習(xí)的“觸發(fā)器觸發(fā)器”，它就具有記憶功能。它就具有記憶功能。66. 2 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和動(dòng)作特點(diǎn)觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和動(dòng)作特點(diǎn)6.2.1 基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器基本基本RS觸發(fā)器（又稱觸發(fā)器（又稱R-S鎖存器）是鎖存器）是各種觸發(fā)器電路中結(jié)構(gòu)形式最簡(jiǎn)單的各種觸發(fā)器電路中結(jié)構(gòu)形式最簡(jiǎn)單的一種。同時(shí)，它又是許多復(fù)雜電路結(jié)一種。同時(shí)，它又是許多復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的一個(gè)

5、組成部分。構(gòu)觸發(fā)器的一個(gè)組成部分。第7頁(yè)與非門組成的與非門組成的基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)符號(hào)符號(hào)S：置位端，：置位端，R：復(fù)位端，：復(fù)位端，D：直接：直接DerectSDRDQG1G2QSRQQSDRD工作原理工作原理：輸入信號(hào)：輸入信號(hào)：SD、RD、Qn 輸出信號(hào)：輸出信號(hào)：Qn+1輸入信號(hào)低電平有效輸入信號(hào)低電平有效第8頁(yè)SDRDQnQn+1111 110 101 100 011 010 001 000 11100101111001保持保持特性表特性表SDRDQG1G2QSDRDQG1G2Q第9頁(yè)SDRDQnQn+1111 110 101 100 011 010 001 0

6、00 0100100011010保持保持置置0SDRDQG1G2Q11100110SDRDQG1G2Q第10頁(yè)SDRDQnQn+1111 110 101 100 011 010 001 000 010110110111置置1SDRDQG1G2Q00100保持保持置置0010110SDRDQG1G2Q第11頁(yè)SDRDQnQn+1111 110 101 100 011 010 001 000 0010100111保持保持置置0置置111禁止禁止SDRDQG1G2Q翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)榉D(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)?，另一個(gè)不能，另一個(gè)不能翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀態(tài)12114. 輸入

7、輸入 = 0， = 0 時(shí)時(shí) ：DRDSX a bQQ00XDRDS 不管不管Q的初始狀態(tài)是什的初始狀態(tài)是什么，當(dāng)么，當(dāng) 0 同時(shí)存同時(shí)存在時(shí)，在時(shí)，Q、 全是全是 1。QDRDS13假設(shè)假設(shè) b 門翻轉(zhuǎn)快門翻轉(zhuǎn)快1 1 101 &a &bQQDRDS0011110當(dāng)當(dāng) = = 0 同時(shí)同時(shí)變?yōu)樽優(yōu)?1時(shí)時(shí) ，翻轉(zhuǎn)快的，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)殚T輸出變?yōu)?，另一個(gè)門則不翻轉(zhuǎn)。，另一個(gè)門則不翻轉(zhuǎn)。DRDS140 &a &bQQDRDS00111 1 1 當(dāng)當(dāng) = = 0同時(shí)同時(shí)變?yōu)樽優(yōu)?1 ，翻轉(zhuǎn)快的，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)殚T輸出變?yōu)?，另一個(gè)門則不翻轉(zhuǎn)。，另一個(gè)門則不翻轉(zhuǎn)

8、。1假設(shè)假設(shè) a 門翻轉(zhuǎn)快門翻轉(zhuǎn)快1 10DRDS15 &a &bQQDRDS00XX11 當(dāng)當(dāng) = = 0且且同時(shí)變?yōu)橥瑫r(shí)變?yōu)?1時(shí)，翻轉(zhuǎn)時(shí)，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)榭斓拈T輸出變?yōu)?0，另一個(gè)門則不翻轉(zhuǎn)。，另一個(gè)門則不翻轉(zhuǎn)。一般并不了解門的翻轉(zhuǎn)速度一般并不了解門的翻轉(zhuǎn)速度 ，故而該電，故而該電路的輸出端可能處于失控狀態(tài)路的輸出端可能處于失控狀態(tài) 。通常。通常 “ 禁止禁止 ” 和和 出現(xiàn)出現(xiàn) 這種變化。這種變化。DRDSDRDS161001100111 &a &bQQDRDS0011 &a &bQQDRDS0011 如前所述，當(dāng)如前所述，當(dāng) = =

9、0 時(shí)，只要時(shí)，只要它們它們不同時(shí)變?yōu)椴煌瑫r(shí)變?yōu)?1，輸出輸出Q n+1總會(huì)有唯總會(huì)有唯一值一值 !DRDS第17頁(yè)SDRDQnQn+1111 110 101 100 011 010 001 000 010011保持保持置置0置置111禁止禁止特性表可簡(jiǎn)化為特性表可簡(jiǎn)化為SDRDQn+1 1 1 1 0 0 1 0 0 Qn01保持保持置置0置置1禁止禁止動(dòng)作特點(diǎn)：動(dòng)作特點(diǎn)： 1、輸入信號(hào)直接控制輸出端的狀態(tài)、輸入信號(hào)直接控制輸出端的狀態(tài) 抗干擾能力差抗干擾能力差2、輸入信號(hào)之間有約束。約束條件：、輸入信號(hào)之間有約束。約束條件：RDSD0SD-直接置位端直接置位端RD-直接復(fù)位端直接復(fù)位端第1

10、8頁(yè)t3t40Qt0QtSD0RDtt0t1t2已知與非門組成的已知與非門組成的基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器輸入信號(hào)波形如下圖所示，輸入信號(hào)波形如下圖所示，試畫(huà)出試畫(huà)出 Q、Q 端的電壓波形。端的電壓波形。19例：畫(huà)出基本例：畫(huà)出基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器的輸出端波形圖，假設(shè)的輸出端波形圖，假設(shè)Q端的初始狀態(tài)為端的初始狀態(tài)為 0 。 0 1 X 0 1 0 X 1 1 1 X 保保 持持 0 0 X 禁禁 止止 Qn Q n+1QQDRDSQQDRDSDRDS20 基本基本 R-S 觸發(fā)器的觸發(fā)器的小結(jié)小結(jié)1、基本、基本RS觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)器件，只要令觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)器件，只要令 = = 1，觸發(fā)器即保持原

11、有狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)，觸發(fā)器即保持原有狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)情況下，兩輸出互補(bǔ)。一般定義情況下，兩輸出互補(bǔ)。一般定義Q端的端的狀態(tài)代表整個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)。狀態(tài)代表整個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)。DRDS2、在輸入端加入負(fù)脈沖，可以使觸發(fā)器狀態(tài)、在輸入端加入負(fù)脈沖，可以使觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生變化：發(fā)生變化： 端加入負(fù)脈沖，使端加入負(fù)脈沖，使Q = 1， 稱為稱為“置位置位”或或“ 置置 1 ”端；端； 端加入負(fù)端加入負(fù)脈沖，使脈沖，使Q = 0， 稱為稱為“復(fù)位復(fù)位”或或“ 清清 0 ”端。端。DSDSDRDR第21頁(yè)11RDSDQG1G2QSRQQSDRD或非門組成的或非門組成的基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)符號(hào)符號(hào)S：置位

12、端，：置位端，R：復(fù)位端，：復(fù)位端，D：直接：直接Direct第22頁(yè)6.2.2 同步同步RS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) 為了協(xié)調(diào)各部分的動(dòng)作，常常要求某些觸發(fā)器于同一為了協(xié)調(diào)各部分的動(dòng)作，常常要求某些觸發(fā)器于同一時(shí)刻動(dòng)作，為此，必須引入同步信號(hào)，使這些觸發(fā)器時(shí)刻動(dòng)作，為此，必須引入同步信號(hào)，使這些觸發(fā)器只有在同步信號(hào)到達(dá)時(shí)才按輸入信號(hào)改變狀態(tài)。只有在同步信號(hào)到達(dá)時(shí)才按輸入信號(hào)改變狀態(tài)。 同步信號(hào)亦稱做時(shí)鐘脈沖信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、時(shí)鐘、同步信號(hào)亦稱做時(shí)鐘脈沖信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、時(shí)鐘、CP受受CP控制的觸發(fā)器叫做時(shí)鐘觸發(fā)器?？刂频挠|發(fā)器叫做時(shí)鐘觸發(fā)器。一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理一、

13、電路結(jié)構(gòu)與工作原理“ 同步同步 ”的含義：由時(shí)鐘的含義：由時(shí)鐘CP決定決定R、S能否對(duì)輸出端能否對(duì)輸出端起控制作用。起控制作用。第23頁(yè)CP0時(shí)，時(shí)，G3、G4禁止，禁止，Qn+1QnCP1時(shí)，時(shí)，G3、G4導(dǎo)通，功能與導(dǎo)通，功能與基本基本RS觸發(fā)器完全相同。觸發(fā)器完全相同。輸入控制門輸入控制門基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器簡(jiǎn)化特性表為簡(jiǎn)化特性表為CPSRQn+101 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Qn01保持保持置置0置置1禁止禁止Qn符號(hào)符號(hào)1S1RQQSRC1CPCP&SRQG1G2&G3G4Q第24頁(yè)二、動(dòng)作特點(diǎn)：二、動(dòng)作特點(diǎn)： CP0時(shí)，時(shí)，S、R不起作用，觸

14、發(fā)器輸出端狀態(tài)保持不變不起作用，觸發(fā)器輸出端狀態(tài)保持不變 在在CP1的全部時(shí)間里，的全部時(shí)間里，S或或R的變化都能引起觸發(fā)器輸?shù)淖兓寄芤鹩|發(fā)器輸出端狀態(tài)的改變出端狀態(tài)的改變 CP=1時(shí)，若輸入信號(hào)多次發(fā)生變化，則觸發(fā)器狀態(tài)多次時(shí)，若輸入信號(hào)多次發(fā)生變化，則觸發(fā)器狀態(tài)多次發(fā)生翻轉(zhuǎn)，因此其抗干擾能力差發(fā)生翻轉(zhuǎn)，因此其抗干擾能力差 CP1時(shí)，時(shí)，S、R有約束，約束條件：有約束，約束條件：RS0例例1：已知與非門組成的同步：已知與非門組成的同步RS觸發(fā)器輸入信號(hào)波形如下觸發(fā)器輸入信號(hào)波形如下圖所示，試畫(huà)出圖所示，試畫(huà)出Q、Q端的電壓波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)端的電壓波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為為Q=0

15、。第25頁(yè)如果如果S信號(hào)有一個(gè)小干擾（正脈沖）信號(hào)有一個(gè)小干擾（正脈沖）0CPt0St0Rt0Qt0Qt則則Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為1狀態(tài)，不能保持狀態(tài)，不能保持0狀態(tài)。抗干擾能力差。狀態(tài)?？垢蓴_能力差。第26頁(yè)例例2：已知由與非門構(gòu)成的同步已知由與非門構(gòu)成的同步RS觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出 Q 和和 Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為的初態(tài)為Q=0。t Q0t0 Qt R0t S0cpt0第27頁(yè)例例3：已知由與非門構(gòu)成的同步已知由與非門構(gòu)成的同步RS觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出信號(hào)如圖所示，

16、試畫(huà)出 Q 和和 Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為的初態(tài)為Q=0。t Q0t0 Qt S0t R0cpt0第28頁(yè)帶異步置位、復(fù)位端的同步帶異步置位、復(fù)位端的同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器 異步置位端異步置位端（異步置（異步置1端）端） 異步復(fù)位端異步復(fù)位端（異步清（異步清0端）端）CP=0 時(shí)時(shí)，異步置，異步置0、置、置1端的有效電平可使觸發(fā)器立即端的有效電平可使觸發(fā)器立即復(fù)位或置位。復(fù)位或置位。CP&SRQG1G2&G3G4QSDRDSDRD作用作用：在：在CP信號(hào)到來(lái)之前將觸發(fā)器預(yù)先置成指定狀態(tài)。信號(hào)到來(lái)之前將觸發(fā)器預(yù)先置成指定狀態(tài)。第29頁(yè)SDRDCPSRQn+1

17、00010100110111 0 0 111 0 1 111 1 0 111 1 1 Qn01Qn1S1RQQSRC1CPSRSDRD符號(hào)符號(hào)10特性表特性表第30頁(yè)6.2.3 主從主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器 為提高觸發(fā)器工作可靠性為提高觸發(fā)器工作可靠性, ,希望在每個(gè)希望在每個(gè)CPCP周期里輸出端狀周期里輸出端狀態(tài)只改變一次，為此，設(shè)計(jì)出態(tài)只改變一次，為此，設(shè)計(jì)出主從主從RS觸發(fā)器。觸發(fā)器。 一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理：一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理：Q&RSG5G6&G7G8CP&QG1G2&G3G4G91QQ主觸發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器第31頁(yè)Q&RSG5G6&

18、amp;G7G8CP&QG1G2&G3G4G91QQ主、從觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)相位相反，從觸發(fā)器的輸入主、從觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)相位相反，從觸發(fā)器的輸入:01或或10CP=1時(shí)時(shí)，G7，G8打開(kāi)，打開(kāi)，G3，G4被封鎖，主觸發(fā)器根據(jù)被封鎖，主觸發(fā)器根據(jù)R和和S的的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，從觸發(fā)器保持原來(lái)的狀態(tài)不變狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，從觸發(fā)器保持原來(lái)的狀態(tài)不變CP10時(shí)時(shí)，G7，G8被封鎖，被封鎖，G3，G4打開(kāi)，主觸發(fā)器在打開(kāi)，主觸發(fā)器在CP=0期間狀態(tài)不變，從觸發(fā)器按照與主觸發(fā)器相同的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)期間狀態(tài)不變，從觸發(fā)器按照與主觸發(fā)器相同的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)因此，在因此，在CP的一個(gè)周期中觸發(fā)器的輸出狀態(tài)只能改變一次。的一

19、個(gè)周期中觸發(fā)器的輸出狀態(tài)只能改變一次。第32頁(yè)二、主從二、主從RSRS觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)：觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)： 1、CP=1期間，期間，G3，G4被封鎖，被封鎖，Q保持不變。主觸發(fā)器的保持不變。主觸發(fā)器的輸出根據(jù)輸出根據(jù)S、R而變化。而變化。 2、CP下降沿到來(lái)時(shí)，主觸發(fā)器被封鎖（下降沿到來(lái)時(shí)，主觸發(fā)器被封鎖（G7，G8被鎖），被鎖），主觸發(fā)器保持不變。主觸發(fā)器保持不變。G3，G4解除封鎖，主觸發(fā)器狀態(tài)移解除封鎖，主觸發(fā)器狀態(tài)移入從觸發(fā)器之中。入從觸發(fā)器之中。 3、CP=0期間，由于期間，由于G7，G8被鎖，主觸發(fā)器保持不變，被鎖，主觸發(fā)器保持不變，因此從觸發(fā)器的狀態(tài)也不改變。因此從觸發(fā)器的狀態(tài)也

20、不改變。 4、CP上升沿到來(lái)時(shí)，從觸發(fā)器被封鎖（上升沿到來(lái)時(shí)，從觸發(fā)器被封鎖（G3，G4被鎖），被鎖），Q保持不變。主觸發(fā)器的輸出根據(jù)保持不變。主觸發(fā)器的輸出根據(jù)S、R而變化。而變化。 5、 CP=1期間，期間，S、R有約束有約束, RS0 。第33頁(yè)主從主從RS觸發(fā)器的特性表觸發(fā)器的特性表 Qn CP 1* 1 1 1 1* 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0Qn+1QnRS不定態(tài)不定態(tài)簡(jiǎn)化特性表為簡(jiǎn)化特性表為CPSRQn+1 0 0 0 1 1 0 1 1 Qn01保持保持置置0置置1禁止禁止Qn 指除指除CP下降沿之

21、下降沿之外的所有情況。外的所有情況。第34頁(yè)主從主從RS觸發(fā)器的邏輯符號(hào)觸發(fā)器的邏輯符號(hào) QQ1S1RC1 SRCP輸入輸入輸出輸出延遲符號(hào)延遲符號(hào)CP=1期間期間S、R起作用，主觸發(fā)器狀態(tài)隨之變化，但是起作用，主觸發(fā)器狀態(tài)隨之變化，但是輸出要延遲到輸出要延遲到CP下降沿時(shí)才改變狀態(tài)。下降沿時(shí)才改變狀態(tài)。第35頁(yè)符號(hào)對(duì)比符號(hào)對(duì)比康華光所編教材使用康華光所編教材使用的符號(hào)（負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的符號(hào)（負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從的主從RS觸發(fā)器）觸發(fā)器）本書(shū)使用的符號(hào)（負(fù)邊沿本書(shū)使用的符號(hào)（負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從翻轉(zhuǎn)的主從RS觸發(fā)器）觸發(fā)器）QQ1S1RC1 SRCPQQ1S1RC1 SRCP第36頁(yè)CP=1期間期間R、S

22、沒(méi)有變化沒(méi)有變化0St0Rt0Qt0CPtt0Q例例1：已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從RS觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出號(hào)如圖所示，試畫(huà)出 Q 和和 Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為為Q=0。第37頁(yè)例例2：已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從RS觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出號(hào)如圖所示，試畫(huà)出 Q 和和 Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為為Q=0。t Q0t Q0t Q0t S0t R0cpt0CP=1期期間間R、S有變化有變化可只畫(huà)可只畫(huà)Q第38頁(yè)例例3：已知負(fù)邊

23、沿翻轉(zhuǎn)的主從已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從RS觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出號(hào)如圖所示，試畫(huà)出 Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為Q=0。t CP0123456t S0t R0t Q0t Q0能否只看下降沿時(shí)的能否只看下降沿時(shí)的RS？第39頁(yè)例例4：已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從RS觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出號(hào)如圖所示，試畫(huà)出 Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為Q=0。t S0t CP0123456t R0t Q0t Q0不能只看下降沿時(shí)的不能只看下降沿時(shí)的RS第40頁(yè)例例5

24、：已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從RS觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出號(hào)如圖所示，試畫(huà)出 Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為Q=0。t CP0123456t Q0t S0t R0可以根據(jù)可以根據(jù)CP=1期間期間R、S的狀態(tài)直接的狀態(tài)直接畫(huà)出畫(huà)出 Q 端的波形端的波形第41頁(yè)已知主從已知主從RSRS觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)波形，觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)波形，求作求作 Q Q 端的波形的方法小結(jié)：端的波形的方法小結(jié)： 1、如果在、如果在CP=1期間，輸入信號(hào)沒(méi)有發(fā)生變化，則可期間，輸入信號(hào)沒(méi)有發(fā)生變化，則可在時(shí)鐘的觸發(fā)沿到來(lái)時(shí)，根

25、據(jù)在時(shí)鐘的觸發(fā)沿到來(lái)時(shí)，根據(jù)RS觸發(fā)器的功能畫(huà)出觸發(fā)器的功能畫(huà)出Q端的波形。端的波形。 2、如果在、如果在CP=1期間，輸入信號(hào)發(fā)生多次變化，則可期間，輸入信號(hào)發(fā)生多次變化，則可先判斷主觸發(fā)器的狀態(tài)，在時(shí)鐘的觸發(fā)沿（負(fù)跳變沿先判斷主觸發(fā)器的狀態(tài)，在時(shí)鐘的觸發(fā)沿（負(fù)跳變沿或正變跳沿）到來(lái)時(shí)，根據(jù)主觸發(fā)器的狀態(tài)畫(huà)出或正變跳沿）到來(lái)時(shí)，根據(jù)主觸發(fā)器的狀態(tài)畫(huà)出Q端端的波形。的波形。第42頁(yè)三、三、JK觸發(fā)器觸發(fā)器主從主從RS觸發(fā)器在觸發(fā)器在CP=1期間有約束期間有約束 (RS=0) ，使用不方便，使用不方便 , KJQ&G5G6&G7G8CP&QG1G2&G3G4G91

26、QQSRCP=1期間期間Q、Q保持原來(lái)狀態(tài)不變，保持原來(lái)狀態(tài)不變，G7、G8總有一個(gè)被封鎖，總有一個(gè)被封鎖，所以，所以，J、K可以取可以取00、01、10、11任何一種狀態(tài)。無(wú)約束。任何一種狀態(tài)。無(wú)約束。第43頁(yè)JK觸發(fā)器的邏輯功能：觸發(fā)器的邏輯功能：特性表特性表（按照（按照RS觸發(fā)器分析）觸發(fā)器分析）&G7&QJS&G8&QKRnnQKRQJSJKQnSRQn+1000001010011100 101 110 111 1100000011000 00001001110保持保持置置0置置1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)JK觸發(fā)器沒(méi)有直接控制、沒(méi)有約束，觸發(fā)器沒(méi)有直接控制、沒(méi)有約束，有

27、四種邏輯功能。有四種邏輯功能。第44頁(yè)主從主從JK觸發(fā)器的特性表觸發(fā)器的特性表 Qn CP 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0Qn+1QnKJ簡(jiǎn)化特性表為簡(jiǎn)化特性表為CPJKQn+1 0 0 0 1 1 0 1 1 Qn01保持保持置置0置置1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)Qn 指除指除CP下降沿之下降沿之外的所有情況。外的所有情況。Qn第45頁(yè)動(dòng)作特點(diǎn)：動(dòng)作特點(diǎn)：在在CP1時(shí)，主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)時(shí)，主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)J、K，置成相，置成相應(yīng)的狀態(tài)，從觸發(fā)器輸出端狀態(tài)不變；應(yīng)的狀態(tài)，從觸發(fā)器輸出端狀態(tài)不變；CP下降沿到下

28、降沿到來(lái)來(lái)，從觸發(fā)器按照主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。，從觸發(fā)器按照主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。CP1的全部時(shí)間里，輸入信號(hào)都將對(duì)主觸發(fā)器起控的全部時(shí)間里，輸入信號(hào)都將對(duì)主觸發(fā)器起控制作用。制作用。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：當(dāng)當(dāng)CP的下降沿到達(dá)時(shí)，從觸發(fā)器的狀態(tài)并不一定按的下降沿到達(dá)時(shí)，從觸發(fā)器的狀態(tài)并不一定按此時(shí)輸入信號(hào)的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。有此時(shí)輸入信號(hào)的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。有一次變化一次變化問(wèn)題。問(wèn)題。一次變化問(wèn)題降低了一次變化問(wèn)題降低了JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的抗干擾能力?？垢蓴_能力。第46頁(yè)主從主從JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的“一次變化現(xiàn)象一次變化現(xiàn)象”。在在CP=1期間，主觸發(fā)器的狀態(tài)能且僅能改變一次，而不期間，主觸發(fā)器的狀態(tài)能且僅能改變一次，而

29、不論論J、K發(fā)生了多少次變化。發(fā)生了多少次變化。能變化能變化也可以不變也可以不變?nèi)绻兓绻兓荒芨淖円淮沃荒芨淖円淮蜟P=1期間期間Q、Q保持原來(lái)狀態(tài)不變，保持原來(lái)狀態(tài)不變，G7、G8總有一個(gè)被封鎖，總有一個(gè)被封鎖，所以，所以，J、K只能有一個(gè)起作用。只能有一個(gè)起作用。原因：原因：第47頁(yè)nnQKRQJSQnJKSRQn+1000001010011100 101 110 111 11000000110000 0 000111010保持保持置置1置置0保持保持置置0保持保持保持保持置置1&G7&QJS&G8&QKR所以，在所以，在CP=1期間，主觸發(fā)器的狀態(tài)能

30、且僅能改變一次，期間，主觸發(fā)器的狀態(tài)能且僅能改變一次，而不論而不論J、K發(fā)生了多少次變化。發(fā)生了多少次變化。第48頁(yè)主從主從JK觸發(fā)器的邏輯符號(hào)觸發(fā)器的邏輯符號(hào) QQ1J1KC1 JKCP輸入輸入輸出輸出延遲符號(hào)延遲符號(hào)CP=1期間期間J、K起作用，主觸發(fā)器狀態(tài)隨之變化，但是輸起作用，主觸發(fā)器狀態(tài)隨之變化，但是輸出要延遲到出要延遲到CP下降沿時(shí)才改變狀態(tài)。下降沿時(shí)才改變狀態(tài)。第49頁(yè)符號(hào)對(duì)比符號(hào)對(duì)比康華光所編教材使用康華光所編教材使用的符號(hào)（負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的符號(hào)（負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從的主從JK觸發(fā)器）觸發(fā)器）本書(shū)使用的符號(hào)（負(fù)邊沿本書(shū)使用的符號(hào)（負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從翻轉(zhuǎn)的主從JK觸發(fā)器）觸發(fā)器）QQ1J1

31、KC1 JKCPQQ1J1KC1 JKCP第50頁(yè)0Q0J0K0CP例例1：已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從JK觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出號(hào)如圖所示，試畫(huà)出 Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為Q=0。0QCP=1期間期間J、K沒(méi)有變化沒(méi)有變化第51頁(yè)例例2 2：已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從JKJK觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)CPCP和輸入和輸入信號(hào)信號(hào)J J、K K的波形如圖所示，試畫(huà)出的波形如圖所示，試畫(huà)出 Q Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為的初態(tài)為Q=0Q=0。0Q0QCP=1期間期間J

32、、K有變化，注意一次變化問(wèn)題有變化，注意一次變化問(wèn)題0J0K0CP第52頁(yè)例例3：已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的主從JK觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出信號(hào)如圖所示，試畫(huà)出 Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為Q=0。 Q0t CP0t J0t K0t 123CP=1期間期間J、K有變化，直接畫(huà)出有變化，直接畫(huà)出Q波形波形第53頁(yè)已知主從已知主從JKJK觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)波形，求作觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)和輸入信號(hào)波形，求作 Q Q 端的波形的方法小結(jié)端的波形的方法小結(jié)： 1、如果在、如果在CP=1期間，輸入信號(hào)沒(méi)有發(fā)生變化，則可期間，

33、輸入信號(hào)沒(méi)有發(fā)生變化，則可在時(shí)鐘的觸發(fā)沿到來(lái)時(shí)，根據(jù)在時(shí)鐘的觸發(fā)沿到來(lái)時(shí)，根據(jù)JK觸發(fā)器的功能畫(huà)出觸發(fā)器的功能畫(huà)出Q端的波形。端的波形。 2、如果在、如果在CP=1期間，輸入信號(hào)發(fā)生多次變化，則可期間，輸入信號(hào)發(fā)生多次變化，則可先判斷主觸發(fā)器的狀態(tài)（注意一次變化問(wèn)題），在時(shí)先判斷主觸發(fā)器的狀態(tài)（注意一次變化問(wèn)題），在時(shí)鐘的觸發(fā)沿（負(fù)跳變沿或正變跳沿）到來(lái)時(shí)，根據(jù)主鐘的觸發(fā)沿（負(fù)跳變沿或正變跳沿）到來(lái)時(shí)，根據(jù)主觸發(fā)器的狀態(tài)畫(huà)出觸發(fā)器的狀態(tài)畫(huà)出Q端的波形。端的波形。546.2.4 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)為了提高觸發(fā)器的可靠性，增強(qiáng)抗干擾能為了提高觸發(fā)器的可靠性

34、，增強(qiáng)抗干擾能力，希望觸發(fā)器的次態(tài)（力，希望觸發(fā)器的次態(tài)（Q n+1）僅僅取決于僅僅取決于CP信號(hào)下降沿（或上升沿）到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀信號(hào)下降沿（或上升沿）到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)。而在此之前和之后輸入狀態(tài)的變化態(tài)。而在此之前和之后輸入狀態(tài)的變化對(duì)觸發(fā)器對(duì)觸發(fā)器的次態(tài)沒(méi)有影響。的次態(tài)沒(méi)有影響。為了實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，人們研制了各種為了實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，人們研制了各種邊沿邊沿觸發(fā)器觸發(fā)器。第55頁(yè)1、電路結(jié)構(gòu)和工作原理、電路結(jié)構(gòu)和工作原理利用傳輸延遲時(shí)間的邊沿觸發(fā)器利用傳輸延遲時(shí)間的邊沿觸發(fā)器利用門電路的傳輸延遲時(shí)間利用門電路的傳輸延遲時(shí)間KJCPQQG1G2&G3G4&1&1PP

35、ABAB與或非門與或非門G1和和G2組成基本組成基本RS觸發(fā)器，觸發(fā)器， G3和和G4為輸入控制為輸入控制門，其傳輸延遲時(shí)間大于基本門，其傳輸延遲時(shí)間大于基本RS觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間。觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間。第56頁(yè)當(dāng)當(dāng) CP=1時(shí)時(shí)&1&K KJ JCPCPQ QQ Q當(dāng)當(dāng)CP=0CP=0時(shí)時(shí)兩個(gè)與非門被封鎖，兩個(gè)與非門被封鎖，基本基本RSRS觸發(fā)器保持不變觸發(fā)器保持不變對(duì)輸入信號(hào)解除封鎖，但是對(duì)輸入信號(hào)解除封鎖，但是nnnnnnnnnnnnQRQQRQCPQQQSQQSQCPQQ!1S SR R因此觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。因此觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。當(dāng)當(dāng)CPCP的下降沿到來(lái)時(shí)的下降沿到來(lái)

36、時(shí)情況就發(fā)生了變化情況就發(fā)生了變化1當(dāng)當(dāng)CP=1CP=1時(shí)，時(shí)，R R、S S端接受了端接受了J J、K K的信號(hào)，但在輸出端的信號(hào)，但在輸出端由于與或非門的結(jié)構(gòu)和由于與或非門的結(jié)構(gòu)和CP=1CP=1因此輸出仍保持不變因此輸出仍保持不變。第57頁(yè)&1&K KJ JCPCPQ QS SR RQ Q1CPCP的信號(hào)直接加到與或的信號(hào)直接加到與或非門的外側(cè)與門，而內(nèi)側(cè)非門的外側(cè)與門，而內(nèi)側(cè)與門與門R R、S S端則需要一個(gè)與端則需要一個(gè)與非門的延遲時(shí)間才響應(yīng)非門的延遲時(shí)間才響應(yīng)CPCP變成變成0 0的情況。在這一延遲的情況。在這一延遲時(shí)間中，與或非門外側(cè)的時(shí)間中，與或非門外側(cè)的與門是

37、與門是0 0，與或非門的輸出，與或非門的輸出由內(nèi)側(cè)來(lái)決定，而內(nèi)側(cè)的輸由內(nèi)側(cè)來(lái)決定，而內(nèi)側(cè)的輸入則靠著這一時(shí)間差還維持入則靠著這一時(shí)間差還維持著著CPCP為為1 1時(shí)的狀態(tài)，即：時(shí)的狀態(tài)，即：nQJS nKQR 注意：注意：nnRQQ第58頁(yè)&1&K KCPCPQ QS SR RQ Q1nQJS nKQR nnRQQnnnnnQJQSQQQ01nnnnnQKQJQJQKQ也就是說(shuō)在也就是說(shuō)在CP=0CP=0的瞬間觸發(fā)的瞬間觸發(fā)器完成了一次翻轉(zhuǎn)。而過(guò)了器完成了一次翻轉(zhuǎn)。而過(guò)了與非門傳輸時(shí)間。與非門傳輸時(shí)間。R R、S S端由于端由于CPCP為為0 0而都變?yōu)槎甲優(yōu)? 1，封鎖了，

38、封鎖了J J、K K端的信號(hào)。端的信號(hào)。注意，觸發(fā)器接受的是注意，觸發(fā)器接受的是CPCP下降沿到來(lái)之前的下降沿到來(lái)之前的J J、K K信號(hào)，信號(hào)，而而CPCP下降沿到來(lái)后的下降沿到來(lái)后的J J、K K信號(hào)因信號(hào)因CPCP為為0 0而被封鎖。而被封鎖。第59頁(yè)（3）J=1，K=0（1）J=K=0， Qn+1= QnnnnQKQJQ1由由可得：可得：（2）J=0，K=1Qn+1= 0Qn+1= Qn+Qn=1（4）J=K=1 Qn+1=QnJK QnQn+11 0 0 11 0 1 110 1 0 00 1 1 00JK觸發(fā)器特征表觸發(fā)器特征表1 1 0 11 1 1 0Qn0 0 0 00 0

39、1 1Qn保持功能保持功能置置 1 功能功能置置 0 功能功能計(jì)數(shù)功能計(jì)數(shù)功能Qn+1跟隨跟隨 J變化變化J=KJ=K時(shí)：時(shí)：第60頁(yè)邊沿邊沿JK觸發(fā)器的特性表觸發(fā)器的特性表 Qn CP 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0Qn+1QnKJ簡(jiǎn)化特性表為簡(jiǎn)化特性表為CPJKQn+1 0 0 0 1 1 0 1 1 Qn01保持保持置置0置置1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)Qn 指除指除CP下降沿之下降沿之外的所有情況。外的所有情況。Qn第61頁(yè)2、動(dòng)作特點(diǎn)、動(dòng)作特點(diǎn)：觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于：觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于CP信號(hào)的下降沿到達(dá)

40、信號(hào)的下降沿到達(dá)時(shí)輸入端的邏輯狀態(tài)，而在此之前或以后，輸入時(shí)輸入端的邏輯狀態(tài)，而在此之前或以后，輸入信號(hào)的變化對(duì)觸發(fā)器的狀態(tài)沒(méi)有影響。信號(hào)的變化對(duì)觸發(fā)器的狀態(tài)沒(méi)有影響。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：這種動(dòng)作特點(diǎn)有效地提高了觸發(fā)器電路的抗干擾能力，：這種動(dòng)作特點(diǎn)有效地提高了觸發(fā)器電路的抗干擾能力，從而提高了電路的工作可靠性。從而提高了電路的工作可靠性。與主從與主從JK觸發(fā)器的區(qū)別：觸發(fā)器的區(qū)別：主從主從JK觸發(fā)器：觸發(fā)器：CP=1期間的期間的J、K信號(hào)起作用，下降沿時(shí)刻信號(hào)起作用，下降沿時(shí)刻輸出狀態(tài)變化，有一次變化問(wèn)題。輸出狀態(tài)變化，有一次變化問(wèn)題。邊沿邊沿JK觸發(fā)器：觸發(fā)器：CP下降沿時(shí)刻的下降沿時(shí)刻的J、K信號(hào)

41、起作用，輸出狀信號(hào)起作用，輸出狀態(tài)變化。態(tài)變化。第62頁(yè)符號(hào)符號(hào)1JQQJC1CP1KK加異步置位、復(fù)位端的邊沿加異步置位、復(fù)位端的邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器1JQQJC1CPSRSDRD1KK第63頁(yè)例：例：已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的邊沿已知負(fù)邊沿翻轉(zhuǎn)的邊沿JKJK觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)CPCP和輸入和輸入信號(hào)信號(hào)J J、K K的波形如圖所示，試畫(huà)出的波形如圖所示，試畫(huà)出 Q Q 端的波形，設(shè)觸發(fā)器端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為的初態(tài)為Q=0Q=0。0Q0J0K0CP第64頁(yè)CP例：已知下降沿觸發(fā)的例：已知下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器觸發(fā)器CP和和J、K端的波形，端的波形，試畫(huà)出輸出端試畫(huà)出輸出端Q的波形。

42、初態(tài)為的波形。初態(tài)為“0 ”。 J JK KQ Q1 1 Qn JK Qn+10 0 Qn 0 1 0 1 0 1 JK觸發(fā)器觸發(fā)器功能表功能表第65頁(yè)按照觸發(fā)器邏輯功能的不同特點(diǎn)，將觸發(fā)器分為：按照觸發(fā)器邏輯功能的不同特點(diǎn)，將觸發(fā)器分為：RS觸發(fā)器觸發(fā)器：基本、同步、主從、維持阻塞：基本、同步、主從、維持阻塞RS觸發(fā)器。觸發(fā)器。JK觸發(fā)器觸發(fā)器：主從、邊沿：主從、邊沿JK觸發(fā)器。觸發(fā)器。D觸發(fā)器觸發(fā)器： D鎖存器、鎖存器、維持阻塞邊沿維持阻塞邊沿D觸發(fā)器，利用觸發(fā)器，利用CMOS傳傳 輸門的邊沿輸門的邊沿D觸發(fā)器。觸發(fā)器。T觸發(fā)器觸發(fā)器：輸入：輸入T=1時(shí)，每來(lái)一個(gè)時(shí)，每來(lái)一個(gè)CP信號(hào)它的狀

43、態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；信號(hào)它的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次；T=0時(shí)，狀態(tài)不變，具有這種邏輯功能的觸發(fā)器叫時(shí)，狀態(tài)不變，具有這種邏輯功能的觸發(fā)器叫做做T觸發(fā)器。觸發(fā)器。T觸發(fā)器觸發(fā)器：每來(lái)一個(gè)：每來(lái)一個(gè)CP信號(hào)它的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次具有這種邏信號(hào)它的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次具有這種邏輯功能的觸發(fā)器叫做輯功能的觸發(fā)器叫做T 觸發(fā)器。觸發(fā)器。6.3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6.3.1觸發(fā)器按邏輯功能的分類觸發(fā)器按邏輯功能的分類同一種邏輯功能的觸發(fā)器可以用不同的電路結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)；同一種邏輯功能的觸發(fā)器可以用不同的電路結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)；同一種電路結(jié)構(gòu)形式也可以構(gòu)成不同邏輯功能的觸發(fā)器。同一種電路結(jié)構(gòu)形式也可以構(gòu)成不同邏輯功

44、能的觸發(fā)器。第66頁(yè)觸發(fā)器的描述方法：觸發(fā)器的描述方法：特性表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖特性表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖)( 01約束條件SRQRSQnn特性方程特性方程01S=1R=0S=0R=1S=R=0S=0R=狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖一、一、RS觸發(fā)器觸發(fā)器SRQnQn+1 0 0 00 0 0 11 0 1 00 0 1 10 1 0 01 1 0 11 1 1 0 1 1 1 特性表特性表1110010010110100 RQnSQQ1S1RC1 SRCP符號(hào)符號(hào)第67頁(yè)nnnQKQJQ1特性方程特性方程01J=1K=J=K=1J=K=0J=0K=狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖二、二、J

45、K觸發(fā)器觸發(fā)器JKQnQn+1 0 0 00 0 0 11 0 1 00 0 1 10 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1 10 0 特性表特性表 KQnJ1 10 011100100101101001JQQJC1CP1KK符號(hào)符號(hào)第68頁(yè)nnnnQTQTQTQ1特性方程特性方程01T=1T=1T=0T=0狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖三、三、T觸發(fā)器觸發(fā)器TQnQn+1 0 00 0 11 1 01 1 10 特性表特性表T=1時(shí)，只有翻轉(zhuǎn)功能，即做成時(shí)，只有翻轉(zhuǎn)功能，即做成T觸發(fā)器觸發(fā)器。nnQQ1特性方程特性方程1NQQTC1CP符號(hào)符號(hào)第69頁(yè)DQn1特性方程特性方程01D=1

46、D=0D=1D=0狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖四、四、D觸發(fā)器觸發(fā)器DQnQn+1 0 00 0 10 1 01 1 11 特性表特性表只有翻轉(zhuǎn)功能，即做成只有翻轉(zhuǎn)功能，即做成T 觸發(fā)器觸發(fā)器。nnnQQQD1時(shí)，1DQQDC1CP符號(hào)符號(hào)1DQQDC1CP第70頁(yè)五、邏輯功能的轉(zhuǎn)換五、邏輯功能的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器的邏輯功能和電路結(jié)構(gòu)是兩個(gè)不同的概念。觸發(fā)器的邏輯功能和電路結(jié)構(gòu)是兩個(gè)不同的概念。邏輯功能：邏輯功能：指觸發(fā)器的次態(tài)和初態(tài)以及輸入信號(hào)之間在穩(wěn)指觸發(fā)器的次態(tài)和初態(tài)以及輸入信號(hào)之間在穩(wěn)態(tài)下的邏輯關(guān)系。態(tài)下的邏輯關(guān)系。表示方法：特性表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖等。表示方法：特性表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換

47、圖、時(shí)序圖等。根據(jù)邏輯功能的不同，有根據(jù)邏輯功能的不同，有RS、JK、D、T等幾種觸發(fā)器。等幾種觸發(fā)器。而基本、同步、主從、邊沿等是指電路結(jié)構(gòu)的不同形式。而基本、同步、主從、邊沿等是指電路結(jié)構(gòu)的不同形式。由于電路結(jié)構(gòu)形式的不同，帶來(lái)了各不相同的由于電路結(jié)構(gòu)形式的不同，帶來(lái)了各不相同的動(dòng)作特點(diǎn)。動(dòng)作特點(diǎn)。同一種邏輯功能的觸發(fā)器可用不同電路結(jié)構(gòu)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。同一種邏輯功能的觸發(fā)器可用不同電路結(jié)構(gòu)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。同一種電路結(jié)構(gòu)形式可構(gòu)成不同邏輯功能的觸發(fā)器。同一種電路結(jié)構(gòu)形式可構(gòu)成不同邏輯功能的觸發(fā)器。第71頁(yè)觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)為雙端的情況下，輸入信號(hào)為雙端的情況下，JK觸發(fā)

48、器的邏輯功能最為完善。觸發(fā)器的邏輯功能最為完善。輸入信號(hào)為單端的情況下，輸入信號(hào)為單端的情況下， D觸發(fā)器用起來(lái)最方便。觸發(fā)器用起來(lái)最方便。目前，生產(chǎn)的時(shí)鐘觸發(fā)器的定型產(chǎn)品中只有目前，生產(chǎn)的時(shí)鐘觸發(fā)器的定型產(chǎn)品中只有JK觸發(fā)器和觸發(fā)器和D觸觸發(fā)器兩大類，因此，學(xué)會(huì)觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換是必要的。發(fā)器兩大類，因此，學(xué)會(huì)觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換是必要的。原有觸發(fā)器原有觸發(fā)器新觸發(fā)器新觸發(fā)器轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換邏輯QQ原有觸發(fā)器和新觸發(fā)器之間的聯(lián)系：輸出相同。原有觸發(fā)器和新觸發(fā)器之間的聯(lián)系：輸出相同。第72頁(yè)JKDDQDn1:特性方程特性方程nnnQKQJQJK1:DKDJ轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路nnQDDQ 比較得：比較得：畫(huà)出電路圖

49、：畫(huà)出電路圖：1J1KC1QQDCP1JKT特性方程特性方程nnnQKQJQJK1:比較得：比較得：畫(huà)出電路圖：畫(huà)出電路圖：nnnQTQTQT1:TKJ1J1KC1QQTCP第73頁(yè)轉(zhuǎn)換步驟：轉(zhuǎn)換步驟：1、寫(xiě)出原有觸發(fā)器的特性方程；、寫(xiě)出原有觸發(fā)器的特性方程；2、寫(xiě)出新觸發(fā)器的特性方程；、寫(xiě)出新觸發(fā)器的特性方程；3、變化新觸發(fā)器的特性方程與原有觸發(fā)器的特性方程、變化新觸發(fā)器的特性方程與原有觸發(fā)器的特性方程比較，求出原有觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程比較，求出原有觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程-轉(zhuǎn)換邏輯。轉(zhuǎn)換邏輯。JKT特性方程特性方程nnnQKQJQJK1:比較得：比較得：畫(huà)出電路圖：畫(huà)出電路圖：nnQQT1:1 KJ1

50、J1KC1QQ1CP第74頁(yè)DJKDQn1nnnQKQJQ1特性方程特性方程:nnQKQJD比較得：比較得：畫(huà)出電路圖：畫(huà)出電路圖：CPQQ&JK轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路1DC1=J Qn K Qn第75頁(yè)DT DQn1特性方程特性方程nnQQ1nQDDTDQn1特性方程特性方程nnnQTQTQ1nnQTQTDCPQQ1DC1比較得：比較得：比較得：比較得：CPQQ&T1DC1766.4 6.4 時(shí)序邏輯電路的分析方法時(shí)序邏輯電路的分析方法 電路結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)：1. 時(shí)序電路包含組合電路和存時(shí)序電路包含組合電路和存儲(chǔ)電路兩個(gè)組成部分，而存儲(chǔ)儲(chǔ)電路兩個(gè)組成部分，而存儲(chǔ)電路

51、必不可少。電路必不可少。2. 存儲(chǔ)電路的輸出狀態(tài)必須反存儲(chǔ)電路的輸出狀態(tài)必須反饋到輸入端，與輸入信號(hào)一起饋到輸入端，與輸入信號(hào)一起共同決定組合電路的輸出。共同決定組合電路的輸出。一、特點(diǎn)：一、特點(diǎn)：任一時(shí)刻的輸出信號(hào)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，任一時(shí)刻的輸出信號(hào)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài)。而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài)。X(x1，xi) 輸入信號(hào)輸入信號(hào) Y(y1，yj) 輸出信號(hào)輸出信號(hào)Z (z1，zk) 存儲(chǔ)電路的輸入信號(hào)存儲(chǔ)電路的輸入信號(hào)Q(q1，qL) 存儲(chǔ)電路的輸出信號(hào)存儲(chǔ)電路的輸出信號(hào)組合邏輯電路組合邏輯電路 存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)電路x1x2xiy1z1 zkq1qLy

52、2yj77Y(tn) = FX(tn)，Q(tn) 輸出方程輸出方程Z(tn) = HX(tn)，Q(tn) 驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程 （激勵(lì)方程）（激勵(lì)方程）Q(tn+1) = GZ(tn)，Q(tn) 狀態(tài)方程狀態(tài)方程X(tn)，Q(tn)Q(tn+1)Y(tn)根據(jù)方程列出狀態(tài)表根據(jù)方程列出狀態(tài)表根據(jù)狀態(tài)表畫(huà)出狀態(tài)圖、時(shí)序圖根據(jù)狀態(tài)表畫(huà)出狀態(tài)圖、時(shí)序圖總結(jié)電路的功能總結(jié)電路的功能時(shí)序電路分析：時(shí)序電路分析：根據(jù)給出的電路寫(xiě)出方程根據(jù)給出的電路寫(xiě)出方程組合邏輯電路組合邏輯電路 存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)電路x1x2xiy1z1 zkq1qLy2yj78二、分類二、分類 按照存儲(chǔ)電路中觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)不同，時(shí)序電

53、路可以按照存儲(chǔ)電路中觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)不同，時(shí)序電路可以分成分成同步時(shí)序電路同步時(shí)序電路和和異步時(shí)序電路異步時(shí)序電路兩大類。兩大類。 在同步時(shí)序電路中，所有觸發(fā)器的狀態(tài)變化都是在同一在同步時(shí)序電路中，所有觸發(fā)器的狀態(tài)變化都是在同一時(shí)鐘信號(hào)作用下同時(shí)發(fā)生的。而在異步時(shí)序電路中，各觸發(fā)時(shí)鐘信號(hào)作用下同時(shí)發(fā)生的。而在異步時(shí)序電路中，各觸發(fā)器狀態(tài)的變化不是同時(shí)發(fā)生，而是有先有后。器狀態(tài)的變化不是同時(shí)發(fā)生，而是有先有后。79三、三、 時(shí)序時(shí)序邏輯電路邏輯電路的分析方法的分析方法同步時(shí)序邏輯電路的分析同步時(shí)序邏輯電路的分析分析分析: 給定電路給定電路電路的邏輯功能電路的邏輯功能 即找出電路的狀態(tài)和輸出的狀態(tài)

54、在輸入變量和時(shí)鐘信號(hào)作即找出電路的狀態(tài)和輸出的狀態(tài)在輸入變量和時(shí)鐘信號(hào)作用下的變化規(guī)律用下的變化規(guī)律. .電電路路驅(qū)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)方程特性方程特性方程輸出方程輸出方程時(shí)鐘方程時(shí)鐘方程狀態(tài)方程狀態(tài)方程列列狀狀態(tài)態(tài)表表畫(huà)畫(huà)狀狀態(tài)態(tài)圖圖、時(shí)時(shí)序序圖圖總總結(jié)結(jié)邏邏輯輯功功能能步驟：步驟：80例：做出如下時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表例：做出如下時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表, ,狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖時(shí)序圖YC11J1KQF1C11J1KQF2C11J1KQF3&CP&1解：解：1、寫(xiě)出各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：、寫(xiě)出各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：321QQJ 1K112QJ 312QQK 213QQJ 23

55、QK Q1、Q2、Q3均表示均表示觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)，即觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)，即Q1n、Q2n、Q3n81例：做出如下時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表例：做出如下時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表, ,狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖時(shí)序圖YC11J1KQF1C11J1KQF2C11J1KQF3&CP&1解：解：2、寫(xiě)出各觸發(fā)器的狀態(tài)方程：、寫(xiě)出各觸發(fā)器的狀態(tài)方程：321QQJ 1K112QJ 312QQK 213QQJ 23QK nn1nQKQJQJK觸發(fā)器的特性方程觸發(fā)器的特性方程各觸發(fā)器的狀態(tài)方程各觸發(fā)器的狀態(tài)方程n1n3n2n11n111n1QQQQKQJQn2n3n1n2n1n22n221n2QQQQ

56、QQKQJQn3n2n3n2n1n33n331n3QQQQQQKQJQ82例：做出如下時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表例：做出如下時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表, ,狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖時(shí)序圖YC11J1KQF1C11J1KQF2C11J1KQF3&CP&13、寫(xiě)出時(shí)序電路的輸出方程：、寫(xiě)出時(shí)序電路的輸出方程：32QQY 解：解：834 4、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：若將：若將任何一組輸入變量任何一組輸入變量及及電路初態(tài)的取值電路初態(tài)的取值代入代入狀態(tài)方程和輸出方程，即可算得狀態(tài)方程和輸出方程，即可算得電路次態(tài)和輸電路次態(tài)和輸出值出值；以以得到的次態(tài)得到的次態(tài)作為新的初態(tài)，和作為新的

57、初態(tài)，和這時(shí)的輸入變這時(shí)的輸入變量量取值一起，再代入狀態(tài)方程和輸出方程進(jìn)行取值一起，再代入狀態(tài)方程和輸出方程進(jìn)行計(jì)算，又可得到一組計(jì)算，又可得到一組新的次態(tài)和輸出值新的次態(tài)和輸出值。如此繼續(xù)，將結(jié)果列為如此繼續(xù)，將結(jié)果列為真值表形式真值表形式，便得到，便得到狀狀態(tài)轉(zhuǎn)換表態(tài)轉(zhuǎn)換表。YC11J1KQF1C11J1KQF2C11J1KQF3&CP&1n1n3n21n1QQQQn2n3n1n2n11n2QQQQQQn3n2n3n2n11n3QQQQQQ32QQY84YC11J1KQF1C11J1KQF2C11J1KQF3&CP&1例題中電路無(wú)輸入變量，次態(tài)和輸出只例題中

58、電路無(wú)輸入變量，次態(tài)和輸出只取決于電路的初態(tài)，設(shè)初態(tài)為取決于電路的初態(tài)，設(shè)初態(tài)為Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1=000=000，代入其狀態(tài)方程及輸出方程，得：，代入其狀態(tài)方程及輸出方程，得：Q1n+1= 0 0 0 =1 1=1Q2n+1= 0 0 + 0 0 0=0Q3n+1= 0 0 0 + 0 0=0 Y=0 0=0Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1=000=000Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1=001=001Q1n+1= 0 0 1 =0Q2n+1= 1 0 + 1 0 0=1Q3n+1= 1 0 0 + 0 0=0 Y=1 0=0CP Q3Q2Q1Y狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

59、000002010010010n1n3n21n1QQQQn2n3n1n2n11n2QQQQQQn3n2n3n2n11n3QQQQQQ32QQY85YC11J1KQF1C11J1KQF2C11J1KQF3&CP&1Y=1 0=0Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1=010=010Q1n+1= 1 0 0 =0 0=1Q2n+1= 0 1 + 0 0 1=1Q3n+1= 0 1 0 + 1 0=0 如此繼續(xù)，依次得到如此繼續(xù)，依次得到101，110，000，又返回最初設(shè)定的初態(tài)。又返回最初設(shè)定的初態(tài)。Y=0 1=0Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1=011=011Q1n+1= 1

60、 0 1 =1 0=0Q2n+1= 1 1 + 1 0 1=0Q3n+1= 1 1 0 + 1 0=1 CP Q3Q2Q1Y狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表0000020100100103011041000510106110170000狀態(tài)表中缺少一種組合：狀態(tài)表中缺少一種組合：Q3Q2Q1=111n1n3n21n1QQQQn2n3n1n2n11n2QQQQQQn3n2n3n2n11n3QQQQQQ32QQY86YC11J1KQF1C11J1KQF2C11J1KQF3&CP&1Y=1 1=1Q Q3 3Q Q2 2Q Q1 1=111=111Q1n+1= 1 1 1 =1 1=0Q2n+1= 1 1 + 1 1 1=0Q3n+1= 1 1 1 + 1 1=0 狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表CP Q3Q2Q1Y00000100102010030110410005101061101700000111110000注意：注意：當(dāng)狀態(tài)循環(huán)一次后，還要檢查一當(dāng)狀態(tài)循環(huán)一次后，還要檢查一下得到的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表是否包含了電路所下得到的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表是否包含了電路所有可能出現(xiàn)的狀態(tài)。如果沒(méi)有全包括，有可能出現(xiàn)的狀態(tài)。如果沒(méi)有全包括，還需單獨(dú)計(jì)算缺項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的