數(shù)電第五章觸發(fā)器1PPT

1、第五章第五章 觸發(fā)器觸發(fā)器SRSR鎖存器鎖存器電平觸發(fā)的觸發(fā)器電平觸發(fā)的觸發(fā)器脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器觸發(fā)器的邏輯功能及其描述觸發(fā)器的邏輯功能及其描述主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：5.1 5.1 概述概述一、用于記憶一、用于記憶1 1位二進制信號位二進制信號1. 1. 有兩個能自行保持的狀態(tài)有兩個能自行保持的狀態(tài)2. 2. 根據(jù)輸入信號可以置成根據(jù)輸入信號可以置成0 0或或1 1二、分類二、分類 1. 1. 按觸發(fā)方式（電平，脈沖，邊沿）按觸發(fā)方式（電平，脈沖，邊沿） 2. 2. 按邏輯功能（按邏輯功能（RS, JK, D, TRS, JK, D, T） 5.2 SR5.2 SR鎖存器鎖存器一、

2、電路結(jié)構(gòu)與工作原理一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理RD，SD：輸入輸入 Q；Q，：輸出：輸出 Q RD=0，SD=1，Q=1;=0 Q RD=1，SD=0，Q=0：=1兩個或非門構(gòu)成的兩個或非門構(gòu)成的SRSR鎖存器鎖存器兩個穩(wěn)定狀態(tài)：兩個穩(wěn)定狀態(tài)：輸入端輸出端 Q RD=0，SD=1，Q=1;=0 Q RD=1，SD=0，Q=0：=1輸入端輸出端 Q RD=0，SD=0，Q=1;=0 Q RD=0，SD=0，Q=0;=1 Q RD=1，SD=1，Q=1;=0 Q RD=1，SD=1，Q=0;=1 Q RD=1，SD=0，Q=0：=1 Q RD=0，SD=1，Q=0;=1* Q=1* Q=0原態(tài)* Q11

3、011011若初態(tài)若初態(tài)Q Qn n = 1= 1若初態(tài)若初態(tài) Q Qn n = 0 = 01) 1) 當當S S = =R R =1=1時，觸發(fā)器保持穩(wěn)定狀態(tài)不變時，觸發(fā)器保持穩(wěn)定狀態(tài)不變 1001010101若初態(tài)若初態(tài)Q Qn n = 1= 1若初態(tài)若初態(tài) Q Qn n = 0 = 0 2) 2) 當當S S =0=0、R R =1=1 ，無論初態(tài)，無論初態(tài)Q Q n n為為0 0或或1 1，觸發(fā)器都會轉(zhuǎn)變?yōu)?，觸發(fā)器都會轉(zhuǎn)變?yōu)? 1態(tài)。態(tài)。 10101010若初態(tài)若初態(tài)Q Qn n = 1= 1若初態(tài)若初態(tài) Q Qn n = 0 = 0 3) S3) S =1=1、R R =0 =0 ，

4、無論初態(tài)，無論初態(tài)Q Q n n為為0 0或或1 1，觸發(fā)器都會轉(zhuǎn)變?yōu)椋|發(fā)器都會轉(zhuǎn)變?yōu)? 0態(tài)。態(tài)。 00111100若初態(tài)若初態(tài)Q Qn n = 1= 1若初態(tài)若初態(tài) Q Qn n = 0 = 0 4)4)當（當（ S S =0=0、R R =0 =0 ）時，無論初態(tài)）時，無論初態(tài)Q Qn n為為0 0或或1 1，觸發(fā)器狀態(tài)，觸發(fā)器狀態(tài)不定。不定。 此狀態(tài)為不定狀態(tài)。為避免不定狀態(tài)，對輸入信號應加此狀態(tài)為不定狀態(tài)。為避免不定狀態(tài)，對輸入信號應加SR=SR=0 0的約束條件。的約束條件。1.011,010,10012.1*0DDDDDDQQQQRSSQQS R工作原理兩個或非門接成反饋，引出

5、輸入端用來置 ，定義：為“”狀態(tài)為“ ”狀態(tài)為置 輸入端，為置 輸入端根據(jù)工作原理得到真值表/ 特性表和的“”信號同時消失后，不定所以正常工作下，應遵循的約束條件。1 11 10 00 01 11 11 11 11 10 00 00 01 10 01 10 00 01 10 01 10 01 11 11 10 00 00 01 10 00 01 11 1*QQRSDD保持置1置0不定例例5.2.15.2.1：已知：已知S SD D 和和R RD D 的電壓波形，畫出的電壓波形，畫出Q Q和和QQ對應的波形對應的波形10同為同時為和QQRSDD,5.3 5.3 電平觸發(fā)的觸發(fā)器電平觸發(fā)的觸發(fā)器電

6、平觸發(fā)的SR觸發(fā)器（同步SR觸發(fā)器）一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理電路結(jié)構(gòu)：由基本電路結(jié)構(gòu)：由基本SR觸發(fā)器和時鐘信號控制門電路組成。觸發(fā)器和時鐘信號控制門電路組成。觸發(fā)器為時鐘高電平觸發(fā)方式。觸發(fā)器為時鐘高電平觸發(fā)方式。 S、R：輸入：輸入Q 、：輸出輸出LK：時鐘控制輸入：時鐘控制輸入C CLKLK=1=1：狀態(tài)發(fā)生變化。：狀態(tài)發(fā)生變化。C CLKLK=0=0：狀態(tài)不變：狀態(tài)不變 S=0，R=0：Q*=Q10011001100111010工作原理：工作原理：C CLKLK=1=1：狀態(tài)發(fā)生變化。：狀態(tài)發(fā)生變化。C CLKLK=0=0：狀態(tài)不變：狀態(tài)不變 S=1，R=0：Q*=

7、11100101011001110C CLKLK=1=1：狀態(tài)發(fā)生變化。：狀態(tài)發(fā)生變化。C CLKLK=0=0：狀態(tài)不變：狀態(tài)不變 S=0，R=1：Q*=01011000110110101C CLKLK=1=1：狀態(tài)發(fā)生變化。：狀態(tài)發(fā)生變化。C CLKLK=0=0：狀態(tài)不變：狀態(tài)不變 S=1，R=1：Q*= 1110001111100111C CLKLK=1=1：狀態(tài)發(fā)生變化。：狀態(tài)發(fā)生變化。C CLKLK=0=0：狀態(tài)不變：狀態(tài)不變 S=0，R=0：Q*=Q S=1，R=0：Q*=1 S=0，R=1：Q*=0 S=1，R=1：Q*= 觸發(fā)器為時鐘高電平觸發(fā)方式。觸發(fā)器為時鐘高電平觸發(fā)方式。

8、10 0X XX X0 00 00 0X XX X1 11 11 10 00 00 00 01 10 00 01 11 11 11 10 00 01 11 11 10 01 11 11 10 01 10 00 01 10 01 11 10 01 11 11 10 01 1* *1 11 11 11 11 1* *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RSCLKRS保持置1置0不定1異步置位端異步置位端異步復位端異步復位端低電平有效低電平有效二、動作特點二、動作特點在在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

9、引起輸出狀態(tài)的變化變化多次翻轉(zhuǎn)、可能隨和期間，在RSQQCLK1例例5.3.15.3.1：已知：已知S S和和R R的電壓波形，畫出的電壓波形，畫出Q Q和和QQ對應的波形。對應的波形。 設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0Q=00XX000XX1110000100111100111011101001011011101*11111*QQRSCLKD D觸發(fā)器觸發(fā)器DSR5.4 5.4 脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器脈沖觸發(fā)的觸發(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 輸入：輸入：S、R 時鐘信號：時鐘信號：CLK 輸出：輸出：Q、Q提高可靠性，要求每提高可靠性，要求每個個CLK周期輸出狀態(tài)

10、周期輸出狀態(tài)只能改變只能改變1次次功能與同步功能與同步SR觸發(fā)器的功能一樣。觸發(fā)器的功能一樣。動作特征：動作特征：CLK的高電平期間存儲信號，在的高電平期間存儲信號，在CLK的低電平到來的低電平到來時觸發(fā)器狀態(tài)變化。時觸發(fā)器狀態(tài)變化。1.脈沖觸發(fā)的脈沖觸發(fā)的SR觸發(fā)器（主從觸發(fā)器（主從SR觸發(fā)器）觸發(fā)器） 改變一次周期，輸出狀態(tài)只可能所以每個態(tài)翻轉(zhuǎn)“從”根據(jù)“主”的狀保持，下降沿到達時，“主”翻轉(zhuǎn)，“從”保持時，“主”按觸發(fā)器主從clkclk)(R,Sclk)(.211SR1X XX XX X X X0 00 0 0 00 00 00 0 1 11 11 10 0 0 01 11 10 0 1

11、 11 10 01 1 0 00 00 01 1 1 10 01 11 1 0 01 1* *1 11 1 1 11 1* *QQRSCLKnQ觸發(fā)器在時鐘脈沖的下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器在時鐘脈沖的下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)工作原理工作原理:、：輸入、：輸入Q 、：輸出輸出LK：時鐘控制輸入：時鐘控制輸入2.主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器即使即使S=R=1時，觸發(fā)器的次態(tài)時，觸發(fā)器的次態(tài) 也是確定的。也是確定的。Q （一）邏輯符號（一）邏輯符號SR1（二）電路結(jié)構(gòu)與原理（二）電路結(jié)構(gòu)與原理CLK=1，主觸發(fā)器接，主觸發(fā)器接受激勵信號并動作；受激勵信號并動作；從觸發(fā)器保持。從觸發(fā)器保持。CLK=0，從觸發(fā)器接，從觸發(fā)

12、器接受主觸發(fā)器狀態(tài)并動受主觸發(fā)器狀態(tài)并動作；作；主觸發(fā)器保持。主觸發(fā)器保持。000主觸發(fā)器保持原態(tài)，主觸發(fā)器保持原態(tài)，則觸發(fā)器（從觸發(fā)則觸發(fā)器（從觸發(fā)器）也保持原態(tài)。器）也保持原態(tài)。即即Q*Q01若若Q0， Q 1S主主0R主主0主觸發(fā)器保持原主觸發(fā)器保持原態(tài)態(tài)Q*主主= Q主主 = 0在在CLK的的 ，從觸發(fā)器也保持狀態(tài)不變，即，從觸發(fā)器也保持狀態(tài)不變，即Q*= Q = 0若若Q1， Q 0S主主0R主主1在在CLK1時，主觸時，主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為發(fā)器翻轉(zhuǎn)為“0”，即，即Q*主主= 0在在CLK的的 ，從觸發(fā)器由，從觸發(fā)器由“1”翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“0”，即，即Q*= 0 , Q* = 110若若Q0

13、， Q 1S主主1R主主0在在CLK1時，時， Q*主主= 1，Q主主* = 0在在CLK的的 ，從觸發(fā)器由，從觸發(fā)器由“0 ”翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”，即，即Q*= 1若若Q1， Q 0S主主0R主主0Q*主主= Q*主主1在在CLK的的 ，即，即Q*= 1 , Q* = 0Q*= 111若若Q0， Q 1S主主1，R主主0在在CLK1時，主時，主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為“1”即即 Q*主主= 1在在CLK的的 ，從觸發(fā)器由，從觸發(fā)器由“0 ”翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為“1”，即，即Q*= 1若若Q1， Q 0S主主0R主主1在在CLK1時，主觸時，主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為發(fā)器翻轉(zhuǎn)為“0”，即即 Q*主主= 0在在CLK

14、的的 ，即，即Q*= 0, Q* = 1Q*= Q (5) (5) 列出真值表列出真值表X XX XX X X X0 00 0 0 00 00 00 0 1 11 11 10 0 0 01 11 10 0 1 11 10 01 1 0 00 00 01 1 1 10 01 11 1 0 01 11 11 1 1 10 0*QQKJCLKQX XX XX X X X0 00 0 0 00 00 00 0 1 11 11 10 0 0 01 11 10 0 1 11 10 01 1 0 00 00 01 1 1 10 01 11 1 0 01 1* *1 11 1 1 11 1* *QQRSCLK

15、Q保持置1置0翻轉(zhuǎn)二、脈沖觸發(fā)方式的動作特點二、脈沖觸發(fā)方式的動作特點輸出狀態(tài)只能改變一次”狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到達后，“從”按“主第二步“從”保持時，“主”接收信號，第一步分兩步動作：clkclk11.的信號進入主觸發(fā)器時，只允許的信號進入主觸發(fā)器時，只允許1110KQJQSR。最后的狀態(tài)，決定前，要找出期間里輸入發(fā)生變化時在可能翻轉(zhuǎn)一次高電平期間，“主”只在但主從起控制作用里輸入信號對“主”都的全部時間，“主”為同步主從*112QQclkclkclkJKclkSRSR.5.5 5.5 邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器為了提高可靠性，增強抗干擾能力，為了提高可靠性，增強抗干擾能力，希望觸發(fā)器的次態(tài)希望觸

16、發(fā)器的次態(tài)僅取決于僅取決于CLKCLK的下降沿（或上升沿）到來的下降沿（或上升沿）到來時時的輸入信號狀態(tài)，與在此前、后輸入的狀態(tài)沒有關系。的輸入信號狀態(tài)，與在此前、后輸入的狀態(tài)沒有關系。用用CMOSCMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器傳輸門的邊沿觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器維持阻塞觸發(fā)器用門電路用門電路tpdtpd的邊沿觸發(fā)器的邊沿觸發(fā)器 一、電路結(jié)構(gòu)和工作原理一、電路結(jié)構(gòu)和工作原理利用利用CMOSCMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器傳輸門的邊沿觸發(fā)器反饋通路接通，自鎖保持通斷，而變化隨著斷通，時，,)(QTGTGDQDQTGTGclk432101反饋不通斷通，“主”保持此前的狀態(tài)通斷，后，,)(QQTGTGDTGTGc

17、lk43212后，輸出才能變化。直到下個反饋通路接通保持通斷，接收新的輸入斷通，clkQTGTGDQTGTGclk,)(43213列出真值表)4(X XX XX X0 0X X0 01 1X X1 1*QQDCLKQ端端，置，置有異步置有異步置015)(、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*QclkQ5.6 5.6 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5.6.1 5.6.1 觸發(fā)器按邏輯功能的分類觸發(fā)器按邏輯功能的分類時鐘控制的觸發(fā)器中，時鐘控制的觸發(fā)器中，由于輸入方式不同（單端，雙端輸入）、由于輸入方式不同（單

18、端，雙端輸入）、次態(tài)（次態(tài)（ ）隨輸入變化的規(guī)則不同）隨輸入變化的規(guī)則不同*Q一、一、SRSR觸發(fā)器觸發(fā)器1. 1. 定義：凡在時鐘信號作用下，具有如下功能的觸發(fā)器稱定義：凡在時鐘信號作用下，具有如下功能的觸發(fā)器稱為為SRSR觸發(fā)器觸發(fā)器0*2SRQRSRSQRSQRSQRSQRSQ特性方程.0 00 00 00 00 00 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11 10 01 10 00 00 01 11 10 01 11 10 01 1* *1 11 11 11 1* *QQRS 0 1 0 0 1 1 S 1 RQ 0 00 01 11 10 約束條件，約束條件，SR不能同時為不能同時為10 00 00 00 00 00 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11