觸發(fā)器教學(xué)課件

觸發(fā)器1基本RS觸發(fā)器2JK觸發(fā)器3邊沿觸發(fā)器4T觸發(fā)器和T’觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的基本單元。它是一種具有記憶功能，能儲存1位二進制信息的邏輯電路。觸發(fā)器的特點：我們把輸入信號作用前的觸發(fā)器狀態(tài)稱為現(xiàn)在狀態(tài)(“現(xiàn)態(tài)”)，用Qn和Qn表示(或用Q和Q表示)；把在輸入信號作用后觸發(fā)器的狀態(tài)稱為下一狀態(tài)(“次態(tài)”)，用Qn+1和Qn+1表示。①具有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)，用來表示電路的兩個邏輯狀態(tài)；②在輸入信號作用下，可以被置成“0”態(tài)或“1”狀態(tài)；③當(dāng)輸入信號撤消后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變。一、電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號1基本RS觸發(fā)器由兩個與非門的輸入端、輸出端交叉連接構(gòu)成。(反饋)信號輸入端，低電平有效?；パa輸出端：Q=0、Q=1的狀態(tài)稱“0”態(tài)，Q=1、Q=0的狀態(tài)稱“1”態(tài)。RDSDQn+110010

10①RD=0、SD=1時：不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)次態(tài)都將變成“0”態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置“0”或復(fù)位。RD端稱為觸發(fā)器的置“0”端或復(fù)位端(低電平有效)。二、工作原理1基本RS觸發(fā)器0110RDSDQn+10101

011基本RS觸發(fā)器②RD=1、SD=0時：不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)次態(tài)都將變成“1”態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置“1”或置位。SD端稱為觸發(fā)器的置“1”端或置位端(低電平有效)。1110③RD=1、SD=1時：觸發(fā)器保持原有狀態(tài)不變，即原來的狀態(tài)被觸發(fā)器存儲起來，這體現(xiàn)了觸發(fā)器具有記憶能力。RDSDQn+10101011

1保持101基本RS觸發(fā)器0011RDSDQn+101010111保持0

0不定？1基本RS觸發(fā)器④RD=0、SD=0時：Qn+1=Qn+1=1，不符合觸發(fā)器的互補輸出關(guān)系。并且當(dāng)RD、SD同時由0變?yōu)?時，由于兩與非門的延遲時間不等，使觸發(fā)器的次態(tài)不確定。這種情況是不允許的。規(guī)定RS觸發(fā)器要遵循RD+SD=1的約束條件。1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表1基本RS觸發(fā)器三、基本RS觸發(fā)器的功能描述將觸發(fā)器的次態(tài)Qn+1與現(xiàn)態(tài)Qn，以及輸入信號之間的邏輯關(guān)系用表格的形式表示出來，稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表，簡稱狀態(tài)表或真值表?；綬S觸發(fā)器狀態(tài)真值表RDSDQnQn+1功能000×不允許001×0100Qn+1＝0置“0”01101001Qn+1＝1置“1”10111100Qn+1＝Qn保持1111RDSDQn+100不定01010111Qn簡化真值表記憶！次態(tài)Qn+1的卡諾圖1基本RS觸發(fā)器2.特征方程描述觸發(fā)器邏輯功能的函數(shù)表達式稱為特征方程，又稱狀態(tài)方程或次態(tài)方程。描述觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系及轉(zhuǎn)換條件的圖形稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，簡稱狀態(tài)圖。011基本RS觸發(fā)器3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（狀態(tài)圖）RD=×SD=1RD=1SD=×RD=0,SD=1RD=1,SD=0圓圈表狀態(tài)箭頭表轉(zhuǎn)移方向標(biāo)注表轉(zhuǎn)移條件RDSDQQ置1置0置1置1置1保持不允許1基本RS觸發(fā)器工作波形圖又稱為時序圖，是描述觸發(fā)器的輸出狀態(tài)隨時間和輸入信號變化的規(guī)律的圖形。4.波形圖RDSD同步（鐘控）RS觸發(fā)器一、電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號所謂同步觸發(fā)器就是要求只有在同步信號到達時，觸發(fā)器的狀態(tài)才能發(fā)生變化。而這個同步信號叫做時鐘信號（時鐘脈沖），用CP表示。同步（鐘控）RS觸發(fā)器二、工作原理－－－電平觸發(fā)方式①CP＝0時，RD=SD=1，觸發(fā)器保持原來狀態(tài)不變。②CP＝1時，RD=R，SD=S工作情況與基本RS觸發(fā)器相同。三、功能描述1.特征方程（CP＝1時）RSQn+100Qn01110011不定2.狀態(tài)真值表（CP＝1時）不變不變不變不變不變不變置1置0置1置0不變同步（鐘控）RS觸發(fā)器3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（CP=1）4.波形圖（設(shè)初態(tài)為0）01R=×S=0R=0S=×R=1,S=0R=0,S=1同步（鐘控）RS觸發(fā)器四、同步RS觸發(fā)器存在的問題－－空翻現(xiàn)象在一個時鐘脈沖周期（CP=1）中，觸發(fā)器發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫做空翻。由于在CP=1期間，G3、G4門為“開門”，都能接收R、S信號。所以，如果在CP=1期間R、S發(fā)生多次變化，則觸發(fā)器的狀態(tài)也可能發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)。為避免計數(shù)混亂，要求每來一個CP脈沖，觸發(fā)器只發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)。

CP脈沖的寬度（CP＝1）應(yīng)限制在2tpd≤tCP≤3tpd2主從JK觸發(fā)器一、電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號主觸發(fā)器從觸發(fā)器2主從JK觸發(fā)器二、工作原理①CP=1時，主觸發(fā)器接收輸入信號，從觸發(fā)器被封鎖，輸出狀態(tài)保持不變。主觸發(fā)器的狀態(tài)方程：（無約束條件）2主從JK觸發(fā)器②CP=0時，主觸發(fā)器被封鎖，保持不變；從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器的狀態(tài)送往輸出端。主從JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程：（無約束條件）2主從JK觸發(fā)器三、功能描述1.狀態(tài)真值表JKQn+100Qn01010111Qn簡化真值表01J=0K=×J=×K=0J=×,K=1J=0,K=×2.狀態(tài)轉(zhuǎn)移表2主從JK觸發(fā)器3.波形圖主從JK觸發(fā)器工作過程分兩步：①CP=1時，主觸發(fā)器接收輸入信號，從觸發(fā)器被封鎖而保持不變；②CP由“1”變“0”時，主觸發(fā)器被封鎖，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器的狀態(tài)，觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)變化，CP＝0期間，觸發(fā)器狀態(tài)保持。而輸出狀態(tài)如何變化，是由時鐘CP下降沿到來前一瞬間的J、K值按JK觸發(fā)器的特征方程來決定。設(shè)初態(tài)Q=0Q和Q的變化僅發(fā)生在CP的下降沿。－－脈沖觸發(fā)方式（克服了空翻現(xiàn)象）3主從JK觸發(fā)器四、主從JK觸發(fā)器存在的問題－－一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象所謂一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象是指在CP=1期間，主觸發(fā)器接收了輸入激勵信號只發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)后，主觸發(fā)器狀態(tài)就一直保持不變，它不再隨輸入激勵信號J、K的變化而變化的現(xiàn)象。①在主觸發(fā)器狀態(tài)未改變之前，，所以在CP＝1期間，從觸發(fā)器狀態(tài)不變，主觸發(fā)器狀態(tài)按JK邏輯功能發(fā)生變化，即。②一旦主觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)后，即，此后，主觸發(fā)器的狀態(tài)方程變?yōu)椋?。而在CP＝1期間從觸發(fā)器狀態(tài)不變，所以當(dāng)主觸發(fā)器在CP＝1期間發(fā)生了一次翻轉(zhuǎn)之后，就一直保持不變，也就不隨輸入J、K的變化而變化。設(shè)初態(tài)Q=0錯誤動作要求在CP＝1期間輸入信號J、K不能發(fā)生變化，則應(yīng)使CP=1的寬度盡可能窄。3主從JK觸發(fā)器一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象邊沿觸發(fā)方式的觸發(fā)器有兩種類型：一種是維持—阻塞式觸發(fā)器，它是利用直流反饋來維持翻轉(zhuǎn)后的新狀態(tài)，阻塞觸發(fā)器在同一時鐘內(nèi)再次產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)；另一種是邊沿觸發(fā)器，它是利用觸發(fā)器內(nèi)部邏輯門之間延遲時間的不同，使觸發(fā)器只在約定時鐘跳變時才接收輸入信號。3邊沿觸發(fā)器同時具備以下條件的觸發(fā)器稱為邊沿觸發(fā)器：①觸發(fā)器僅在CP某一約定跳變沿到來時，才接收輸入信號；②在CP=0或CP=1期間，輸入信號的變化不會引起觸發(fā)器輸出狀態(tài)變化。優(yōu)點：不僅克服了空翻現(xiàn)象，而且大大提高了抗干擾能力。3邊沿觸發(fā)器一、維持—阻塞式D觸發(fā)器RD、SD為直接置“0”、置“1”端，低電平有效。其操作不受CP控制，因此也稱異步置“0”、置“1”端。1.電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號3邊沿觸發(fā)器2.工作原理011DD1DDD觸發(fā)器的特征方程為：即D觸發(fā)器的輸出狀態(tài)僅在CP的上升沿發(fā)生變化，且由CP上升沿到達前瞬間輸入信號D的值決定。3邊沿觸發(fā)器3.功能描述DQn+10011①狀態(tài)真值表01D=0D=1D=0D=1②狀態(tài)轉(zhuǎn)移表③波形圖QCPD123451）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)僅發(fā)生在CP的上升沿。2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是CP上升沿前一瞬間輸入端D的狀態(tài)。設(shè)初態(tài)Q=03邊沿觸發(fā)器二、利用傳輸延遲時間構(gòu)成的邊沿觸發(fā)器1.負邊沿JK觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號QC11KQ&1J

1JC11KSRQQ

C11K1JJKCPQQ①特征方程3邊沿觸發(fā)器2.功能描述（CP下降沿觸發(fā)）JKQn+100Qn01010111Qn②狀態(tài)真值表③波形圖設(shè)初態(tài)Q=04T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器1.T觸發(fā)器①特征方程：將JK觸發(fā)器的J和K相連作為T輸入端就構(gòu)成了T觸發(fā)器。TQn+10Qn1Qn②狀態(tài)真值表01T=0T=0T=1T=1③狀態(tài)轉(zhuǎn)移表2.T′觸發(fā)器當(dāng)T觸發(fā)器的輸入端為T=1時，稱為T′觸發(fā)器。特征方程為：QC1TQ1NCPT觸發(fā)器邏輯符號小結(jié)1．觸發(fā)器有兩個基本性質(zhì)：（1）在一定條件下，觸發(fā)器可維持在兩種穩(wěn)定狀態(tài)（0或1狀態(tài)）之一而保持不變；（2）在