第三章集成門電路和觸發(fā)器03

第3章集成門電路與觸發(fā)器

IntegratedGateC1rcu1T&Flip-Flop

TTLCMOS引入邏輯運算與非或【問題一】這些門電路由哪些元件構成？【問題二】內部電路是怎樣的？引入【問題一】這些門電路由哪些元件構成？電阻電容電感二極管三極管DeTcb邏輯變量和邏輯函數(shù)的取值只有0和1兩種可能輸出高低電平電路的斷合輸入高低電平引入【問題一】這些門電路由哪些元件構成？理想電子開關電路的斷合電阻電容電感二極管三極管DeTcb§3-1半導體器件的開關特性一二極管靜態(tài)特性(1)加正向電壓VF時，F(xiàn)KVFLRI(b)二極管導通，管壓降VD可忽略，相當于一個閉合的開關；DVFVD(a)LR硅管>閾值電壓VFVTH§3-1半導體器件的開關特性一二極管靜態(tài)特性(2)加反向電壓VR時，二極管截止，反向電流1S可忽略，相當于一個斷開的開關；KLRVR(b)<反向擊穿電壓VRUBR§3-1半導體器件的開關特性二二極管動態(tài)特性給二極管電路加入一個方波信號，電流的波形怎樣呢？+DLRivi？§3-1半導體器件的開關特性三三極管靜態(tài)特性

1.截止狀態(tài)：發(fā)射結反偏或小于死區(qū)電壓§3-1半導體器件的開關特性三三極管靜態(tài)特性

2.放大狀態(tài)：當VI為正且大于死區(qū)電壓，三極管導通。發(fā)射結正偏，集電結反偏

§3-1半導體器件的開關特性三三極管靜態(tài)特性

3.飽和狀態(tài)：發(fā)射結正偏，集電結正偏

bce§3-1半導體器件的開關特性四三極管動態(tài)特性給三極管電路加入一個方波信號，電流的波形怎樣呢？§3-1半導體器件的開關特性四三極管動態(tài)特性1.延遲時間td：從輸入信號vi正跳變的瞬間開始，到集電極電流iC上升到0.1ICS所需的時間；2.上升時間tr：集電極電流從0.1ICS上升到0.9ICS所需的時間;3.存儲時間ts：從輸入信號vi下跳變的瞬間開始，到集電極電流iC下降到0.9ICS所需的時間;4.下降時間tf：集電極電流從0.9ICS降到0.1ICS所需的時間。

§3-2邏輯門電路【問題二】邏輯門電路內部結構是怎樣的？一簡單邏輯門電路000010100111ABY與邏輯真值表輸入/出電平表0000+50+500+5+5+5VAVBVFVAVB+5VVO§3-2邏輯門電路【問題二】邏輯門電路內部結構是怎樣的？一簡單邏輯門電路000011101111ABY或邏輯真值表輸入/出電平表0000+5+5+50+5+5+5+5VAVBVFVAVBVO§3-2邏輯門電路【問題二】邏輯門電路內部結構是怎樣的？一簡單邏輯門電路0110AY非邏輯真值表0+5+50輸入/出電平表VAVFVA+5VVOVAVO二極管§3-2邏輯門電路【問題二】邏輯門電路內部結構是怎樣的？一簡單邏輯門電路0110AY非邏輯真值表0+5+50輸入/出電平表VAVF三極管VAR1VO+VccRc§3-2邏輯門電路【問題二】邏輯門電路內部結構是怎樣的？一簡單邏輯門電路邏輯與邏輯或邏輯非優(yōu)點：電路簡單；缺點：負載能力，開關特性等均不理想；有其他的邏輯門的構成電路？§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路二極管三極管電阻TTL門電路

Trans1Stor-Trans1StorLogicIntegratedC1rcu1T§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路1.標準通用系列（CT54/74）電路結構中間級輸入級輸出級采用多級結構缺點：帶負載能力不強；開關特性不理想；邏輯與T3b1+5VFR4R2R1T2R3D4T1T4c1ABCe1§3-2邏輯門電路輸入級中間級輸出級A.CT74與非門：3個PN結三極管導通輸出高電平三極管導通輸出低電平T3b1+5VFR4R2R1T2R3D4T1T4c1ABCe1§3-2邏輯門電路A.CT74與非門：T1:多發(fā)射極晶體管NNP怎樣實現(xiàn)？T3b1+5VFR4R2R1T2R3D4T1T4c1ABCe1§3-2邏輯門電路A.CT74與非門：T3b1+5VFR4R2R1T2R3D4T1T4c1ABCe1§3-2邏輯門電路A.CT74與非門：“0”導通三個PN結導通需2.1V截止截止飽和導通uoT3b1+5VFR4R2R1T2R3D4T1T4c1ABCe1§3-2邏輯門電路A.CT74與非門：“1”導通全飽和導通全反偏截止截止uo§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路1.標準通用系列（CT54/74）【存在問題】

當三極管工作在深度飽和狀態(tài)，存儲時間和關閉時間就很長，降低了門電路的工作速度?！?-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路1.標準通用系列（CT54/74）1986年

Schottky

eTcbDk開關速度高萬倍DkeSBDcb未飽和時，截止，對電路無影響；深飽和時，導通，基極電流分流，使三極管處于淺飽和狀態(tài)；2.肖特基TTL系列（CT54S/74S）1.標準通用系列（CT54/74）2.肖特基TTL系列（CT54S/74S）3.低功耗肖特基系列（CT54LS/74LS）§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路總線傳輸應用中的線與邏輯&&VCCF1F2F門11.CT54/742.CT54S/74S3.CT54LS/74LS§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路T3VccF1R4D4T4T3VccF2R4D4T4門2F邏輯1邏輯0截止截止截止過大電流損壞器件§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路T3VccF1R4D4T4T4集電極開路，防止電流過大；RLUcc輸出F外接負載，保證輸出的高電平正常；4.OC門（OpenCollectorGate）ABF邏輯符號怎樣實現(xiàn)？§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路4.OC門實現(xiàn)線與邏輯；&&&UCCF1F2F3F輸出級UCCRLT5T5T5§3-2邏輯門電路1.CT54/742.CT54S/74S3.CT54LS/74LS二TTL集成邏輯門電路4.OC門邏輯0邏輯1邏輯

1邏輯

0禁止狀態(tài)§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路5.TS門T3b1+5VFR4R2R1T2R3D4T1T4c1ABe1怎樣實現(xiàn)？增加控制信號；截止截止截止導通電位拉低E=0DE=0時，F(xiàn)處于高阻態(tài)E=1時，F(xiàn)處于正常態(tài)（ThreeStateGate）§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路5.TS門ABF邏輯符號E為使能控制端ABF邏輯符號用途？單向傳輸§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路5.TS門廣泛用于總線傳輸

總線§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路5.TS門廣泛用于總線傳輸E=0禁止工作E=1禁止工作§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路1.CT54/742.CT54S/74S3.CT54LS/74LS4.OC門5.TS門5.TTL門的主要外部特性參數(shù)§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路5.TTL門的主要外部特性參數(shù)A.

輸出高、低電平：電路可靠性低電平:0V-0.4V標稱值：0.3V

不同的廠家不一樣不同的型號不一樣高電平:2.4V-5V標稱值：3.6V

0.4v5v§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路5.TTL門的主要外部特性參數(shù)B.

扇入系數(shù)與扇出系數(shù)：帶負載的能力扇入系數(shù)是指合格的輸入端的個數(shù)；扇出系數(shù)是指在正常工作狀態(tài)下所能帶同類門電路的最大數(shù)目；§3-2邏輯門電路二TTL集成邏輯門電路5.TTL門的主要外部特性參數(shù)C.

平均傳輸延遲時間：速度指標導通延遲時間tPHL截止延遲時間tPLH§3-2邏輯門電路【總結】TTL邏輯門電路

74STS7474LSOC§3-3觸發(fā)器

觸發(fā)器的分類：按邏輯功能不同：RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器等。按觸發(fā)方式不同：電平觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器和脈沖觸發(fā)器等。按電路結構不同：基本RS觸發(fā)器，同步觸發(fā)器、維持阻塞觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器等。

觸發(fā)器的邏輯功能通常用功能表、狀態(tài)表、狀態(tài)圖、特征表、特征方程、時序圖等表示?！?-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器兩互補輸出端基本RS觸發(fā)器的電路結構兩輸入端&QQ.G1&.G2SDRD

正常情況下，兩輸出端的狀態(tài)保持相反。通常以Q端的邏輯電平表示觸發(fā)器的狀態(tài)，即Q=1，Q=0時，稱為“1”態(tài)；反之為“0”態(tài)。反饋線§3-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器1、電路結構QQ.G1&.&G2SDRDQQSDRD§3-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器2、基本工作原理1001設觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)。翻轉為“0”態(tài)(1)SD=1，RD=01010QQ.G1&.&G2SDRD§3-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器設原態(tài)為“0”態(tài)1001110觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變復位0

結論:不論觸發(fā)器原來為何種狀態(tài)，當SD=1，

RD=0時，將使觸發(fā)器置“0”或稱為復位。QQ.G1&.&G2SDRD§3-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器01設原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉為“1”態(tài)(2)SD=0，RD=1QQ.G1&.&G2SDRD§3-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器設原態(tài)為“1”態(tài)0110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變置位1

結論:不論觸發(fā)器原來為何種狀態(tài)，當SD=0，

RD=1時，將使觸發(fā)器置“1”或稱為置位。QQ.G1&.&G2SDRD§3-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器11設原態(tài)為“0”態(tài)010011保持為“0”態(tài)(3)SD=1，RD=1QQ.G1&.&G2SDRD§3-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器設原態(tài)為“1”態(tài)1110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變1

當SD=1，

RD=1時，觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)，即觸發(fā)器具有保持、記憶功能。QQ.G1&.&G2SDRD§3-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器1100“1”態(tài)(4)SD=0，RD=0QQ.G1&.&G2SDRD

當信號SD=RD=0時，兩個與非門的輸出都為1，這就達不到Q與Q應該相反的邏輯要求?！?-3觸發(fā)器一基本觸發(fā)器110011111110若G1先翻轉，則觸發(fā)器為“0”態(tài)“1”態(tài)(4)SD=0，RD=0

當信號SD=RD=0再同時變?yōu)?時，由于與非門的翻轉時間不可能完全相同，觸發(fā)器狀態(tài)可能是“1”態(tài)，也可能是“0”態(tài)，不能根據(jù)輸入信號確定。QQ.G1&.&G2SDRD10若先翻轉§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器

功能說明輸入輸出110110001001CD11QQ輸出置1輸出置0原狀態(tài)不變

狀態(tài)不定RDSD【問題一】為什么叫觸發(fā)器？具有記憶功能的電路，狀態(tài)可以保持不變；不同輸入信號觸發(fā)不同的輸出狀態(tài)；觸發(fā)器：Flip-Flop，簡寫FF§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器

功能說明輸入輸出110110001001CD11QQ輸出置1輸出置0原狀態(tài)不變

狀態(tài)不定RDSD【問題二】觸發(fā)器有什么功能？具有記憶功能，可存儲一位二進制數(shù)碼；兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉換，即狀態(tài)的翻轉；§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器

功能說明輸入輸出110110001001CD11QQ輸出置1輸出置0原狀態(tài)不變

狀態(tài)不定RDSD【問題三】邏輯功能怎么描述？1.功能表描述觸發(fā)器邏輯功能；RS功能說明次態(tài)

現(xiàn)態(tài)

00d不定010置0101置111不變約束條件§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器

功能說明輸入輸出110110001001CD11QQ輸出置1輸出置0原狀態(tài)不變

狀態(tài)不定RDSD【問題三】邏輯功能怎么描述？2.狀態(tài)表次態(tài)、現(xiàn)態(tài)和輸入的關系；次態(tài)現(xiàn)態(tài)01dd001101約束條件§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器

功能說明輸入輸出110110001001CD11QQ輸出置1輸出置0原狀態(tài)不變

狀態(tài)不定RDSD【問題三】邏輯功能怎么描述？3.狀態(tài)圖反映狀態(tài)之間轉移關系的有向圖；01RS100101/11×1/1×/10/11S

nQR1+nQS

nQR1+nQ§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器

功能說明輸入輸出110110001001CD11QQ輸出置1輸出置0原狀態(tài)不變

狀態(tài)不定RDSD【問題三】邏輯功能怎么描述？4.特性表真值表；000001010011100101110111不定001101

約束條件§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器

功能說明輸入輸出110110001001CD11QQ輸出置1輸出置0原狀態(tài)不變

狀態(tài)不定RDSD【問題三】邏輯功能怎么描述？5.特性方程邏輯函數(shù)表達式；

Qn000111100×0011×011

RS次態(tài)Qn+1的卡諾圖約束條件§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器4.波形圖[例]設下圖中觸發(fā)器初始狀態(tài)為

0，試對應輸入波形畫出

Q和

Q的波形。解：QQSDRDSRSDRD保持初態(tài)為0，故保持為0。置

0保持QQ置

11.功能表2.狀態(tài)表3.狀態(tài)圖4.特性表5.特性方程6.波形圖§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器§3-3觸發(fā)器一基本R-S觸發(fā)器？SDRDQQ&&課后練習功能表Qn11101010不定00Qn+1SDRD不定11001110Qn00Qn+1SDRDQQSDRDSRQQSDRDSR邏輯符號置0、置1信號低電平有效置0、置1信號高電平有效注意

弄清輸入信號是低電平有效還是高電平有效。？區(qū)別？§3-3觸發(fā)器正常狀態(tài)：無故障信號，VI＝0為低電平，清音按鈕未按下故障狀態(tài)：VI由0→1，若清音按鈕未按下01011&&&&11音響電路VIGFEDCBARQQ+5V清音開關故障信號101此時音響電路不發(fā)聲011011101此時音響電路發(fā)聲報警聽到報警聲后，按下清音按鈕0110010報警聲消失待故障信號＝0，觸發(fā)器返回1狀態(tài)例2

聲報警控制電路應用舉例

例3

消除機械開關振動引起的抖動現(xiàn)象

SR開關接B開關接A懸空時間接A振動懸空時間接B振動SR【問題】基本R-S觸發(fā)器有什么缺點？缺點：R、S有約束條件缺點：無統(tǒng)一時鐘定時控制§3-3觸發(fā)器§3-3觸發(fā)器二時鐘R-S觸發(fā)器缺點：無統(tǒng)一時鐘定時控制SDQQ&&RD&&CPSRR、S高電平有效★CP=0時，G3、G4被封鎖，輸入信號R、S不起作用?；綬S觸發(fā)器的輸入均為1，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。

1RS★CP=1時，G3、G4解除封鎖，將輸入信號R和S取非后送至基本RS觸發(fā)器的輸入端。

§3-3觸發(fā)器二時鐘R-S觸發(fā)器SDQQ&&RD&&CPSR

不定11001110Qn00Qn+1SRRS功能

R、S信號高電平有效

QQ1SC11R§3-3觸發(fā)器二時鐘R-S觸發(fā)器特性表CP=1期間有效§3-3觸發(fā)器二時鐘R-S觸發(fā)器CPRS【例1】請畫出時鐘RS觸發(fā)器輸出Q波形？（初態(tài)為0）Q【解】保持保持保持保持保持保持置1置0置1置0不變§3-3觸發(fā)器三時鐘R-S觸發(fā)器的特點(1)同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉換分別由R、S和CP控制，其中，R、S控制狀態(tài)轉換的方向；CP控制狀態(tài)轉換的時刻。(2)同步RS觸發(fā)器在CP=1期間接收輸入信號進行工作,CP=0時停止?？捎靡粋€CP控制多個觸發(fā)器工作，抗干擾能力強于基本型。(4)觸發(fā)器的翻轉只是被控制在一個時間間隔內，而不是控制在某個時刻。有空翻現(xiàn)象。§3-3觸發(fā)器三時鐘R-S觸發(fā)器空翻現(xiàn)象由于CP=1期間，G3、G4門都是開著的，都能接收R、S信號，所以，若在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。在一個時鐘脈沖周期中，觸發(fā)器發(fā)生多次翻轉的現(xiàn)象叫做空翻。§3-3觸發(fā)器二時鐘R-S觸發(fā)器【特點】時鐘電平控制R、S之間有約束缺點QQ1SC11R1D§3-3觸發(fā)器三時鐘D觸發(fā)器QQ1SC11R1DQQ1DDC1CP

狀態(tài)不變0

功能說明輸入輸出DCP時鐘D觸發(fā)器功能表

100110輸出置0§3-3觸發(fā)器三時鐘D觸發(fā)器QQ1SC11R1DQQ1DDC1CP10

狀態(tài)不變

功能說明輸入輸出DCP時鐘D觸發(fā)器功能表

10010輸出置01輸出置1

跟隨輸入信號D簡化電路§3-3觸發(fā)器三時鐘D觸發(fā)器1.功能表功能說明010置01置1D次態(tài)現(xiàn)態(tài)0100112.狀態(tài)表01D1003.狀態(tài)圖§3-3觸發(fā)器三時鐘D觸發(fā)器4.特性表nQD1+nQ0000101011115.特性方程6.波形圖【例2】請畫出時鐘D觸發(fā)器輸出Q波形？（初態(tài)為0）DCPQ保持保持保持與D同步與D同步§3-3觸發(fā)器三時鐘D觸發(fā)器以犧牲輸入信號個數(shù)來解決約束條件的問題QQ1SC11R

時鐘RS觸發(fā)器QQ1DDC1CP

時鐘D觸發(fā)器？能不能有其他方法解決約束條件？§3-3觸發(fā)器QQ1SC11R11QQ與門或門&&010110翻轉10KJ邏輯符號QQ1JJC1CP1KK四時鐘JK觸發(fā)器§3-3觸發(fā)器QQ1SC11R&&KJ四時鐘JK觸發(fā)器1說明Qn+1KJCP不變Qn00置0010翻轉11置1101不變Qn××0Qn0000010Q100Q11QQ§3-3觸發(fā)器四時鐘JK觸發(fā)器2.狀態(tài)表次態(tài)現(xiàn)態(tài)010100111001/113.狀態(tài)圖01JK10/1100/0100/100000101011114.特性表nQJK1+nQ

0000

0011

0100

0110

1001

1011

1101

1110§3-3觸發(fā)器四時鐘JK觸發(fā)器

Qn000111100001111001

JK次態(tài)Qn+1的卡諾圖5.特性方程0000101011114.特性表nQJK1+nQ

0000

0011

0100

0110

1001

1011

1101

1110§3-3觸發(fā)器四時鐘JK觸發(fā)器6.波形圖【例3】請畫出時鐘JK觸發(fā)器輸出Q波形？（初態(tài)為0）JCPK保持保持保持置0置1不變置1翻轉Q§3-3觸發(fā)器【歸納】置1置0不變翻轉時鐘RS觸發(fā)器時鐘D觸發(fā)器時鐘JK觸發(fā)器還有什么觸發(fā)器？？§3-3觸發(fā)器【歸納】置1置0不變翻轉時鐘RS觸發(fā)器時鐘D觸發(fā)器時鐘JK觸發(fā)器從哪個轉換過來？？？§3-3觸發(fā)器QQ1JC11K1說明Qn+1KJCP不變Qn00置0010翻轉11置1101不變Qn××0QnJ=KT五時鐘T觸發(fā)器CPQQ1TTC1CP1.功能表功能說明01不變翻轉T次態(tài)現(xiàn)態(tài)0101102.狀態(tài)表§3-3觸發(fā)器五時鐘T觸發(fā)器01T1103.狀態(tài)圖04.特性表nQT1+nQ0000111011105.特性方程§3-3觸發(fā)器五時鐘T觸發(fā)器6.波形圖【例4】請畫出時鐘T觸發(fā)器輸出Q波形？（初態(tài)為0）TCPQ保持保持保持翻轉不變不變翻轉§3-3觸發(fā)器【歸納】置1置0不變翻轉時鐘RS觸發(fā)器時鐘D觸發(fā)器時鐘JK觸發(fā)器時鐘T觸發(fā)器同步觸發(fā)器§3-3觸發(fā)器時鐘RS觸發(fā)器時鐘D觸發(fā)器時鐘JK觸發(fā)器時鐘T觸發(fā)器電位觸發(fā)方式CPJKQ有效翻轉空翻一個時鐘周期中，觸發(fā)器發(fā)生多次翻轉的現(xiàn)象叫空翻。QQ1JC1CP1K§3-3觸發(fā)器QQ1JC1CP1K【問題】空翻問題1JKQ主Q主Q從Q從六主從JK觸發(fā)器CP=1時：主觸發(fā)器工作，接受輸入信號；從觸發(fā)器封鎖，輸出保持不變；給主從觸發(fā)器提供反相的時鐘信號，使它們在不同的時段交替工作。10封鎖工作§3-3觸發(fā)器QQ1JC1CP1K【問題】空翻問題QQ1JC1CP1K1JKQ主Q主Q從Q從六主從JK觸發(fā)器CP=1時：主觸發(fā)器工作，接受輸入信號；從觸發(fā)器關閉，輸出保持不變；01CP到來=0時：主觸發(fā)器封鎖，不接受輸入信號；從觸發(fā)器工作，接受信號；工作封鎖§3-3觸發(fā)器六主從JK觸發(fā)器01CP010分析JK觸發(fā)器的邏輯功能(1)J=1,K=1

設觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)翻轉為“1”態(tài)110110101001狀態(tài)不變主從狀態(tài)一致狀態(tài)不變01RS

CPF從QQQQSDRD1

CPF主JKCP

§3-3觸發(fā)器六主從JK觸發(fā)器CP010(1)J=1,K=110設觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)為“？”狀態(tài)J=1,K=1時，每來一個時鐘脈沖，狀態(tài)翻轉一次，即具有計數(shù)功能。(1)J=1,K=1RS

CPF從QQQQSDRD1

CPF主JKCP

§3-3觸發(fā)器六主從JK觸發(fā)器01RS

CPF從QQQQSDRD1

CPF主JKCP

CP010(2)J=0，K=1

設觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)翻轉為“0”態(tài)01100101011001設觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)為“？”態(tài)§3-3觸發(fā)器六主從JK觸發(fā)器01CP010(3)J=1，K=0

設觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)翻轉為“1”態(tài)10011010100101設觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)為“？”態(tài)RS

CPF從QQQQSDRD1

CPF主JKCP

§3-3觸發(fā)器六主從JK觸發(fā)器CP010(4)J=0，K=0

設觸發(fā)器原態(tài)為“0”態(tài)保持原態(tài)00010001保持原態(tài)保持原態(tài)RS

CPF從QQQQSDRD1

CPF主JKCP

§3-3觸發(fā)器六主從JK觸發(fā)器CP01001結論：CP高電平時F主狀態(tài)由J、K決定，F(xiàn)從狀態(tài)不變。CP下降沿()觸發(fā)器翻轉（F從狀態(tài)與F主狀態(tài)一致）。RS

CPF從QQQQSDRD1

CPF主JKCP

QQ1JJC1CP1RK§3-3觸發(fā)器六主從JK觸發(fā)器1JC1CP1K1JC1CP1K1JKQ從Q從Q主Q主邏輯符號表示時鐘觸發(fā)沿為下降沿表示主從觸發(fā)§3-3觸發(fā)器六主從JK觸發(fā)器特性方程：將代入上式，得到JK觸發(fā)器的特性方程：主從RS觸發(fā)器

SR主從JK觸發(fā)器電路結構工作波形下降沿觸發(fā)翻轉已知CP、J、K的波形，試畫出輸出端Q的波形。設觸發(fā)器的初態(tài)為0。

在CP脈沖的高電平期間將輸入信號存儲于主觸發(fā)器在CP脈沖的下降沿到來時翻轉例1

主從JK觸發(fā)器組成的電路及其輸入信號CP、D的波形分別如圖所示，設觸發(fā)器的初態(tài)為1，試畫出輸出端L的波形。J(K)解：J、K互補=D,所以輸出同J（D）端。

上升沿觸發(fā)在CP脈沖的低電平期間將輸入信號存儲于主觸發(fā)器。在CP脈沖上升沿到來時翻轉

例2設負跳沿觸發(fā)的主從JK觸發(fā)器的CP和J、K信號的波形如圖所示，畫出輸出端Q的波形。設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。

在CP脈沖的高電平期間將輸入信號存儲于主觸發(fā)器。在CP脈沖的下降沿到來時翻轉

主從JK觸發(fā)器存在的問題是：有“一次翻轉”現(xiàn)象。它只在以下兩種情況下產(chǎn)生：1、當Q=0(CP=1)時，J端有正向干擾2、當Q=1(CP=1)時，K端有正向干擾主RS觸發(fā)器從RS觸發(fā)器Qn＝0時，一次變化只能發(fā)生于J端，且當J端有正向干擾的時候（0→1）。Qn＝0主RS觸發(fā)器從RS觸發(fā)器Qn＝1時，一次變化只能發(fā)生于K端，且當K端有正向干擾的時候（0→1）。Qn＝1主RS觸發(fā)器從RS觸發(fā)器一次翻轉問題限制了主從JK觸發(fā)器的使用，也降低了它的抗干擾能力。在CP=1期間，可能會由于干擾而使得觸發(fā)器有錯誤動作，故對于主從JK觸發(fā)器，一般要求在CP=1期間，J、K信號保持不變或CP為窄脈沖CP高電平期間的干擾信號使觸發(fā)器狀態(tài)出錯例3

已知主從JK觸發(fā)器J、K的波形如圖所示，畫出輸出Q的波形圖

（設初始狀態(tài)為0）。（1）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉發(fā)生在時鐘脈沖的觸發(fā)沿（2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是時鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)。畫主從觸發(fā)器的波形圖時的依據(jù)：主從JK觸發(fā)器的特點：（1）主從觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉分為兩個節(jié)拍：（2）對于主從JK觸發(fā)器而言，不存在約束現(xiàn)象當CP＝1時，CP’＝0，從觸發(fā)器被封鎖，保持原狀態(tài)不變;主觸發(fā)器工作，接收JK端的輸入信號。當CP由1躍變到0時，即CP=0、CP’＝1。主觸發(fā)器被封鎖，輸入信號JK不再影響主觸發(fā)器的狀態(tài)；從觸發(fā)器工作，接收主觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)。（3）無空翻現(xiàn)象。CP一旦變?yōu)?后，主觸發(fā)器被封鎖，其狀態(tài)不再受J、K影響，因此不會有空翻現(xiàn)象。（4）存在一次變化問題主從JK觸發(fā)器在CP=1期間，主觸發(fā)器只變化（翻轉）一次，這種現(xiàn)象稱為一次翻轉現(xiàn)象?！?-3觸發(fā)器【歸納】QQ1JJC1CP1RK主從JK觸發(fā)器QQ1JJC1CP1KK同步JK觸發(fā)器比較邏輯功能相同；邏輯符號不同；觸發(fā)方式不同；CP觸發(fā)接收觸發(fā)§3-3觸發(fā)器七邊沿觸發(fā)器

主從觸發(fā)器，若是負跳變沿觸發(fā)的主從觸發(fā)器，它們在工作時必須在正跳變沿前加入輸入信號，如果在CP=1的期間，輸入端出現(xiàn)干擾，就有可能使觸發(fā)器狀態(tài)出錯。

邊沿觸發(fā)器的電路結構可以克服這一缺點。它大大提高了觸發(fā)器抗干擾能力和電路的可靠性。

邊沿觸發(fā)器有兩種工作方式：

維持-阻塞邊沿觸發(fā)器*利用傳輸延遲的邊沿觸發(fā)器§3-3觸發(fā)器七維持阻塞邊沿觸發(fā)器邏輯符號基本RS觸發(fā)器10100111111110SD、RD分別為直接置1、置0端，低電平有效。011100D觸發(fā)器置1D觸發(fā)器置0直接置0端直接置1端若CP=0，G3門輸出：

“1”若CP=1，G3門輸出：

“1”§3-3觸發(fā)器七維持阻塞邊沿觸發(fā)器工作原理(不考慮SD、RD時)&&01111Qn+1=Qn&&DD當CP=0時

在SD=RD=1的前提下，§3-3觸發(fā)器七維持阻塞邊沿觸發(fā)器當CP由0變1時&&DDDDDD在CP脈沖的上升沿產(chǎn)生狀態(tài)變化

2、工作原理

CP=1期間&DD1門3,4開,Q3,Q4輸出互補，必定有一個為0。若Q3=0，Q4=101101置0維持線，置1阻塞線00×維持阻塞作用一旦產(chǎn)生之后（此作用一直保持到CP下降沿到來時為止），D信號就失去作用2、工作原理

CP=1期間&DD1若Q3=1，Q4=0

1001&11方向2：保證Q6=1，維持Q4＝0，置1維持線方向3：阻止Q3為0，置0阻塞線方向1：使觸發(fā)器置“1”0×維持阻塞作用一旦產(chǎn)生之后（此作用一直保持到CP下降沿到來時為止），D信號就失去作用§3-3觸發(fā)器七維持阻塞邊沿觸發(fā)器

維持-阻塞D觸發(fā)器在CP脈沖的上升沿前接受信息，上升沿時觸發(fā)翻轉，上升沿后封鎖輸入，此即邊沿觸發(fā)器的特點。觸發(fā)方式§3-3觸發(fā)器七維持阻塞邊沿觸發(fā)器畫觸發(fā)器輸出波形圖總結：一、單個觸發(fā)器畫輸出波形三、兩個或多個觸發(fā)器畫輸出波形二、入端有組合電路的觸發(fā)器畫輸出波形§3-3觸發(fā)器七維持阻塞邊沿觸發(fā)器一、單個觸發(fā)器畫輸出波形例1

基本觸發(fā)器的邏輯符號與輸入波形如圖所示。試作出Q、Q的波形。SDRDQQ×××××××××ק3-3觸發(fā)器七維持阻塞邊沿觸發(fā)器例2

單個觸發(fā)器的邏輯結構與輸入波形如圖所示。試作出輸出波形。CP12345ABQ2Q3Q2“0”“1”置1翻轉保持翻轉翻轉例3

入端有組合電路的觸發(fā)器的邏輯結構與輸入波形如圖所示。試作出輸出波形（初態(tài)為“0”）。Q1AB/J“0”Q2“0”初態(tài)保持置0保持翻轉置0保持二、入端有組合電路的觸發(fā)器畫輸出波形CP123456BA/K§3-3觸發(fā)器七維持阻塞邊沿觸發(fā)器例4

兩觸發(fā)器構成的邏輯電路與輸入波形如圖所示。試作出輸出波形（初態(tài)為“0”）。CP123456Q1Q2“0”“0”(↑)(↓)三、兩個或多個觸發(fā)器畫輸出波形§3-3觸發(fā)器八觸發(fā)器的電氣特性動態(tài)特性一、輸入信號的建立時間和保持時間1.建立時間

tset指要求觸發(fā)器輸入信號先于

CP

信號的時間。2.保持時間

th指保證觸發(fā)器可靠翻轉，

CP

到來后輸入信號需保持的時間。邊沿

D

觸發(fā)器的tset和th均在10ns左右。CPD010101≥≥≥≥§3-3觸發(fā)器八觸發(fā)器的電氣特性二、時鐘觸發(fā)器的傳輸延遲時間指從

CP

觸發(fā)沿到達開始，到輸出端Q、Q

完成狀態(tài)改變所經(jīng)歷的時間。1.tPHL為輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖降膫鬏斞舆t時間。TTL邊沿

D

觸發(fā)器7474，tPHL≥40ns。2.tPLH為輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖降膫鬏斞舆t時間。7474，≤25ns。三、時鐘觸發(fā)器的最高時鐘頻率fmax由于每一級門電路的傳輸延遲，使時鐘觸發(fā)器的最高工作頻率受到限制。7474，fmax

≥15MHz?！?-3觸發(fā)器【總結】觸發(fā)器的分類：邏輯功能置1置0不變翻轉RS觸發(fā)器D觸發(fā)器JK觸發(fā)器T觸發(fā)器§3-3觸發(fā)器【總結】觸發(fā)器的分類：觸發(fā)方式CP接收信號觸發(fā)接收并觸發(fā)觸發(fā)電平觸發(fā)器空翻主從觸發(fā)器一次翻轉邊沿觸發(fā)器§3-3觸發(fā)器【總結】觸發(fā)器的命名：主從JK觸發(fā)器觸發(fā)方式邏輯功能觸發(fā)器的描述方法：2.狀態(tài)表5.特性方程

3.狀態(tài)圖6.波形圖1.功能表

4.特性表【問題】觸發(fā)器有什么用？§3-3觸發(fā)器【練習】請畫出帶異步置0和置1端的JK觸發(fā)器輸出Q波形？（下降沿觸發(fā)）JKCPSDRDQQ1JJC1CP1RKSDRD置0置

1Q搶答系統(tǒng)§3-3觸發(fā)器搶答系統(tǒng)【思考】搶答系統(tǒng)包括哪幾個部分？搶答電路顯示電路觸發(fā)器§3-3觸發(fā)器§3-3觸發(fā)器九觸發(fā)器的應用之搶答電路【例】請設計一個四路搶答電路可用元件：集成4D觸發(fā)器74LS175，發(fā)光二極管，各種邏輯門電路（與，或，非，與非，或非，異或），按鍵若干，電阻，電容，風鳴器，1KHzCP脈沖，電源，接地§3-3觸發(fā)器邊沿D觸發(fā)器QQC1CP1DD問1：觸發(fā)方式是什么？CP上升沿接受并觸發(fā)問2：邏輯功能是什么？置1置0不變翻轉功能表功能說明010置01置1DRDQQRDQQRDQQRDQQCP1D2D3D4DRD2Q1Q3Q4Q1Q2Q3Q4QVcc(+5V)GND§3-3觸發(fā)器【學習