《數(shù)字電子技術(shù)》學(xué)習(xí)情境3任務(wù)一RS觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試

學(xué)習(xí)情境三

電子生日蠟燭的制作與調(diào)試曹瑩內(nèi)容提要任務(wù)1RS觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試任務(wù)2JK觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試任務(wù)3D觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試任務(wù)4電子生日蠟燭電路的制作與調(diào)試任務(wù)1RS觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試任務(wù)目標(biāo)：1．熟悉基本RS觸發(fā)器的功能、基本組成和工作原理2．能使用EWB仿真軟件測(cè)試基本RS觸發(fā)器的功能和真值表任務(wù)1RS觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試

觸發(fā)器是具有記憶功能的電路，它是數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中具有記憶和存儲(chǔ)功能部件的基本邏輯單元。它的輸出有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，分別用二進(jìn)制數(shù)碼0、1表示。觸發(fā)器在某一時(shí)刻的輸出不僅和當(dāng)時(shí)的輸入狀態(tài)有關(guān)，而且與在此之前的電路狀態(tài)有關(guān)，即當(dāng)輸入信號(hào)消失后，觸發(fā)器的狀態(tài)被記憶，直到再輸入信號(hào)后，它的狀態(tài)才可能變化。

1．基本RS觸發(fā)器電路組成（a）邏輯電路（b）邏輯符號(hào)由與非門(mén)構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器將兩個(gè)與非門(mén)的輸入端與輸出端交叉耦合就組成一個(gè)基本RS觸發(fā)器如圖（a）所示，其中、是它的兩個(gè)輸入端，“非號(hào)”表示低電平（負(fù)脈沖）觸發(fā)有效，Q、是它的兩個(gè)輸出端，基本RS觸發(fā)器的邏輯符號(hào)如圖（b）所示。圖中觸發(fā)器邏輯符號(hào)上輸出端的小圓圈則表示輸出端。2．基本RS觸發(fā)器邏輯功能基本RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端（稱(chēng)為置“0”端）和（稱(chēng)為置“1”端），字母上的“—”號(hào)表示低電平有效。（1）當(dāng)=1、=1時(shí)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。（2）當(dāng)=0、=1時(shí)，觸發(fā)器被置為“0”狀態(tài)。（3）當(dāng)=1、=0時(shí)，觸發(fā)器被置為“1”狀態(tài)。（4）當(dāng)=0、=0時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)不確定?？偨Y(jié)：基本RS觸發(fā)器的邏輯功能是：置“0”、置“1”和保持輸入信號(hào)輸出狀態(tài)功能說(shuō)明Q00不定禁止010置“0”101置“1”11Q(不變)保持基本RS觸發(fā)器的真值表基本RS觸發(fā)器的特性方程問(wèn)題？觸發(fā)器有哪兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)？為什么說(shuō)觸發(fā)器能長(zhǎng)期保持所記憶的信息？（提示：觸發(fā)器由一個(gè)穩(wěn)態(tài)到另一穩(wěn)態(tài)，必須有外界信號(hào)的觸發(fā)。否則它將長(zhǎng)期穩(wěn)定在某一狀態(tài)）

做一做：測(cè)試基本RS觸發(fā)器的邏輯功能基本RS觸發(fā)器邏輯仿真電路

在數(shù)字電路系統(tǒng)中，往往有很多的觸發(fā)器，為了使它們能按統(tǒng)一的節(jié)拍工作，大多需要加控制脈沖到各個(gè)觸發(fā)器使其得到控制，只有當(dāng)控制脈沖來(lái)時(shí)，各觸發(fā)器才工作（觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻受控制脈沖的控制，而翻轉(zhuǎn)到何種狀態(tài)由輸入信號(hào)決定）。該控制脈沖稱(chēng)為時(shí)鐘脈沖，簡(jiǎn)稱(chēng)CP，其波形如下圖所示。CP上升沿低電平高電平下降沿1．同步RS觸發(fā)器的電路組成（a）邏輯電路（b）邏輯圖形符號(hào)2．同步RS觸發(fā)器的工作原理同步RS觸發(fā)器就好像是在基本RS上加了兩道門(mén)（與非門(mén)），該門(mén)的開(kāi)與關(guān)受時(shí)鐘脈沖的控制。同步RS觸發(fā)器的真值表時(shí)鐘脈沖CP輸入信號(hào)輸出狀態(tài)Qn+1功能說(shuō)明SR0××Qn保持100Qn保持1010置“0”1101置“1”111×禁止同步RS觸發(fā)器在無(wú)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)不工作，在有時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)，其邏輯功能與基本RS觸發(fā)器相同，有置“0”、“1”和保持功能。真值表中“×”表示取值可以為0或1例:由圖中的R和S信號(hào)波形，畫(huà)出同步RS觸發(fā)器Q和的波形。CP=1時(shí)，S=1、R=0觸發(fā)器置1CP=1時(shí)，S=0、R=1，觸發(fā)器置0CP=1時(shí)，R=1、S=1Q不定狀態(tài)CP=1時(shí)，R=0、S=0Q狀態(tài)不變解：設(shè)RS觸發(fā)器的初態(tài)為0，當(dāng)時(shí)鐘脈沖CP=0時(shí)，觸發(fā)器不受R和S信號(hào)控制，保持原狀態(tài)不變。只有在CP=1的期間，R和S信號(hào)才對(duì)觸發(fā)器起作用。做一做：同步RS觸發(fā)器的邏輯功能仿真測(cè)試

D端

D端CP=1期間觸發(fā)此類(lèi)觸發(fā)器無(wú)法保證觸發(fā)器在一個(gè)CP周期內(nèi)只動(dòng)作一次觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象1．同步式觸發(fā)類(lèi)型同步式觸發(fā)一般采用高電平觸發(fā)，即在高電平“CP=1”期間，輸入信號(hào)起作用。CP=1期間觸發(fā)此類(lèi)觸發(fā)器無(wú)法保證觸發(fā)器在一個(gè)CP周期內(nèi)只動(dòng)作一次2．邊沿觸發(fā)類(lèi)型上升沿（又稱(chēng)正邊沿）觸發(fā)方式是指觸發(fā)器只在時(shí)鐘脈沖CP上升沿那一時(shí)刻，根據(jù)輸入信號(hào)的狀態(tài)按其功能觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。而下降沿觸發(fā)方式是指觸發(fā)器只是在CP下降沿那一時(shí)刻按其功能翻轉(zhuǎn)，其余時(shí)刻均處于保持狀態(tài)。這樣同樣能確保觸發(fā)器在一個(gè)CP周期內(nèi)只動(dòng)作一次。在CP下降沿那一時(shí)刻觸發(fā)在CP上升沿那一時(shí)刻觸發(fā)3．主從觸發(fā)類(lèi)型

克服“空翻”另一個(gè)有效方法通常是采用主從觸發(fā)器。主從觸發(fā)器一般是由主觸發(fā)器、從觸發(fā)器和非門(mén)構(gòu)成。它為雙拍式工作方式，即將一個(gè)時(shí)鐘分為兩個(gè)階段（節(jié)拍）。（1）CP高電平期間主觸發(fā)器接收輸入控制信號(hào)。而從觸發(fā)器被封鎖，保持原狀態(tài)不變。（2）在CP由高電平轉(zhuǎn)成低電平時(shí)（即下降沿）主觸發(fā)器被封鎖，保持CP高電平所接收的狀